JPH0463756A - 車両の制動挙動補償装置 - Google Patents

車両の制動挙動補償装置

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JPH0463756A
JPH0463756A JP2172584A JP17258490A JPH0463756A JP H0463756 A JPH0463756 A JP H0463756A JP 2172584 A JP2172584 A JP 2172584A JP 17258490 A JP17258490 A JP 17258490A JP H0463756 A JPH0463756 A JP H0463756A
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braking force
control input
force difference
horizontal plane
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Takeshi Ito
健 伊藤
Yoshiki Yasuno
芳樹 安野
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/30ESP control system
    • B60T2270/304ESP control system during driver brake actuation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は車両の制動時における水平面運動を、特性変化
があっても常時規定通りのものとなるよう補償する車両
の制動挙動補償装置に関するものである。
(従来の技術) 車両の制動時における水平面運動、即ちヨーレートや横
移動は、制動時の荷重移動にともなうタイヤコーナリン
グパワーの変化や、タイヤ接地点に生した制動力による
コーナリングフォースの低下等の特性変化に起因して様
々に異なり、常に同しものとはならない。このような変
化は、ステアリングホイールによる操舵入力があった時
これに対する車両応答の大きな変化を惹起し、旋回中の
制動時は定速走行中の場合に較べ、車両の水平面運動が
種々に異なって運転者を戸惑わせることがあった。又、
直進走行中の制動時においては、左右輪間でブレーキパ
ッドの摩擦係数がばらつくと、各輪ブレーキ液圧が同じ
であったとしても、車両が予期せぬヨーイング運動を発
生し、この場合も運転者を戸惑わせる。第4図は右後輪
のブレーキパッドが浸入水等により摩擦係数を半減され
た車両の直進走行中、図示の如くにステップ状のマスタ
ーシリンダ液圧P、を与えて制動した時のシミュレーシ
ョン結果を示し、従来はA、に示す如く、左右ブレーキ
液圧P、、PRがマスターシリンダ液圧PMと同じで差
圧Pt  P*がOなため、A!で示すように大きなヨ
ーレートψを生じていた。この場合の車速■の低下具合
をA、で参考までに示した。
このような問題の解決を試みた従来技術はなく、車両の
旋回制動時における回頭性を向上させる技術として、ス
テアリングホイールによる主操舵量が所定以上の旋回中
に制動操作がなされる時、旋回外輪のブレーキ液圧増圧
タイミングを旋回内輪のそれより遅らせ、これにより回
頭性を向上させる技術思想が実開昭59−155264
号公報により提案された。
(発明が解決しようとする課題) しかしてこの従来技術は単に、旋回中の制動当初、車両
の回顧性を向上させようとするものであり、回頭性が大
きくなるような特性変化にともなう車両水平面運動の変
化を補償する必要が生じた時、当該従来技術はこの要求
に逆らう方向へ挙動補償を行うこととなる。従って、車
両の制動時における挙動を、特性変化があっても常時規
定通りのものとなるよう補償するものではない。
本発明はこの実情に鑑みいかなる特性変化があっても当
該補償が常時実現されるようにすることを目的とする。
(課題を解決するための手段) この目的のため本発明装置は、左右輪間に制動力差を設
定可能な左右制動力差設定手段を具えた車両において、 車両のステアリングホイールによる主操舵量を検出する
主操舵量検出手段と、 車両の水平面運動を検出する車両水平面運動検出手段と
、 前記検出した主操舵量及び左右制動力差設定手段への左
右制動力差制御入力から、車両固有の主操舵量−車両水
平面運動伝達特性及び左右制動力差制御入力−車両水平
面運動伝達特性を基に車両の水平面運動を推定する水平
挙動推定手段と、この推定した及び前記検出した車両水
平面運動間の偏差を求める水平面運動偏差演算手段と、
左右制動力差制御入力−車両水平面運動伝達特性の逆系
、及び車両水平面運動に関して任意に設定可能な伝達特
性を用い、前記水平面運動偏差に応じた左右制動力差制
御入力を求める左右制動力差制御入力演算手段と、 この制御入力に従い前記左右制動力差設定手段を駆動す
る駆動手段とを設けて構成したものである。
本発明装置は更に上記の通りフィードパ・ンク制御系の
みで構成する代わりに、フィードフォワード補償器を併
用することができ、この場合、左右輪間に制動力差を設
定可能な左右制動力差設定手段を具えた車両において、 車両のステアリングホイールによる主操舵量を検出する
主操舵量検出手段と、 この主操舵量に応じ第1の左右制動力差制御入力を求め
る第1左右制動力差制御入力演算手段と、車両の水平面
運動を検出する車両水平面運動検出手段と、 前記検出した主操舵量及び左右制動力差設定手段への最
終的な左右制動力差制御入力から、車両固有の主操舵量
