JP3695164B2 - 車輌の挙動制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の挙動制御方法に係り、更に詳細には車輌の過大なロールを抑制する車輌の挙動制御方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の過大なロールを抑制する挙動制御方法の一つとして、例えば特開平１０−８１２１５号公報に記載されている如く、車輌の横加速度の如き車輌の横転傾向を示す状態量が所定値を越えると、旋回外輪に制動力を与えることにより車輌の過大なロールを抑制する方法が従来より知られている。
【０００３】
かかる挙動制御方法によれば、車輌の横加速度の如き車輌の横転傾向を示す状態量が所定値を越えると旋回外輪に自動的に制動力が与えられるので、旋回時に車輌のロールが過大になって車輌が横転に至ることを効果的に防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の従来の挙動制御方法は旋回外輪に制動力を与えて車輪を滑らせることにより車輪の横力を低下させることを狙った制御であるため、車輪の横力が不足することに起因して車輌が旋回コースを逸脱する虞れが高くなるという問題がある。また一般に、車輌のロールが過大になる虞れは車輌のロールレートが高いほど高くなるが、上述の従来の挙動制御方法に於いては、車輌のロールに対するロールレートの影響が考慮されておらず、そのため車輌の過大なロールを高精度に抑制することが困難である。
本発明は、車輌の横加速度の如き車輌の横転傾向を示す状態量が所定値を越えると旋回外輪に制動力を与えるよう構成された従来の挙動制御方法に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、車輌のロールに対するロールレートの影響を考慮すると共に車輪の横力が不足することがないよう各輪の制駆動力を制御することにより、車輌が旋回コースを逸脱する虞れを増大させることなく車輌の過大なロールを高精度に抑制することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち旋回時の車輌の過大ロールを抑制するよう制駆動力を制御する車輌の挙動制御方法に於いて、車輌の横加速度及びロールレートに基づきロール抑制目標横加速度Ｇ yrtを演算し、Ｒを車輌の旋回半径とし、Ｖ x を車速とし、Ｉを車輌の慣性ヨーモーメントとし、Ｋ 2 を正の定数として、車速Ｖ x及び前記ロール抑制目標横加速度Ｇ yrtに基づき
Ｇ xt ＝（１／２）＊（Ｒ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
Ｙ mt ＝（１／２）＊（Ｉ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
に従って車輌の目標減速度Ｇ xt及び目標ヨーモーメントＹ mtを演算し、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ前記目標減速度及び前記目標ヨーモーメントになるよう各輪の制駆動力を制御することを特徴とする車輌の挙動制御方法によって達成される。
【０００６】
後に詳細に説明する如く、車輌の旋回半径を一定とすれば、定常円旋回の式から、前後加速度及びヨーモーメントは車速及び横加速度の変化率の関数であることが解るが、車輌の実横加速度と限界横加速度との偏差をロール抑制目標横加速度とすれば、車速及びロール抑制目標横加速度の関数として目標前後加速度（減速度）及び目標ヨーモーメントが求められる。従って車輌の前後加速度及びヨーモーメントがそれぞれこれらの目標値に追従するよう各輪の制駆動力が制御されれば、車輌を一定の旋回半径にて走行させつつ車輌の過大なロールを抑制することができる。
【０００７】
上記請求項１の構成によれば、車輌の横加速度及びロールレートに基づきロール抑制目標横加速度Ｇ yrtが演算され、車速Ｖ x及びロール抑制目標横加速度Ｇ yrtに基づき
Ｇ xt ＝（１／２）＊（Ｒ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
Ｙ mt ＝（１／２）＊（Ｉ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
に従って車輌の目標減速度Ｇ xt及び目標ヨーモーメントＹ mtが演算され、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度及び目標ヨーモーメントになるよう各輪の制駆動力が制御されるので、車輌が旋回コースを逸脱する虞れが増大することなく車輌の過大なロールが高精度に抑制される。
【０００８】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、旋回時の車輌の限界横加速度を設定し、車輌のロールレートの大きさが大きくなるほど前記限界横加速度の大きさが小さくなるよう前記限界横加速度を車輌のロールレートに応じて補正し、前記補正された限界横加速度と実横加速度との偏差に基づき前記ロール抑制目標横加速度を演算するよう構成される（請求項２の構成）。
【０００９】
