JPH04325357A - 車輪のスリップ状態評価装置 - Google Patents
車輪のスリップ状態評価装置Info
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- Regulating Braking Force (AREA)
- Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
評価する車輪のスリップ状態評価装置に係り、特に前記
スリップ状態を数値化して出力できるようにすることに
より、車輪のスリップ状態を運転者に知らせる警告装置
、又は車両のステアリング特性、駆動特性などを制御す
る車両の各種制御装置に利用することが可能な車輪のス
リップ状態評価装置に関する。
を検出すると共に、この検出に応答して、車両制動時に
車輪に付与されるブレーキ油圧を制御したり、車両旋回
時における加速を制限したり、車両のステア特性を制御
したりして、車両が安定して走行できるようにすること
はよく知られている。そして、この場合、車輪のスリッ
プ状態の検出にあたっては、車輪の回転速度に基づいて
車輪の空転(滑り)を検出するようにしている。(例え
ば、特開昭62−146762号公報参照)
】
置にあっては、車輪の回転速度すなわち前後方向の滑り
のみに基づいて車輪のスリップ状態を検出しているので
、車輪に横方向の滑りが生じたり、車輪に垂直軸回りの
滑りが生じても、これらの滑りを的確に検出することが
できず、車輪のスリップ状態を正確に評価することがで
きなかった。本発明は上記問題に対処するためになされ
たもので、その目的は車輪のスリップ状態を正確に評価
する車輪のスリップ状態評価装置を提供することにある
。
に、本発明の構成上の特徴は、図1に示すように、複数
の車輪の各回転速度をそれぞれ検出する車輪速検出手段
1と、車速を検出する車速検出手段2と、前輪の操舵角
を検出する操舵角検出手段3と、車両の横加速度を検出
する横加速度検出手段4と、車両のヨーレートを検出す
るヨーレート検出手段5と、前記検出された各回転速度
に基づき同各回転速度の差に略比例して前後方向の車輪
の滑り量を表す第1評価値を計算する第1評価値計算手
段6と、前記検出された車速と前記検出されたヨーレー
トとに基づき旋回車両にとって理想的な横加速度を基準
横加速度として計算する基準横加速度計算手段7と、前
記検出された横加速度と前記計算された基準横加速度と
に基づき同両横加速度の差に略比例して車輪の横方向の
滑り量を表す第2評価値を計算する第2評価値計算手段
8と、前記検出された車速と前記検出された操舵角とに
基づき旋回車両にとって理想的なヨーレートを基準ヨー
レートとして計算する基準ヨーレート計算手段9と、前
記検出されたヨーレートと前記計算された基準ヨーレー
トとの差に基づき同両ヨーレートの差に略比例して垂直
軸回りの車輪の滑り量を表す第3評価値を計算する第3
評価値計算手段10と、前記計算された第1乃至第3評
価値のうちの最大値を車輪のスリップ状態の評価値とし
て抽出する最大値抽出手段11とを備えたことにある。
の加減速時などに車輪と路面との間に車輪の進行方向(
前後方向)に滑りが生じると、複数の車輪の各回転速度
間には前記滑り量に対応した差が生じるものであり、こ
の前後方向の車輪の滑り量が、第1評価値計算手段6に
て、車輪速検出手段1により検出された車輪の各回転速
度に基づき、前記各回転速度の差に略比例して第1評価
値として計算される。また、車両が理想的な状態(横方
向への車輪の滑り量が小さい状態)で旋回していれば、
車両にとって理想的な横加速度は車速とヨーレートとで
定まるものであり、この横加速度は、基準横加速度計算
手段7にて、車速検出手段2により検出された車速及び
ヨーレート検出手段5により検出されたヨーレートとに
基づき、基準横加速度として計算される。一方、車両旋
回中、車輪と路面との間に横方向の滑りが生じると、車
両の実際の横加速度と前記基準横加速度との間には前記
滑り量に対応した差が生じるものであり、この横方向の
車輪の滑り量が、第2評価値計算手段8にて、横加速度
検出手段4により検出された横加速度と前記計算された
基準横加速度とに基づき、同両横加速度の差に略比例し
て第2評価値として計算される。また、車両が理想的な
状態(横方向への車輪の滑り量が小さい状態)で旋回し
ていれば、車両にとって理想的なヨーレートは車速と前
輪の操舵角とで定まるものであり、このヨーレートは、
基準ヨーレート計算手段9にて、車速検出手段2により
検出された車速及び操舵角検出手段3により検出された
前輪の操舵角とに基づき、基準ヨーレートとして計算さ
れる。一方、車両旋回中、車輪と路面との間に垂直軸回
りの滑りが生じると、車両の実際のヨーレートと前記基
