JP3752858B2 - 車両の挙動制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の挙動制御装置に関するものであり、特に、走行時における車両のドリフトアウトやスピン等の異常な車両挙動を抑制するための車両の挙動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両のドリフトアウトやスピン等の不安定状態の発生を検出して該ドリフトアウトやスピンを抑制するように車両の挙動を制御する従来の制御装置は、該挙動制御を行う際の基準となる基準値を、車速、操舵角、路面の摩擦係数（以下、路面μと呼ぶ）又は挙動制御の開始頻度に応じて可変していた。例えば、特開平６−１１５４１８号公報では、旋回状態量の実際値と目標値との差が基準値より大きくなると車両の駆動・制動力の配分を制御する配分制御において、上記基準値を車速に応じて可変するようにした駆動・制動力配分制御装置が開示されている。
【０００３】
また、特開平７−２１５１９０号公報では、車速、操舵角及び操舵角速度等の車両の走行状態、走行路面の摩擦係数等の走行環境、車両状態の不安定領域内への侵入度合に応じて車両の挙動修正制御を変更することにより車両の挙動修正制御を的確に行うようにした車両の挙動制御装置が開示されている。更に、特開平８−８０８２３号公報では、車両の挙動制御の作動頻度に応じて挙動制御開始のしきい値を制御したり、スピン状態量の変化に応じて挙動制御量を制御する車両の挙動制御装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来の技術では、車両の挙動制御開始のしきい値を、車速、操舵角、路面μ又は挙動制御の作動頻度で可変していたが、挙動制御開始時と終了時とではしきい値が同じであった。挙動制御開始の判定は一般に各種センサからの入力信号に基づいて行われるが、路面の瞬時的な起伏等によって一時的にセンサの入力信号が変化し、あたかも車両が不安定になっているかのように各種センサから信号が出力される。このような場合、車両の挙動制御が開始されるが、実際には車両が不安定になっていないことから不要な挙動制御が続き、余分な制動力が発生することによって、ドライバの操作に反して車両の走行速度が低下する等して、ドライバが快適な運転をできなくなるという問題があった。
【０００５】
このことから、上記のような不要な挙動制御が開始された場合、速やかに開始された挙動制御を終了させることが望ましい。しかし、従来の技術では、車両の挙動制御開始のしきい値を、車速、操舵角、路面μ又は挙動制御の作動頻度で可変していたが、挙動制御開始時と終了時とではしきい値が同じであるため、不要である挙動制御であっても、開始されると速やかに終了させることができなかった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、車両が不安定状態ではないにもかかわらず挙動制御が開始された場合、挙動制御終了時のしきい値を開始時よりも変えることによって、開始された挙動制御を速やかに終了させることができる車両の挙動制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両の挙動制御装置は、各種センサから得られるデータを基にして算出される目標ヨーレートとヨーレートセンサから得られる車両のヨーレートとの偏差から、車両のオーバステア又はアンダステアの判定を行い、オーバステア又はアンダステア状態であると判定すると、オーバステア又はアンダステア状態を解消するために、それぞれ所定の制動力制御及び駆動力制御を行って車両の挙動制御を行う挙動制御装置において、上記偏差を算出すると共に該算出した偏差と車両の状態を判定するための各しきい値とを比較し、車両のオーバステア及びアンダステアを判定する車両状態演算部を備え、該車両状態演算部は、挙動制御中における上記偏差に応じて、挙動制御の終了を判定するためのしきい値を変えるものである。
【０００８】
また、この発明に係る車両の挙動制御装置は、請求項１において、具体的には、上記車両状態演算部が、挙動制御中における偏差の最大値が所定値以下の場合、挙動制御の終了を判定するためのしきい値を、挙動制御を終了するタイミングを早めるように変えるものである。
【０００９】
また、この発明に係る車両の挙動制御装置は、請求項１において、具体的には、上記車両状態演算部が、車両のオーバステア状態を解消するために行うオーバステア制御、及び車両のアンダステア状態を解消するために行うアンダステア制御におけるそれぞれの制御開始を判定するための各しきい値の絶対値に所定の補正値をそれぞれ加算して、オーバステア制御及びアンダステア制御を終了する各タイミングを早めるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態における車両の挙動制御装置の例を示した概略のブロック図である。
【００１１】
図１において、車両の挙動制御装置１は、各車輪の車輪速度を検出する車輪速センサ２、ステアリングの操舵角を検出する舵角センサ３、車両に発生しているヨーレートを検出するヨーレートセンサ４、スロットル開度を検出するスロットルセンサ６及び車両の横方向の加速度を検出する横加速度センサ７の各種センサと、該各センサからの入力信号より車両の状態を判定するための様々なデータを算出すると共に該算出したデータからオーバステア状態を解消するように行われる制御であるオーバステア制御及びアンダステア状態を解消するように行われる制御であるアンダステア制御の実施判定を行う車両状態演算部８とを備えている。
【００１２】
更に、車両の挙動制御装置１は、車両状態演算部８からの様々なデータ及び各種判定から各車輪に対する制動力の制御量を算出する制動力演算部９と、車両状態演算部８からの各データ及び各種判定から駆動力の制御量を算出する駆動力演算部１０と、制動力演算部９で算出された制動力の制御量から各車輪のブレーキ制御を行うブレーキアクチュエータ１１と、駆動力演算部１０で算出された駆動力の制御量からスロットルの制御を行うスロットルアクチュエータ１２とを備えている。
【００１３】
車輪速センサ２、舵角センサ３、ヨーレートセンサ４、スロットルセンサ６及び横加速度センサ７は、それぞれ車両状態演算部８に接続され、該車両状態演算部８は制動力演算部９及び駆動力演算部１０にそれぞれ接続され、制動力演算部９はブレーキアクチュエータ１１に、駆動力演算部１０はスロットルアクチュエータ１２に接続されている。
【００１４】