請求項２の構成によれば、旋回時の車輌の限界横加速度が設定され、車輌のロールレートの大きさが大きくなるほど限界横加速度の大きさが小さくなるよう限界横加速度が車輌のロールレートに応じて補正され、補正された限界横加速度と実横加速度との偏差に基づきロール抑制目標横加速度が演算されるので、ロール抑制目標横加速度が車輌のロールレート及び実横加速度に応じて、換言すれば車輌の実際のロール挙動に応じて最適に演算される。
【００１０】
【本発明の基本原理】
まず車輌の状態量に基づき車輌のロールレートＲrrを演算し（Ａ）、車輌の横加速度Ｇy 及びロールレートＲrrに基づきロール抑制目標横加速度Ｇyrt を演算し（Ｂ）、車輌の定常円旋回の式及びロール抑制目標横加速度Ｇyrt に基づき車輌の目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtを演算し（Ｃ）、目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtに基づき各輪の目標制駆動力を演算し、各輪の制駆動力をそれらが目標制駆動力になるよう制御する（Ｄ）。
【００１１】
特に（Ｂ）のロール抑制目標横加速度Ｇyrt の演算に於いては、車輌のロールレートＲrrにより車輌の横転限界横加速度Ｇyrlim が小さくなることを考慮し、Ｋi を係数（１よりも小さい正の定数）とし、Ｇyrolimを車輌の静的横転限界横加速度として下記の式（１）に従って車輌の横転限界横加速度Ｇyrlim が演算される。
【数１】
Ｇyrlim ＝Ｇyrolim＊（１−Ｋ1 ＊Ｒrr） ……（１）
【００１２】
車輌の横加速度Ｇy の大きさが横転限界横加速度Ｇyrlim を越えると車輌は横転する。横加速度Ｇy と横転限界横加速度Ｇyrlim との差をロール抑制目標横加速度Ｇyrt とすると、このロール抑制目標横加速度は sgn（Ｇy ）を横加速度Ｇy の符号として下記の式（２）により求められる。
【数２】
【００１３】
また（Ｃ）の車輌の目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtの演算に於いては、まずＲを車輌の旋回半径とし、Ｖx を車速とし、γをヨーレートとすると、車輌の定常円旋回の式として下記の式（３）及び（４）が成立する。
【数３】
Ｖx ＝γ＊Ｒ ……（３）
Ｇy ＝γ＊Ｖx ……（４）
【００１４】
ここで旋回半径Ｒは一定であるとして上記式（３）及び（４）を時間ｔにて微分すると、それぞれ下記の式（５）及び（６）が成立する。
【数４】
ｄＶx ／ｄｔ＝Ｒ＊(ｄγ／ｄｔ) ……（５）ｄＧy ／ｄｔ＝（ｄγ／ｄｔ）＊Ｖx＋γ＊（ｄＶx／ｄｔ） ……（６）
【００１５】
上記式（５）及び（６）より下記の式（７）及び（８）が求められる。
【数５】
ｄＶx ／ｄｔ＝（１／２）＊Ｒ＊（ｄＧy／ｄｔ）／Ｖx ……（７）
ｄγ／ｄｔ＝（１／２）＊（ｄＧy／ｄｔ）／Ｖx ……（８）
【００１６】
上記式（７）及び（８）に於いて、Δｔを１演算周期としてｄＶx ／ｄｔを車輌の目標減速度Ｇxtに置き換え、Ｉを車輌の慣性ヨーモーメントとして（ｄγ／ｄｔ）＊Ｉ＊Δｔを車輌の目標ヨーモーメントＹmtに置き換えると、目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtはそれぞれ下記の式（９）及び（１０）により表される。
【数６】
【００１７】
上記式（９）及び（１０）に於いて｛Ｇy （ｔ＋Δｔ）−Ｇy （ｔ）｝／Δｔ＝Ｋ2 ＊Ｇyrt （Ｋ2 は正の定数）とすると、上記目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtはそれぞれ下記の式（１１）及び（１２）により表される。
【数７】
Ｇxt＝（１／２）＊（Ｒ／Ｖx）＊Ｋ2＊Ｇyrt ……（１１）
Ｙmt＝（１／２）＊（Ｉ／Ｖx）＊Ｋ2＊Ｇyrt ……（１２）
【００１８】
従って車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ上記目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtになるよう各輪の制駆動力が制御されれば、車輌の旋回半径を変えることなく車輌の過大なロールを抑制することが可能になる。
【００１９】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度及び目標ヨーモーメントになるよう各輪の制動力を制御するよう構成される（好ましい態様１）。
【００２０】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、車輌のロールレートは車輌の横加速度に基づき推定されるよう構成される（好ましい態様２）。
【００２１】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、車輌の減速度及びヨーモーメントをそれぞれ上記目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtにするための各輪の目標スリップ率を演算し、各輪のスリップ率が目標スリップ率になるよう各輪の制動力を制御するよう構成される（好ましい態様３）。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明による挙動制御方法の実施に適した挙動制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
【００２５】
