JPH0569848A - 車両運動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の運動特性を車両が走行する道路の種類
との関係において適正に制御する車両運動制御装置を提
供する。 【構成】 ４輪操舵制御装置１６とパワーステアリング
装置１８とを備えた車両運動制御装置に、車両の現在位
置をＧＰＳ方式で検出するＧＰＳコンピュータ１０と、
道路の種類（一般路，山岳路，高速道路およびサーキッ
ト路）を地上における位置に関連付けて記憶する外部記
憶装置１２と、車両の現在位置に対応する道路種類を外
部記憶装置１２から読み出して決定する道路種類決定コ
ンピュータ１４とを設ける。さらに、４輪操舵制御装置
１６を、道路種類に応じて後輪舵角を変えるものとし、
また、パワーステアリング装置１８を、道路種類に応じ
て操舵力アシスト量を変えるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両運動制御装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の運動を制御し、その制御特性の変
化によって車両運動特性を変化させる車両運動制御装置
が既に知られている。そして、この車両運動制御装置と
して例えば、次のようなものが既に知られている。すな
わち、(a) 車両の後輪舵角を前輪舵角等との関係におい
て適正に制御し、制御特性として後輪操舵角ゲインを変
化させる４輪操舵制御装置や、(b) 駆動力の前・後車輪
間の配分を路面状態等との関係において適正に制御し、
制御特性として駆動力配分比率ゲインを変化させる駆動
力伝達制御装置や、(c) 路面の傾斜および車両の加減
速，旋回等とは無関係に車体の姿勢を水平に維持し、制
御特性として車体ロール角抑制ゲインを変化させるサス
ペンション制御装置や、(d) ドライバにより車両のステ
アリングホイールに加えられる操舵力をアシストし、制
御特性としてアシスト量ゲインを変化させるパワーステ
アリング装置や、(e) 車両制動時に車輪がロック状態に
陥らないように車輪のブレーキ圧を制御し、制御特性と
してブレーキ圧ゲインを変化させるアンチロック制御装
置や、(d) 車両発進時および加速時に駆動車輪に過大な
スリップが発生しないように駆動車輪の駆動力を減殺
し、制御特性として駆動力減殺量ゲインを変化させるト
ラクション制御装置などである。

【０００３】一方、車両の地上における現在位置を検出
し、その現在位置と道路地図データとから車両が走行し
ている道路に関する情報を自動的に取得するという技術
が既に提案されている。それは例えば、特開昭６３−２
０８７１３号公報に記載のナビゲーションシステムであ
って、検出した車両の現在位置と道路地図データとから
車両前方に急なカーブ路があるか否かを判定し、そうで
あればその旨をドライバに警告するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この公報に記
載のナビゲーションシステムは、急なカーブ路の存在、
すなわち、道路に関する情報の一種を単にドライバに教
えるだけで、それに応じて車両運動特性を自動的に制御
するようには設計されていない。そのため、自動的に取
得した道路に関する情報が確実に車両の運動特性に反映
されないという問題があった。

【０００５】この問題を解決するために本出願人は次の
ような車両運動制御装置を提案した。すなわち、車両に
搭載された車両運動状態センサから道路に関する状態や
車両の走行に関する状態を推定し、それに応じて車両の
運動特性を制御する車両運動制御装置である。しかし、
車両運動状態センサから推定することができる道路に関
する情報の種類および精度にも限界があり、車両運動制
御を理想に近づけることが困難であるという問題があ
る。

【０００６】本発明はこの問題を解決することを課題と
して為されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そして、本発明の要旨
は、車両の運動を制御し、その制御特性の変化によって
車両運動特性を変化させる車両運動制御装置において、
(a) 車両の地上における現在位置を検出する車両位置検
出手段と、(b) 道路に関する情報を地上の位置に関連付
けて記憶する道路情報記憶手段と、(c) その道路情報記
憶手段から車両の現在位置に対応する道路情報を読み出
し、それに応じて制御特性を決定する制御特性決定手段
とを設けたことにある。

【０００８】なお、本発明において車両位置検出手段は
例えば、自立航法，電波航法，衛星航法等の航法を採用
することができる。自立航法とは、車両に搭載された走
行距離センサ，方位センサ等により車両位置を連続的に
測位する航法である。電波航法とは、地上に設置された
発信局（例えば、ビーコン）から発信された電波を車両
に搭載された受信器で受信して車両位置を測位する航法
である。衛星航法とは、人工衛星から発信された電波を
車両に搭載された受信器で受信して車両位置を測位する
航法であり、３個以上の人工衛星を用いて車両位置を測
位するＧＰＳがよく利用されている。

