JPH0711482U - スピン緩和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 危険ヨーレートへの接近を感知してスピンを
未然に緩和する。 【構成】 ヨーレート検出器６が検出したヨーレートＹ
がスピンを招く危険のある危険ヨーレートＹｃに達した
ときに、操舵制御器５が逆相操舵することにより、スピ
ンの発生を未然に緩和する。操舵制御器５は、舵角θと
車輪速Ｖと車輪トルクＴとに応じて危険ヨーレートＹｃ
を決定し、スピン緩和に十分な微小角度だけ直前の舵角
から逆相に操舵することにより、適確にスピンを緩和す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、危険ヨーレートに達したときに逆相操舵により車両のスピンを緩 和するようにしたスピン緩和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車の操縦安定性を高めるため、過剰トルクによる車輪スリップを防止する トラクション・コントロール・システム（ＴＣＳ）や、過制動による車輪ロック を防止するアンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）等が開発され、こうし たＴＣＳやＡＢＳを搭載した自動車は、運転者の通常の運転技量を越える高度の スリップ回避が可能であり、自動車の運転はますます人に身近なものになりつつ ある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ＴＣＳやＡＢＳを搭載した自動車は、それぞれのシステムの操作対象がスロッ トル開度やブレーキ圧力であり、運転者に代わってアクセル操作或いはブレーキ 操作を行うことでスリップ事故を未然に防止する働きを担うものであるが、運転 者と自動車との間に成立するマン・マシン・インタフェースには、アクセルペダ ルとブレーキペダルの外に操舵輪（ステアリングホイール）がある。しかし、ア クセルペダルによって可変されるスロットル開度やブレーキペダルによって可変 されるブレーキ圧力については、ＴＣＳやＡＢＳとして機械の側からの積極的な 介入が操縦安定性の向上に寄与しているものの、目的地までの自動誘導システム のような近未来技術は別として、操舵輪の舵角を機械の側から積極的に可変して 操縦安定性を高めるための技術は未だ開発されていなかった。これは、操舵輪の ように車両の進行方向を直接左右する操作端については、操舵感の軽重を走行速 度に応じて切り替える程度は許容するにしても、運転者の意志をいかなるときも 最大限忠実に操舵輪に伝達するのが交通安全上もっとも好ましいと考えられてき たからに外ならない。

【０００４】 しかし、低摩擦路での過剰トルクや過制動により車輪のスリップやロックが生 ずるように、例えば濡れた路面や雪道などの低摩擦路をカーブ走行している最中 に、操舵輪を大きく切り過ぎてしまったり或いはブレーキペダルを踏み込んでし まったようなときに、車両がスピンしそうになることがある。こうした場合、ス ピンの気配を感じた運転者は咄嗟に操舵輪を切り返すいわゆる逆相操舵（カウン タ・ステアリング）を行い、車両姿勢の立て直しを図ろうとする。しかし、この 場合の逆相操舵は、当然のことではあるが、車両に対してスピンに至る危険ヨー レートが発生した後で遅ればせながら行われるのが常であり、しかも逆相舵角も そのときの車輪トルクや車速或いは舵角によって様々に異なるため、よほどの熟 練運転者をもってしても最適経路でもって車両姿勢を立て直すのは至難の技であ った。このため、スピン経験の殆どない一般の運転者は、操舵輪を大きく切り過 ぎた上にブレーキを目一杯踏み込んでしまったりしやすく、そのときの反動で車 両姿勢が余計不安定になってスピンを助長するケースが多く、スピンによる横転 事故や対向車両への衝突事故を招く危険が大である等の課題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記課題を解決したものであり、ヨーレートを検出するヨーレー ト検出器と、該ヨーレート検出器が検出したヨーレートがスピンを招く危険のあ る危険ヨーレートに達したときに、操舵輪をスピン緩和に十分な微小角度だけ逆 相操舵する操舵制御器とを具備することを特徴とするものである。

【０００６】 また、この考案は、操舵制御器が、舵角と車輪速と車輪トルクとから前記危険 ヨーレートを決定することを、他の特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

この考案は、ヨーレート検出器が検出したヨーレートがスピンを招く危険のあ る危険ヨーレートに達したときに、操舵制御器が微小角度だけ逆相操舵すること により、スピンの発生を未然に緩和する。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の実施例について、図１ないし図３を参照して説明する。図１ は、この考案のスピン緩和装置の一実施例を示す概略構成図、図２は、図１に示 した操舵制御器の動作を説明するためのフローチャートである。