図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌の駆動輪である左右の後輪を示している。従動輪であり操舵輪でもある左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式のパワーステアリング装置１６によりタイロッド１８L 及び１８R を介して操舵される。
【００２６】
各車輪の制動力は制動装置２０の油圧回路２２によりホイールシリンダ２４FR、２４FL、２４RR、２４RLの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路２２はリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル２６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ２８により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電気式制御装置３０により制御される。
【００２７】
車輪１０FR〜１０RLにはそれぞれ車輪速度Ｖwi（ｉ＝fr、fl、rr、rl）を検出する車輪速度センサ３２FR、３２FL、３２RR、３２RLが設けられ、ステアリングホイール１４が連結されたステアリングコラムには操舵角θを検出する操舵角センサ３４が設けられている。また車輌１２には横加速度Ｇy を検出する横加速度センサ３６及び車速Ｖx を検出する車速センサ３８が設けられている。尚操舵角センサ３４及び横加速度センサ３６は車輌の左旋回方向を正としてそれぞれ操舵角及び横加速度を検出する。
【００２８】
図示の如く、車輪速度センサ３２FR〜３２RLにより検出された車輪速度Ｖwiを示す信号、操舵角センサ３４により検出された操舵角θを示す信号、横加速度センサ３６により検出された横加速度Ｇy を示す信号、車速センサ３８により検出された車速Ｖx を示す信号は電気式制御装置３０に入力される。尚図には詳細に示されていないが、電気式制御装置３０は例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。
【００２９】
電気式制御装置３０は、後述の如く図２に示されたフローチャートに従い、車輌の横加速度Ｇy に基づき車輌のロールレートの推定値Ｒrrを演算し、車輌の横加速度Ｇy 及びロールレートＲrrに基づきロール抑制目標横加速度Ｇyrt を演算し、車輌の定常円旋回の式及びロール抑制目標横加速度Ｇyrt に基づき車輌の目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＧxtを演算し、車輌の減速度及びヨーモーメントをそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＧxtにするための各輪の目標スリップ率Ｓri（ｉ＝fr、fl、rr、rl）を演算し、各輪のスリップ率が目標スリップ率Ｓriになるよう各輪の制動力を制御する。
【００３０】
次に図２に示されたフローチャートを参照して図示の実施形態に於ける車輌の挙動制御について説明する。尚図２に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００３１】
まずステップ１０に於いては車輪速度センサ３２FR〜３２RLにより検出された車輪速度Ｖwiを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては車速Ｖx 及び操舵角θに基づき当技術分野に於いて周知の要領にて車輌の旋回半径の推定値Ｒが演算される。
【００３２】
ステップ３０に於いてはＲrrf をロールレートの推定値Ｒrrの前回値とし、ωo を車体の固有振動数とし、φo を単位重力加速度当りの定常ロール角とし、ξをロール減衰係数とし、Δｔを図２に示されたフローチャートのサイクルタイムとし、Ｒrfをロール角の推定値Ｒr の前回値として、下記の式（１３）及び（１４）に従って車輌のロールレートの推定値Ｒrr及びロール角の推定値Ｒr が演算される。
【数８】
【００３３】
ステップ４０に於いては上記式（２）に従ってロール抑制目標横加速度Ｇyrt が演算され、ステップ５０に於いては上記式（９）に従って目標減速度Ｇxtが演算され、ステップ６０に於いては上記式（１０）に従って目標ヨーモーメントＹmtが演算される。
【００３４】
ステップ７０に於いては車輌の減速度及びヨーモーメントをそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＧxtにするための各輪の目標スリップ率Ｓriが演算され、ステップ８０に於いては各輪のスリップ率が目標スリップ率Ｓriになるよう各輪の制動力が制御される。
【００３５】
尚車輌の減速度及びヨーモーメントをそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＧxtにするための各輪の目標スリップ率Ｓriの演算自体は本発明の要旨をなすものではなく、各輪の目標スリップ率Ｓriは当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算されてよく、例えば本願出願人の出願にかかる出願公開前の特願平１０−１１４１２６号明細書及び図面に記載された要領にて演算されてよい。
【００３６】
