JP4519819B2 - 車両運動制御装置 - Google Patents
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Description
図1〜図5は本発明の実施の一形態を示し、図1は車両における車両運動制御装置全体の概略説明図、図2は制動力制御部の機能ブロック図、図3は横すべり角αに対応するヨーレート偏差補正値Δγ' の一例を示す説明図、図4は制動力制御による車両の動作の説明図、図5は車両挙動制御変更部における制御のフローチャートである。
δr'=−kδ0・f1・(θf/N)+kγ0・f2・γ …(1)
ここで、kδ0はハンドル角感応ゲイン、kγ0はヨーレート感応ゲイン、Nはステアリングギヤ比である。
Gγδf(0)=1/(1+A0 ・V2 )・V/L …(2)
また、上記スタビリティファクタA0 は、車両質量をm,前軸と重心間の距離をLf ,後軸と重心間の距離をLr ,フロント等価コーナリングパワーをCPf ,リア等価コーナリングパワーをCPr とすると次式で求められる。
A0 ={−m・(Lf ・CPf −Lr ・CPr )}/(2・L2 ・CPf ・CPr ) …(3)
また、上記目標ヨーレート算出部54は、上記操舵角算出部52からの実舵角δf と、上記目標ヨーレート定常ゲイン算出部53からの目標ヨーレート定常ゲインGγδf(0)を基に、車両の応答遅れを考慮して目標ヨーレートγ' を算出し、この目標ヨーレートγ' を上記目標ヨーレート微分演算部57と上記ヨーレート偏差算出部61に出力するように形成されている。
目標ヨーレートγ' の算出は、時定数をT,ラプラス演算子をsとして、 γ' =1/(1+T・s)・Gγδf(0)・δf …(4)
で得られる。尚、上記(4)式は、2次系で表現される車両の応答遅れを1次系に近似した式であり、またTは時定数で、例えば下式で得られる。
T=m・Lf ・V/2・L・CPr …(5)
さらに、上記予測ヨーレート定常ゲイン算出部55は、予め設定しておいた式に基づき、低μ路走行での予測される車両の定常円旋回時の実舵角δf に対するヨーレートの値(予測ヨーレート定常ゲインGγδf(0)LOW )を求めるようになっており、算出した予測ヨーレート定常ゲインGγδf(0)LOW は、上記予測ヨーレート算出部56に出力される。ここで、車両の諸元で決まる低μ路走行でのスタビリティファクタをA0LOWとすると、予測ヨーレート定常ゲインGγδf(0)LOW は以下の式で算出される。
Gγδf(0)LOW =1/(1+A0LOW・V2 )・V/L …(6)
また、上記低μ路スタビリティファクタA0LOWは、低μ路でのフロント等価コーナリングパワーをCPfLOW,低μ路でのリア等価コーナリングパワーをCPrLOWとすると次式で求められる。
A0LOW={−m・(Lf ・CPfLOW−Lr ・CPrLOW)}
/(2・L2 ・CPfLOW・CPrLOW) …(7)
また、上記予測ヨーレート算出部56は、上記操舵角算出部52からの実舵角δf と、上記予測ヨーレート定常ゲイン算出部55からの予測ヨーレート定常ゲインGγδf(0)LOW を基に、車両の応答遅れを考慮して低μ路での予測ヨーレートγ'LOWを算出し、この予測ヨーレートγ'LOWを上記予測ヨーレート微分演算部58に出力するように形成されている。低μ路における予測ヨーレートγ'LOWの算出は、時定数をTLOW として、
γ'LOW=1/(1+TLOW ・s)・Gγδf(0)LOW ・δf …(8)
で得られる。尚、上記(8)式は、2次系で表現される車両の応答遅れを1次系に近似した式であり、時定数TLOW は、例えば下式で得られる。
TLOW =m・Lf ・V/2・L・CPrLOW …(9)