【０００９】 図１に示すスピン緩和装置１は、スピンに至る危険が発生したときに車両の前 輪２と操舵輪３を連動させて逆相操舵し、車両姿勢を安定させる装置である。前 輪２に対し操舵輪３に加えられた操舵力を倍力して伝達するパワーステアリング 機構４は、危険ヨーレートが発生したときに操舵制御器５によって駆動され、逆 相操舵される。ヨーレートＹは、車両の首振り角度（ヨー角）の角速度であり、 ジャイロ等からなるヨーレート検出器６によって検出される。ヨーレート検出器 ６によって検出されたヨーレートＹは、操舵制御器５に送り込まれ、ここで危険 ヨーレートＹｃ以上であるかどうか判断され、判断が肯定された場合のみ上記の 逆相操舵が行われる。

【００１０】 ところで、危険ヨーレートＹｃは、スピンに至る危険を孕むヨーレートの許容 限界を定めるしきい値であり、ここでは舵角θと車輪速Ｖと車輪トルクＴの関数 Ｙｃ＝ｆ（θ，Ｖ，Ｔ） として経験的に割り出された関数関係に基づいて決定するようにしており、この ため操舵制御器５には、舵角センサ７と車輪速センサ８と車輪トルク検出器９が 接続してある。舵角センサ７は、ステアリング軸３ａに取り付けられており、操 舵輪３の舵角θすなわち進行方向に対する前輪２の角度を検出する。車輪速セン サ８は、前後輪すべての車輪について回転速度を検出するものが用いられる。車 輪トルク検出器９は、ギヤ位置センサ９ａとエンジン回転数センサ９ｂと車輪速 センサ８の出力を受け、ギヤ比とエンジン回転数と車輪速とに基づいて車輪トル クＴを検出する。また、操舵制御器５は、操舵輪３を逆相操舵するさいにアクセ ル操作中であればスロットル角度θｔを、またブレーキ操作中であればスロット ル角度θｔとブレーキ圧力Ｐｂを可変制御し、総合的にスピン緩和を図る。

【００１１】 操舵制御器５のスピン緩和動作は、図２のステップ（１０１）〜（１１０）に 従って行われる。すなわち、まずステップ（１０１）〜（１０３）において、定 期的に舵角θと車輪速Ｖと車輪トルクＴを取り込み、ステップ（１０４）におい てＹｃ＝ｆ（θ，Ｖ，Ｔ）に従って最新の危険ヨーレートＹｃを演算する。次に 、ステップ（１０５）において、ヨーレート検出器６の出力ヨーレートＹを取り 込み、ヨーレートＹがその時点での危険ヨーレートＹｃ以上となったときに、判 断ステップ（１０６）に続くステップ（１０７）において、パワーステアリング 機構４に対して逆相操舵指令を発する。なお、この逆相操舵指令によってパワー ステアリング機構４に設定される逆相舵角−Δθすなわち直前の舵角からの変化 分は、スピン緩和に十分な微小角度とされる。

【００１２】 さらにまた、この逆相操舵指令と同時に、続くステップ（１０８）においてア クセル操作中であるか又はブレーキ操作中であるかが判断され、アクセル操作中 であればステップ（１０９）においてスロットル角度可変制御指令を発し、また ブレーキ操作中であればステップ（１１０）においてスロットル角度可変制御指 令とブレーキ圧力可変制御指令が発される。

【００１３】 このように、スピン緩和装置１によれば、ヨーレート検出器６が検出したヨー レートＹがスピンを招く危険のある危険ヨーレートＹｃ以上となったときに、操 舵制御器５がスピン緩和に十分な微小角度Δθだけ逆相操舵することにより、ス ピンの発生を緩和する構成としたから、従来であれば運転者自らが感じ取ってい たスピンを招きかねないヨー角の急激な変化をヨーレート検出器６が検出し、操 舵輪３の舵角θを積極的に可変してスピンを予防することができ、これにより運 転者の意志を最大限忠実に再現するのが交通安全上もっとも好ましいと考えられ てきた舵角θについて、スピン排除の観点から積極的に介入して操縦安定性を高 めることができる。特に、濡れた路面や雪道などの低摩擦路をカーブ走行してい る最中に、大きく操舵輪を切り過ぎてしまったときや或いはブレーキペダルを踏 み込んでしまったようなときに、運転者が回避行動をとる前に運転者に代わって 逆相操舵を行い、車両姿勢の立て直しを図ることができるため、ＴＣＳやＡＢＳ と組み合わせることにより操縦安定性をさらに高めることができる。