かくして図示の実施形態によれば、ステップ３０に於いて車輌のロールレートの推定値Ｒrrが演算され、ステップ４０に於いて横加速度Ｇy と車輌のロールレートの推定値Ｒrrにて補正された横転限界横加速度Ｇyrlim との差としてロール抑制目標横加速度Ｇyrt が演算され、ステップ５０及び６０に於いてそれぞれロール抑制目標横加速度Ｇyrt を達成するための目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtが演算される。そしてステップ７０及び８０に於いて車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＧxtになるよう各輪の制動力が制御される。
【００３７】
従って図示の実施形態によれば、車速Ｖ x及びロール抑制目標横加速度Ｇ yrtに基づきそれぞれ上記式９及び１０に従って車輌の目標減速度Ｇ xt及び目標ヨーモーメントＹ mtが演算されるので、車輌が旋回コースを逸脱する虞れを低減することができ、またロール抑制目標横加速度が車輌のロールレート及び実横加速度に応じて、換言すれば車輌の実際のロール挙動に応じて最適に演算されるので、車輌の過大なロールを高精度に抑制することができる。
【００３８】
特に図示の実施形態によれば、車輌のロールレートＲrrは車輌の横加速度Ｇy に基づき推定されるので、ロールレートセンサを要することなく車輌のロールレートを求めることができる。
【００３９】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００４０】
例えば上述の実施形態に於いては、車輌のロールレートＲrrは車輌の横加速度Ｇy に基づき推定されるようになっているが、車輌のロールレートはロールレートセンサにより検出されてもよい。
【００４１】
また上述の実施形態に於いては、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度及び目標ヨーモーメントになるよう各輪の制動力が制御されるようになっているが、各輪の制動力若しくは駆動力が制御されてもよい。
【００４２】
更に上述の実施形態に於いては、車輌の減速度及びヨーモーメントをそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtにするための各輪の目標スリップ率Ｓriが演算され、各輪のスリップ率が目標スリップ率Ｓriになるよう各輪の制動力が制御されるようになっているが、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtになるよう制御される限り、各輪の制駆動力は他の要領にて制御されてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明より明らかである如く、本発明の請求項１の構成によれば、車輌の横加速度及びロールレートに基づきロール抑制目標横加速度Ｇ yrtが演算され車速Ｖ x及びロール抑制目標横加速度に基づき
Ｇ xt ＝（１／２）＊（Ｒ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
Ｙ mt ＝（１／２）＊（Ｉ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
に従って車輌の目標減速度Ｇ xt及び目標ヨーモーメントＹ mtが演算され、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度及び目標ヨーモーメントになるよう各輪の制駆動力が制御されるので、車輌が旋回コースを逸脱する虞れを増大することなく車輌の過大なロールを高精度に抑制することができる。
【００４４】
また請求項２の構成によれば、旋回時の車輌の限界横加速度が設定され、車輌のロールレートの大きさが大きくなるほど限界横加速度の大きさが小さくなるよう限界横加速度が車輌のロールレートに応じて補正され、補正された限界横加速度と実横加速度との偏差に基づきロール抑制目標横加速度が演算されるので、ロール抑制目標横加速度を車輌のロールレート及び実横加速度に応じて、換言すれば車輌の実際のロール挙動に応じて最適に演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による挙動制御方法の実施に適した挙動制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図示の実施形態に於ける挙動制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０FR〜１０RL…車輪
２０…制動装置
２８…マスタシリンダ
３０…電気式制御装置
３２FR〜３２RL…車輪速度センサ
３４……操舵角センサ
３６…横加速度センサ
３８…車速センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌の挙動制御方法に係り、更に詳細には車輌の過大なロールを抑制する車輌の挙動制御方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌の過大なロールを抑制する挙動制御方法の一つとして、例えば特開平１０−８１２１５号公報に記載されている如く、車輌の横加速度の如き車輌の横転傾向を示す状態量が所定値を越えると、旋回外輪に制動力を与えることにより車輌の過大なロールを抑制する方法が従来より知られている。
【０００３】