【０００９】また、本発明において道路に関する情報
は、経時的に変化しない固定的な情報とすることも経時
的に変化する可変的な情報とすることもできる。

【００１０】また、道路に関する情報は少なくとも道路
地図を含むものとされるのが一般的であるが、さらに、
(a) 一般路，山岳路，高速道路，サーキット路等の道路
の種類（例えば、道路の種類から一般的に想定される車
両の走行状態（市街地走行，屈曲走行，高速直線走行，
スポーツ走行等）の種類ということもできる）に関する
情報を含むものとしたり、(b) アスファルト路，砂利
路，ベルジアン路等の路面状態に関する情報を含むもの
としたり、(c)水平路，登坂路，降坂路等の路面の傾斜
に関する情報を含むものとしたり、(d) 道路がトンネル
内にあるか否かに関する情報を含むものとしたり、(e)
路面が乾いているか濡れているか雪または氷で覆われて
いるかに関する情報を含むものとしたり、(f) 道路標識
（制限速度，一方通行，信号，スクールゾーン等）に関
する情報を含むものとすることができる。

【００１１】また、本発明において制御特性決定手段
は、道路情報記憶手段に記憶された道路地図から車両の
現在位置に対応する道路に関する情報（例えば、車両の
進行方向に急なカーブ路があるか否かの情報など）を取
得し、それに応じて制御特性を決定する態様とすること
も、道路情報記憶手段に記憶された前述の道路の種類等
の中から車両の現在位置に対応する道路の種類等を取得
し、それに応じて制御特性を決定する態様とすることも
できる。

【００１２】

【作用】本発明に係る車両運動制御装置においては、車
両位置検出手段により車両の地上における現在位置が検
出され、制御特性決定手段により、道路に関する情報を
地上の位置に関連付けて記憶する道路情報記憶手段から
車両の現在位置に対応する道路情報が読み出され、それ
に応じて制御特性が決定される。

【００１３】

【発明の効果】そのため、本発明においては、車両の現
在位置に対応する道路に関する情報に応じて制御特性、
すなわち、車両の運動特性が制御されるから、道路に関
する情報が確実に車両運動特性に反映されるという効果
が得られる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例である車両運動制御
装置を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１５】本車両運動制御装置は図１に示すように、
ＧＰＳコンピュータ１０，外部記憶装置１２，道路種類
決定コンピュータ１４，４輪操舵制御装置（図において
「４ＷＳ」で表す）１６およびパワーステアリング装置
（図において「ＰＳ」で表す）１８を備えている。

【００１６】ＧＰＳコンピュータ１０は、受信器２０で
受信された３個以上の人工衛星からの電波を用いてＧＰ
Ｓ方式で車両の現在位置を検出し、その現在位置データ
を道路種類決定コンピュータ１４のＲＡＭに転送する。

【００１７】外部記憶装置１２は、道路地図と各道路の
種類とを含む道路情報を記憶したＣＤ−ＲＯＭからその
道路情報を読み取り、それを道路種類決定コンピュータ
１４のＲＡＭに転送する。本実施例においては、地上の
全ての道路が４つの種類に分類されている。すなわち、
市街路等の一般路と、山岳路と、高速道路と、
サーキット路との４つに分類されているのである。

【００１８】道路種類決定コンピュータ１４は、それの
ＲＯＭに記憶されている道路種類決定プログラム（図２
のフローチャートで表されるプログラム）を実行するこ
とにより、それのＲＡＭに記憶した現在位置データと道
路情報とに基づき、車両が走行する道路の種類を決定す
る。具体的には、まず、図２のステップＳ１（以下、単
にＳ１で表す。他のステップについても同じ）におい
て、予定された初期設定を行い、続いて、Ｓ２におい
て、ＲＡＭから車両の現在位置を読み込み、Ｓ３におい
て、外部記憶装置１２の道路情報からその現在位置に対
応する道路種類データを検索してＲＡＭに記憶させる。
その後、Ｓ２に戻る。