−車両水平面運動伝達特性及び最終的左右制動力差制御
入力−車両水平面運動伝達特性を基に車両の水平面運動
を推定する水平挙動推定手段と、 この推定した及び前記検出した車両水平面運動間の偏差
を求める水平面運動偏差演算手段と、最終的左右制動力
差制御入力−車両水平面運動伝達特性の逆系、及び車両
水平面運動に関して任意に設定可能な伝達特性を用い、
前記水平面運動偏差に応じた第2の左右制動力差制御入
力を求める第2左右制動力差制御入力演算手段と、前記
第1及び第2の左右制動力差制御入力を加算して前記最
終的な左右制動力差を求める最終的左右制動力差制御入
力演算手段と、 この最終的左右制動力差制御入力に従い前記左右制動力
差設定手段を駆動する駆動手段とを設けて構成する。
本発明装置は又、上記フィードフォワード補償器に代え
、フィードフォワード方式の補助操舵装置を併用するこ
ともでき、この場合 ステアリングホイールによる主操舵とは別に前輪及び後
輪の少なくとも一方を補助操舵する補助操舵手段と、左
右輪間に制動力差を設定可能な左右制動力差設定手段と
を具えた車両において、前記主操舵量を検出する主操舵
量検出手段と、この主操舵量に応じ前記補助操舵手段へ
の補助舵角制御入力を演算する補助舵角制御入力演算手
段と、 車両の水平面運動を検出する車両水平面運動検出手段を
、 前記検出した主操舵量、前記補助舵角制御入力及び前記
左右制動力差設定手段への左右制動力差制御入力から、
車両固有の主操舵量−車両水平面運動伝達特性、補助舵
角制御入力−車両水平面運動伝達特性及び左右制動力差
制御入力−車両水平面運動伝達特性を基に車両の水平面
運動を推定する水平挙動推定手段と、 この推定した及び前記検出した車両水平面運動間の偏差
を求める水平面運動偏差演算手段と、左右制動力差制御
入力−車両水平面運動伝達特性の逆系、及び車両水平面
運動に関して任意に設定可能な伝達特性を用い、前記水
平面運動偏差に応じた左右制動力差制御入力を求める左
右制動力差制御入力演算手段と、 前記補助舵角制御入力に従い前記補助操舵手段を駆動す
る補助操舵用駆動手段と、 前記左右制動力差制御入力に従い前記左右制動力差設定
手段を駆動する制動力差設定用駆動手段とを設けて構成
する。
(作 用) 第1の発明において、左右制動力差設定手段は左右制動
力差制御入力に従い駆動手段により駆動され、当該制御
入力に対応して左右輪間に制動力差を生じさせる。
左右制動力差制御入力は以下の通りに求められる。即ち
、主操舵量検出手段の検出値及び上記左右制動力差設定
手段への左右制動力差制御入力から水平挙動推定手段は
、車両固有の主操舵量−車両水平面運動伝達特性と左右
制動力差制御入力−車両水平面運動伝達特性とに基づき
車両の当然性ずべき水平面運動を推定する。水平面運動
偏差演算手段はこの車両水平面運動推定値と、車両水平
面運動検出手段の検出値との偏差を求め、左右制動力差
制御入力演算手段はこの車両水平面運動偏差に応じた左
右制動力差制御入力を、左右制動力差制御入力−車両水
平面運動伝達特性の逆系、及び車両水平面運動に関して
任意に設定可能な伝達特性を基に演算する。
このようにして演算した左右制動力差制御入力は上記の
如くに左右制動力差設定手段の制御に用いられ、左右輪
間にこの制御入力相当の制動力差を生せしめる。この制
動力差は車両の水平面運動を惹起するが、制動力差が上
記により付与されることから車両水平面運動を特性変化
があってもこれにより左右されることなく、上記任意に
設定可能な伝達関数で与えた通りの態様で常時補償し得
ることとなる。
又第2の発明において、左右制動力差設定手段は最終的
な左右制動力差制御入力に従い駆動手段により駆動され
、当該制御入力に対応して左右輪間に制動力差を生しさ
せる。
最終的な左右制動力差制御入力は以下の通りに求められ
る。即ち、第1左右制動力差制御入力演算手段は主操舵
量検出手段の検出値に応じた第1の左右制動力差制御入
力を求める。又主操舵量検出手段の検出値及び上記左右
制動力差設定手段への最終的な左右制動力差制御入力か
ら水平挙動推定手段は、車両固有の主操舵量−車両水平
面運動伝達特性と最終的左右制動力差制御入力−車両水
平面運動伝達特性とに基づき車両の当然生ずべき水平面
運動を推定する。水平面運動偏差演算手段はこの車両水
平面運動推定値と、車両水平面運動検出手段の検出値と
の偏差を求め、第2左右制動力差制御入力演算手段はこ
の車両水平面運動偏差に応じた第2の左右制動力差制御
入力を、最終的左右制動力差制御入力−車両水平面運動
伝達特性の逆系、及び車両水平面運動に関して任意に設
定可能な伝達特性を基に演算する。そして、最終的左右
制動力差制御入力演算手段は前記第1の左右制動力差制
御入力と第2の左右制動力差制御入力とを加算して最終
的な左右制動力差制御入力を求める。
このようにして求めた最終的な左右制動力差制御入力は
上記の如くに左右制動力差設定手段の制御に用いられ、
左右輪間にこの制御入力相当の制動力差を生せしめる。
この制動力差は車両の水平面運動を惹起するが、制動力
差が上記により付与されることから、前記第1の発明の
作用効果Gこ加え、フィードフォワード補償器を付加し
たこととなり、主操舵量に対して設計者が第1左右制動
力差制御入力演算手段により与えた通りの水平面運動を
、特性変化に左右されることなく生じさせることができ
る。
第3の発明において、補助操舵手段は補助舵角制御入力
に従い補助操舵用駆動手段により駆動され、当該制御入
力に対応して前輪及び後輪の少なくとも一方を補助操舵
する。又左右制動力差設定手段は左右制動力差制御入力
に従い制動力差設定用駆動手段により駆動され、当該制
