JPH05185944A - 車両の挙動制御装置 - Google Patents

車両の挙動制御装置

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JPH05185944A
JPH05185944A JP314492A JP314492A JPH05185944A JP H05185944 A JPH05185944 A JP H05185944A JP 314492 A JP314492 A JP 314492A JP 314492 A JP314492 A JP 314492A JP H05185944 A JPH05185944 A JP H05185944A
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Hideki Sudo
秀樹 数藤
Takeshi Ito
健 伊藤
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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 補助操舵と左右輪制動力差制御とが常時並行
的に行われるようにすると共に、両制御の分担割合が適
切になるようにして、挙動制御の連続性を確保すると共
に、故障が少なく、応答性の良い車両挙動制御装置とす
る。 【構成】 補助舵角演算手段は挙動目標値を得るための
補助舵角を求め、フィードバック制御量演算手段は実挙
動と目標値との偏差を無くすための補助舵角修正量及び
左右輪制動力差を求める。補助操舵手段は補助舵角とそ
の修正量との和値だけ車輪を補助操舵し、制動力差制御
手段は上記左右輪制動力差を実現する。なお、上記補助
舵角修正量及び左右輪制動力差に夫々、好適な分担割合
に応じた上限を設定し、上記挙動偏差が設定の大きさに
達する時、上記補助舵角修正量及び左右輪制動力差が夫
々同時に上記上限値となるよう前記フィードバック制御
量演算手段のフィードバック制御ゲインを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両の挙動、特に車輪の
補助操舵及び左右輪制動力差制御によって変更可能な車
両平面挙動を制御する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車輪の補助操舵と左右輪制動力差制御と
で車両の挙動を制御する装置は、当該挙動制御を補助操
舵のみで行うものに較べて制御のキャパシティが大きく
大いに有用であり、この種装置としては従来、特開平2
ー283555号公報に記載の如きものがある。
【0003】この装置は目標とすべき車両挙動、即ちヨ
ーレイト又は横加速度と、実際のヨーレイト又は横加速
度との偏差が設定値に満たなければ、車輪の主操舵に対
し主操舵輪又は他の車輪を補助的に操舵する補助操舵の
みにより車両挙動を目標値に持ち来し、上記偏差が設定
値以上の時左右輪制動力差制御をも駆使して車両挙動を
目標値に持ち来すようにしたものである。これにより、
左右輪制動力差制御を用いる頻度がその分少なくなり、
制動への影響を減じ得る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかして、かかる従来
の挙動制御にあっては、車両実挙動の目標値との偏差が
設定値になる時左右輪制動力差制御を開始するため、こ
の時点で制御が連続性を欠くのを否めず、運転者に違和
感を与える。又、両制御系の故障率の差や、挙動制御へ
のキャパシティの差を考慮していないため、両制御の分
担割合がこれらに見合った適切なものとは言えず、故障
が多くなったり、応答性の点で不十分になることが考え
られる。本発明は、補助操舵と左右輪制動力差制御とが
常時並行的に行われるようにすると共に、両制御の分担
割合を適切にし得るようにして、上述の問題を解消する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的のため本発明は
図1に概念を示すように、ステアリングホイールによる
主操舵時その主操舵量を含む走行状態に応じた車両挙動
の目標値を演算する目標挙動設定手段と、該挙動目標値
を達成するために必要な前輪及び後輪の少なくとも一方
の補助舵角を演算する補助舵角演算手段と、車両の実挙
動を検出する挙動検出手段と、この実挙動及び前記目標
挙動設定手段で演算した挙動目標値間の偏差をなくすた
めの補助舵角修正量及び左右輪制動力差を夫々演算する