準ヨーレートとの間には前記滑り量に対応した差が生じ
るものであり、この垂直軸回りの車輪の滑り量が、第3
評価値計算手段10にて、ヨーレート検出手段5により
検出されたヨーレートと前記計算された基準ヨーレート
とに基づき、同両ヨーレートの差に略比例して第3評価
値として計算される。そして、最大値抽出手段11にて
、これらの第1乃至第3評価値のうちの最大値が車輪の
スリップ状態の評価値として抽出される。
本発明によれば、前後方向、横方向及び垂直軸回りの車
輪の滑り量が第1〜第3評価値として計算されると共に
、これらの各評価値のうちの最大値が車輪のスリップ状
態の評価値として最終的に抽出されるので、車輪の路面
上の全ての方向に対する滑りが考慮された評価値が計算
されることになり、車輪のスリップ状態が数値を用いて
正確かつ簡単に評価できるようになる。
すると、図2は本発明に係る車輪のスリップ状態評価装
置を適用した4輪操舵車の全体を概略的に示している。 この4輪操舵車は、左右前輪FW1,FW2を操舵する
前輪操舵装置20と、左右後輪RW1,RW2を操舵す
る後輪操舵装置30と、後輪操舵装置30を電気的に制
御する電気制御装置40とを備えている。
に固定した操舵軸22を備えている。操舵軸22の下端
はステアリングギヤボックス23内にて軸方向に変位可
能に支持されたラックバー24に接続されていて、同バ
ー24はハンドル21の回動に応じて軸方向に変位する
。ラックバー24の両端にはタイロッド25a,25b
及びナックルアーム26a,26bを介して左右前輪F
W1,FW2が接続されていて、左右前輪FW1,FW
2はラックバー24の軸方向の変位に応じて操舵される
。
クチュエータ31を備え、同アクチュエータ31は軸方
向に変位可能に設けたリレーロッド32を軸方向に駆動
する。リレーロッド32の両端にはタイロッド33a,
33b及びナックルアーム34a,34bを介して左右
後輪RW1,RW2が接続されていて、左右後輪RW1
,RW2はリレーロッド32の軸方向の変位に応じて操
舵される。
タ41,42を備えている。マイクロコンピュータ41
は、図3,4のフローチャートに対応したプログラムを
記憶していて、同プログラムの実行により、各輪FW1
,FW2,RW1,RW2のスリップ状態を評価するも
のである。また、このマイクロコンピュータ41はRO
Mにより構成されたテーブルを有し、同テーブルには前
記プログラムの実行時に利用される各種係数及び評価値
GB0,GB1,Tr,LX,LY,γ0,a,b,L
Z (図5〜13参照)が記憶されている。
輪操舵角センサ43、車輪速センサ44a〜44d、ヨ
ーレートセンサ45、前後加速度センサ46及び横加速
度センサ47が接続されている。前輪操舵角センサ43
は操舵軸22に組付けられ、同軸22の回転角を検出す
ることにより前輪操舵角θを検出して、同操舵角θを表
す検出信号を出力する。車輪速センサ44a〜44dは
各輪FW1,FW2,RW1,RW2の近傍に設けられ
、各輪FW1,FW2,RW1,RW2の回転速度VF
L,VFR,VRL,VRRを検出して、同回転速度V
FL,VFR,VRL,VRR を表す検出信号をそれ
ぞれ出力する。ヨーレートセンサ45は車体の重心位置
に固定され、垂直軸回りの車体の回転角速度を検出する
ことによりヨーレートγを検出して、同ヨーレートγを
表す検出信号を出力する。前後加速度センサ46も車体
に固定され、車両の前後方向の加速度GX を検出して
同加速度GX を表す検出信号を出力する。横加速度セ
ンサ47も車体に固定され、車両の横方向の加速度GY
を検出して同加速度GY を表す検出信号を出力する
。また、マイクロコンピュータ41の出力には、表示制
御回路48及びランプ49が接続されている。ランプ4
9は緑色、黄色、赤色の表示を可能とするもので、同表
示色が表示制御回路48により制御されるようになって
いる。
ローチャートに対応したプログラムを記憶していて、同
プログラムの実行により、左右後輪RW1,RW2の操
舵を制御する。また、このマイクロコンピュータ42は
ROMにより構成されたテーブルを有し、同テーブルに
は係数KY (図15参照)が記憶されている。マイク
ロコンピュータ42の入力には、前記マイクロコンピュ
ータ41及びヨーレートセンサ45が接続されていると
共に、後輪操舵角センサ51が接続されている。後輪舵
角センサ51はリレーロッド32の近傍に設けられ、同
ロッド32の変位量を検出することにより後輪操舵角δ
r を検出して、同操舵角δr を表す検出信号を出力
する。 また、このマイクロコンピュータ42の出力には駆動回
路52が接続されており、同回路52はアクチュエータ
31の駆動を制御する。
を説明する。イグニッションスイッチ(図示しない)が
投入されると、マイクロコンピュータ41は、図3のス