御入力に対応して左右輪間に制動力差を生じさせる。補
助舵角制御入力及び左右制動力差制御入力は夫々以下の
如くに求められる。
先ず補助舵角制御入力を説明するに、これは主操舵量検
出手段の検出値に応し補助舵角制御入力演算手段が演算
する。
次に左右制動力差制御入力を説明するに、水平挙動推定
手段は主操舵量検出手段の検出値、上記補助舵角制御入
力及び上記左右制動力差設定手段への左右制動力差制御
入力から、車両固有の主操舵量−車両水平面運動伝達特
性と、補助舵角制御入力−車両水平面運動伝達特性と、
左右制動力差制御入力−車両水平面運動伝達特性とに基
づき車両の当然生ずべき水平面運動を推定する。水平面
運動偏差演算手段は車両水平面運動推定値と、車両水平
面運動検出手段の検出値との偏差を求め、左右制動力差
制御入力演算手段はこの車両水平面運動偏差に応じた左
右制動力差制御入力を、左右制動力差制御入力−車両水
平面運動伝達特性の逆系、及び車両水平面運動に関して
任意に設定可能な伝達特性を基に演算する。
このようにして演算した補助舵角制御入力及び左右制動
力差制御入力は夫々上記の如くに補助操舵手段及び左右
制動力差設定手段の制御に用いられ、前輪及び後輪の少
なくとも一方を補助舵角制御入力だけ補助操舵すると共
に、左右輪間に左右制動力差制御入力相当の制動力差を
生せしめる。
これら補助操舵及び制動力差は車両の水平面運動を惹起
るがこれらが上記により付与されることから前記第1の
発明の作用効果に加え、フィードフォワード方式の補助
操舵装置を付加したこととなり、主操舵量に対して設計
者が補助舵角制御入力演算手段により与えた通りの水平
面運動を、特性変化に左右されることなく生じさせるこ
とができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第1図乃至第3図は本発明制動挙動補償装置の一実施例
で、第1図はハードウェア構成図、第2図は伝達特性モ
デル図、第3図はコントローラの制御プログラムを夫々
示す。
先ず第1図のハードウェアを説明するに、■はステアリ
ングホイール、2はステアリングギヤ、3は車両、4は
ブレーキペダル、5はマスターシリンダ、6FLは左前
輪ホイールシリンダ、6FRは右前輪ホイールシリンダ
、6RLは左後輪ホイールシリンダ、6RRは右後輪ホ
イールシリンダを夫々示す。ステアリングホイールエは
これに機械的に結合したステアリングギヤ2を介し車両
3の前輪を主操舵し、又ブレーキペダル4はその踏込力
に応じマスターシリンダ5より液圧を各ホイールシリン
ダ6FL、 6FR,61?L、 6RRへ向は出力す
るものとする。しかして前輪左右のホイールシリンダ6
FL、 6FRへのブレーキ液圧P、、P、は適宜価々
にブレーキアクチュエータ(左右制動力差設定手段)7
L、7Rで電子制御し、左右前輪間に制動力差を設定し
得るものとする。
アクチュエータ7L、 7Rはコントローラ8で制御し
、これをマイクロコンピュータを可とする制動力差制御
入力演算回路9と、これによる演算結果通りにアクチュ
エータ7L、 7Rを駆動するアクチュエータ駆動回路
10L、 IORとで構成し、前者の回路9に車両3の
ヨーレートψ(車両水平面運動)を検出するヨーレート
センサ(車両水平面運動検出手段H1からの信号と、マ
スターシリンダ5からの液圧Pイを検出するブレーキ液
圧センサ12からの信号と、車速■を検出する車速セン
サ13からの信号と、ステアリングホイール1の操舵量
θを検出する操舵角センサ(主操舵量検出手段)14か
らの信号とを入力する。回路9はこれら入力情報を基に
後述する第3図の制御プログラムを実行して左右前輪の
ブレーキ液圧PL、P、を演算し、これらに基づき駆動
回路10L、 IORによりアクチュエータ7L、 7
Rを駆動して左右前輪のブレーキ液圧PL、P、を個々
に制御する。
ここで第3図に先んじて第2図の伝達特性モデルを説明
するに、車両3はステアリングホイール操舵角θと、左
右前輪の制御力差に伴うヨーイングモーメントΔM、と
を制御入力とし、制御出力(車両水平面運動)をヨーレ
ートψとした時、この水平面運動に係る伝達特性を次の
運動方程式により近似的に表すことができる。
上式より瞬時(1)毎における制御入力θ(1)ΔMl
l(t)と理論上の制御出力φ(1)との間には、両制
御入力に対する制御出力の理論上の伝達関数を夫h G
 v* (S、 V) 、 G 13 (S、 V)と
すると、次式の伝達特性が成立する。
Sl’ 5(t) = GF:l(S、V) θ(t)
+Gm*(S 、V) ΔM、<t)−(2ンなお、上
式においてSは微分演算子でd/d tに相当し、■は
車速を示し、G F z 、  G l:lがこれらの
関数であることを表わすが、以後は簡便のため(S、V
)を(1)と共に省略して記述する。
第2図における水平挙動推定手段21は(2)弐をモデ
ル化したもので、操舵角θ及びヨーイングモーメントΔ
M8を与えた時車両3が当然生ずべきヨーレート推定値
φ3を推定することができる。しかして車両3は実際に
はこの時同図にモデル化して示すように、操舵角θ及び
ヨーイングモーメントΔM、に対するヨーレートφの実
際の伝達関数を夫々Gy 、  GIlとすると、(2
)弐に準じてψ= CF・θ十GIl・ΔM。
により表わされるヨーレートψを生ずる。
水平面運動偏差演算手段22は、ヨーレートの推定(目
標)値ψ3と実際値ψとの偏差(車両水平面運動偏差)
e−φ、−ψを求め、左右制動力差制御入力演算手段2
3はこの偏差eを基に左右制動力差制御入力−ヨーレー
ト伝達特性G。の逆系能な定常ゲイン1のフィルターF