フィードバック制御量演算手段と、前輪及び後輪の少な
くとも一方を前記補助舵角及び補助舵角修正量の和値だ
け補助操舵する補助操舵手段と、前記制動力差を左右輪
間に与える左右輪制動力差制御手段とを具えた車両の挙
動制御装置において、前記補助舵角修正量及び左右輪制
動力差に夫々、好適な分担割合に応じた上限を設定し、
前記挙動偏差が設定の大きさに達する時丁度、前記補助
舵角修正量及び左右輪制動力差が夫々前記上限値となる
よう前記フィードバック制御量演算手段のフィードバッ
ク制御ゲインを決定したものである。
【0006】
【作用】ステアリングホイールによる主操舵時、目標挙
動設定手段は主操舵量を含む走行状態に応じた車両挙動
の目標値を演算する。そして、補助舵角演算手段は該挙
動目標値を達成するために必要な前輪及び後輪の少なく
とも一方の補助舵角を演算する。又、フィードバック制
御量演算手段は、挙動検出手段で検出した実挙動と前記
目標挙動設定手段で演算した挙動目標値との間の偏差を
なくすための補助舵角修正量及び左右輪制動力差を夫々
演算する。補助操舵手段は、前輪及び後輪の少なくとも
一方を前記補助舵角及び補助舵角修正量の和値だけ補助
操舵し、左右輪制動力差制御手段は、前記制動力差を左
右輪間に与え、これら制御により車両の挙動を、制動に
伴う制御パラメータの変化や横風等の外乱にもかかわら
ず常時前記目標値に保つことができる。ところで、上記
補助舵角修正量及び左右輪制動力差に夫々、好適な分担
割合に応じた上限を設定し、前記挙動偏差が設定の大き
さに達する時丁度、前記補助舵角修正量及び左右輪制動
力差が夫々前記上限値となるよう前記フィードバック制
御量演算手段のフィードバック制御ゲインを決定したか
ら、補助操舵と左右輪制動力差制御とが常時並行的に行
われて制御の連続性を実現し得ると共に、両制御の分担
割合が適切になって、例えば故障発生率の少ない制御の
分担割合を大きくすることにより故障率を下げたり、キ
ャパシティの大きな制御の分担割合を大きくすることに
より制御の応答性を高めることができる。
【0007】
【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。図2は本発明の一実施例を示す模式で図で、
目標ヨーレイト演算部110はステアリングホイール操
舵角θ及び車速Vxから走行状態に応じた目標ヨーレイ
ト(d/dt)φmを演算する。この演算に当たって目
標ヨーレイトは、狙いとする車両規範モデルで達成され
るヨーレイトの過渡特性及び定常特性を得るための時々
刻々のヨーレイトとする。フィードフォワード制御用目
標後輪舵角演算部120は、線形2自由度の運動方程式
で表した自車モデルで上記目標ヨーレイトを実現するた
めの後輪補助舵角δrを演算する。
【0008】一方、フィードバック制御用後輪舵角修正
量演算部130及びフィードバック制御用左右前輪制動
力差演算部140は夫々、車両150の実ヨーレイト
(d/dt)φと上記目標ヨーレイト(d/dt)φm
との偏差をなくすための後輪舵角修正量δrFB及び左右
前輪ブレーキ液圧差(制動力差)の目標値△Pmを演算
する。後輪補助操舵手段160は上記後輪補助舵角δr
と後輪補助舵角修正量δrFBとの和値を後輪補助舵角目
標値δrmとし、この目標値だけ車両150の後輪を補
助操舵する(後輪実舵角をδR で示した)。又、左右前
輪制動力差制御手段170は左右前輪のブレーキ液圧に
上記演算通り△Pmの差を与えて、車両150の左右で
制動力を異ならせる。
【0009】これら後輪補助操舵及び左右輪制動力差制
御により車両150は、横風等の外乱や制動に伴う制御
パラメータの変化があってもヨーレイト(d/dt)φ
を常時目標ヨーレイト(d/dt)φmに保ち、前記車
両規範モデルで狙ったヨーレイトの過渡特性及び定常特
性を実現することができる。
【0010】上記実施例の具体的な構成を図3及び図4
に示し、図3は本発明の挙動制御に用いる液圧ブレーキ
システム、図4は本発明の挙動制御に用いる後輪補助操
舵システムである。
【0011】図3のブレーキシステムを先ず説明する
に、1L, 1Rは夫々左右前輪ホイールシリンダ、2L, 2Rは
夫々左右後輪ホイールシリンダで、ブレーキペダル3の
踏込みにより作動されるマスターシリンダ4の両液圧出
口ポートを夫々前輪ホイールシリンダ1L, 1Rに係る前輪
ブレーキ液圧系及び後輪ホイールシリンダ2L, 2Rに係る
後輪ブレーキ液圧系に接続する。そして、これらブレー
キ液圧系に周知の3チャネルアンチスキッド制御装置に