このような構成において、車両状態演算部８は、車輪速センサ２からの入力信号より得られた各車輪の車輪速度から車体速度Ｖを算出すると共に、舵角センサ３からの入力信号よりステアリング舵角δを、ヨーレートセンサ４からの入力信号より車両のヨーレートである実ヨーレートωrを、スロットルセンサ６からの入力信号よりスロットル開度を、横加速度センサ７からの入力信号より横方向の加速度Ｇyをそれぞれ得る。車両状態演算部８は、これら各センサからのそれぞれの入力信号から得られた各値より、車両の状態を判定するための様々なデータの算出を行い、該算出した各データからオーバステア制御及びアンダステア制御の実施判定を行う。
【００１５】
制動力演算部９は、車両状態演算部８で算出された各データ及び制御実施判定から各車輪の制動力の制御量を算出してブレーキアクチュエータ１１の制御を行う。また、駆動力演算部１０は、車両状態演算部８で算出された各データ及び制御実施判定から駆動力の制御量を算出してスロットルアクチュエータ１２の制御を行う。
【００１６】
次に、車両状態演算部８によるオーバステア制御及びアンダステア制御からなる車両の挙動制御の実施判定方法について説明する。
車両状態演算部８は、上記各センサから得られた値の内、車体速度Ｖ及びステアリング舵角δから公知の車両モデルを用いて目標ヨーレートωtを算出する。
【００１７】
更に、車両状態演算部８は、目標ヨーレートωtとヨーレートセンサ４から得られた実ヨーレートωrとの偏差であるヨーレート偏差Δωを下記（１）式より算出する。
Δω＝ωr−ωt ……………………………………（１）
【００１８】
例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのときに正、右回りのときに負とすると、車両状態演算部８は、車両が左旋回を行っている場合、算出したヨーレート偏差Δωが、正の値であるオーバステアしきい値Ｔｈosを超えるとオーバステア制御開始判定を行い、ヨーレート偏差Δωが、負の値であるアンダステアしきい値Ｔｈus未満であるとアンダステア制御開始判定を行う。また、車両が右旋回を行っている場合、車両状態演算部８は、算出したヨーレート偏差Δωが、負の値であるオーバステアしきい値Ｔｈos未満であるとオーバステア制御開始判定を行い、ヨーレート偏差Δωが、正の値であるアンダステアしきい値Ｔｈusを超えるとアンダステア制御開始判定を行う。
【００１９】
制動力演算部９及び駆動力演算部１０は、ブレーキアクチュエータ１１及びスロットルアクチュエータ１２に対して、車両状態演算部８がオーバステア制御開始判定を行うと所定のオーバステア制御を行わせ、車両状態演算部８がアンダステア制御開始判定を行うと所定のアンダステア制御を行わせる。なお、本実施の形態では、車両の旋回方向に応じて正又は負となる値については、左回りが正、右回りが負となる場合を例にして説明する。
【００２０】
オーバステア制御として、制動力演算部９は、オーバステア状態を解消するために旋回方向の外前輪に付加する制動力制動量を算出する。該制動力制御量は、ヨーレート偏差Δωが大きい、すなわちオーバステアの度合いが大きいときほど大きい値が、ヨーレート偏差Δωが小さい、すなわちオーバステアの度合いが小さいときほど小さい値が算出される。同時に、駆動力演算部１０は、所定の方法で駆動力制御量を算出し、例えば駆動力を減少させるようにする。
【００２１】
また、アンダステア制御として、制動力演算部９は、アンダステア状態を解消するために旋回方向の内後輪に付加する制動力制動量を算出する。該制動力制御量は、ヨーレート偏差Δωが大きい、すなわちアンダステアの度合いが大きいときほど大きい値が、ヨーレート偏差Δωが小さい、すなわちアンダステアの度合いが小さいときほど小さい値が算出される。同時に、駆動力演算部１０は、所定の方法で駆動力制御量を算出し、例えば駆動力を減少させるようにする。
【００２２】
一方、車両状態演算部８は、挙動制御を開始するとヨーレート偏差Δωの監視を行って、ヨーレート偏差Δωの最大値を記憶し、該記憶した最大値よりも大きな値を検出すると、すでに記憶している最大値を更新して記憶する。更に、車両状態演算部８は、検出した最大値が所定値よりも小さい場合、挙動制御の終了判定を行うためのしきい値（以下、これを制御終了しきい値と呼ぶ）の絶対値を、挙動制御の開始判定を行うためのしきい値（以下、これを制御開始しきい値と呼ぶ）の絶対値よりも大きく、すなわち挙動制御が終了しやすくなるように設定する。
【００２３】
次に、図２及び図３は、図１で示した車両の挙動制御装置１の動作例を示したフローチャートであり、図４は、図２における制御終了しきい値の算出ルーチンを示したフローチャートである。図２から図４を用いて車両の挙動制御装置１の動作についてもう少し詳細に説明する。
【００２４】
図２において、ステップＳ１で、車両状態演算部８は、車輪速センサ２からの入力信号より得られる各車輪の車輪速度から車体速度Ｖを算出すると共に、舵角センサ３からの入力信号よりステアリング舵角δを、ヨーレートセンサ４からの入力信号より実ヨーレートωrを、スロットルセンサ６からの入力信号よりスロットル開度を、横加速度センサ７からの入力信号より横方向の加速度Ｇyをそれぞれ得る。
【００２５】
次に、車両状態演算部８は、ステップＳ２で、上記車体速度Ｖとステアリング舵角δから目標ヨーレートωtを算出し、ステップＳ３において、ステップＳ１で得た実ヨーレートωr及びステップＳ２で算出した目標ヨーレートωtからヨーレート偏差Δωを算出する。次に、ステップＳ４で、車両状態演算部８は、オーバステア制御の開始判定を行うためのしきい値（以下、オーバステア制御開始しきい値と呼ぶ）Ｔｈos及びアンダステア制御の開始判定を行うためのしきい値（以下、アンダステア制御開始しきい値と呼ぶ）Ｔｈusの各しきい値を公知の方法で算出して設定する。
【００２６】
車両状態演算部８は、ステップＳ５で、オーバステア制御の終了判定を行うためのしきい値（以下、オーバステア制御終了しきい値と呼ぶ）Ｔｈos_ex及びアンダステア制御の終了判定を行うためのしきい値（以下、アンダステア制御終了しきい値と呼ぶ）Ｔｈus_exの各しきい値を算出して設定する。
ここで、上記ステップＳ５で示した車両状態演算部８によるしきい値Ｔｈos_ex及びＴｈus_exの算出設定例を、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、特に明記しない限り、図４で行われる処理はすべて車両状態演算部８で行われるものである。
【００２７】
図４において、最初にステップＳ５１で、オーバステア制御又はアンダステア制御のいずれかが行われている場合にセットされる制御中フラグＦがセットされているか否かを調べ、制御中フラグＦがセットされていない場合（ＮＯ）、ステップＳ５２に進む。ステップＳ５２で、ヨーレート偏差Δωの最大値Δωmaxを０にリセットして記憶した後、本フローは終了して図２のステップＳ６に進む。