テップ100にてプログラムの実行を開始し、ステップ
102にて各種変数を初期値に設定する初期設定処理を
実行した後、ステップ104〜136からなる循環処理
を繰り返し実行する。
にて前輪操舵角センサ43、車輪速センサ44a〜44
d、ヨーレートセンサ45、前後加速度センサ46及び
横加速度センサ47から前輪操舵角θ、車輪回転速度V
FL,VFR,VRL,VRR 、ヨーレートγ、前後
加速度GX及び横加速度GYを表す各検出信号をそれぞ
れ入力すると共に、ステップ106にて車速Vに基づい
て係数GB0,GB1,Tr をテーブル(図5〜7参
照)から読み出す。 この場合、車速Vとしては、最初はステップ102にて
初期設定された値「0」が利用されるが、その後におい
ては前回の循環処理のステップ112にて計算された値
が利用される。次に、ステップ108にて前記読み出し
た係数GB0,GB1,Tr 及び前記入力したヨーレ
ートγを用いて、下記数1に基づく演算の実行により車
両のスリップ角βを計算する。
ーレートγと車両のスリップ角βとの関係を表す伝達関
数である。
各車輪回転速度VFL,VFR,VRL,VRR 、ヨ
ーレートγ及び前記算出したスリップ角βに基づく下記
数2の演算の実行により、旋回軌跡差による各輪FW1
,FW2,RW1,RW2の車輪回転速度成分を除去し
た各輪FW1,FW2,RW1,RW2の補正車輪回転
速度V1,V2,V3,V4 を計算する。
t・γ/2+L・β・γなお、前記数2中、tはトレッ
ドであり、Lはホイールベースである。前記数2につい
て、図16を用いて若干の説明を加えると、補正車輪回
転速度V1,V2,V3,V4 は、各輪FW1,FW
2,RW1,RW2の各車輪回転速度VFL,VFR,
VRL,VRRを、車両の重心CC回りのヨーレートγ
と車両のスリップ角βを用いて、左右前輪FW1,FW
2の中心位置CF の車輪回転速度に換算したものであ
る。これにより、旋回軌跡差による各輪FW1,FW2
,RW1,RW2の回転速度差成分が除去される。
後加速度GX に基づいて、下記■〜■の条件に従って
車速Vを決定する。■前後加速度GX が「0」以上か
つ絶対値の小さな正の所定値G0 (例えば、約1.0
m/s2〜約5.0m/s2)以下であるとき(0≦G
X≦G0)、車速Vは各補正車輪回転速度V1,V2,
V3,V4 の最小値MIN(V1,V2,V3,V4
)に設定される。■前後加速度GX が絶対値の小さな
負の所定値−G0 (例えば、約−5.0m/s2〜−
約1.0m/s2)以上かつ「0」未満であるとき(−
G0≦GX≦0)、車速Vは各補正車輪回転速度V1,
V2,V3,V4 の最大値MAX(V1,V2,V3
,V4)に設定される。■前後加速度GX が前記負の
所定値−G0 未満又は前記正の所定値G0 より大き
いとき(GX<−G0 or GX>−G0)、車速V
は下記数3の演算の実行により計算される。
GX<−G0 or GX>−G0)を満たす直前の補
正車速Vである。
増速又は減速走行状態にあれば、すなわち各輪FW1,
FW2,RW1,RW2がほとんどスリップしていない
場合には、最もスリップ率の低い車輪の補正車輪回転速
度V1,V2,V3,V4 が車速Vとして決定される
。また、車両が増速又は減速走行状態にあれば、すなわ
ち各輪FW1,FW2,RW1,RW2がスリップして
いる場合には、車体の前後加速度GX を用いた積分演
算により車速Vが決定される。その結果、車速Vは、旋
回軌跡誤差及びスリップ誤差を含まない正確な値に設定
されることになる。
転速度V1,V2,V3,V4 を用いた下記数4の演
算の実行により、各輪FW1,FW2,RW1,RW2
の最大スリップ率Xを計算する。
度V1,V2,V3,V4 の平均値を計算することを
意味する。前記ステップ114の処理後、ステップ11
6にて前記計算した最大スリップ率Xに基づいて第1評
価値LX をテーブル(図8参照)から読み出す。この
場合、最大スリップ率Xは各輪FW1,FW2,RW1
,RW2と路面との進行方向すなわち前後方向の最大の
滑り量を表すので、第1評価値LXは最大値を「1」に
正規化した車輪の前後方向の滑り量を表している。
ヨーレートγ及び前記計算した車速Vに基づく下記数5
の演算の実行により、基準横加速度GY*を計算する。
す下記数6において、車両のスリップ角βの変化率dβ
/dtが「0」である場合に対応しており、これにより
、基準横加速度GY*は、車両が理想的な状態で旋回を
していて各輪FW1,FW2,RW1,RW2の路面に
対する横方向の滑り量が「0」に近い場合の車両の横加
速度を表している。
】前記ステップ118の処理後、ステップ120にて、
前記計算した基準横加速度GY*と前記入力した横加速
度GY とに基づく下記数7の演算の実行により、車輪