も用いる以下のブレーキ液圧制御アクチュエータ5を挿
入する。
【0012】このアクチュエータ5は左右前輪のブレー
キ液圧を個別に制御し、左右後輪のブレーキ液圧を共通
に制御するもので、左右前輪用の圧力制御弁6a,
bと、後2輪用の圧力制御弁6c とを具え、更に圧力制
御弁6a , 6b に共通なリザーバ7a 、アキュムレータ
a 及び循環ポンプ9a と、圧力制御弁6c 用のリザー
バ7b 、アキュムレータ8b 及び循環ポンプ9b とを有
し、これらを図示の如くに配管接続して構成する。
【0013】アクチュエータ5(圧力制御弁6a ,
b , 6c 及び循環ポンプ9a , 9b )はコントローラ1
0により制御し、このコントローラにはステアリングホ
イール操舵角θを検出する操舵角センサ11からの信号
と、ブレーキペダル3の踏込み時ONするブレーキスイッ
チ12からの信号と、車速Vx を検出する車速センサ13か
らの信号と、マスターシリンダ4からの圧力PMCを検出
する圧力センサ14からの信号と、左右前輪ホイールシリ
ンダ1L, 1Rへのブレーキ液圧PFL, FR及び後輪ブレー
キ液圧PRRを検出する圧力センサ15a , 15b , 15c から
の信号と、車両の実ヨーレイト(d/dt)φを検出するヨー
レイトセンサ16からの信号とを入力する。
【0014】コントローラ10はこれら入力情報をもと
に、アクチュエータ5を介し周知の3チャンネルアンチ
スキッド制御を行う他に、左右前輪ホイールシリンダ1
L, 1Rのブレーキ液圧を個々に制御して本発明が目的と
する後述の左右輪制動力差制御を行う。この左右輪制動
力差制御の作用を説明するに、圧力制御弁6a , 6b
OFF して図示状態(増圧位置)にする時、マスターシリ
ンダ4からの液圧PMCはこれら圧力制御弁を素通りして
そのまま左右前輪ホイールシリンダ1L, 1Rに供給され、
左右前輪ブレーキ液圧PFL,PFRを共にマスターシリン
ダ液圧PMCと同じ値にする。しかして、一方の圧力制御
弁6a (6b ) をONにし、循環ポンプ9a をONすると、
圧力制御弁6a (6b ) が電流値に応じ中央図示のポー
ト配置(保圧位置)又は下側図示のポート配置(減圧位
置)となり、減圧位置で対応する前輪ブレーキ液圧PFL
(PFR)を低下させ、保圧位置で対応する前輪ブレーキ
液圧P FL(PFR)をこの低下された値に保つ。よって、
左右前輪のブレーキ液圧を個別に低下させて両者間に差
を設定することができ、車両に後述の左右輪制動力差を
与えることが可能である。
【0015】コントローラ10は上記左右輪制動力差制御
の他に、図4の後輪補助操舵系の制御をも行う。図4に
おいて21L, 21Rは夫々左右後輪を示し、これら後輪を油
圧シリンダ22により転舵可能とする。シリンダ22の油圧
源としてエンジン23により駆動されるオイルポンプ24を
設ける。このポンプはオイルリザーバ25の作動油を吸入
して吐出し、吐出油をアンロード弁26により調圧してア
キュムレータ27に蓄圧する。かかる圧力源の供給路28及
びドレイン路29と、油圧シリンダ22の室22L, 22Rとの間
に圧力サーボ弁30を介装接続し、このサーボ弁は、シリ
ンダ22のストローク、即ち後輪補助舵角δR を検出する
補助舵角センサ31からのフィードバック信号が後述の演
算値(目標後輪舵角)δrmと一致するよう、コントロー
ラ10により制御する。
【0016】圧力制御弁30は OFF時図示のポート配置と
なり、シリンダ室22L, 22Rを供給路28及びドレン路29か
ら遮断してシリンダ22のストロークを禁じ、後輪舵角を
保持する。又圧力制御弁30は一方向の電流でONされる
時、上側図示のポート配置となり、供給路28の圧力をシ
リンダ室22L に供給して後輪を左転舵し、他方向の電流
でONされる時、下側図示のポート配置となり、供給路28
の圧力をシリンダ室22Rに供給して後輪を右転舵する。
かかる転舵により、センサ31で検出した後輪舵角δR
演算値δrmに一致する時、コントローラ10はサーボ弁30
をOFF して当該後輪舵角を維持する。
【0017】コントローラ10は図5乃至図7の制御プロ
グラムを実行して後輪補助舵角制御及び左右輪制動力差
制御を行う。その説明に先立ち図8に示すヨーイング及
び横運動の2自由度モデル(図中41L,41R は本例で制動
力差を与える左右前輪を示す) につき車両の運動方程式
を論ずる。先ず、瞬時(t) のヨーイング及び横運動に関
する運動方程式は次式で表わされることが知られてい
る。
【0018】
