JP3097419B2 - 車両状態判定装置 - Google Patents

車両状態判定装置

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JP3097419B2 JP05285282A JP28528293A JP3097419B2 JP 3097419 B2 JP3097419 B2 JP 3097419B2 JP 05285282 A JP05285282 A JP 05285282A JP 28528293 A JP28528293 A JP 28528293A JP 3097419 B2 JP3097419 B2 JP 3097419B2
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両状態判定装置に関
し、車両の旋回状態を判定する車両状態判定装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より車両が旋回走行を行なっている
状態で、車輪が横滑りを起こしコーナリング安定性が損
なわれるコーナリング限界かどうかを判定し、コーナリ
ング限界に至ったとき操舵量を減少させたり、運転者に
知らせたりする車両状態判定装置がある。
【0003】例えば特開昭62−116355号公報に
記載のものは、セルフアライニングトルク(SAT)と
横力(サイドフォース)とを検出し、これらの微分値か
らコーナリング限界状態か否かを判定し、前輪側がコー
ナリング限界のときに後輪側を前輪側と逆位相に転舵
し、後輪側がコーナリング限界のときに前輪の転舵角を
減少させるように制御している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、コーナリング
限界か否かを判定するためのセルフアライニングトルク
及び横力夫々の微分演算値はノイズの影響を受けやす
く、緩慢な操舵を行なったとき、上記の微分値は小さく
なってSN比が悪化し、コーナリング限界の判定精度が
悪くなるという問題があった。
【0005】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
検出された横力に対応するセルフアライニングトルクの
基準値と検出されたセルフアライニングトルクとを比較
してコーナリング限界の判定を行なうことにより、緩や
かな操舵時にも高精度にコーナリング限界を判定でき、
また、操舵ハンドルを間欠的に振動させることにより、
操舵をじゃますることなく運転者にコーナリング限界の
車両状態を伝えることができる車両状態判定装置を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理図を
示す。
【0007】同図中、セルフアライニングトルク検出手
段M1は、操舵輪のセルフアライニングトルクを検出す
る。
【0008】横力検出手段M2は、車輪の横力を検出す
る。
【0009】判定手段M4は、マップ手段M3に予め設
定されている横力とセルフアライニングトルクの関係に
基づき、検出された横力に対応するセルフアライニング
トルクの基準値を得て、検出されたセルフアライニング
トルクと比較し、コーナリング限界の判定を行なう。
【0010】また、間欠振動手段M5は、判定手段M4
の判定結果に基づき操舵ハンドルを間欠的に振動させ
る。
【0011】
【作用】本発明においては、検出された横力に対応して
得られるセルフアライニングトルクの基準値と、検出さ
れたセルフアライニングトルクとを比較してコーナリン
グ限界の判定を行ないセルフアライニングトルク及び横
力夫々の微分値を用いないため、緩やかな操舵時にも高
精度にコーナリング限界を判定でき、また、コーナリン
グ限界では操舵ハンドルを間欠的に振動させるため、セ
ルフアライニングトルクが操舵ハンドルに伝えられ、操
舵をじゃますることなく運転者にコーナリング限界の車
両状態を伝えることができる。
【0012】
【実施例】図2は本発明装置の概略構成図を示す。同図
中、10,11は前輪、12,13は後輪である。14
はステアリングリンクであり、パワーシリンダ16によ
り駆動される。ハンドル17はステアリングリンク14
に機械的に連結され、ハンドル17にはその操舵方向及
びトルクを検出する操舵トルクセンサ18が取付けられ
ている。舵角センサ19はパワーシリンダ16の変位量
から前輪の舵角θを検出する。
【0013】また、パワーシリンダ16には左シリンダ
内油圧PSLを検出する圧力センサ20a、右シリンダ
内油圧PSRを検出する圧力センサ20bが設けられて
いる。更に加速度センサ21は車体重心位置の横方向加
速度Gy を検出し、車輪速センサ22a,22b,23