かかる挙動制御方法によれば、車輌の横加速度の如き車輌の横転傾向を示す状態量が所定値を越えると旋回外輪に自動的に制動力が与えられるので、旋回時に車輌のロールが過大になって車輌が横転に至ることを効果的に防止することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の従来の挙動制御方法は旋回外輪に制動力を与えて車輪を滑らせることにより車輪の横力を低下させることを狙った制御であるため、車輪の横力が不足することに起因して車輌が旋回コースを逸脱する虞れが高くなるという問題がある。また一般に、車輌のロールが過大になる虞れは車輌のロールレートが高いほど高くなるが、上述の従来の挙動制御方法に於いては、車輌のロールに対するロールレートの影響が考慮されておらず、そのため車輌の過大なロールを高精度に抑制することが困難である。
本発明は、車輌の横加速度の如き車輌の横転傾向を示す状態量が所定値を越えると旋回外輪に制動力を与えるよう構成された従来の挙動制御方法に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、車輌のロールに対するロールレートの影響を考慮すると共に車輪の横力が不足することがないよう各輪の制駆動力を制御することにより、車輌が旋回コースを逸脱する虞れを増大させることなく車輌の過大なロールを高精度に抑制することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち旋回時の車輌の過大ロールを抑制するよう制駆動力を制御する車輌の挙動制御方法に於いて、車輌の横加速度及びロールレートに基づきロール抑制目標横加速度Ｇ yrtを演算し、Ｒを車輌の旋回半径とし、Ｖ x を車速とし、Ｉを車輌の慣性ヨーモーメントとし、Ｋ 2 を正の定数として、車速Ｖ x及び前記ロール抑制目標横加速度Ｇ yrtに基づき
Ｇ xt ＝（１／２）＊（Ｒ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
Ｙ mt ＝（１／２）＊（Ｉ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
に従って車輌の目標減速度Ｇ xt及び目標ヨーモーメントＹ mtを演算し、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ前記目標減速度及び前記目標ヨーモーメントになるよう各輪の制駆動力を制御することを特徴とする車輌の挙動制御方法によって達成される。
【０００６】
後に詳細に説明する如く、車輌の旋回半径を一定とすれば、定常円旋回の式から、前後加速度及びヨーモーメントは車速及び横加速度の変化率の関数であることが解るが、車輌の実横加速度と限界横加速度との偏差をロール抑制目標横加速度とすれば、車速及びロール抑制目標横加速度の関数として目標前後加速度（減速度）及び目標ヨーモーメントが求められる。従って車輌の前後加速度及びヨーモーメントがそれぞれこれらの目標値に追従するよう各輪の制駆動力が制御されれば、車輌を一定の旋回半径にて走行させつつ車輌の過大なロールを抑制することができる。
【０００７】
上記請求項１の構成によれば、車輌の横加速度及びロールレートに基づきロール抑制目標横加速度Ｇ yrtが演算され、車速Ｖ x及びロール抑制目標横加速度Ｇ yrtに基づき
Ｇ xt ＝（１／２）＊（Ｒ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
Ｙ mt ＝（１／２）＊（Ｉ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
に従って車輌の目標減速度Ｇ xt及び目標ヨーモーメントＹ mtが演算され、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度及び目標ヨーモーメントになるよう各輪の制駆動力が制御されるので、車輌が旋回コースを逸脱する虞れが増大することなく車輌の過大なロールが高精度に抑制される。
【０００８】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、旋回時の車輌の限界横加速度を設定し、車輌のロールレートの大きさが大きくなるほど前記限界横加速度の大きさが小さくなるよう前記限界横加速度を車輌のロールレートに応じて補正し、前記補正された限界横加速度と実横加速度との偏差に基づき前記ロール抑制目標横加速度を演算するよう構成される（請求項２の構成）。
【０００９】
請求項２の構成によれば、旋回時の車輌の限界横加速度が設定され、車輌のロールレートの大きさが大きくなるほど限界横加速度の大きさが小さくなるよう限界横加速度が車輌のロールレートに応じて補正され、補正された限界横加速度と実横加速度との偏差に基づきロール抑制目標横加速度が演算されるので、ロール抑制目標横加速度が車輌のロールレート及び実横加速度に応じて、換言すれば車輌の実際のロール挙動に応じて最適に演算される。
【００１０】
【本発明の基本原理】
まず車輌の状態量に基づき車輌のロールレートＲrrを演算し（Ａ）、車輌の横加速度Ｇy 及びロールレートＲrrに基づきロール抑制目標横加速度Ｇyrt を演算し（Ｂ）、車輌の定常円旋回の式及びロール抑制目標横加速度Ｇyrt に基づき車輌の目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtを演算し（Ｃ）、目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtに基づき各輪の目標制駆動力を演算し、各輪の制駆動力をそれらが目標制駆動力になるよう制御する（Ｄ）。
