JP4666025B2 - 車両の挙動制御装置 - Google Patents
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Description
K1・β+K2・dβ/dt …(A)
が参照される(特許文献2)。ここで、K1、K2は、重み係数である。かかるスピン状態量は、車体スリップ角を0に戻すために必要なヨーモーメントに相当する量である。しかしながら、かかる量だけを参照して、挙動安定化制御を開始する場合には、既に触れた通り、時間的な遅れを生ずる可能性がある。そこで、スピン抑制制御に於いては、上記のスピン状態量に更に、車体スリップ角の2階微分値d2β/dt2を加えた線形和、
K1・β+K2・dβ/dt+K3・d2β/dt2 …(B)
を制御量として、挙動安定化制御を実行させる場合がある(K3は、所定の係数)。かかる線形和を用いて制御する場合には、車両にスピンが発生する兆候が現れた段階で、挙動安定化制御が開始されるので、より確実に、車両がスピン状態に陥る可能性を回避できることとなる。
K1・β+K2・dβ/dt+K3・d2β/dt2
により与えられてよい。その場合、かかる制御量が大きくなると、スピンを抑制するヨーモーメントが発生され、或いは、車両の加速が制限されることにより、スピンの抑制が図られる。制御量に於ける車体スリップ角の2階微分値の寄与の漸減は、係数K3の大きさを徐々に低減することにより為されてよい。
図1(A)は、本発明の挙動制御装置の好ましい実施形態が組み込まれる自動車を模式的に示している。同図に於いて、左右前輪12FL、12FRと、左右後輪12RL、12RRを有する車両10には、通常の態様にて、運転者によるアクセルペダルの踏込みに応じて各輪(図示の例では、後輪駆動車であるから、後輪のみ。)に制駆動力を発生する駆動系装置(一部のみ図示)と、前輪の舵角を制御するためのステアリング装置30(更に、後輪用の操舵装置が設けられていても良い。)と、各輪に制動力を発生する制動系装置40とが搭載される。駆動系装置は、通常の態様にて、エンジン及び/又は電動機(図示せず)から、変速機(図示せず)、差動歯車装置28等を介して、駆動トルク或いは回転力が後輪12RL、12RRへ伝達されるよう構成されている。なお、車両は、前輪駆動車又は四輪駆動車であってもよく、その場合、駆動系装置の回転力は、前輪又は全輪に伝達される。また、ステアリング装置は、運転者によって作動されるステアリングホイール32の回転を、倍力装置34により回転力を倍力しながら、タイロッド36L、Rへ伝達し前輪12FL、10FRを転舵するパワーステアリング装置であってよい。
図1(B)は、本発明の挙動制御装置を実現する電子制御装置50を制御ブロックの形式にて表したものである。なお、図示の制御装置の構成及び作動は、車両の運転中、電子制御装置50内のCPU等の処理作動に於いて実現されることは理解されるべきである。
SP=K1・β+K2・dβ/dt+K3・d2β/dt2 …(1)
ここで、β、dβ/dt及びd2β/dt2は、それぞれ、車体スリップ角、車体スリップ角の微分値、車体スリップ角の2階微分値であり、K1、K2、K3は、実験的に決定される重み係数である(通常、定数)。かかるスピン状態量は、旋回中の車両のスピン状態又は横滑り量の指標値であり、概して述べれば、第1項及び第2項の和が、車体スリップ角を0に戻すために必要な(安定化)ヨーモーメントの大きさに相当し、車体スリップ角の2階微分値の項(第3項)は、制御応答を早めるべく更に付加されている。
dβ/dt=Gy/Vx−γ …(2a)
により与えられる。なお、車速Vxは、典型的には、車速決定部50dに於いて車輪速センサからの各輪の車輪速値Vwiから公知の任意の態様にて決定されてよいが、車速センサが設けられている場合にはその検出値が用いられてもよい。また、車体スリップ角は、式(2a)を積分して、
β=∫(Gy/Vx−γ)dt …(2b)
により与えられる。そして、車体スリップ角の2階微分値は、式(2a)を微分して、
d2β/dt2=d(Gy/Vx−γ)/dt …(2c)
により与えられる。
上記の如く、VSC部50aでは、スピン状態量を算出し、これらの値が0に収束するよう、各輪のスリップ率(即ち、制動力)の調節或いは駆動出力の制限が実行される。かかる制御に於いて、本発明の発明者の研究によれば、「発明の開示」の欄に於いて述べられている如く、車両に於いて、右旋回の後に左旋回へ、或いは、左旋回の後に右旋回へと、急操舵が繰り返された場合、第2操舵の開始以降、車体スリップ角又はヨーレートが収束する前に、早期にスピン状態量が低減し、これにより、各輪に与えられるべきスピン抑制のための制動力が早期に低減してしまう現象が見出された。図2は、上記の如き、急操舵が別々の方向に連続して為されたときに(操舵角が右方へ変化させられた後、左方へ変化させられる場合)、スピン状態量が早期に、即ち、ヨーレートが収束する前に低減する現象が観察される場合の、操舵角(a)、スピン状態量及びそれを構成する各項(b)、左輪制御量(左前輪制動力)(c)、右輪制御量(右前輪制動力)(d)及びヨーレート(e)の実測データを示したものである(図に於いて、操舵角、ヨーレートは、左旋回方向を正と定義し、車体スリップ角は、車両の前後方向軸から見た速度ベクトルの方向の角度で定義される。従って、車両の右旋回時、車体スリップ角は、+方向に変化する。)。
処理(a)[ステップ10]−上記の式(1)にて示されている車体スリップ角、車体スリップ角の微分値及び車体スリップ角の2階微分値の線形和に於ける重み係数K1、K2、K3をそれぞれ任意の態様にて決定する処理;