さらに、上記目標ヨーレート微分演算部57は、上記目標ヨーレート算出部54で算出した目標ヨーレートγ' の微分値(目標ヨーレート微分値)Sγ' を算出するもので、また、上記予測ヨーレート微分演算部58は、上記予測ヨーレート算出部56で算出した予測ヨーレートγ'LOWの微分値(予測ヨーレート微分値)Sγ'LOWを算出するように形成されている。
dΔγ=Sγ'LOW−Sγ' …(10)
また、上記第1の目標制動力算出部60は、上記ヨーレート微分偏差算出部59から、ヨーレート微分偏差dΔγが入力され、このヨーレート微分偏差dΔγを基に車両諸元を考慮して、前輪と後輪の目標制動力(第1の前輪目標液圧BF1f,第1の後輪目標液圧BF1r)を算出するようになっており、算出した第1の目標液圧BF1f,BF1rは、上記最終目標制動力算出部63に出力される。上記第1の目標液圧BF1f,BF1rは、次式により算出する。
BF1f=G1・dΔγ・Iz /(df/2) …(11)
BF1r=G1 ・G2 ・dΔγ・Iz /(dr/2) …(12)
ここで、G1 (例えば、0.05)およびG2 (例えば、0.15)はゲイン、Iz は車両のヨー慣性モーメント、dfはフロントトレッド、drはリアトレッドを示す。上記(11)式において、G1は、第1の大きいゲインであり、dΔγ・Iz /(df/2)は、第1の前輪の理論制動力としての部分を示している。また、上記(12)式において、G1 ・G2 は、第1の小さいゲインであり、dΔγ・Iz /(dr/2)は、第1の後輪の理論制動力としての部分を示している。特に低μ路等において後輪の制動力によって後輪が横すべりを起こし安定性を失うことを防止するため、あるいは、後輪に制動力が加えられる場合、運転者の意思に反して回頭モーメントが強く不安定に感じることを防止するため、上記第1の後輪目標液圧BF1rは、第1の後輪の理論制動力に第1の小さいゲインを乗算して、より小さな値としているのである。
BF2f=G3 ・(ΔA・4・L2 ・CPf ・CPr ・V)
/{(CPf +CPr )/df}・γ …(13)
BF2r=G3 ・G4 ・(ΔA・4・L2 ・CPf ・CPr ・V)
/{(CPf +CPr )/dr}・γ …(14)
ここで、G3 (例えば、8.0)およびG4 (例えば、0.15)はゲインを示し、ΔAは、
ΔA={δf/(Gγδf(0)・δf+Δγ)−1/Gγδf(0)}
/(L・V) …(15)
である。
ΔA={δf/(Gγδf(0)・δf+(Δγ+Δγ' ))
−1/Gγδf(0)}/(L・V)…(15)'
で算出されることになる。
BFf=BF1f+BF2f …(16)
BFr=BF1r+BF2r …(17)
すなわち、本発明の実施の形態では、制御を行なう際の走行条件を低μ路での走行の場合と予想し、補償することにより制御遅れを無くし、追従性と応答性の向上を図るものである。ここで、補償の際に用いる微分計算は、実際のヨーレート信号を利用することなく、予め設定しておいた車両モデルの値を用いて行なうため、十分な大きさで精度良く補償することが可能になっている。
(ケース1).γ>ε,Δγ<−εΔγ…左旋回状態で目標ヨーレートγ' に対しアンダーステア傾向のとき…左後輪制動
(ケース2).γ>ε,Δγ>εΔγ…左旋回状態で目標ヨーレートγ' に対しオーバーステア傾向のとき…右前輪制動
(ケース3).γ<ε,Δγ<−εΔγ…右旋回状態で目標ヨーレートγ' に対しオーバーステア傾向のとき…左前輪制動
(ケース4).γ<ε,Δγ>εΔγ…右旋回状態で目標ヨーレートγ' に対しアンダーステア傾向のとき…右後輪制動
(ケース5).|γ|<|ε|…略直進状態、あるいは、|Δγ|=|εΔγ|…目標ヨーレートγ' に対し略ニュートラルステアの状態のとき、制動輪の選択はせず非制動とする(図4)。