【数1】 IZ ・(d2/dt2)φ(t)= 2(C f・L f -Cr ・L r ) ---- (1)
【数2】 M・V y (t)= 2(Cf + C r )- M・V x (t) ・(d/dt)φ(t) ---- (2) 但し、C f , C r は各々前輪、後輪のコーナリングフォ
ースで、これらは前後輪横滑り角βf , βr を用いて次
の(3),(4) 式で表せる。
【数3】 Cf = K f ・βf ---- (3)
【数4】 Cr = K r ・βr ---- (4)
【0019】また、前後輪横滑り角βf , βr は次の
(5), (6)式で定義される量である。
【数5】 βf = θ(t)/N-{ V y + L f・(d/dt)φ(t) }/Vx (t) ---- (5)
【数6】 βr = δr (t)-{ V y - Lr ・(d/dt)φ(t) }/Vx (t) ---- (6)
【0020】なお、上式における各記号の意味は、一部
を図8にも示すが以下の通りである。 (d/dt)φ(t) :ヨーレイト θ(t) :操舵角 δr (t) :後輪舵角 V x (t) :車両前後方向速度 V y (t) :車両横方向速度 T f :前輪トレッド I Z :車両ヨー慣性モーメント L f :車両重心〜前車軸間距離 L r :車両重心〜後車軸間距離 M :車両重量 N :ステアリングギヤ比 (3), (6)式を(1), (2)式に代入し、ヨーイング運動及び
横運動は夫々ヨーレイト(d/dt)φ(t) 、横速度V y (t)
に関する微分方程式と考えると、次の(7), (8)式のよう
に表現できる。
【0021】
【数7】 (d2/dt2)φ(t)= a11・(d/dt)φ(t)+ a12・V y (t) + bf1・θ(t) + b r1・δr (t) -----(7)
【数8】 (d/dt)V y (t)= a21・(d/dt)φ(t)+ a22・V y (t) + bf2・θ(t)+ b r2 ・δr (t) ----- (8) 但し、
【数9】 a11= -2(K f ・L f 2+ K r・L r 2)/(I z・V x ) ----(9.1)
【数10】 a12= -2(K f ・L f - K r ・L r ) /(Iz ・V x ) -----(9.2)
【数11】 a21= -2(K f ・L f - K r ・L r ) /(M・V x )-V x -----(9.3)
【数12】 a22= -2(K f + K r ) /(M・V x ) -----(9.4)
【数13】 b f1= 2 ・K f ・L f /(I z・N) -----(9.5)
【数14】 b f2= 2 ・K f /(M・N) -----(9.6)
【数15】 b r1= -2・K r ・L r /I z -----(9.7)
【数16】 b r2= 2 ・K r /M -----(9.8)
【0022】(7), (8)式より、操舵角入力θ(t) に対す
る発生ヨーレイト(d/dt)φ(t) の関係は、微分演算子S
を用いて(10)式のように表せる。
【数17】 (d/dt)φ(S) /θ(S)={b f1・S+(a12・b f2-a22・b1) }/ {S2-(a11+a22)S + (a11 ・a22-a12 ・a21)} ----- (10)
【0023】また同様に、操舵角入力θ(t) に対する発
生横速度V y (t) の関係は、微分演算子Sを用いて(11)
式のように表せる。
【数18】 V y(S) /θ(S)={b f2・S+(a21・b f1-a11・b f2) }/ {S2-(a11+a22)S+(a11・a22-a12 ・a21)} ----- (11) (17), (18) 式の伝達関数はいずれも(1次)/(2
次)の形であり、補助操舵なしの一般車両ではV x が大
きくなるほど操舵角入力に対する発生ヨーレイト(d/dt)
φ(t) 及び横速度V y (t) は高応答だが振動的になり、
車両操縦性、安定性が悪化することが判る。そこで、従
来例にみられるように、車両の発生ヨーレイトが運転者
にとって望ましい目標ヨーレイト(d/dt)φr (t) と一致
するよう、後輪を補助操舵することが提案されている。
【0024】例えば、目標ヨーレイト(d/dt)φr (t) を
操舵角入力θ(t) に対してオーバーシュート/アンダシ
ュートの無い一次遅れ系とし、かつ定常値を非制動時の
ベース車両(後輪操舵を行わない車両)に等しくなるよ
う設定すれば、(d/dt)φr (t) は(12)式のように表せ