【００１１】
特に（Ｂ）のロール抑制目標横加速度Ｇyrt の演算に於いては、車輌のロールレートＲrrにより車輌の横転限界横加速度Ｇyrlim が小さくなることを考慮し、Ｋi を係数（１よりも小さい正の定数）とし、Ｇyrolimを車輌の静的横転限界横加速度として下記の式（１）に従って車輌の横転限界横加速度Ｇyrlim が演算される。
【数１】
Ｇyrlim ＝Ｇyrolim＊（１−Ｋ1 ＊Ｒrr） ……（１）
【００１２】
車輌の横加速度Ｇy の大きさが横転限界横加速度Ｇyrlim を越えると車輌は横転する。横加速度Ｇy と横転限界横加速度Ｇyrlim との差をロール抑制目標横加速度Ｇyrt とすると、このロール抑制目標横加速度は sgn（Ｇy ）を横加速度Ｇy の符号として下記の式（２）により求められる。
【数２】
また（Ｃ）の車輌の目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtの演算に於いては、まずＲを車輌の旋回半径とし、Ｖx を車速とし、γをヨーレートとすると、車輌の定常円旋回の式として下記の式（３）及び（４）が成立する。
【数３】
Ｖx ＝γ＊Ｒ ……（３）
Ｇy ＝γ＊Ｖx ……（４）
【００１４】
ここで旋回半径Ｒは一定であるとして上記式（３）及び（４）を時間ｔにて微分すると、それぞれ下記の式（５）及び（６）が成立する。
【数４】
ｄＶx ／ｄｔ＝Ｒ＊(ｄγ／ｄｔ) ……（５）ｄＧy ／ｄｔ＝（ｄγ／ｄｔ）＊Ｖx＋γ＊（ｄＶx／ｄｔ） ……（６）
【００１５】
上記式（５）及び（６）より下記の式（７）及び（８）が求められる。
【数５】
ｄＶx ／ｄｔ＝（１／２）＊Ｒ＊（ｄＧy／ｄｔ）／Ｖx ……（７）
ｄγ／ｄｔ＝（１／２）＊（ｄＧy／ｄｔ）／Ｖx ……（８）
【００１６】
上記式（７）及び（８）に於いて、Δｔを１演算周期としてｄＶx ／ｄｔを車輌の目標減速度Ｇxtに置き換え、Ｉを車輌の慣性ヨーモーメントとして（ｄγ／ｄｔ）＊Ｉ＊Δｔを車輌の目標ヨーモーメントＹmtに置き換えると、目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtはそれぞれ下記の式（９）及び（１０）により表される。
【数６】
上記式（９）及び（１０）に於いて｛Ｇy （ｔ＋Δｔ）−Ｇy （ｔ）｝／Δｔ＝Ｋ2 ＊Ｇyrt （Ｋ2 は正の定数）とすると、上記目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtはそれぞれ下記の式（１１）及び（１２）により表される。
【数７】
Ｇxt＝（１／２）＊（Ｒ／Ｖx）＊Ｋ2＊Ｇyrt ……（１１）
Ｙmt＝（１／２）＊（Ｉ／Ｖx）＊Ｋ2＊Ｇyrt ……（１２）
【００１８】
従って車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ上記目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtになるよう各輪の制駆動力が制御されれば、車輌の旋回半径を変えることなく車輌の過大なロールを抑制することが可能になる。
【００１９】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度及び目標ヨーモーメントになるよう各輪の制動力を制御するよう構成される（好ましい態様１）。
【００２０】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、車輌のロールレートは車輌の横加速度に基づき推定されるよう構成される（好ましい態様２）。
【００２１】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、車輌の減速度及びヨーモーメントをそれぞれ上記目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtにするための各輪の目標スリップ率を演算し、各輪のスリップ率が目標スリップ率になるよう各輪の制動力を制御するよう構成される（好ましい態様３）。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明による挙動制御方法の実施に適した挙動制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
【００２５】
図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌の駆動輪である左右の後輪を示している。従動輪であり操舵輪でもある左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式のパワーステアリング装置１６によりタイロッド１８L 及び１８R を介して操舵される。
【００２６】
各車輪の制動力は制動装置２０の油圧回路２２によりホイールシリンダ２４FR、２４FL、２４RR、２４RLの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路２２はリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル２６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ２８により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電気式制御装置３０により制御される。