の路面に対する横方向の滑り量Yを計算し、ステップ1
22にて前記計算した滑り量Yに基づいて第2評価値L
Y をテーブル(図9参照)から読み出す。
の滑り量が第2評価値LY として計算されたことにな
る。
て係数Tr,γ0,a,b をテーブル(図7,10〜
12参照)から読み出し、ステップ126にて前記読み
出した係数Tr,γ0,a,b及び前記入力した前輪操
舵角θを用いて、下記数8に基づく演算の実行により基
準ヨーレートγ* を計算する。
旋回している場合の前輪操舵角とヨーレートとの関係を
表す伝達関数であり、sはラプラス演算子である。これ
により、各輪FW1,FW2,RW1,RW2の路面に
対する垂直軸回りの滑り量が「0」に近い状態における
車両のヨーレートが基準ヨーレートγ* として計算さ
れたことになる。
28にて、前記計算した基準ヨーレートγ* と前記入
力したヨーレートγとに基づく下記数9の演算の実行に
より、車輪の路面に対する重心位置垂直軸回りの滑り量
Zを計算し、ステップ130にて前記計算した滑り量Z
に基づいて第3評価値LZ をテーブル(図13参照)
から読み出す。
置垂直軸回りの滑り量が第3評価値LZ として計算さ
れたことになる。
第1〜第3評価値LX,LY,LZ に基づく下記数1
0の演算の実行により、前記各評価値LX,LY,LZ
の最大値LMAXを計算する。
024】次に、ステップ134にて前記計算した最大値
LMAX と第1及び第2基準値(例えば、「0.5」
及び「0.8」)と比較して、同最大値LMAX が第
1基準値未満であるか、同最大値LMAX が第1基準
値以上第2基準値未満であるか、同最大値LMAX が
第2基準値以上であるかをそれぞれ表す表示制御信号を
表示制御回路48へ出力する。表示制御回路48は、前
記表示制御信号に基づき、最大値LMAX が第1基準
値未満であれば、ランプ49を緑色に点灯させる。また
、最大値LMAX が第1基準値以上第2基準値未満で
あればランプ49を黄色に点灯させ、最大値LMAX
が第2基準値以上であればランプ49を赤色に点灯させ
る。これにより、運転者は車輪のスリップ状態を視覚的
に認識でき、車両の運転に反映させることができる。
大値LMAX を表す信号をマイクロコンピュータ42
へ出力する。一方、マイクロコンピュータ42は、前記
イグニッションスイッチの投入時に、図14のステップ
200にてプログラムの実行を開始し、ステップ202
の初期設定処理後、ステップ204〜210からなる循
環処理を繰り返し実行し続けている。
にてマイクロコンピュータ41が出力している前記最大
値LMAX を表す信号を入力すると共に、ヨーレート
センサ45及び後輪操舵角センサ51からのヨーレート
γ及び後輪操舵角δr を表す検出信号を入力する。次
に、ステップ206にて前記最大値LMAX に基づい
てヨーレート係数KY をテーブル(図15参照)から
読み出し、ステップ208にて前記ヨーレート係数KY
及びヨーレートγに基づく下記数11の演算の実行に
より目標後輪操舵角δr*を計算する。
ップ210にて同目標後輪操舵角δr*と前記入力した
後輪操舵角δrとの差δr*−δrを表す制御信号をア
クチュエータ31へ出力する。アクチュエータ31は前
記制御信号に基づいてリレーロッド32を前記差δr*
−δrに対応した量だけ左右に変位させる。このリレー
ロッド32の変位により、左右後輪RW1,RW2は目
標後輪操舵角δr*に操舵される。この場合、前記車輪
の滑り量を表す最大値LMAX が大きくなるにしたが
ってヨーレート係数KYは大きくなるように設定される
ので、車輪の滑り量が大きくなるにしたがって左右後輪
RW1,RW2は左右前輪FW1,FW2に対して同相
に大きく操舵されるようになり、車両が安定傾向に制御
される。
ップ状態をランプ49の点灯色の相違により表示するよ
うにしたが、同スリップ状態をランプ49の消灯、点滅
、点灯の各状態に応じて表示するようにしてもよい。 この場合、表示制御回路48は、最大値LMAX が第
1基準値未満であればランプ49を消灯し、最大値LM
AX が第1基準値以上第2基準値未満であればランプ
49を点滅し、最大値LMAX が第2基準値以上であ
ればランプ49を点灯するようにすればよい。
輪回転速度VFL,VFR,VRL,VRR 、ヨーレ
ートγ及び前後加速度GXを利用して車速Vを検出する
ようにしたが(ステップ104〜112)、別の方法、
例えば変速機の出力軸の回転速度に基づいて検出するよ
うにしてもよい。
る車輪のスリップ状態評価装置を後輪操舵装置30に適
用した例についてのみ説明したが、本発明はサスペンシ
ョン装置、アンチロックブレーキ装置などの車両の各種
制御にも利用できることは明かである。
成に対応するクレーム対応図である。
である。