る。
【数19】 (d/dt)φr (t)= H O・θ(t)/(1+ τS) ---- (12) ただし、τは時定数、H O は定常ヨーレイトゲインで、
H O は以下の如く(13.1)式で定義されるスタビリティフ
ァクタAを用いて次の(13.1)式により定義される。
【数20】 H O= V x /{(1+ AV x 2) LN} ---- (13.1)
【数21】 A =-M(Lf K f - L r K r ) /(2L2L f K r ) ---- (13.2)
【0025】以下、後輪舵角制御により、(12)式の目標
ヨーレイトを実現する制御方法について述べる。(12)式
を変形すれば、目標ヨーレイトの微分値(d2/dt2
r (t) は次の(14)式にて求められる。
【数22】 (d2/dt2r (t)= H O・θ(t) /τ- (d/dt)φr (t) /τ ---- (14)
【0026】操舵入力θ(t) 、後輪舵角入力δr (t) に
よる発生ヨーレイト(d/dt)φ(t) が、(d/dt)φr (t) と
一致すると仮定すれば、各々の微分値(d2/dt2)φ (t),
(d2/dt2) φr (t) も一致する。従って(d/dt)φr (t)
=(d/dt)φ(t) 、(d2/dt2r (t) =(d2/dt2)φ(t) と
仮定し、また前記仮定が成立する時のV y (t) をV yr
(t)と定義して、これらを(7), (8)式に代入すれば次の
(15), (16)式が得られる。
【数23】 (d2/dt2r (t)= a11・(d/dt)φr (t)+ a12・V yr(t) +b f1・θ(t)+ b r1 ・δr (t) ----(15)
【数24】 (d/dt)V yr(t)= a21・(d/dt)φr (t)+ a22・V yr(t) +b f2・θ(t)+ b r2 ・δr (t) ----(16) (15), (16)式より、δr (t) は次の(17)式で求められ
る。
【数25】 δr (t) = {(d2/dt2r (t)- a11・(d/dt)φr (t) - a12 ・V yr(t)+b f1・θ(t) }/br1 ----(17) (17)式に示された後輪舵角制御を行うことにより、車両
の発生ヨーレイトは目標ヨーレイトに一致し、かつ横速
度の振動もなくすことができる。
【0027】しかし、上記の方法のみで後輪舵角制御を
行うと、横風等の外乱や車両のモデル化誤差や制・駆動
状態で車両のパラメータ変動があった場合に、目標ヨー
レイトと発生ヨーレイトが一致しなくなる。そこで、発
生ヨーレイトを検知し、これと目標ヨーレイトとの偏差
に応じた後輪舵角修正と左右輪制動力差制御により当該
偏差をなくすようなフィードバック制御を付加する。
【0028】以下、両者のフィードバック制御量を説明
する。まず、目標後輪舵角修正量の最大値の絶対値をδ
rmax(t) とし、目標左右輪制動力差の最大値をΔP max
(t) とする。δrmax(t) は、(18)式により設定し、ΔP
max (t) は(19)式によって設定する。
【数26】 δrmax(t) = {δmax - δr (t) }・K fs1 ----- (18)
【数27】 ΔP max (t) = P MC(t) ・K fs2 ----- (19) 但し、δmax は後輪操舵機構の機械的な制限による最大
後輪舵角、P MC(t) は図3に示すマスターシリンダ圧、
K fs1 及びK fs2 は故障時のフェールセーフ性を考慮し
た安全率であり、0〜1の範囲で任意に設定する。
【0029】次に、δrmax及びΔP max が車両の発生ヨ
ーレイト(d/dt)φに及ぼす量を(20), (21)式により算出
する。
【数28】 (d/dt)φFBδrmax(t)= G FB δr ・δrmax(t) ---- (20)
【数29】 (d/dt)φFBΔP max (t)= G FB ΔP ・ΔP max (t) ---- (21) 但し、 G FB δr は後輪舵角がヨーレイトに及ぼす定常
ゲインH O に同じである。又 G FB ΔP は左右輪ホイー
ルシリンダ差圧がヨーレイトに及ぼす定常ゲインであ
り、次の(21.1)式により算出される。
【0030】
【数30】 G FBΔP =V x・K p ・T f (Kf + K r ) /{4 ・K f ・K r (Lf + L r )2 + 2・M ・V x 2(L r ・K r - L f ・K f ) } ---- (21.1) 目標後輪舵角のフィードバック制御にともなう修正量δ