【００２８】
また、ステップＳ５１において、制御中フラグＦがセットされている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５３で、算出したヨーレート偏差Δωが記憶している最大値Δωmaxを超えているか否かを調べ、算出したヨーレート偏差Δωが記憶する最大値Δωmaxを超えている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５４に進む。ステップＳ５４において、算出したヨーレート偏差Δωを最大値Δωmaxに更新して記憶し、ステップＳ５５に進む。また、ステップＳ５３において、算出したヨーレート偏差Δωが記憶する最大値Δωmax以下の場合（ＮＯ）、ステップＳ５５に進む。
【００２９】
ステップＳ５５において、記憶する最大値Δωmaxが所定値ｋ１を超えているか否かを調べ、所定値ｋ１を超えている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５６で、オーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_exの絶対値をオーバステア制御開始しきい値Ｔｈosの絶対値に、アンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exの絶対値をアンダステア制御開始しきい値Ｔｈusの絶対値にそれぞれ設定して、本フローは終了し図２のステップＳ６に進む。
【００３０】
また、ステップＳ５５で、記憶する最大値Δωmaxが所定値ｋ１以下の場合（ＮＯ）、ステップＳ５７で、オーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_exの絶対値をオーバステア制御開始しきい値Ｔｈosの絶対値よりも所定値ｍ１（ｍ１＞０）大きくなるように設定すると共に、アンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exの絶対値をアンダステア制御開始しきい値Ｔｈusの絶対値よりも所定値ｎ１（ｎ１＞０）大きくなるように設定して、本フローは終了し図２のステップＳ６に進む。
【００３１】
次に、図２に戻り、車両状態演算部８は、ステップＳ６において、制御中フラグＦがセットされているか否かを調べ、セットされている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ７で、行われている挙動制御がオーバステア制御であるか否かを調べ、オーバステア制御が行われている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ８に進み、アンダステア制御が行われている場合（ＮＯ）、ステップＳ９に進む。
【００３２】
ステップＳ８において、車両状態演算部８は、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ５で設定されたオーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_exとの比較を行い、オーバステア制御を終了するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、オーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_exは正の値となり、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_ex未満であるか否かを調べ、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_ex以上であり、オーバステア制御を終了しない場合（ＮＯ）、図３のステップＳ１６に進む。
【００３３】
ステップＳ８で、車両状態演算部８は、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_ex未満であり、オーバステア制御を終了する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ１０に進む。
【００３４】
また、ステップＳ９において、車両状態演算部８は、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ５で設定されたアンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exとの比較を行い、アンダステア制御を終了するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、アンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exは負の値となり、ヨーレート偏差Δωがアンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exを超えたか否かを調べ、ヨーレート偏差Δωがアンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_ex以下であり、アンダステア制御を終了しない場合（ＮＯ）、図３のステップＳ１６に進む。
【００３５】
ステップＳ９で、車両状態演算部８は、ヨーレート偏差Δωがアンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exを超えて、アンダステア制御を終了する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ１０に進む。車両状態演算部８は、ステップＳ１０において、制御中フラグＦをリセットした後、ステップＳ１１で、オーバステア制御が行われている場合にセットされるオーバフラグＦoをリセットして、図３のステップＳ１６に進む。ステップＳ９において、アンダステア制御を終了しない判定を行うと（ＮＯ）、図３のステップＳ１６に進む。
【００３６】