【００２７】
車輪１０FR〜１０RLにはそれぞれ車輪速度Ｖwi（ｉ＝fr、fl、rr、rl）を検出する車輪速度センサ３２FR、３２FL、３２RR、３２RLが設けられ、ステアリングホイール１４が連結されたステアリングコラムには操舵角θを検出する操舵角センサ３４が設けられている。また車輌１２には横加速度Ｇy を検出する横加速度センサ３６及び車速Ｖx を検出する車速センサ３８が設けられている。尚操舵角センサ３４及び横加速度センサ３６は車輌の左旋回方向を正としてそれぞれ操舵角及び横加速度を検出する。
【００２８】
図示の如く、車輪速度センサ３２FR〜３２RLにより検出された車輪速度Ｖwiを示す信号、操舵角センサ３４により検出された操舵角θを示す信号、横加速度センサ３６により検出された横加速度Ｇy を示す信号、車速センサ３８により検出された車速Ｖx を示す信号は電気式制御装置３０に入力される。尚図には詳細に示されていないが、電気式制御装置３０は例えばＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。
【００２９】
電気式制御装置３０は、後述の如く図２に示されたフローチャートに従い、車輌の横加速度Ｇy に基づき車輌のロールレートの推定値Ｒrrを演算し、車輌の横加速度Ｇy 及びロールレートＲrrに基づきロール抑制目標横加速度Ｇyrt を演算し、車輌の定常円旋回の式及びロール抑制目標横加速度Ｇyrt に基づき車輌の目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＧxtを演算し、車輌の減速度及びヨーモーメントをそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＧxtにするための各輪の目標スリップ率Ｓri（ｉ＝fr、fl、rr、rl）を演算し、各輪のスリップ率が目標スリップ率Ｓriになるよう各輪の制動力を制御する。
【００３０】
次に図２に示されたフローチャートを参照して図示の実施形態に於ける車輌の挙動制御について説明する。尚図２に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
【００３１】
まずステップ１０に於いては車輪速度センサ３２FR〜３２RLにより検出された車輪速度Ｖwiを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては車速Ｖx 及び操舵角θに基づき当技術分野に於いて周知の要領にて車輌の旋回半径の推定値Ｒが演算される。
【００３２】
ステップ３０に於いてはＲrrf をロールレートの推定値Ｒrrの前回値とし、ωo を車体の固有振動数とし、φo を単位重力加速度当りの定常ロール角とし、ξをロール減衰係数とし、Δｔを図２に示されたフローチャートのサイクルタイムとし、Ｒrfをロール角の推定値Ｒr の前回値として、下記の式（１３）及び（１４）に従って車輌のロールレートの推定値Ｒrr及びロール角の推定値Ｒr が演算される。
【数８】
ステップ４０に於いては上記式（２）に従ってロール抑制目標横加速度Ｇyrt が演算され、ステップ５０に於いては上記式（９）に従って目標減速度Ｇxtが演算され、ステップ６０に於いては上記式（１０）に従って目標ヨーモーメントＹmtが演算される。
【００３４】
ステップ７０に於いては車輌の減速度及びヨーモーメントをそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＧxtにするための各輪の目標スリップ率Ｓriが演算され、ステップ８０に於いては各輪のスリップ率が目標スリップ率Ｓriになるよう各輪の制動力が制御される。
【００３５】
尚車輌の減速度及びヨーモーメントをそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＧxtにするための各輪の目標スリップ率Ｓriの演算自体は本発明の要旨をなすものではなく、各輪の目標スリップ率Ｓriは当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算されてよく、例えば本願出願人の出願にかかる出願公開前の特願平１０−１１４１２６号明細書及び図面に記載された要領にて演算されてよい。
【００３６】
かくして図示の実施形態によれば、ステップ３０に於いて車輌のロールレートの推定値Ｒrrが演算され、ステップ４０に於いて横加速度Ｇy と車輌のロールレートの推定値Ｒrrにて補正された横転限界横加速度Ｇyrlim との差としてロール抑制目標横加速度Ｇyrt が演算され、ステップ５０及び６０に於いてそれぞれロール抑制目標横加速度Ｇyrt を達成するための目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtが演算される。そしてステップ７０及び８０に於いて車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＧxtになるよう各輪の制動力が制御される。
【００３７】