rFB (t) は、次の(22)式により算出する。
【0031】
【数31】 δrFB (t)=[(d/dt)φFBδrmax(t) /{(d/dt)φFBδrmax(t) + (d/dt)φFBΔP max (t) }]・{1 /(G FB δr ) }・ K・(d/dt)φerr (t) ----- (22) 但し、δrFB (t) >δrmax(t) となった場合は、δrFB
(t) =δrmax(t) とする。なお、 K :フィードバック制御ゲイン (d/dt)φerr (t) :目標ヨーレイトと発生ヨーレイトと
の偏差
【0032】そして、図4に示す後輪舵角制御部(圧力
サーボ弁30) への最終的な目標後輪舵角である制御入力
δrm(t) は、次の(23)式によって表される。
【数32】 δrm(t) = δr (t) - δrFB (t) ---- (23) 又、目標左右輪制動差圧(ホイールシリンダ差圧)ΔP
m (t) は、次の(24)式により算出する。
【数33】 ΔP m (t)=[(d/dt)φFBΔP max (t) /{(d/dt)φFBδrmax(t) + (d/dt)φFBΔP max (t) }]・{1 /(G FB ΔP)}・ K・(d/dt)φerr (t) ----- (24) 但し、ΔP m (t) >ΔP max (t) となった場合は、ΔP
m (t) =ΔP max (t) とする。なお、 K :(22)式におけると同じフィードバック制御ゲイン
【0033】このようにして、目標後輪舵角δrmと目標
左右輪制動差圧ΔP m を求めることによって、ヨーレイ
ト偏差に応じた両者のフィードバック制御量を、同時に
(18), (19)式のように設定した上限値に到達させること
ができる。又、これら上限値を、両制御の故障率や挙動
制御キャパシティに応じて定め得る好ましい両制御の分
担割合に対応したものにすることで、例えば故障発生率
の少ない制御の分担割合を大きくして故障率を下げた
り、キャパシティの大きな制御の分担割合を大きくして
制御の応答性を高めることができる。
【0034】(24)式で求められたΔP m (t) を達成する
ための前輪左右の目標ホイールシリンダ圧P mFL (t) 、
P mFR (t) は夫々マスターシリンダ圧P MC(t) に基づき
以下の(25), (26)式にて算出する。
【数34】 P mFL (t)= P MC (t) (ΔP m (t) ≧0 時) = P MC (t)+ΔP m (t) (ΔP m (t) < 0且つP MC(t) >- ΔP m (t) 時) = 0 (ΔP m (t) <0 且つP MC(t) ≦- ΔP m (t) 時) ----- (25)
【数35】 P mFR (t)= P MC (t) (ΔP m (t) <0 時) = P MC (t)-ΔP m (t) (ΔP m (t) ≧ 0且つP MC(t) >ΔP m (t) 時) = 0 (ΔP m (t) ≧0 且つP MC(t) ≦ΔP m (t) 時) ----- (26)
【0035】上記の後輪舵角制御及び左右制動力差制御
は図3及び図4のコントローラ10が図5乃至図7の制御
プログラムを実行してこれらを行う。なお、これらの図
では、マイクロコンピュータでの処理に対応させるた
め、今迄の(t) を付した連続系に代え、離散値系である
ことを示す(n) を付した記号を用いる。図5及び図6は
で継がり、一定時間ΔT 毎に繰り返し実行される後輪
舵角演算・制御プログラム及び左右前輪ホイールシリン
ダ差圧演算プログラムを示し、図7はこの差圧を生じさ
せるために行う左右前輪ホイールシリンダ圧の出力処理
プログラムを示す。
【0036】先ず、図5,6の制御プログラムを説明す
るに、ステップ50において、車速V x (n) 、操舵角θ
(n) 、発生ヨーレイト(d/dt)φ(n) 、マスターシリンダ
圧P MC(n) 、及び各車輪のホイールシリンダ圧P FR(n)
、P FL(n) 、P RR(n) を読み込む。次のステップ51で
は、前記(9) 式の演算により前記(7), (8)式の微分方程
式で用いる各係数を算出する。次のステップ52では、前
記(12), (14)式の演算を行い、目標ヨー角加速度(d2/dt
2r (n) 及び目標ヨーレイト(d/dt)φr (n) を算出す
る。なお目標ヨーレイトは、目標ヨー角加速度を積分す
ることによって算出するが、ここでは離散値系の矩形積
分により積分動作を行うこととする。さらにステップ53