また、ステップＳ６で、制御中フラグＦがセットされていない場合（ＮＯ）、車両状態演算部８は、ステップＳ１２で、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ４で設定されたオーバステア制御開始しきい値Ｔｈosとの比較を行い、オーバステア制御を開始するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、オーバステア制御開始しきい値Ｔｈosは正の値となり、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御開始しきい値Ｔｈos以上であるか否かを調べ、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御開始しきい値Ｔｈos以上であり、オーバステア制御を開始する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ１３に進む。
【００３７】
車両状態演算部８は、ステップＳ１３で、オーバフラグＦoをセットした後、ステップＳ１５で、制御中フラグＦをセットして、図３のステップＳ１６に進む。また、ステップＳ１２において、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御開始しきい値Ｔｈos未満であり、オーバステア制御を開始しない場合（ＮＯ）、ステップＳ１４に進む。
【００３８】
ステップＳ１４で、車両状態演算部８は、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ４で設定されたアンダステア制御開始しきい値Ｔｈusとの比較を行い、アンダステア制御を開始するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、アンダステア制御開始しきい値Ｔｈusは負の値となり、ヨーレート偏差Δωがアンダステア制御開始しきい値Ｔｈus未満であるか否かを調べ、ヨーレート偏差Δωがアンダステア制御開始しきい値Ｔｈus未満であり、アンダステア制御を開始する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ１５の処理を行った後、図３のステップＳ１６に進む。
【００３９】
また、ステップＳ１４で、算出したヨーレート偏差Δωがアンダステア制御開始しきい値Ｔｈus以上であり、アンダステア制御を開始しない判定を行うと（ＮＯ）、図３のステップＳ１６に進む。
【００４０】
次に、図３において、車両状態演算部８は、ステップＳ１６で、制御中フラグＦがセットされているか否かを調べ、セットされている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１７で、オーバフラグＦoの状態からオーバステア制御中であるか否かを調べ、オーバステア制御中のとき（ＹＥＳ）、ステップＳ１８に進み、オーバステア制御中でないとき（ＮＯ）、ステップＳ１９に進む。
【００４１】
ステップＳ１８で、車両状態演算部８のオーバステア制御開始の判定により、制動力演算部９は旋回方向の外前輪制動力の制動量を算出し、駆動力演算部１０は駆動力の制御量を算出する。次に、ステップＳ２０で、制動力演算部９は該算出した制動量の制動力制御の実施をブレーキアクチュエータ１１に実行させ、駆動力演算部１０は駆動量の駆動制御の実施をスロットルアクチュエータに実行させて、図２０のステップＳ１に戻る。
【００４２】
また、ステップＳ１９で、車両状態演算部８のアンダステア制御開始判定により、制動力演算部９は旋回方向の内後輪制動力の制動量を算出し、駆動力演算部１０は駆動力の制御量を算出した後、ステップＳ２０の処理を行って図２のステップＳ１に戻る。また、ステップＳ１６で、制御中フラグＦがセットされていない場合（ＮＯ）、図２のステップＳ１に戻る。
【００４３】
このように、本実施の形態における車両の挙動制御装置は、オーバステア制御又はアンダステア制御のいずれかの挙動制御が行われている際、ヨーレート偏差Δωの最大値Δωmaxが所定値ｋ１以下の場合、車両状態演算部８が、オーバステア制御及びアンダステア制御の各制御の終了判定を行うためのしきい値を、各挙動制御の終了が早くなるように補正する。このことから、車両が不安定状態ではないにもかかわらず挙動制御が開始された場合、挙動制御終了時のしきい値を開始時よりも変えることによって、開始された挙動制御を速やかに終了させることができるため、ドライバによる車両の操作性を向上させることができる。
【００４４】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の車両の挙動制御装置によれば、車両状態演算部は、挙動制御中におけるヨーレートの偏差に応じて、挙動制御の終了を判定するためのしきい値を変えるようにした。具体的には、オーバステア制御又はアンダステア制御のいずれかが行われれている挙動制御中におけるヨーレートの偏差の最大値が所定値以下の場合、挙動制御の終了を判定するためのしきい値を、例えばオーバステア制御開始判定及びアンダステア制御開始判定を行うための各しきい値の絶対値に所定の補正値を加算して、挙動制御を終了するタイミングを早めるようにした。このことから、車両が不安定状態ではないにもかかわらず挙動制御が開始された場合、該開始された挙動制御を速やかに終了させることができるため、ドライバによる車両の操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１における車両の挙動制御装置の例を示した概略のブロック図である。
【図２】 図１における車両の挙動制御装置の動作例を示したフローチャートである。
【図３】 図１における車両の挙動制御装置の動作例を示したフローチャートである。
【図４】 図２における挙動制御終了しきい値の算出ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１ 車両の挙動制御装置
２ 車輪速センサ
３ 舵角センサ
４ ヨーレートセンサ
６ スロットルセンサ
７ 横加速度センサ
８ 車両状態演算部
９ 制動力演算部
１０ 駆動力演算部
１１ ブレーキアクチュエータ
１２ スロットルアクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の挙動制御装置に関するものであり、特に、走行時における車両のドリフトアウトやスピン等の異常な車両挙動を抑制するための車両の挙動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両のドリフトアウトやスピン等の不安定状態の発生を検出して該ドリフトアウトやスピンを抑制するように車両の挙動を制御する従来の制御装置は、該挙動制御を行う際の基準となる基準値を、車速、操舵角、路面の摩擦係数（以下、路面μと呼ぶ）又は挙動制御の開始頻度に応じて可変していた。例えば、特開平６−１１５４１８号公報では、旋回状態量の実際値と目標値との差が基準値より大きくなると車両の駆動・制動力の配分を制御する配分制御において、上記基準値を車速に応じて可変するようにした駆動・制動力配分制御装置が開示されている。