a,23b夫々は車輪10,11,12,13夫々の車
輪速度を検出する。これらの各種センサの検出信号はマ
イクロコンピュータで構成される電子制御回路25に供
給される。
【0014】電子制御回路25は通常はハンドル17の
操舵方向及びトルクに応じて制御弁26を切換制御し、
通常のパワーステアリングと同等の制御を行なう。ま
た、車輪にかかるセルフアライニングトルクと横力とに
基づいてコーナリング限界か否かを判別する。
【0015】上記制御弁26は電磁弁であり、電子制御
回路25からの信号に応じてパワーシリンダ16の作動
方向を制御する。パワーシリンダ16の左右の油室には
ポンプ27からの圧油が制御弁26を介して選択的に供
給される。リリーフバルブ28は供給油圧を調整し、タ
ンク29に戻り油が還流される。
【0016】図3は電子制御回路25で実行される判定
処理のフローチャートを示す。この処理は所定時間毎に
繰り返し実行される。同図中、ステップS10では操舵
トルクMT、パワーステアリング左シリンダ内油圧PS
L及び右シリンダ内油圧PSR、車速V、舵角θ、車体
重心位置の横方向加速度Gy 、ヨーレートγ夫々を読込
む。ステップS20では次式により横力SFを推定す
る。
【0017】 SF=(b・M・Gy +I・Δγ)/L …(1) 但し、bは重心・後軸間距離、Mは車体質量、Iは慣性
モーメント、Δγはヨーレートγの変化率、Lはホイー
ルベースである。
【0018】次にステップS30でセルフアライニング
トルクを推定する。
【0019】 SAT0 =MT+(PSL−PSR)S/N …(2) 但し、Sはパワーステアリングシリンダ断面積、Nはス
テアリング減速比である。この後、ステップS40でセ
ルフアライニングトルクを補正する。
【0020】 SAT1 =SAT0 /補正係数−補正値1 −補正値2−補正値3 …(3) 補正係数={1+exp(−V/ζ)}/ν …(4) 但し、ζ,ν夫々は定数である。
【0021】 補正値1=γtanh(Vs/δμ)・ {1−(βSF2 /μ)2 } …(5) 但し、Vs=θ/V,Δθは舵角θの変化率としての舵
角速度、μは路面の摩擦係数で前輪及び後輪夫々の回転
速度の差から推定した値、δ,βは定数である。
【0022】 補正値2=εtanh(Δθ/ζ) …(6) 但し、ε,ζ夫々は定数である。
【0023】 補正値3=κtanh(|θ|・Δθ/λ) …(7) 但し、κ,λは定数である。
【0024】上記のステップS20が横力検出手段M2
に対応し、ステップS30,S40がセルフアライニン
グトルク検出手段M1に対応する。
【0025】次にステップS50ではステップS40で
算出したセルフアライニングトルクSAT1 が横力の関
数であるSATg1 (SF)以上か否かを判別する。
【0026】一般に、コーナリング限界に近づくと、横
力SFの増加に対しセルフアライニングトルクSATの
値が飽和し、その後、コーナリング限界が近づくにつれ
て減少し始める。図4にこの様子を示す。このため、セ
ルフアライニングトルクSATを横力SFで編微分した
値∂SAT/∂SF=0を予め算出し、図5の実線Iで
示す第1の基準値SATg1 (SF)として登録してお
き、セルフアライニングトルクSAT1 がSATg
1 (SF)以下となるとコーナリング限界が近いことを
知ることができる。ステップS50ではステップS20
で算出した横力SFを用いてマップ手段M3に対応する
図5に示すマップを参照してSATg1 を算出し、これ
をステップS40で算出したセルフアライニングトルク
SAT1 と比較する。
【0027】ステップS50でSAT1 >SATg1
場合はそのまま処理を終了し、SAT1 ≦SATg1
場合にはステップS60に進んでコーナリング限界の度
合を算出する。ここで、図5の実線IIで示す第2の基準
値SATg2 (SF)は摩擦係数μをパラメータとして
実車でコーナリングを行ない、横力SFが最大となって
もセルフアライニングトルクSATが変化しなくなる値
を計測し、各μにおけるSAT計測値を結んだ線であ
り、ほとんど直線となる。つまり、SATg2 (SF)
上がコーナリング限界である。
【0028】ステップS60では図6に示す如く、セル
フアライニングトルクSAT1 がSATg1 (SF)と
等しいときコーナリング限界の度合を50%とし、SA
1がSATg2 (SF)と等しいときコーナリング限
界の度合を100%として、SAT1 に応じたコーナリ
ング限界の度合を算出する。
【0029】なお、図7(A)には高μ路でハンドルを
切り増した状態での横力とセルフアライニングトルク、
及びコーナリング限界の度合の実測値を示し、図7
(B)には人工低μ路におけるスラローム走行状態での