を用いて次式で表される車両のヨーイングモーメントΔ
Mllを求める。
このヨーイングモーメントは、ヨーレート偏差eをなく
すのに必要なヨーイングモーメントであり、このヨーイ
ングモーメントを生じさせるために左右前輪間に制動力
差(第1図に示す左右前輪ブレーキ液圧P、、P、間に
差)を与える。
なお、車両の伝達特性を(1)式のような近似モデルを
用いて数式化した場合、GIl:lは1次/2次となる
ので、純微分を必要としない制御系を組むために、フィ
ルターFの特性は のように与えて分母次数−分子次数差が伝達関数GB3
の分母次数−分子次数差以下であるようなものとするの
が良い。この場合制動時のパラメータ変動に対してその
影響を極めて小さくでき、常に安定した制動挙動が得ら
れる。
次に第1図のコントローラ8が実行して、上記ヨーイン
グモーメントΔM8を得るための左右ブレーキ液圧PL
、P、Iを求める第3図の制御プログラムを説明する。
この制御プログラムは一定時間T m5ec毎のタイマ
割込みにより繰り返し実行され、先ずセンサ11〜14
で検出したヨーレートψ、マスターシリンダ液圧P8、
車速V及び操舵角θを読み込む。次のステップでは以下
の処理により左右制動力差制御入力(左右前輪ブレーキ
液圧PL、Pえ)を求める。
即ち、先ず第2図中水平挙動推定手段21での演算の一
部分21−1として、目標ヨーレートCp3及び目標機
速度■y3を夫々、後述の如くに求めた前回の目標ヨー
角加速度ψ、及び目標横加速度Vy3の積分により求め
る。なお、デジタル演算の場合、積分が不可能故に φ3=93千T・ψ3 V、、=Vア、+ T・y3 で近似させる。
次に第2図中左右制動力差制御入力演算手段23での処
理に対応する演算を以下の通りに行う。即ち、第2図中
水平面運動偏差演算手段22で求めたヨーレートの実際
値ψとψ3との偏差e=φ。
φに対するフィルター処理を e(=5 =t−dt e、= (e−e−)/τ により行って に相当する演算を行う。
次に、良く知られた車両の運動方程式に基づき以下の通
りにして、左右制動力差により生じさせるべき(ヨーレ
ート偏差eをなくすための)ヨーィングモーメントΔM
8を演算する。即ち、後述の如くに求めた前回の横加速
度Vy2の積分によりヨーレート偏差をなくすための横
速度■y2を求め、これと、前輪・重心間距離LFと、
上記フィルター処理値e、と、車速■と、後輪・重心間
距離LRとから、ヨーレート偏差eをなくすための前輪
機すべり角βF2及び後輪機すべり角βR2を夫々βr
z=(v、、 + Ly−e f) / VβR2= 
 CVyz + L、1−et ) / Vにより演算
する。更にこれら前後軸横すべり角と、前輪等価コーナ
リングパワーeKv と、後輪タイヤコーナリングパワ
ーにえとから、ヨーレート偏差eをなくすための前輪コ
ーナリングフォースCF2及び後輪コーナリングフォー
スC1I□を夫々C,□=e K、 ・βF2 CR□=に、・R0 により演算する。次いで、次回に前記の通りに使用する
横加速度!、2を Vy2= (2CF2+2 CI+2) /M   V
 ・et(M:車両質量) により求め、最後に次式によりヨーレート偏差eをなく
すためのヨーイングモーメントΔM、を演算する。
ΔM、=I2・er  2Lp−Crz+2L*−Cr
z次いで、第2図中水平挙動推定手段21での演算の残
部21−2として、次回演算部21−1での演算に使用
する目標ヨー角加速度ψ3及び目標横加速度y3を求め
る。つまり前輪の目標槽すべり角βF3及び後輪の目標
槽すべり角β。を夫々 βP3=(θ/ N )   (V y 3 + L 
r−ψ3)/Vβ*x=  (Vy3 LR−R3)/
Vにより求め、これらを基に目標前輪コーナリングフォ
ースCF3及び目標後輪コーナリングフォースCR3を
夫々 C,3= e K’、−βF3 CR3= K *・β。
により演算する。そして最終的に、次回演算部21−1
で使用する目標ヨー角加速度ψ、及び目標横加速度Vy
3を夫々 ψ3 = (2LF−CF:l〜2LII−C,、+Δ
Mm)/ I zVyz−(2Crz + 2 Cl1
lff) /M   V ’ S’3により演算してお
く。
第3図中次のステップでは、前記の通りに求めたヨーレ
ート偏差をなくすために必要なヨーイングモーメントΔ
M、を生しさせる左右前輪のホイールシリンダPL、P
、、つまり左右制動力差を以下により演算する。即ち、
6M3が正なら、換言すればヨーレート偏差が右旋回方
向に発生した場合、左前輪ブレーキ液圧P、をマスター
シリンダ液圧P、と同じ値にセットし、右前輪ブレーキ
液圧P、を P、=P、4−ΔMl/TF/AF/μP/RP’ R
wにセットして、右前輪ブレーキ液圧Pwを左前輪ブレ
ーキ液圧P、より低くなすように指令する。
逆にΔMmが負またはOなら、換言すればヨーレート偏
差が左旋回方向に発生するか、又は0である場合、右前
輪ブレーキ液圧P、lをマスターシリンダ液圧PHと同
じ値にセットし、左前輪ブレーキ液圧Ptを P、=P、+ΔMll/TF/AF/μ、/Rア・R1
にセントして、左前輪ブレーキ液圧P、を右前輪ブレー
キ液圧P、より低くなすようにする。
そして、第3図中次のステップでこれら左右前輪ブレー
キ液圧Pt、Paの指令値を第1図の駆動回路10L、
 IORを経てアクチュエータ7L、 7Rに出力し、
左右前輪間にヨーレート偏差がなくなるような制動力差
を生せしめる。これにより、車両のヨーレートを特性変
化があってもこれに左右されることなく、フィルターF
で与えた通りの態様で常時補償することができる。