【０００３】
また、特開平７−２１５１９０号公報では、車速、操舵角及び操舵角速度等の車両の走行状態、走行路面の摩擦係数等の走行環境、車両状態の不安定領域内への侵入度合に応じて車両の挙動修正制御を変更することにより車両の挙動修正制御を的確に行うようにした車両の挙動制御装置が開示されている。更に、特開平８−８０８２３号公報では、車両の挙動制御の作動頻度に応じて挙動制御開始のしきい値を制御したり、スピン状態量の変化に応じて挙動制御量を制御する車両の挙動制御装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来の技術では、車両の挙動制御開始のしきい値を、車速、操舵角、路面μ又は挙動制御の作動頻度で可変していたが、挙動制御開始時と終了時とではしきい値が同じであった。挙動制御開始の判定は一般に各種センサからの入力信号に基づいて行われるが、路面の瞬時的な起伏等によって一時的にセンサの入力信号が変化し、あたかも車両が不安定になっているかのように各種センサから信号が出力される。このような場合、車両の挙動制御が開始されるが、実際には車両が不安定になっていないことから不要な挙動制御が続き、余分な制動力が発生することによって、ドライバの操作に反して車両の走行速度が低下する等して、ドライバが快適な運転をできなくなるという問題があった。
【０００５】
このことから、上記のような不要な挙動制御が開始された場合、速やかに開始された挙動制御を終了させることが望ましい。しかし、従来の技術では、車両の挙動制御開始のしきい値を、車速、操舵角、路面μ又は挙動制御の作動頻度で可変していたが、挙動制御開始時と終了時とではしきい値が同じであるため、不要である挙動制御であっても、開始されると速やかに終了させることができなかった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、車両が不安定状態ではないにもかかわらず挙動制御が開始された場合、挙動制御終了時のしきい値を開始時よりも変えることによって、開始された挙動制御を速やかに終了させることができる車両の挙動制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両の挙動制御装置は、各種センサから得られるデータを基にして算出される目標ヨーレートとヨーレートセンサから得られる車両のヨーレートとの偏差から、車両のオーバステア又はアンダステアの判定を行い、オーバステア又はアンダステア状態であると判定すると、オーバステア又はアンダステア状態を解消するために、それぞれ所定の制動力制御及び駆動力制御を行って車両の挙動制御を行う挙動制御装置において、上記偏差を算出すると共に該算出した偏差と車両の状態を判定するための各しきい値とを比較し、車両のオーバステア及びアンダステアを判定する車両状態演算部を備え、該車両状態演算部は、挙動制御中における上記偏差に応じて、挙動制御の終了を判定するためのしきい値を変えるものである。
【０００８】
また、この発明に係る車両の挙動制御装置は、請求項１において、具体的には、上記車両状態演算部が、挙動制御中における偏差の最大値が所定値以下の場合、挙動制御の終了を判定するためのしきい値を、挙動制御を終了するタイミングを早めるように変えるものである。
【０００９】
また、この発明に係る車両の挙動制御装置は、請求項１において、具体的には、上記車両状態演算部が、車両のオーバステア状態を解消するために行うオーバステア制御、及び車両のアンダステア状態を解消するために行うアンダステア制御におけるそれぞれの制御開始を判定するための各しきい値の絶対値に所定の補正値をそれぞれ加算して、オーバステア制御及びアンダステア制御を終了する各タイミングを早めるようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態における車両の挙動制御装置の例を示した概略のブロック図である。
【００１１】
図１において、車両の挙動制御装置１は、各車輪の車輪速度を検出する車輪速センサ２、ステアリングの操舵角を検出する舵角センサ３、車両に発生しているヨーレートを検出するヨーレートセンサ４、スロットル開度を検出するスロットルセンサ６及び車両の横方向の加速度を検出する横加速度センサ７の各種センサと、該各センサからの入力信号より車両の状態を判定するための様々なデータを算出すると共に該算出したデータからオーバステア状態を解消するように行われる制御であるオーバステア制御及びアンダステア状態を解消するように行われる制御であるアンダステア制御の実施判定を行う車両状態演算部８とを備えている。
【００１２】
更に、車両の挙動制御装置１は、車両状態演算部８からの様々なデータ及び各種判定から各車輪に対する制動力の制御量を算出する制動力演算部９と、車両状態演算部８からの各データ及び各種判定から駆動力の制御量を算出する駆動力演算部１０と、制動力演算部９で算出された制動力の制御量から各車輪のブレーキ制御を行うブレーキアクチュエータ１１と、駆動力演算部１０で算出された駆動力の制御量からスロットルの制御を行うスロットルアクチュエータ１２とを備えている。
【００１３】
車輪速センサ２、舵角センサ３、ヨーレートセンサ４、スロットルセンサ６及び横加速度センサ７は、それぞれ車両状態演算部８に接続され、該車両状態演算部８は制動力演算部９及び駆動力演算部１０にそれぞれ接続され、制動力演算部９はブレーキアクチュエータ１１に、駆動力演算部１０はスロットルアクチュエータ１２に接続されている。
【００１４】
このような構成において、車両状態演算部８は、車輪速センサ２からの入力信号より得られた各車輪の車輪速度から車体速度Ｖを算出すると共に、舵角センサ３からの入力信号よりステアリング舵角δを、ヨーレートセンサ４からの入力信号より車両のヨーレートである実ヨーレートωrを、スロットルセンサ６からの入力信号よりスロットル開度を、横加速度センサ７からの入力信号より横方向の加速度Ｇyをそれぞれ得る。車両状態演算部８は、これら各センサからのそれぞれの入力信号から得られた各値より、車両の状態を判定するための様々なデータの算出を行い、該算出した各データからオーバステア制御及びアンダステア制御の実施判定を行う。
【００１５】
制動力演算部９は、車両状態演算部８で算出された各データ及び制御実施判定から各車輪の制動力の制御量を算出してブレーキアクチュエータ１１の制御を行う。また、駆動力演算部１０は、車両状態演算部８で算出された各データ及び制御実施判定から駆動力の制御量を算出してスロットルアクチュエータ１２の制御を行う。