【００１９】４輪操舵制御装置１６は、道路種類決定コ
ンピュータ１４と、ステアリングホイールの操舵角θを
検出する操舵角センサ２２，車体に発生するヨーレート
γを検出するヨーレートセンサ２４，車両の走行速度で
ある車速Ｖを検出する車速センサ２６等の各種センサと
に接続されている。４輪操舵制御装置１６は、コンピュ
ータ３０，後輪舵角δR を変化させるアクチュエータ３
２等を備えていて、後輪舵角δR を前輪舵角δF に応じ
て比例的に制御する舵角比例制御と、車体に予定外の自
転運動が発生することを抑制すべく後輪舵角δR をヨー
レートγに応じて制御するヨーレートフィードバック制
御との共同により、後輪舵角δR を制御するものであ
る。すなわち、後輪舵角δR は前輪舵角δF とヨーレー
トγとを用いて次式のように表されるのである。 δR ＝ＫF ・δF ＋ＫB ・γ ただし、ここにおいてＫF およびＫB はいずれも制御係
数である。

【００２０】それら制御係数ＫF およびＫB はいずれ
も、車速Ｖおよび道路種類に応じて可変であって、車速
Ｖと制御係数ＫF と４つの道路種類との間の関係（図３
の４つのグラフで表される関係）が制御係数ＫF マップ
として、車速Ｖと制御係数ＫBと４つの道路種類との間
の関係（図４の４つのグラフで表される関係）が制御係
数ＫB マップとしてそれぞれ、コンピュータ３０のＲＯ
Ｍに記憶されている。

【００２１】各制御係数ＫF ，ＫB マップは、道路の種
類に応じて適正な特性とされている。具体的には、図３
および図４に示すように、一般路では車両の乗り心地を
重視した特性とされ、山岳路では旋回性やトレース性を
重視した特性とされ、高速道路ではレーンチェンジ性や
走行安定性を重視した特性とされ、サーキット路では操
縦応答性を重視した特性とされている。

【００２２】そして、４輪操舵制御装置１６は、コンピ
ュータ３０のＲＯＭに記憶されている４輪操舵制御プロ
グラム（図５のフローチャートで表されるプログラム）
を実行することにより、車速Ｖ，道路種類，操舵角θお
よびヨーレートγとの関係において後輪舵角δR を適正
に制御する。具体的には、まず、図５のＳ１１におい
て、予定された初期設定を行い、続いて、Ｓ１２におい
て、操舵角センサ２２，ヨーレートセンサ２４および車
速センサ２６から操舵角θ，ヨーレートγおよび車速Ｖ
をそれぞれ読み込む。その後、Ｓ１３において、道路種
類決定コンピュータ１４のＲＡＭから道路種類を読み込
み、Ｓ１４において、車速Ｖと道路種類とに対応する各
制御係数ＫF ，ＫB の値を決定し、Ｓ１５において、そ
れら制御係数ＫF およびＫB と、操舵角θから換算され
た前輪舵角δF と、ヨーレートγとから前述の式を用い
て後輪舵角δR を決定し、続いて、Ｓ１６において、そ
の後輪舵角δR が実現されるようにアクチュエータ３２
を制御する。その後、Ｓ１２に戻る。

【００２３】なお、Ｓ１５においては、後輪舵角δR の
今回値が前回値からやや大きく離れている場合には、そ
の今回値に代えてそれより前回値に近い値が用いられ、
後輪舵角δR が急変しないようにされている。

【００２４】パワーステアリング装置１８は、図１に示
すように、道路種類決定コンピュータ１４と、車速セン
サ２６等の各種センサとに接続されている。パワーステ
アリング装置１８は、コンピュータ４０，ドライバによ
りステアリングホイールに加えられる操舵力をアシスト
するアシスト量を変化させるソレノイドバルブ４２等を
備えていて、車速Ｖと道路種類とに応じてソレノイドバ
ルブ４２への出力電流ｉすなわちアシスト量を制御す
る。そのため、車速Ｖとソレノイド電流ｉと４つの道路
種類との間の関係（図６の４つのグラフで表される関
係）がソレノイド電流ｉマップとしてコンピュータ４０
のＲＯＭに記憶されている。

【００２５】ソレノイド電流ｉマップも制御係数ＫF ，
ＫB マップと同様に、道路の種類に応じて適正な特性と
されている。図６に示すように、一般路では車両の乗り
心地を重視した特性とされ、山岳路では旋回性やトレー
ス性を重視した特性とされ、高速道路ではレーンチェン
ジ性や走行安定性を重視した特性とされ、サーキット路
では操縦応答性を重視した特性とされているのである。

【００２６】そして、パワーステアリング装置１８は、
コンピュータ４０のＲＯＭに記憶されている操舵アシス
ト制御プログラム（図７のフローチャートで表されるプ
ログラム）を実行することにより、車速Ｖおよび道路種
類との関係においてアシスト量を適正に制御する。具体
的には、まず、図７のＳ２１において、予定された初期
設定を行い、続いて、Ｓ２２において、車速センサ２６
から車速Ｖを読み込む。その後、Ｓ２３において、道路
種類決定コンピュータ１４のＲＡＭから道路種類を読み
込み、Ｓ２４において、車速Ｖと道路種類とに対応する
ソレノイド電流ｉの値を決定し、Ｓ２５において、その
ソレノイド電流ｉをソレノイドバルブ４２に出力する。
その後、Ｓ２２に戻る。