まず、後輪操舵制御部40には、車輪速度センサ21fl,21fr,21rl,21rr,ハンドル角センサ22,後輪舵角センサ25とヨーレートセンサ23の各センサ信号が入力されると共に、車両挙動制御変更部70からの制御信号が入力され、これら各信号に基づき必要な後輪舵角を演算し、モータ駆動部14に対して駆動信号を出力する。
まず、ステップ(以下「S」と略称)101で、上記障害物検出部30から走行路の前方障害物についてのデータ(障害物との距離データ、障害物の速度データ等)の読み込みが行われる。
2 エンジン
4 センターディファレンシャル装置
8 後輪終減速装置
10 前輪終減速装置
12fl、12fr 前輪
12rl、12rr 後輪
13 後輪操舵部
14 モータ駆動部
15 後輪操舵モータ
16 ブレーキ駆動部
19fl、19fr 前輪側ホイールシリンダ
19rl、19rr 後輪側ホイールシリンダ
21fl、21fr 前輪側車輪速度センサ
21rl、21rr 後輪側車輪速度センサ
22 ハンドル角センサ
23 ヨーレートセンサ
24 横加速度センサ
25 後輪舵角センサ
26l,26r CCDカメラ(障害物認識手段)
30 障害物検出部(障害物認識手段)
40 後輪操舵制御部(車両挙動制御手段)
50 制動力制御部(車両挙動制御手段)
70 車両挙動制御変更部(車両挙動制御変更手段)
Claims (3)
- 走行路前方の障害物を認識する障害物認識手段と、
車両の走行状態を基に制動力を所定の選択した車輪に加える制動力制御部を少なくとも有し、少なくともヨーレートに基づいて車両の挙動を制御する車両挙動制御手段と、
前回の障害物の認識から予め設定する時間内であるという条件に該当する場合に、ヨーレートに関する制御不感帯を狭める方向に上記車両挙動制御手段を制御することで操舵に対する応答性を向上させた後、上記条件に該当しなくなった場合に、上記制御不感帯を元に戻す方向に上記車両挙動制御手段を制御する車両挙動制御変更手段とを備えたことを特徴とする車両運動制御装置。 - 上記車両挙動制御手段は、車両の走行状態に応じて所定に操舵制御する後輪操舵制御部をさらに有し、
上記車両挙動制御変更手段は、上記認識した前方障害物が自車両から予め設定しておいた距離内にあるという条件と前回の上記障害物の認識から予め設定する時間内であるという条件の少なくとも一方の条件に該当する場合に、前輪舵角と実際に発生しているヨーレートの少なくとも一つに対する後輪舵角の同相操舵量を大きくした後、上記条件に該当しなくなった場合に、上記同相操舵量を元に戻すように上記後輪操舵制御部を制御することを特徴とする請求項1記載の車両運動制御装置。 - 走行路前方の障害物を認識する障害物認識手段と、
車両の走行状態を基に制動力を所定の選択した車輪に加える制動力制御部と車両の走行状態に応じて所定に操舵制御する後輪操舵制御部とを有し、少なくともヨーレートに基づいて車両の挙動を制御する車両挙動制御手段と、
認識した前方障害物が自車両から予め設定しておいた距離内にあるという条件と前回の障害物の認識から予め設定する時間内であるという条件の少なくとも一方の条件に該当する場合に、上記制動力制御部のヨーレートに関する制御不感帯を狭める方向に上記車両挙動制御手段を制御することで操舵に対する応答性を向上させるとともに実際に発生しているヨーレートに対する後輪舵角の同相操舵量を大きくするように上記後輪操舵制御部を制御した後、各々上記条件に該当しなくなった場合、上記制御不感帯を元に戻す方向に上記車両挙動制御手段を制御するとともに上記同相操舵量を元に戻すように上記後輪操舵制御部を制御する車両挙動制御変更手段とを備えたことを特徴とする車両運動制御装置。
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