【００１６】
次に、車両状態演算部８によるオーバステア制御及びアンダステア制御からなる車両の挙動制御の実施判定方法について説明する。
車両状態演算部８は、上記各センサから得られた値の内、車体速度Ｖ及びステアリング舵角δから公知の車両モデルを用いて目標ヨーレートωtを算出する。
【００１７】
更に、車両状態演算部８は、目標ヨーレートωtとヨーレートセンサ４から得られた実ヨーレートωrとの偏差であるヨーレート偏差Δωを下記（１）式より算出する。
Δω＝ωr−ωt ……………………………………（１）
【００１８】
例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのときに正、右回りのときに負とすると、車両状態演算部８は、車両が左旋回を行っている場合、算出したヨーレート偏差Δωが、正の値であるオーバステアしきい値Ｔｈosを超えるとオーバステア制御開始判定を行い、ヨーレート偏差Δωが、負の値であるアンダステアしきい値Ｔｈus未満であるとアンダステア制御開始判定を行う。また、車両が右旋回を行っている場合、車両状態演算部８は、算出したヨーレート偏差Δωが、負の値であるオーバステアしきい値Ｔｈos未満であるとオーバステア制御開始判定を行い、ヨーレート偏差Δωが、正の値であるアンダステアしきい値Ｔｈusを超えるとアンダステア制御開始判定を行う。
【００１９】
制動力演算部９及び駆動力演算部１０は、ブレーキアクチュエータ１１及びスロットルアクチュエータ１２に対して、車両状態演算部８がオーバステア制御開始判定を行うと所定のオーバステア制御を行わせ、車両状態演算部８がアンダステア制御開始判定を行うと所定のアンダステア制御を行わせる。なお、本実施の形態では、車両の旋回方向に応じて正又は負となる値については、左回りが正、右回りが負となる場合を例にして説明する。
【００２０】
オーバステア制御として、制動力演算部９は、オーバステア状態を解消するために旋回方向の外前輪に付加する制動力制動量を算出する。該制動力制御量は、ヨーレート偏差Δωが大きい、すなわちオーバステアの度合いが大きいときほど大きい値が、ヨーレート偏差Δωが小さい、すなわちオーバステアの度合いが小さいときほど小さい値が算出される。同時に、駆動力演算部１０は、所定の方法で駆動力制御量を算出し、例えば駆動力を減少させるようにする。
【００２１】
また、アンダステア制御として、制動力演算部９は、アンダステア状態を解消するために旋回方向の内後輪に付加する制動力制動量を算出する。該制動力制御量は、ヨーレート偏差Δωが大きい、すなわちアンダステアの度合いが大きいときほど大きい値が、ヨーレート偏差Δωが小さい、すなわちアンダステアの度合いが小さいときほど小さい値が算出される。同時に、駆動力演算部１０は、所定の方法で駆動力制御量を算出し、例えば駆動力を減少させるようにする。
【００２２】
一方、車両状態演算部８は、挙動制御を開始するとヨーレート偏差Δωの監視を行って、ヨーレート偏差Δωの最大値を記憶し、該記憶した最大値よりも大きな値を検出すると、すでに記憶している最大値を更新して記憶する。更に、車両状態演算部８は、検出した最大値が所定値よりも小さい場合、挙動制御の終了判定を行うためのしきい値（以下、これを制御終了しきい値と呼ぶ）の絶対値を、挙動制御の開始判定を行うためのしきい値（以下、これを制御開始しきい値と呼ぶ）の絶対値よりも大きく、すなわち挙動制御が終了しやすくなるように設定する。
【００２３】
次に、図２及び図３は、図１で示した車両の挙動制御装置１の動作例を示したフローチャートであり、図４は、図２における制御終了しきい値の算出ルーチンを示したフローチャートである。図２から図４を用いて車両の挙動制御装置１の動作についてもう少し詳細に説明する。
【００２４】
図２において、ステップＳ１で、車両状態演算部８は、車輪速センサ２からの入力信号より得られる各車輪の車輪速度から車体速度Ｖを算出すると共に、舵角センサ３からの入力信号よりステアリング舵角δを、ヨーレートセンサ４からの入力信号より実ヨーレートωrを、スロットルセンサ６からの入力信号よりスロットル開度を、横加速度センサ７からの入力信号より横方向の加速度Ｇyをそれぞれ得る。
【００２５】
次に、車両状態演算部８は、ステップＳ２で、上記車体速度Ｖとステアリング舵角δから目標ヨーレートωtを算出し、ステップＳ３において、ステップＳ１で得た実ヨーレートωr及びステップＳ２で算出した目標ヨーレートωtからヨーレート偏差Δωを算出する。次に、ステップＳ４で、車両状態演算部８は、オーバステア制御の開始判定を行うためのしきい値（以下、オーバステア制御開始しきい値と呼ぶ）Ｔｈos及びアンダステア制御の開始判定を行うためのしきい値（以下、アンダステア制御開始しきい値と呼ぶ）Ｔｈusの各しきい値を公知の方法で算出して設定する。
【００２６】
車両状態演算部８は、ステップＳ５で、オーバステア制御の終了判定を行うためのしきい値（以下、オーバステア制御終了しきい値と呼ぶ）Ｔｈos_ex及びアンダステア制御の終了判定を行うためのしきい値（以下、アンダステア制御終了しきい値と呼ぶ）Ｔｈus_exの各しきい値を算出して設定する。
ここで、上記ステップＳ５で示した車両状態演算部８によるしきい値Ｔｈos_ex及びＴｈus_exの算出設定例を、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、特に明記しない限り、図４で行われる処理はすべて車両状態演算部８で行われるものである。
【００２７】
図４において、最初にステップＳ５１で、オーバステア制御又はアンダステア制御のいずれかが行われている場合にセットされる制御中フラグＦがセットされているか否かを調べ、制御中フラグＦがセットされていない場合（ＮＯ）、ステップＳ５２に進む。ステップＳ５２で、ヨーレート偏差Δωの最大値Δωmaxを０にリセットして記憶した後、本フローは終了して図２のステップＳ６に進む。
【００２８】
また、ステップＳ５１において、制御中フラグＦがセットされている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５３で、算出したヨーレート偏差Δωが記憶している最大値Δωmaxを超えているか否かを調べ、算出したヨーレート偏差Δωが記憶する最大値Δωmaxを超えている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５４に進む。ステップＳ５４において、算出したヨーレート偏差Δωを最大値Δωmaxに更新して記憶し、ステップＳ５５に進む。また、ステップＳ５３において、算出したヨーレート偏差Δωが記憶する最大値Δωmax以下の場合（ＮＯ）、ステップＳ５５に進む。