【００１４】 また、操舵制御器５が、舵角θと車輪速Ｖと車輪トルクＴとに応じて危険ヨー レートＹｃを決定する構成としたから、危険ヨーレートＹｃを舵角θと車輪速Ｖ と車輪トルクＴの関数として経験値に基づいて定義しておけば、人間の感覚では 捕らえることのできない危険ヨーレートＹｃを正確に決定することができ、ヨー レートＹが危険ヨーレートＹｃを越えたことを運転者が察知する前に、運転者の 操舵意志に関係なく実行する微小角度の逆相操舵を、スピン緩和を目的に積極的 に推進することができる。

【００１５】 なお、上記実施例では、危険ヨーレートＹｃを、舵角θと車輪速Ｖと車輪トル クＴの関数 Ｙｃ＝ｆ（θ，Ｖ，Ｔ） として経験的に割り出された関数関係に基づいて決定するようにしたが、図３に 示すスピン緩和装置１１のごとく、上記関数に路面の摩擦係数μの関数ｈ（μ） を複合し、 Ｙｃ＝ｈ（μ）・ｆ（θ，Ｖ，Ｔ） として危険ヨーレートＹｃを決定することによりスピン緩和の確度をより向上さ せることができる。この場合、路面の摩擦係数μは、車輪トルクＴと車両の重力 加速度とをもって計測され、低摩擦路になるほど車輪トルクＴの変化に対する重 力加速度の変化も鈍くなる。なお、１２は、車両に作用する重力加速度を検出す るＧセンサである。

【００１６】 また、上記実施例では、前輪２と操舵輪３を常に連動させて逆相操舵する構成 としたが、前輪２を操舵輪３から切り離して逆相操舵する構成としてもよく、そ の場合、スピン緩和処置が完了した時点で前輪２と操舵輪３を正規の関係に復帰 させるようにするとよい。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案は、ヨーレート検出器が検出したヨーレートが スピンを招く危険の危険ヨーレートに達したときに、操舵制御器がスピン緩和に 十分な微小角度だけ逆相に操舵することにより、スピンの発生を緩和する構成と したから、従来であれば運転者自らが感じ取っていたスピンを招きかねないヨー 角の急激な変化をヨーレート検出器が検出し、操舵輪の舵角を積極的に可変して スピンを予防することができ、これにより運転者の意志を最大限忠実に再現する のが交通安全上もっとも好ましいと考えられてきた舵角について、スピン排除の 観点から積極的に介入して操縦安定性を高めることができ、特に濡れた路面や雪 道などの低摩擦路をカーブ走行している最中に、大きく操舵輪を切り過ぎてしま ったときや或いはブレーキペダルを踏み込んでしまったようなときに、運転者が 回避行動をとる前に運転者に代わって逆相操舵を行い、車両姿勢の立て直しを図 ることができるため、ＴＣＳやＡＢＳ等と組み合わせることにより操縦安定性を さらに高めることができる等の優れた効果を奏する。

【００１８】 また、この考案は、操舵制御器が、舵角と車輪速と車輪トルクとに応じて危険 ヨーレートを決定する構成としたから、危険ヨーレートを舵角と車輪速と車輪ト ルクの関数として経験値に基づいて定義しておくことで、人間の感覚では捕らえ ることのできない危険ヨーレートを正確に決定することができ、ヨーレートが危 険ヨーレートに達したことを運転者が察知する前に、運転者の操舵意志に関係な く実行する逆相操舵を、スピン緩和を目的に積極的に推進することができる等の 効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のスピン緩和装置の一実施例を示す概
略構成図である。

【図２】図１に示した操舵制御器の動作を説明するため
のフローチャートである。

【図３】この考案のスピン緩和装置の他の実施例を示す
概略構成図である。

【符号の説明】

１，１１ スピン緩和装置 ２ 前輪 ３ 操舵輪 ４ パワーステアリング機構 ５ 操舵制御器 ６ ヨーレート検出器 ７ 舵角センサ ８ 車輪速センサ ９ 車輪トルク検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 137:00

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヨーレートを検出するヨーレート検出器
   と、該ヨーレート検出器が検出したヨーレートがスピン
   を招く危険のある危険ヨーレートに達したときに、スピ
   ン緩和に十分な微小角度だけ逆相操舵する操舵制御器を
   具備することを特徴とするスピン緩和装置。
2. 【請求項２】 前記操舵制御器は、舵角と車輪速と車輪
   トルクとから前記危険ヨーレートを決定することを特徴
   とする請求項１記載のスピン緩和装置。