第4図のシミュレーシシン結果によりこの作用効果を述
べると、従来は前述したように直進制動にもかかわらず
右後輪ブレーキパッドの摩擦係数低下によりA2で示す
ように大きなヨーレートを生じていたが、本例によれば
B+で示すように左前輪ブレーキ液圧PLを低下させて
ヨーレートの発生を82で示すように抑制することがで
きる。
この場合車速Vの低下がB、の如く通常のそれA3より
悪化するが問題となるほどではない。
なお、第2図においてヨーレート偏差eをなくすための
ヨーイングモーメントΔMIlはし@3   しI で表わすことができる。従って、この式に照らして明ら
かな如く、第2図の伝達特性モデルは第5図の特性モデ
ル図に書き直しても等価である。
第6図及び第7図は本発明の他の例を示し、本例でハー
ドウェアは第1図に示すと同様のものを用いる。先ず第
6図の伝達特性モデルを説明するに、本例では第2図の
特性モデルに第1左右制動力差制御入力演算手段24を
付加し、第2図におけると同様な手段23を第2左右制
動力差演算手段として用い、これら手段からの演算結果
を加算する最終的左右制動力差制御入力演算手段25を
付加する。第1左右制動力差制御入力演算手段24は、
設計者が与えた操舵角(θ)−ヨーレート(ψ)伝達特
性の規範モデルGM、例えばヨーレートがτイによる1
次遅れで発生するようなモデルを基準にし、これに対応
じたヨーレートG、4θと、自車の理論上の伝達関数G
F:lに対応じたヨーレートG F1aとの差をなくす
ための、つまり設計者が規範モデルG、で与えた通りの
ヨーレートを生じさせるための第1のヨーイングモーメ
ントΔMB1をにより求める。
第2左右制動力差制御入力演算手段23は前述した例と
同様にして求めた第2のヨーイングモーメントΔMo、
つまり自車の理論上生ずべきヨーレートψ3に実際のヨ
ーレートφを一致させるためのヨーイングモーメントΔ
M、□を求める。最終的左右制動力差制御入力演算手段
25は第1及び第2のヨーイングモーメントΔM B 
I r  ΔMl□を加算して最終的なヨーイングモー
メントΔM、とする。
本例の構成では、前述の実施例と同様、制動時のパラメ
ータ変動に対してその影響を極めて小さく、常に安定し
た制動挙動が得られる。
次に、上記を具体的に実行する制御プログラムを第7図
により説明する。この制御プログラムは第3図のプログ
ラムに以下に説明する第1左右制動力差制御入力演算手
段24の処理及び最終的左右制動力差制御入力演算手段
25の処理を追加し、又第2左右制動力差制御入力演算
手段23の演算結果をΔM、□に置き換えたものである
第1左右制動力差制御入力演算手段24は、下記の如く
前回の演算サイクル中前記した規範モデルに基づき操舵
角θに対応する値として求めておいた目標ヨー角加速度
ψイの積分(デジタル演算は積分が不可能なためψイー
ψイ+T・ψイによる近似演算)により規範モデル力′
く満足されるための目標ヨーレート偏差を求める。そし
て、次回この演算に際し用いる上記目標ヨー角加速度ψ
、をψイ=(Gain  ・θ−ψ、)/τ9により求
めておく。
次に以下の如くにして、自車の理論上得られるヨーレー
トを規範モデルで要求するヨーレートに一致させるため
の第1ヨーイングモーメント八Mi++を演算する。即
ち、後述の如くに求めた前回の横加速度VyIの積分(
デジタル演算故に積分が不可能なためVy+−Vy++
T HVy+で近似させる)により規範モデル達成のた
めの横速度Vylを求め、これを用いて規範モデル達成
のための前輪槽すべり角βF+及び後輪槽すべり角βI
I+を夫々β1.=(θ/N)−(Vア、十LF−φ、
l)/Vβ+u=  (VyI  LR−911)/V
により演算する。更にこれら前後軸横すべり角に対応す
る前輪コーナリングフォースCFI及び後輪コーナリン
グフォースCR1を夫々 Cr+ = e K F °βF1 CR、= K *・β7 により求め、これらを用いて規範モデル達成のための第
1ヨーイングモーメントΔM□をΔM□=rzψs  
 2L+−・C,+2 L+t・CI+により演算する
。最後に、次回前記の通りに使用する横加速度vy1を v、、 = (2Cy+ + 2 Cat) / M 
  V・φNにより求めておく。
最終的左右制動力差制御入力演算手段25はこのように
して求めた第1ヨーイングモーメントΔM1及び第2左
右制動力差制御入力演算手段23で求められる第2ヨー
イングモーメントΔMIIzを加算して最終的なヨーイ
ングモーメントΔM、=ΔMIII+ΔMm□とする。
第7図中次のステップでは第3図におけると同様にして
このヨーイングモーメントΔM、を得るための左右前輪
ブレーキ液圧Pt、Pgを求め、対応する指令をアクチ
ュエータ7L、 7R(第1図参照)に出力して左右前
輪間にヨーイングモーメントΔMBが生ずるような制動
力差を与える。
ところでヨーイングモーメントΔMIlが上述の通りの
ものであることから、前記実施例と同様の作用効果が得
られる他に、車両の制動時挙動を設計者が規範モデルで
与えた通りのものにすることができ、この特性をパラメ
ータ変動があってもこれに左右されることなく常時補償
することができる。
ちなみに第8図は、マスターシリンダ液圧PHを図示の
如くステップ状に発生させた制動中、図示の如き操舵角
θにより操舵を行った場合のシミュレーション図である
。規範モデル追従ブレーキ制御のみの場合、左右ブレー
キ液圧差が図中C1で示す如くに与え6られるが、制動
にともなう荷重移動によりタイヤコーナリングパワーの
変化(パラメータ変動)でヨーレート応答が02で示す
如く規範モデルから危険とされるオーバーステア方向へ