行されるプログラムに対応したフローチャートの一部で
ある。
の他の部分である。
されていて演算に利用される係数GB0の特性グラフで
ある。
されてして演算に利用される係数GB1の特性グラフで
ある。
されていて演算に利用される係数Tr の特性グラフで
ある。
されていて最大スリップ率Xに対する第1評価値LX
の変化特性を示すグラフである。
されていて横方向の滑り量Yに対する第2評価値LY
の変化特性を示すグラフである。
れていて演算に利用される係数γ0 の特性グラフであ
る。
れていて演算に利用される係数aの特性グラフである。
れていて演算に利用される係数bの特性グラフである。
れていて車両重心位置垂直軸回りの滑り量Zに対する第
3評価値LZ の変化特性を示すグラフである。
されるプログラムに対応したフローチャートである。
れていて演算に利用される係数KY の特性グラフであ
る。
R、補正車輪回転速度V1〜V4、ヨーレートγ及びス
リップ角βの関係を示す説明図である。
前輪操舵装置、30…後輪操舵装置、40…電気制御装
置、41,42…マイクロコンピュータ、43…前輪操
舵角センサ、44a〜44d…車輪速センサ、45…ヨ
ーレートセンサ、46…前後加速度センサ、47…横加
速度センサ、49…ランプ、51…後輪操舵角センサ。
Claims (1)
- 【請求項1】車輪のスリップ状態を評価する装置であっ
て、複数の車輪の各回転速度をそれぞれ検出する車輪速
検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前輪の操
舵角を検出する操舵角検出手段と、車両の横加速度を検
出する横加速度検出手段と、車両のヨーレートを検出す
るヨーレート検出手段と、前記検出された各回転速度に
基づき同各回転速度の差に略比例して前後方向の車輪の
滑り量を表す第1評価値を計算する第1評価値計算手段
と、前記検出された車速と前記検出されたヨーレートと
に基づき旋回車両にとって理想的な横加速度を基準横加
速度として計算する基準横加速度計算手段と、前記検出
された横加速度と前記計算された基準横加速度とに基づ
き同両横加速度の差に略比例して車輪の横方向の滑り量
を表す第2評価値を計算する第2評価値計算手段と、前
記検出された車速と前記検出された操舵角とに基づき旋
回車両にとって理想的なヨーレートを基準ヨーレートと
して計算する基準ヨーレート計算手段と、前記検出され
たヨーレートと前記計算された基準ヨーレートとの差に
基づき同両ヨーレートの差に略比例して垂直軸回りの車
輪の滑り量を表す第3評価値を計算する第3評価値計算
手段と、前記計算された第1乃至第3評価値のうちの最
大値を車輪のスリップ状態の評価値として抽出する最大
値抽出手段とを備えたことを特徴とする車輪のスリップ
状態評価装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12241391A JP3275320B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 車輪のスリップ状態評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12241391A JP3275320B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 車輪のスリップ状態評価装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04325357A true JPH04325357A (ja) | 1992-11-13 |
JP3275320B2 JP3275320B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=14835200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12241391A Expired - Lifetime JP3275320B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 車輪のスリップ状態評価装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3275320B2 (ja) |
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1991
- 1991-04-25 JP JP12241391A patent/JP3275320B2/ja not_active Expired - Lifetime
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