では、前記(16), (17)式の演算により横加速度目標値(d
/dt)V yr(n)を求め、又その積分により横速度V yr(n)
を算出し、フィードフォーワード制御用の目標後輪舵角
δr (n) を求める。ステップ54〜61では、前記(18)〜(2
4)式の演算を行い、制御入力である最終目標後輪舵角δ
rm(n) 及び目標ホイールシリンダ差圧ΔP m (n) を算出
する。ステップ62〜70では、マスターシリンダ圧P
MC(n) と上記左右前輪ホイールシリンダ差圧ΔP m (n)
を用いて、前記(25), (26)式の演算を行い、ΔP m (n)
を達成するための前輪左右の目標ホイールシリンダ圧P
mFR (n) 、P mFL (n) を算出する。
【0037】コントローラ10はステップ58で求めた目標
後輪舵角δrmを図4の圧力サーボ弁30に指令し、センサ
31により検出する後輪実舵角δR が目標値δrmと一致す
るような後輪補助操舵を行う。他方コントローラ10は、
ステップ65, 66又は67で求めた右前輪目標ホイールシリ
ンダ圧P mFR と、ステップ63, 69又は70で求めた左前輪
目標ホイールシリンダ圧P mFL とを図7のような制御プ
ログラムにより出力処理し、左右前輪制動力差制御を行
う。但し、図7は目標左前輪ホイールシリンダ圧P mFL
の出力処理を例示し、図5,6と同様の一定時間ΔT 毎
に繰り返し実行されるものとする。なお、目標右前輪ホ
イールシリンダ圧P mFR の出力処理については同様のも
のであるので、ここでは詳細を省略する。
【0038】図7においては、先ず、ステップ71で図3
のブレーキスイッチ12がOFFか否かにより非制動中か
制動中かをチェックし、ステップ72で左前輪ブレーキ液
圧指令P mFL がマスターシリンダ液圧P MCと同じか否か
をチェックする。制動中でP mFL ≠P MCなら、ステップ
73, 76, 83によりカウンタmが設定値m o を0にされる
度に、つまりm o ×ΔT 時間毎にステップ74, 75の処理
を行う。ステップ74では左前輪ブレーキ液圧の指令値P
mFL と実測値P FLとの偏差P err を求め、ステップ75で
は1回当たりブレーキ液圧補正量P o に対する偏差P
err の比、つまり何回の補正で偏差P err がなくなる
(P FL=P mFL になる)かを示す補正回数要求値T p
求める(但しINTは四捨五入整数値をとることを意味
する)。
【0039】ステップ77〜82ではT p による管理のもと
所定回数の増減圧指令を図3の圧力制御弁6aへ出力して
左前輪ブレーキ液圧P FLを指令値P mFL となし、その後
保圧指令を弁6aへ出力してP FL=P mFL を保つ。
【0040】右前輪ブレーキ液圧P FRも上記と同様にし
て調圧することにより、指令値P mF R となすことで、左
右前輪間に前記演算通りのホイールシリンダ差圧ΔP m
(n)を与えることができる。
【0041】図6中ステップ71, 72で非制動中と判別し
たり、制動中でもP mFL =P MCと判別する場合は、上記
のブレーキ液圧制御が不要であるから、ステップ84, 8
5, 77, 78, 80, 83を経由するループによ
り、圧力制御弁6aを増圧位置に保ち、左前輪ホイールシ
リンダ圧をマスターシリンダ液圧と同じにし、ブレーキ
ペダル3の操作にまかせる。
【0042】かかる左右前輪制動力差制御と、前記の後
輪補助操舵とで、車両のヨーレイトを、横風等の外乱
や、モデル化誤差ががあっても、(12)式で狙った目標値
に挙動制御することができる。そしてこの際、フィード
バック制御量である後輪舵角修正量及び左右輪制動力差
を夫々(22)式、(24)式のように求めることとし、夫々に
(18), (19)式で表される両制御の分担割合に応じた上限
値を設定すると共にヨーレイト偏差φerr が設定値にな
る時両制御量が同時に当該上限値に達するようフィード
バック制御ゲインKを決定したから、後輪舵角制御と左
右前輪制動力差制御が常時並行的に行われることとなっ
て制御の連続性を確保し得ると共に、両制御の分担割合
を任意に適切に決定して故障率を低下させたり制御の応
答性を高めることができる。
【0043】なお、上述の例では補助操舵を後輪に対し
て行うこととしたが、前輪を補助操舵したり、前後輪を
共に補助操舵する場合も、本発明の着想は同様に適用し
得ること勿論である。又、左右制動力差を与える場合左
右前輪間にホイールシリンダ差圧を与える代わりに、他