ずれる。これに対し本例の如く挙動補償制御を付加すれ
ば、タイヤコーナリングパワーの変化を補うようDlで
示すような左右前輪ブレーキ液圧差PL  Pl+が与
えられ、ヨーレート応答をD2で示す規範モデルのそれ
に一致させることができる。この場合車速低下がり、で
示す如く通常のそれC3より悪くなるが問題となるほど
ではない。
なお、第6図においてヨーレート応答をパラメータの変
化によってもそれに影響されることなく規範モデルで指
定した通りのものにするための最終的ヨーイングモーメ
ントΔM1ば =(6M m G s 3+θGF3−ψ)で表わすこ
とができる。従って、この式に照らして明らかな如く、
第6図の伝達特性モデルは第9図のモデル図に書き直し
ても等価である。
第10図乃至12図は本発明の更に他の例で、第10図
はハードウェア構成図、第11図は伝達特性モデル図、
第12図はコントローラの制御プログラムを夫々示す。
第10図のハードウェアは第1図に後輪を補助操舵する
補助操舵手段としてのアクチュエータ15と、その駆動
回路16とを付加し、演算回路9に左右制動力差制御入
力だけでなく後輪補助舵角δえを演算する機能をも持た
せたものである。
次に第11図の伝達特性モデルを説明するに、本例では
第1図乃至第3図につき前述したと同様に左右制動力差
(ヨーイングモーメントΔMm)を与えるのに加えて、
補助舵角制御入力演算手段26で後述の如くに演算した
後輪補助舵角δ8を与えることによりヨーレート応答を
設計者が自由に決定し得るようにする。このため車両3
は後輪補助舵角δ8と、実際の後輪補助舵角−ヨーレー
ト伝達関数Gえとで決まるヨーレートを加算されたヨー
レートφを発生し、当然水平挙動推定手段21も後輪補
助舵角δ8と、理論上の後輪補助舵角−ヨーレート伝達
関数GRffとで決まるヨーレートを加算して自軍で当
然得られるべき推定ヨーレートψ3となす。
ところで補助舵角制御入力演算手段26は例えば[計測
自動制御学会論文集Vo1.23. No、8に掲載さ
れる「四輪操舵車の新しい制御法」 “3.1 ヨーレ
ートのモデル適合制御′″の理論を用い、設計者が与え
たい操舵角(θ)−ヨーレート(φ)伝達特性の規範モ
デルGM、例えばヨーレートがτ9による一次遅れで発
生するようなモデルを基準にし、これに応答したヨーレ
ートG、4  θと、自車の理論上の伝達関数GF3に
対応じたヨーレートGF3θとの差をなくすための、つ
まり設計者が規範モデルで与えた通りのヨーレートを生
じさせるための後輪補助舵角δ6を (J I!3 により求める。
従って本例では、規範モデル08通りのヨーレート応答
が後輪補助操舵により得られると共に、このヨーレート
応答が制動時パラメータの変動に影響されて得られなく
なるのを、第1図乃至第4図の例におけると同様にして
生じさせた左右制動力差に伴うヨーイングモーメントΔ
Mmにより防止することができ、所定の制動挙動の補償
を行い得る。
次に、上記を具体的に実行するコントローラ8(第10
図参照)の制御プログラムを第12図に基づき説明する
。この制御プログラムは第3図のプログラムに補助舵角
制御入力演算手段26の処理を追加し、これによる演算
結果(後輪補助舵角δR)を水平挙動推定手段の処理2
1−2における後輪機すべり角β。の式に付加し、更に
第12図中最終ステップに68を出力する処理を追加し
たものである。
補助舵角制御入力演算手段26は、下記の如く前回の演
算サイクル中前記した規範モデルに基づき操舵角θに対
応する値として求めておいた目標ヨー角加速度ψイの積
分(デジタル演算は積分が不可能なためφ、−ψイ+T
・ψイによる近似演算)により規範モデルが満足される
ための目標ヨーレート応答を求める。そして次回この演
算に際し用いる上記目標ヨー角加速度?p、4をψ。=
(Gainθ−φ14)/τイにより求めておく。
次に以下の如くにして、自車の理論上得られるべきヨー
レートを規範モデルで要求するヨーレートに一致させる
ための後輪補助舵角δえを演算する。即ち、後述の如く
に求めた前回の横加速度!□の積分(デジタル演算は積
分が不可能にVyI=V、、+T・y+で近似させる)
により規範モデル達成のための横速度Vy+を求め、こ
れを用いて規範モデル達成のための前輪槽すべり角βF
+をβr、=(θ/N)−(Vy++Lr・9M ) 
/ vにより求める。更に、このβ、Iに対応する前輪
コーナリングフォースCFI及び後輪コーナリングフォ
ースCRIを夫々 CFI = e KF ・βF1 C□=(L、−C□−I2・ψ、4z/F)/Liによ
り演算し、次に規範モデル達成のための後輪補助舵角δ
8を δ8−β□+(Vy++L*−ψ、4) / Vにより
演算し、最後に、次回前記の通りに使用する横加速度V
yIを上記CFl+  CIT+からVyl−(2CF
l+ 2 C,l+) /M   V ’ Pgにより
求めておく。
かようにして求めた後輪補助舵角δ、は、一方で水平挙
動推定手段の処理21−2における後輪横すべり角β。
の演算に際して β。−δニー(y3−LR−cp3)■のように用い、
他方で第12図中の最終ステップにおいてPL、P、と
共に出力する。この後輪補助舵角δ7は第10図中駆動
回路16を経てアクチュエータ15に指令され、これを
介し後輪を演算結果通りに補助操舵することでヨーレー
ト応答を規範モデルにより与えた通りのものにすること
ができる。
他方、第1図乃至第3図の例と同様に左右前輪間に制動
力差が与えられ、上記のヨーレート応答が制動時のパラ
メータ変動によってもこれにより妨げられることのない
よう補償される。