【００２７】なお、Ｓ２４においては、ソレノイド電流
ｉの今回値が前回値からやや大きく離れている場合に
は、その今回値に代えてそれより前回値に近い値が用い
られ、ソレノイド電流ｉすなわちアシスト量が急変しな
いようにされている。

【００２８】このように、本実施例においては、車両が
走行する道路の種類が精度よく決定されるとともに、決
定された道路の種類に応じて４輪操舵制御の制御特性お
よび操舵アシスト制御の制御特性が適正に制御されるか
ら、車両の運動特性が道路の種類に精度よく合致したも
のとなるという効果が得られる。

【００２９】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、ＧＰＳコンピュータ１０および受信器２０
が車両位置検出手段を構成し、外部記憶装置１２と、道
路種類決定コンピュータ１４のＲＡＭの、道路に関する
情報を記憶する部分とが道路情報記憶手段を構成し、道
路種類決定コンピュータ１４と、４輪操舵制御装置１６
のコンピュータ３０の、図５のＳ１２〜Ｓ１５を実行す
る部分と、パワーステアリング装置１８のコンピュータ
４０の、図７のＳ２２〜Ｓ２４を実行する部分とが制御
特性決定手段を構成しているのである。

【００３０】なお、本実施例においては、道路情報記憶
手段に道路に関する固定的な情報が記憶されていたが、
例えば、道路に関する可変的な情報、すなわち、経時的
に変化する情報を外部から受信して道路情報記憶手段に
記憶させ、それを利用して車両の運動特性を制御するこ
とができる。そして、この場合の道路に関する可変的な
情報としては例えば、道路の渋滞の有無，交通規制の有
無，道路工事の有無に関する情報や、気象に関する情報
を選ぶことができる。

【００３１】また、本実施例においては、４輪操舵制御
装置１６とパワーステアリング装置１８とを備えた車両
運動制御装置に本発明が適用されていたが、それらに加
えて、前述の駆動力伝達制御装置，サスペンション制御
装置，アンチロック制御装置，トラクション制御装置等
を備えた車両運動制御装置に本発明を適用することがで
きる。

【００３２】また、本実施例においては、車両位置検出
手段がＧＰＳ航法を採用する態様とされていたが、他の
航法、すなわち、前述の自立航法，電波航法等のいずれ
かを採用する態様としたり、複数の航法を組み合わせて
採用する態様とすることができる。

【００３３】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、この他にも、特許請求の範囲を逸脱
することなく、当業者の知識に基づいて種々の変形，改
良を施した態様で本発明を実施することができるのはも
ちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である車両運動制御装置のシ
ステム図である。

【図２】図１における道路種類決定コンピュータが用い
る道路種類決定プログラムを示すフローチャートであ
る。

【図３】図１における４輪操舵制御装置のコンピュータ
が用いる車速Ｖと道路の種類と制御係数ＫF との間の関
係を示すグラフである。

【図４】図１における４輪操舵制御装置のコンピュータ
が用いる車速Ｖと道路の種類と制御係数ＫB との間の関
係を示すグラフである。

【図５】図１における４輪操舵制御装置のコンピュータ
が用いる４輪操舵制御プログラムを示すフローチャート
である。

【図６】図１におけるパワーステアリング装置のコンピ
ュータが用いる車速Ｖと道路の種類とソレノイド電流ｉ
との間の関係を示すグラフである。

【図７】図１におけるパワーステアリング装置のコンピ
ュータが用いる操舵アシスト制御プログラムを示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１０ ＧＰＳコンピュータ １２ 外部記憶装置 １４ 道路種類決定コンピュータ １６ ４輪操舵制御装置 １８ パワーステアリング装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の運動を制御し、その制御特性の変
   化によって車両運動特性を変化させる車両運動制御装置
   において、 前記車両の地上における現在位置を検出する車両位置検
   出手段と、 道路に関する情報を地上の位置に関連付けて記憶する道
   路情報記憶手段と、 その道路情報記憶手段から前記車両の現在位置に対応す
   る道路情報を読み出し、それに応じて前記制御特性を決
   定する制御特性決定手段とを設けたことを特徴とする車
   両運動制御装置。