【００２９】
ステップＳ５５において、記憶する最大値Δωmaxが所定値ｋ１を超えているか否かを調べ、所定値ｋ１を超えている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５６で、オーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_exの絶対値をオーバステア制御開始しきい値Ｔｈosの絶対値に、アンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exの絶対値をアンダステア制御開始しきい値Ｔｈusの絶対値にそれぞれ設定して、本フローは終了し図２のステップＳ６に進む。
【００３０】
また、ステップＳ５５で、記憶する最大値Δωmaxが所定値ｋ１以下の場合（ＮＯ）、ステップＳ５７で、オーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_exの絶対値をオーバステア制御開始しきい値Ｔｈosの絶対値よりも所定値ｍ１（ｍ１＞０）大きくなるように設定すると共に、アンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exの絶対値をアンダステア制御開始しきい値Ｔｈusの絶対値よりも所定値ｎ１（ｎ１＞０）大きくなるように設定して、本フローは終了し図２のステップＳ６に進む。
【００３１】
次に、図２に戻り、車両状態演算部８は、ステップＳ６において、制御中フラグＦがセットされているか否かを調べ、セットされている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ７で、行われている挙動制御がオーバステア制御であるか否かを調べ、オーバステア制御が行われている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ８に進み、アンダステア制御が行われている場合（ＮＯ）、ステップＳ９に進む。
【００３２】
ステップＳ８において、車両状態演算部８は、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ５で設定されたオーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_exとの比較を行い、オーバステア制御を終了するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、オーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_exは正の値となり、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_ex未満であるか否かを調べ、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_ex以上であり、オーバステア制御を終了しない場合（ＮＯ）、図３のステップＳ１６に進む。
【００３３】
ステップＳ８で、車両状態演算部８は、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御終了しきい値Ｔｈos_ex未満であり、オーバステア制御を終了する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ１０に進む。
【００３４】
また、ステップＳ９において、車両状態演算部８は、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ５で設定されたアンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exとの比較を行い、アンダステア制御を終了するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、アンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exは負の値となり、ヨーレート偏差Δωがアンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exを超えたか否かを調べ、ヨーレート偏差Δωがアンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_ex以下であり、アンダステア制御を終了しない場合（ＮＯ）、図３のステップＳ１６に進む。
【００３５】
ステップＳ９で、車両状態演算部８は、ヨーレート偏差Δωがアンダステア制御終了しきい値Ｔｈus_exを超えて、アンダステア制御を終了する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ１０に進む。車両状態演算部８は、ステップＳ１０において、制御中フラグＦをリセットした後、ステップＳ１１で、オーバステア制御が行われている場合にセットされるオーバフラグＦoをリセットして、図３のステップＳ１６に進む。ステップＳ９において、アンダステア制御を終了しない判定を行うと（ＮＯ）、図３のステップＳ１６に進む。
【００３６】
また、ステップＳ６で、制御中フラグＦがセットされていない場合（ＮＯ）、車両状態演算部８は、ステップＳ１２で、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ４で設定されたオーバステア制御開始しきい値Ｔｈosとの比較を行い、オーバステア制御を開始するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、オーバステア制御開始しきい値Ｔｈosは正の値となり、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御開始しきい値Ｔｈos以上であるか否かを調べ、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御開始しきい値Ｔｈos以上であり、オーバステア制御を開始する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ１３に進む。
【００３７】
車両状態演算部８は、ステップＳ１３で、オーバフラグＦoをセットした後、ステップＳ１５で、制御中フラグＦをセットして、図３のステップＳ１６に進む。また、ステップＳ１２において、ヨーレート偏差Δωがオーバステア制御開始しきい値Ｔｈos未満であり、オーバステア制御を開始しない場合（ＮＯ）、ステップＳ１４に進む。