この作用効果を第13図のシミュレーション結果により
説明する。第13図はマスターシリンダ液圧Pイを図示
の如くステップ状に発生させた制動中、図示の如き操舵
角θにより操舵を行った場合のシミュレーション図であ
る。この場合、後輪舵角δ6を図示の如くに与える前記
文献に記載のフィードフォワード式後輪補助操舵技術の
みでは、つまりElで示すように左右ブレーキ液圧差を
与えない(Pt  PR=O)とすると、制動に伴う荷
重移動によりタイヤコーナリングパワーの変化(パラメ
ータ変動)でヨーレート応答がF2で示す如く規範モデ
ルから危険とされるオーバーステア方向へずれる。これ
に対して本例の如く左右制動力差による挙動補償を付加
すれば、タイヤコーナリングパワーの変化を補うF+で
示すような左右前輪ブレーキ液圧差PtP*が与えられ
、ヨーレート応答をF2で示す規範モデルのそれに一致
させることができる。この場合車速低下がF3で示す如
く通常のそれF3より悪くなるが、問題となるほどでは
ない。
なお、本発明の制動挙動補償制御は上記型式の後輪補助
操舵装置に限らず、良く知られた横加速度モデル追従制
御装置等、他のフィードフォワード式補助操舵装置に用
いても、又後輪補助操舵装置だけでなく前輪補助操舵装
置や、ステア・パイ・ワイヤ式主操舵システムと共に用
いても、制動時のパラメータ変動に対応じた挙動補償を
行うことができる。更に各実施例では、左右前輪間に制
動力差を与える構成としたが、左右後輪間に制動力差を
与える構成にしたり、左右全輪間や、左前輪及び右後輪
間や、右前輪及び左後輪間に制動力差を与える構成にし
てもよいことは言うまでもない。この制動力差を与える
に当り図示例では、高くすべきブレーキ液圧をマスター
シリンダ液圧と同じに保ち、低くすべきブレーキ液圧を
減圧することとしたため、前述したとおり車両減速度が
若干ではあるものの犠牲になっていたが、低くすべきブ
レーキ液圧をマスターシリンダ液圧と同じに保ち、高く
すべきブレーキ液圧を別途設けた圧力源により増圧する
構成にすれば、車両減速度を逆に向上させることができ
る。
(発明の効果) かくして本発明装置は、請求項1の構成としたことで、
制動時の車両水平面運動をパラメータ変動があってもこ
れに左右されることなく、左右制動力差により常時正規
のものとなるよう補償することができる。又請求項4.
5の構成によれば左右制動力差又は補助操舵による規範
モデル追従制御との併用により、この規範モデルで要求
した通りの車両水平面運動をパラメータ変動があっても
これに影響されることなく常時確実に生じさせるよう補
償することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は夫々本発明制動挙動補償装置の一実
施例を示すハードウェア構成図、伝達特性モデル図及び
制御プログラムのフローチャート、第4図は同側の動作
タイムチャート、 第5図は第2図に等価な伝達特性モデル図、第6図乃至
第8図は夫々本発明の他の例を示す第2図乃至第4図と
同様な伝達特性モデル図、フローチャート、及び動作タ
イムチャート、第9図は第6図に等価な伝達特性モデル
図、第10図乃至第13図は夫々本発明の更に他の例を
示す第1図乃至第4図と同様なハードウェア構成図、伝
達特性モデル図、フローチャート、及びタイムチャート
である。 1・・・ステアリングホイール 2・・・ステアリングギヤ 3・・・車両       4・・・ブレーキペダル5
・・・マスターシリンダ 6FL、 6FI?、 6RL、 6RR・・・ホイー
ルシリンダ7L、 7R・・・ブレーキアクチュエータ
(左右制動力差設定手段) 8・−・コントローラ 9・・・制動力差制御入力(補助舵角制御入力)演算回
路 10L、 IOR・・・駆動回路 11・・・ヨーレートセンサ(車両水平面運動検出手段
)12・・・ブレーキ液圧センサ I3・・・車速センサ 14・・・操舵角センサ(主操舵量検出手段〉15・・
・補助操舵アクチュエータ(補助操舵手段)16・・・
駆動回路     21・・・水平挙動推定手段22・
・・水平面運動偏差演算手段 23・・・(第2)左右制動力差制御入力演算手段24
・・・第1左右制動力差制御入力演算手段25・・・最
終的左右制動力差制御入力演算手段26・・・補助舵角
制御入力演算手段

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、左右輪間に制動力差を設定可能な左右制動力差設定
    手段を具えた車両において、 車両のステアリングホィールによる主操舵量を検出する
    主操舵量検出手段と、 車両の水平面運動を検出する車両水平面運動検出手段と
    、 前記検出した主操舵量及び左右制動力差設定手段への左
    右制動力差制御入力から、車両固有の主操舵量−車両水
    平面運動伝達特性及び左右制動力差制御入力−車両水平
    面運動伝達特性を基に車両の水平面運動を推定する水平
    挙動推定手段と、この推定した及び前記検出した車両水
    平面運動間の偏差を求める水平面運動偏差演算手段と、
    左右制動力差制御入力−車両水平面運動伝達特性の逆系
    、及び車両水平面運動に関して任意に設定可能な伝達特
    性を用い、前記水平面運動偏差に応じた左右制動力差制
    御入力を求める左右制動力差制御入力演算手段と、 この制御入力に従い前記左右制動力差設定手段を駆動す
    る駆動手段とを具備してなることを特徴とする車両の制
    動挙動補償装置。 2、請求項1において、前記車両水平面運動に関して任
    意に設定可能な伝達特性を定常ゲインが1で、且つ分母