従って図示の実施形態によれば、車速Ｖ x及びロール抑制目標横加速度Ｇ yrtに基づきそれぞれ上記式９及び１０に従って車輌の目標減速度Ｇ xt及び目標ヨーモーメントＹ mtが演算されるので、車輌が旋回コースを逸脱する虞れを低減することができ、またロール抑制目標横加速度が車輌のロールレート及び実横加速度に応じて、換言すれば車輌の実際のロール挙動に応じて最適に演算されるので、車輌の過大なロールを高精度に抑制することができる。
【００３８】
特に図示の実施形態によれば、車輌のロールレートＲrrは車輌の横加速度Ｇy に基づき推定されるので、ロールレートセンサを要することなく車輌のロールレートを求めることができる。
【００３９】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００４０】
例えば上述の実施形態に於いては、車輌のロールレートＲrrは車輌の横加速度Ｇy に基づき推定されるようになっているが、車輌のロールレートはロールレートセンサにより検出されてもよい。
【００４１】
また上述の実施形態に於いては、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度及び目標ヨーモーメントになるよう各輪の制動力が制御されるようになっているが、各輪の制動力若しくは駆動力が制御されてもよい。
【００４２】
更に上述の実施形態に於いては、車輌の減速度及びヨーモーメントをそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtにするための各輪の目標スリップ率Ｓriが演算され、各輪のスリップ率が目標スリップ率Ｓriになるよう各輪の制動力が制御されるようになっているが、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度Ｇxt及び目標ヨーモーメントＹmtになるよう制御される限り、各輪の制駆動力は他の要領にて制御されてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明より明らかである如く、本発明の請求項１の構成によれば、車輌の横加速度及びロールレートに基づきロール抑制目標横加速度Ｇ yrtが演算され車速Ｖ x及びロール抑制目標横加速度に基づき
Ｇ xt ＝（１／２）＊（Ｒ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
Ｙ mt ＝（１／２）＊（Ｉ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
に従って車輌の目標減速度Ｇ xt及び目標ヨーモーメントＹ mtが演算され、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ目標減速度及び目標ヨーモーメントになるよう各輪の制駆動力が制御されるので、車輌が旋回コースを逸脱する虞れを増大することなく車輌の過大なロールを高精度に抑制することができる。
【００４４】
また請求項２の構成によれば、旋回時の車輌の限界横加速度が設定され、車輌のロールレートの大きさが大きくなるほど限界横加速度の大きさが小さくなるよう限界横加速度が車輌のロールレートに応じて補正され、補正された限界横加速度と実横加速度との偏差に基づきロール抑制目標横加速度が演算されるので、ロール抑制目標横加速度を車輌のロールレート及び実横加速度に応じて、換言すれば車輌の実際のロール挙動に応じて最適に演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による挙動制御方法の実施に適した挙動制御装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図示の実施形態に於ける挙動制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０FR〜１０RL…車輪
２０…制動装置
２８…マスタシリンダ
３０…電気式制御装置
３２FR〜３２RL…車輪速度センサ
３４……操舵角センサ
３６…横加速度センサ
３８…車速センサ
Claims (2)
- 旋回時の車輌の過大ロールを抑制するよう制駆動力を制御する車輌の挙動制御方法に於いて、車輌の横加速度及びロールレートに基づきロール抑制目標横加速度Ｇ yrtを演算し、Ｒを車輌の旋回半径とし、Ｖ x を車速とし、Ｉを車輌の慣性ヨーモーメントとし、Ｋ 2 を正の定数として、車速Ｖ x及び前記ロール抑制目標横加速度Ｇ yrtに基づき
Ｇ xt ＝（１／２）＊（Ｒ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
Ｙ mt ＝（１／２）＊（Ｉ／Ｖ x ）＊Ｋ 2 ＊Ｇ yrt
に従って車輌の目標減速度Ｇ xt及び目標ヨーモーメントＹ mtを演算し、車輌の減速度及びヨーモーメントがそれぞれ前記目標減速度及び前記目標ヨーモーメントになるよう各輪の制駆動力を制御することを特徴とする車輌の挙動制御方法。 - 旋回時の車輌の限界横加速度を設定し、車輌のロールレートの大きさが大きくなるほど前記限界横加速度の大きさが小さくなるよう前記限界横加速度を車輌のロールレートに応じて補正し、前記補正された限界横加速度と実横加速度との偏差に基づき前記ロール抑制目標横加速度を演算することを特徴とする請求項１に記載の車輌の挙動制御方法。
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