処理(b)[ステップ20−50]−車両が左右方向のいずれかに急操舵されたか否かを判定し、急操舵されたと判定されると、そのときからの時間を計測する処理;
処理(c)[ステップ60,65]−車両に於いて急操舵が為された後、所定の期間(第二の所定の期間)が経過したか否かを判定する処理;
処理(d)[ステップ70−90]−車両に於いて急操舵が為された後、所定の期間が経過する前に於いて、上記の式(1)の線形和の係数K3を0まで漸減する処理;
処理(e)[ステップ100]−上記までの処理に従って与えられた係数K1−K3を用いて、スピン状態量を算出する処理。
|K3・d2β/dt2|>th1 …(3)
が成立しているか否かがまず判定される(ステップ20)。もし式(3)が成立していれば、急操舵が為されたと判定され、そのことを記憶するために、フラグF1がONとされる(ステップ30)。そして、一旦、フラグF1がONに設定されると、続いて繰り返される処理サイクルに於いて、カウントT1が増大される(ステップ40、50)。また、フラグF1がONに設定されていないときには、ステップ40の判定がノーとなり、後に説明される処理(d)の係数K3の修正が為されずに、処理(e)に於いて、式(1)の線形和がそのまま演算される。
K3←K3−T1・α …(4)
により修正される(ステップ70)。ここに於いて、右辺第一項のK3は、ステップ10でサイクルの開始時に決定される係数K3であり、αは、任意に設定されてよい定係数である。従って、式(4)に於いて、サイクルが繰り返される毎にT1の値が増大するので、式(4)の左辺のK3の値は、サイクルが繰り返される毎に徐々に低減していくことなる。しかしながら、ステップ70で与えられる係数K3の値が負値となる場合には、K3は0に設定される(ステップ80、90)。そして、K3=0となったときには、式(1)の線形和に於いて、車体スリップ角の2階微分値が完全に無視されたこととなる。
SP=K1・β+K2・dβ/dt …(1’)
により与えられることは理解されるべきである。
(i)急操舵が実行されないとき又は実行される前−車体スリップ角の2階微分値の項K3・d2β/dt2の大きさは、所定の閾値範囲th1〜−th1から逸脱せず、F1は、OFFである。従って、ステップ40に於いてノーと判定され、スピン状態量は、車体スリップ角の2階微分値の項K3・d2β/dt2をそのまま用いて算出される。
(ii)急操舵がいずれか一方に実行されたとき−車体スリップ角の2階微分値の項K3・d2β/dt2が所定の閾値範囲th1〜−th1の一方の側から逸脱し(図2(b)では、th1の側から逸脱)、F1がONに設定され、カウンタT1による時間の計測が開始される。また、この場合には、ステップ70が実行され、式(1)の線形和の係数K3が、式(4)により、図2(b)の下段に例示されている如く、徐々に低減され、スピン状態量は、低減されたK3を用いて算出される。
(iii)急操舵がいずれか一方に実行された後に更に続けて急操舵が逆方向に実行された後、車体スリップ角の微分値の大きさがピークに達する頃−ステップ70−90が実行され、式(1)の線形和の係数K3の値が0に設定され、これにより、スピン状態量に於ける車体スリップ角の2階微分値の項が完全に無視される。
(iv)最初の急操舵から所定の期間が経過したとき(カウンタT1がTht1に到達したとき)−ステップ60の判定がイエスとなり、スピン状態量は、(ステップ10で与えられたK3を用いた)車体スリップ角の2階微分値の項K3・d2β/dt2をそのまま用いて算出される。なお、この場合、それまでのフラッグ及びカウンタの設定が図3のステップ65の如くリセットされる。
12FL〜RR…車輪
28…差動装置
30…ステアリング装置
34…倍力装置、操舵角センサ
36L、R…タイロッド
40…制動装置
42FL〜RR…各輪ホイールシリンダ
46…油圧回路
50…電子制御装置
62…横加速度センサ
64…ヨーレートセンサ
Claims (6)
- 車体スリップ角と、車体スリップ角の微分値と、車体スリップ角の2階微分値とから算出される制御量に基づいて車両のスピンを抑制する車両の挙動制御装置であって、前記車両の左右方向のうちの一方の方向に操舵が実行されて前記車体スリップ角の2階微分値の大きさが所定値を超えた後、前記車両の左右方向のうちの他方の方向に操舵が実行された際に該他方の方向の操舵後に前記車体スリップ角の2階微分値の符号が反転する時までに相当する第一の所定の期間の経過する時までに前記制御量に於ける前記車体スリップ角の2階微分値の寄与が無視されるよう前記制御量に於ける前記車体スリップ角の2階微分値の寄与が徐々に低減されることを特徴とする装置。
- 請求項1の装置であって、前記第一の所定の期間よりも長い第二の所定の期間の経過後、前記制御量に於ける前記車体スリップ角の2階微分値の寄与の低減が解除されることを特徴とする装置。
- 請求項1又は2の装置であって、前記制御量が、車体スリップ角βと、車体スリップ角の微分値dβ/dtと、車体スリップ角の2階微分値d2β/dt2と、所定の係数K1、K2、K3を用いて、
K1・β+K2・dβ/dt+K3・d2β/dt2
により与えられることを特徴とする装置。 - 請求項3の装置であって、前記制御量に於ける前記車体スリップ角の2階微分値の寄与が低減されるとき、係数K3の大きさが徐々に低減されることを特徴とする装置。
- 請求項1の装置であって、前記制御量に基づいて前記車両のスピンを抑制するヨーモーメントを発生することを特徴とする装置。
- 請求項1の装置であって、前記制御量に基づいて前記車両の加速が制限されることを特徴とする装置。
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