の左右輪間にホイールシリンダ差圧を与えてもく、また
運転者の制動操作にかかわらず制御を行なってもよいこ
とは言うまでもない。更に制御する車両挙動はヨーレイ
トに限らず、横加速度等他の平面挙動とすることもでき
る。
【0044】
【発明の効果】かくして本発明の車両挙動制御装置は請
求項1に記載の如く、フィードバック制御量である補助
舵角修正量(図示例では後輪舵角修正量)及び左右輪制
動力差(図示例では左右前輪ホイールシリンダ差圧)に
夫々、好適な分担割合に応じた上限を設定し、挙動偏差
(図示例ではヨーレイト偏差)が設定の大きさに達する
時丁度、上記補助舵角修正量及び左右輪制動力差が夫々
該上限値となるよう、フィードバック制御量の演算に用
いるフィードバック制御ゲインを決定したから、補助操
舵と左右輪制動力差制御とが常時並行的に行われて制御
の連続性を実現し得ると共に、両制御の分担割合が適切
になって、例えば故障発生率の少ない制御の分担割合を
大きくすることにより故障率を下げたり、キャパシティ
の大きな制御の分担割合を大きくする事により制御の応
答性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明車両挙動制御装置の概念図である。
【図2】本発明車両挙動制御装置の一実施例を示す模式
図である。
【図3】同例の左右制動力差制御システムを示す系統図
である。
【図4】同例の後輪補助操舵システムを示す系統図であ
る。
【図5】同例のコントローラが実行する目標後輪舵角及
び目標左右輪ホイールシリンダ差圧の演算プログラムを
示すフローチャートである。
【図6】同例のコントローラが実行する目標後輪舵角及
び目標左右輪ホイールシリンダ差圧の演算プログラムを
示すフローチャートである。
【図7】同例の目標左右前輪ホイールシリンダ圧の出力
処理プログラムを示すフローチャートである。
【図8】車両の運動方程式を導くに当たって用いた車両
の2自由度モデル図である。
【符号の説明】
1L 左前輪ホイールシリンダ 1R 右前輪ホイールシリンダ 2L 左後輪ホイールシリンダ 2R 右後輪ホイールシリンダ 3 ブレーキペダル 5 ブレーキ液圧制御アクチュエータ 6a 圧力制御弁 6b 圧力制御弁 6c 圧力制御弁 9a 循環ポンプ 9b 循環ポンプ 10 コントローラ 11 操舵角センサ 12 ブレーキスイッチ 13 車速センサ 14 圧力センサ 15a 圧力センサ 15b 圧力センサ 15c 圧力センサ 16 ヨーレイトセンサ 21L 左後輪 21R 右後輪 22 補助操舵油圧シリンダ 24 オイルポンプ 30 サーボ弁 31 補助舵角センサ 41L 左前輪 41R 右前輪 110 目標ヨーレイト演算部 120 フィードフォワード制御用目標後輪舵角演算部 130 フィードバック制御用後輪舵角修正量演算部 140 フィードバック制御用左右前輪制動力差演算部 150 車両 160 後輪補助操舵手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 109:00 113:00 137:00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステアリングホイールによる主操舵時そ
    の主操舵量を含む走行状態に応じた車両挙動の目標値を
    演算する目標挙動設定手段と、該挙動目標値を達成する
    ために必要な前輪及び後輪の少なくとも一方の補助舵角
    を演算する補助舵角演算手段と、車両の実挙動を検出す
    る挙動検出手段と、この実挙動及び前記目標挙動設定手
    段で演算した挙動目標値間の偏差をなくすための補助舵
    角修正量及び左右輪制動力差を夫々演算するフィードバ
    ック制御量演算手段と、前輪及び後輪の少なくとも一方
    を前記補助舵角及び補助舵角修正量の和値だけ補助操舵
    する補助操舵手段と、前記制動力差を左右輪間に与える
    左右輪制動力差制御手段とを具えた車両の挙動制御装置
    において、 前記補助舵角修正量及び左右輪制動力差に夫々、好適な
    分担割合に応じた上限を設定し、前記挙動偏差が設定の
    大きさに達する時丁度、前記補助舵角修正量及び左右輪
    制動力差が夫々前記上限値となるよう前記フィードバッ
    ク制御量演算手段のフィードバック制御ゲインを決定し
    たことを特徴とする車両の挙動制御装置。
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