    次数−分子次数差が左右制動力差制御入力−車両水平面
    運動伝達特性の分母次数−分子次数差以上であるような
    ものとした車両の制動挙動補償装置。 3、請求項1又は2において、車速を検出する車速セン
    サを付加し、前記主操舵量−車両水平面運動伝達特性及
    び左右制動力差制御入力−車両水平面運動伝達特性を夫
    々車速に応じ変化させるよう構成した車両の制動挙動補
    償装置。 4、左右輪間に制動力差を設定可能な左右制動力差設定
    手段を具えた車両において、 車両のステアリングホィールによる主操舵量を検出する
    主操舵量検出手段と、 この主操舵量に応じ第1の左右制動力差制御入力を求め
    る第1左右制動力差制御入力演算手段と、車両の水平面
    運動を検出する車両水平面運動検出手段と、 前記検出した主操舵量及び左右制動力差設定手段への最
    終的な左右制動力差制御入力から、車両固有の主操舵量
    −車両水平面運動伝達特性及び最終的左右制動力差制御
    入力−車両水平面運動伝達特性を基に車両の水平面運動
    を推定する水平挙動推定手段と、 この推定した及び前記検出した車両水平面運動間の偏差
    を求める水平面運動偏差演算手段と、最終的左右制動力
    差制御入力−車両水平面運動伝達特性の逆系、及び車両
    水平面運動に関して任意に設定可能な伝達特性を用い、
    前記水平面運動偏差に応じた第2の左右制動力差制御入
    力を求める第2左右制動力差制御入力演算手段と、 前記第1及び第2の左右制動力差制御入力を加算して前
    記最終的な左右制動力差を求める最終的左右制動力差制
    御入力演算手段と、 この最終的左右制動力差制御入力に従い前記左右制動力
    差設定手段を駆動する駆動手段とを具備してなることを
    特徴とする車両の制動挙動補償装置。 5、請求項4において、前記車両水平面運動に関して任
    意に設定可能な伝達特性を定常ゲインが1で、且つ分母
    次数−分子次数差が最終的左右制動力差制御入力−車両
    水平面運動伝達特性の分母次数−分子次数差以上である
    ようなものとした車両の制動挙動補償装置。6、請求項
    4又は5において、車速を検出する車速センサを付加し
    、前記主操舵量−車両水平面運動伝達特性及び最終的左
    右制動力差制御入力−車両水平面運動伝達特性を夫々車
    速に応じ変化させるよう構成した車両の制動挙動補償装
    置。 7、請求項4乃至6項のいずれかにおいて、前記第1左
    右制動力差制御入力演算手段を、少なくとも、主操舵量
    に対する車両の運動目標値を設定する伝達特性と、予め
    数式化した主操舵量及び第1の左右制動力差制御入力に
    対する車両の伝達特性とを用いて第1の左右制動力差制
    御入力を演算するよう構成した車両の制動挙動補償装置
    。 8、ステアリングホィールによる主操舵とは別に前輪及
    び後輪の少なくとも一方を補助操舵する補助操舵手段と
    、左右輪間に制動力差を設定可能な左右制動力差設定手
    段とを具えた車両において、前記主操舵量を検出する主
    操舵量検出手段と、この主操舵量に応じ前記補助操舵手
    段への補助舵角制御入力を演算する補助舵角制御入力演
    算手段と、 車両の水平面運動を検出する車両水平面運動検出手段と
    、 前記検出した主操舵量、前記補助舵角制御入力及び前記
    左右制動力差設定手段への左右制動力差制御入力から、
    車両固有の主操舵量−車両水平面運動伝達特性、補助舵
    角制御入力−車両水平面運動伝達特性及び左右制動力差
    制御入力−車両水平面運動伝達特性を基に車両の水平面
    運動を推定する水平挙動推定手段と、 この推定した及び前記検出した車両水平面運動間の偏差
    を求める水平面運動偏差演算手段と、左右制動力差制御
    入力−車両水平面運動伝達特性の逆系、及び車両水平面
    運動に関して任意に設定可能な伝達特性を用い、前記水
    平面運動偏差に応じた左右制動力差制御入力を求める左
    右制動力差制御入力演算手段と、 前記補助舵角制御入力に従い前記補助操舵手段を駆動す
    る補助操舵用駆動手段と、 前記左右制動力差制御入力に従い前記左右制動力差設定
    手段を駆動する制動力差設定用駆動手段とを具備してな
    ることを特徴とする車両の制動挙動補償装置。 9、請求項8において、前記車両水平面運動に関して任
    意に設定可能な伝達特性を定常ゲインが1で、且つ分母
    次数−分子次数差が左右制動力差制御入力−車両水平面
    運動伝達特性の分母次数−分子次数差以上であるような
    ものとした車両の制動挙動補償装置。 10、請求項8又は9において、車速を検出する車速セ
    ンサを付加し、前記主操舵量−車両水平面運動伝達特性
    及び左右制動力差制御入力−車両水平面運動伝達特性を
    夫々車速に応じ変化させるよう構成した車両の制動挙動
    補償装置。 11、請求項8乃至10のいずれかにおいて、前記補助
    舵角制御入力演算手段を、少なくとも、主操舵量に対す
    る車両の運動目標値を設定する伝達特性と、予め数式化
    した主操舵量及び補助舵角制御入力に対する車両水平面
    運動の伝達特性とを用いて補助舵角制御入力を演算する
    よう構成した車両の制動挙動補償装置。
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