【００３８】
ステップＳ１４で、車両状態演算部８は、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ４で設定されたアンダステア制御開始しきい値Ｔｈusとの比較を行い、アンダステア制御を開始するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、アンダステア制御開始しきい値Ｔｈusは負の値となり、ヨーレート偏差Δωがアンダステア制御開始しきい値Ｔｈus未満であるか否かを調べ、ヨーレート偏差Δωがアンダステア制御開始しきい値Ｔｈus未満であり、アンダステア制御を開始する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ１５の処理を行った後、図３のステップＳ１６に進む。
【００３９】
また、ステップＳ１４で、算出したヨーレート偏差Δωがアンダステア制御開始しきい値Ｔｈus以上であり、アンダステア制御を開始しない判定を行うと（ＮＯ）、図３のステップＳ１６に進む。
【００４０】
次に、図３において、車両状態演算部８は、ステップＳ１６で、制御中フラグＦがセットされているか否かを調べ、セットされている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１７で、オーバフラグＦoの状態からオーバステア制御中であるか否かを調べ、オーバステア制御中のとき（ＹＥＳ）、ステップＳ１８に進み、オーバステア制御中でないとき（ＮＯ）、ステップＳ１９に進む。
【００４１】
ステップＳ１８で、車両状態演算部８のオーバステア制御開始の判定により、制動力演算部９は旋回方向の外前輪制動力の制動量を算出し、駆動力演算部１０は駆動力の制御量を算出する。次に、ステップＳ２０で、制動力演算部９は該算出した制動量の制動力制御の実施をブレーキアクチュエータ１１に実行させ、駆動力演算部１０は駆動量の駆動制御の実施をスロットルアクチュエータに実行させて、図２０のステップＳ１に戻る。
【００４２】
また、ステップＳ１９で、車両状態演算部８のアンダステア制御開始判定により、制動力演算部９は旋回方向の内後輪制動力の制動量を算出し、駆動力演算部１０は駆動力の制御量を算出した後、ステップＳ２０の処理を行って図２のステップＳ１に戻る。また、ステップＳ１６で、制御中フラグＦがセットされていない場合（ＮＯ）、図２のステップＳ１に戻る。
【００４３】
このように、本実施の形態における車両の挙動制御装置は、オーバステア制御又はアンダステア制御のいずれかの挙動制御が行われている際、ヨーレート偏差Δωの最大値Δωmaxが所定値ｋ１以下の場合、車両状態演算部８が、オーバステア制御及びアンダステア制御の各制御の終了判定を行うためのしきい値を、各挙動制御の終了が早くなるように補正する。このことから、車両が不安定状態ではないにもかかわらず挙動制御が開始された場合、挙動制御終了時のしきい値を開始時よりも変えることによって、開始された挙動制御を速やかに終了させることができるため、ドライバによる車両の操作性を向上させることができる。
【００４４】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の車両の挙動制御装置によれば、車両状態演算部は、挙動制御中におけるヨーレートの偏差に応じて、挙動制御の終了を判定するためのしきい値を変えるようにした。具体的には、オーバステア制御又はアンダステア制御のいずれかが行われれている挙動制御中におけるヨーレートの偏差の最大値が所定値以下の場合、挙動制御の終了を判定するためのしきい値を、例えばオーバステア制御開始判定及びアンダステア制御開始判定を行うための各しきい値の絶対値に所定の補正値を加算して、挙動制御を終了するタイミングを早めるようにした。このことから、車両が不安定状態ではないにもかかわらず挙動制御が開始された場合、該開始された挙動制御を速やかに終了させることができるため、ドライバによる車両の操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１における車両の挙動制御装置の例を示した概略のブロック図である。
【図２】 図１における車両の挙動制御装置の動作例を示したフローチャートである。
【図３】 図１における車両の挙動制御装置の動作例を示したフローチャートである。
【図４】 図２における挙動制御終了しきい値の算出ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１ 車両の挙動制御装置
２ 車輪速センサ
３ 舵角センサ
４ ヨーレートセンサ
６ スロットルセンサ
７ 横加速度センサ
８ 車両状態演算部
９ 制動力演算部
１０ 駆動力演算部
１１ ブレーキアクチュエータ
１２ スロットルアクチュエータ
Claims (3)
- 各種センサから得られるデータを基にして算出される目標ヨーレートとヨーレートセンサから得られる車両のヨーレートとの偏差から、車両のオーバステア又はアンダステアの判定を行い、オーバステア又はアンダステア状態であると判定すると、オーバステア又はアンダステア状態を解消するために、それぞれ所定の制動力制御及び駆動力制御を行って車両の挙動制御を行う挙動制御装置において、
上記偏差を算出すると共に該算出した偏差と車両の状態を判定するための各しきい値とを比較し、車両のオーバステア及びアンダステアを判定する車両状態演算部を備え、
該車両状態演算部は、挙動制御中における上記偏差に応じて、挙動制御の終了を判定するためのしきい値を変えることを特徴とする車両の挙動制御装置。 - 上記車両状態演算部は、挙動制御中における上記偏差の最大値が所定値以下の場合、挙動制御の終了を判定するためのしきい値を、挙動制御を終了するタイミングを早めるように変えることを特徴とする請求項１に記載の車両の挙動制御装置。
- 上記車両状態演算部は、車両のオーバステア状態を解消するために行うオーバステア制御、及び車両のアンダステア状態を解消するために行うアンダステア制御におけるそれぞれの制御開始を判定するための各しきい値の絶対値に所定の補正値をそれぞれ加算して、オーバステア制御及びアンダステア制御を終了する各タイミングを早めるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の車両の挙動制御装置。
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