横力とセルフアライニングトルク、及びコーナリング限
界の度合の実測値を示す。
【0030】次のステップS70ではステップS60で
算出されたコーナリング限界の度合に応じた頻度で負極
性パルスを発生し制御弁26の制御信号に重畳する。例
えばコーナリング限界の度合が50%では毎秒2パル
ス、100%では毎秒5パルスの頻度で負極性パルスを
発生して制御信号に重畳し制御弁26に供給し処理を終
了する。
【0031】上記のステップS50,S60が判定手段
M4に対応し、ステップS70が間欠振動手段M5に対
応する。
【0032】このように、本実施例では検出された横力
SF及びセルフアライニングトルクSAT1 夫々を微分
することなく使用し、横力SFに対応した第1,第2の
基準値SATg1 ,SATg2 と検出されたセルフアラ
イニングトルクSAT1 とを比較してコーナリング限界
を判定するため、判定を高精度に行なうことができる。
【0033】これによって図8(A)に示す如くコーナ
リング限界の度合が50%から上昇するにつれて図8
(B)に示す制御弁26の制御信号に重畳される負極性
パルスの発生頻度が増加する。このため、上記パルスが
ハンドル17を通して運転者に伝えられ、運転者の操舵
力は図8(C)に示す如くなる。この場合はパルスとパ
ルスとの間の操舵力によって運転者はセルフアライニン
グトルクを感じることができ、操舵のじゃまになること
はない。
【0034】
【発明の効果】上述の如く、車両状態判定装置によれ
ば、検出された横力に対応するセルフアライニングトル
クの基準値と検出されたセルフアライニングトルクとを
比較してコーナリング限界の判定を行なうため、緩やか
な操舵時にも高精度にコーナリング限界を判定でき、上
記の判定結果に基づき操舵ハンドルを間欠的に振動させ
るため、セルフアライニングトルクを操舵ハンドルに伝
えることができ操舵をじゃますることなく運転者にコー
ナリング限界の車両状態を伝えることができ、実用上き
わめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明装置の概略構成図である。
【図3】本発明装置の判定処理のフローチャートであ
る。
【図4】SFとSATとの関係を示す図である。
【図5】基準値SATg1 ,SATg2 を説明するため
の図である。
【図6】コーナリング限界の度合を説明するための図で
ある。
【図7】SFとSAT及びコーナリング限界の度合との
実測値を示す図である。
【図8】コーナリング限界の度合と制御信号と操舵力と
の信号波形図である。
【符号の説明】 10〜13 車輪 14 ステアリングリンク 16 パワーシリンダ 17 ハンドル 18 操舵トルクセンサ 19 舵角センサ 20a,20b 圧力センサ 21 加速度センサ 25 電子制御回路 M1 セルフアライニングトルク検出手段 M2 横力検出手段 M3 マップ手段 M4 判定手段 M5 間欠振動手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B62D 123:00 137:00 (56)参考文献 特開 平5−69845(JP,A) 特開 平5−185815(JP,A) 特開 昭62−116355(JP,A) 特開 平5−278624(JP,A) 特開 平5−185948(JP,A) 特開 平5−185942(JP,A) 特開 平4−238745(JP,A) 特開 昭62−218281(JP,A) 特開 平4−362474(JP,A) 実開 平5−64050(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 6/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操舵輪のセルフアライニングトルクを検
    出するセルフアライニングトルク検出手段と、 車輪の横力を検出する横力検出手段と、 予め設定されている横力とセルフアライニングトルクの
    関係に基づき、検出された横力に対応するセルフアライ
    ニングトルクの基準値を得て、検出されたセルフアライ
    ニングトルクと比較し、コーナリング限界の判定を行な
    う判定手段とを有することを特徴とする車両状態判定装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の車両状態判定装置におい
    て、 前記判定手段の判定結果に基づき操舵ハンドルを間欠的
    に振動させる間欠振動手段を有することを特徴とする車
    両状態判定装置。
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