JPS62105776A - コ−ナリングパワ−検出装置 - Google Patents

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） この発明は、車両のコーナーリングパワーを実測可能な
運動状態量を検出して、該検出値から求めるとともに、
その精度の向上を図ったコーナリングパワー検出装置に
関する。

（従来の技術） 従来、車両の運動状態量を検出する装置としては、ヨー
レートセンザや横加速度センサ等の実測の容易な運動状
態量を検出する装置のみしか実現あるいは提案されてい
なかった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、近年の車両の電子制御技術の向上に伴っ
て、多種多用な運動状（６）量の検出が必要となって来
たのに反して、運動状態量には実測の困難なものが多く
、これらのセンシング装置は実現されていない。例えば
、コーナリングパワーを精度良く検出する検出装置は、
未だ実現されていない。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明は、第１図に示す手
段を備える。

定常旋回運動検出手段１０３は、第１の横加速度検出手
段１０１で検出される車両の重心点における横加速度α
、および第２の横加速度検出手段１０２で検出される車
両の重心点以外の所定位置における横加速度α、とによ
って車両が定常旋回運動中であるか否かを検出する。

重心点横すべり角検出手段１０４は、前記重心点の横加
速度αとヨーレート検出手段１００で検出される車両の
ヨーレートｙおよび車速検出手段１０６で検出される車
速■を用いて、車両の重心点における横すべり角βを求
める。

コーナリングパワー検出手段１０５は、前記定常旋回運
動検出手段１０３によって、車両が定常旋回運動中であ
ることが検出されているときに、前記重心点の横すべり
角βおよびヨーレートｙから、コーナリングパワーＫを
求める。

（作　用） ヨーレー耐や横加速度αは、例えば、既存のヨーレート
センサや加速度センサを用いることで実測が可能である
。

従って、本発明は、このような実測可能な運動状態量を
、ヨーレート検出手段１００と第１の横加速度検出手段
１０１によって検出し、これらの検出値余、αとから車
両のコーナリングパワーＫを求めるものである。

また、車両が過渡運動中（直進走行状態と定常旋回運動
状態との間の遷移状態を言う）には、前記ヨーレート検
出手段１００や第１の横加速度検出手段１０１の検出値
には、ピッチ運動やロール運動、あるいはサスペンショ
ンジオメトリ−変化、そして、タイヤコーナリングパワ
ーの動特性等の影響による誤差成分が含まれているため
、この過渡運動中に得られるコーナリングパワーにの信
頼性が低くなる。

そこで、本発明は、定常旋回運動検出手段１０３を設け
て、上記のような誤差成分が生じない定常旋回運動時に
検出されるヨーレートｙおよび重心点の横加速度αに基
づいてコーナリングパワーＫを求めるようにしている。

これにより、誤差の無い正確なコーナリングパワーＫを
検出することができる。

（実施例） 本発明の一実施例の構成を第２図に示す。なお、本実施
例は、本発明を操舵系制御装置に適用した例を示す。

演算処理装置１は、マイクロコンピュータあるいは他の
電気回路によって構成されており、ハンドル操舵角セン
サ２て検出されるステアリングハンドル８の操舵角θ、
と、車速センサ３で検出される本実施例装置搭載車（以
下「自車」と言う）の車速■と、車両の重心点に設けら
れた横加速度センサ１３で検出される重心点の横加速度
αと、この横加速度センサ１３よりも車両後方へ所定間
隔βを隔てた位置に取付けられた第２の横加速度センサ
１５で検出される車両後部の横加速度α、と、車両重心
点近傍に設けられたヨーレートセンサ１４で検出される
ヨーレート多と、前輪舵角センサ１６で検出される前輪
９．１０の実舵角むと、後輪舵角センサ１７で検出され
る後輪１１．１２の実舵角δ８とが人力されている。そ
して、演算処理装置ｌは、上記各人力に基づいて所定の
演算を行って、前輪舵角指令値Ｔと後輪舵角指令値πを
出力する。

前輪９．ｌＯと後輪１１．１２は、各々油圧式ステアリ
ング装置６．７によって転舵される構成となっており、
油圧式ステアリング装置６．７は、前輪転舵装置４ある
いは後輪転舵装置５により制御される。

前輪転舵装置４と後輪転舵装置５は、演算処理装置１か
ら人力される前輪舵角指令値πあるいは後輪舵角指令値
δ８に対応して油圧式ステアリング装置６あるいは７の
制御を行う（詳細は、特願昭５９−１８８１５３号に記
載されているものと略同様である）。

前記前輪舵角センサ１６と後輪舵角センサ１７は、上記
油圧式ステアリング装置６．７のピストン（車輪のタイ
ロッドに連結されている）の変位端を検出する変位セン
サであり、このピストンの変位１が車輪の舵角と比例関
係にあることから、車輪の舵角を間接的に検出している
ことになる。

第３図は、上記演算処理装置１を機能ブロックで表わし
た図であり、操舵系の制御に直接関与する目標車両モデ
ル演算部２１と自車モデル演算部２２、及び、本発明の
コーナリングパワー検出装置を構成する横すべり角演算
部２３、定常旋回運動判別部２４、平均値演算部２５、
コーナリングパワー演算部２６とに大別できる。

目標車両モデル演算部２１は、予め設定された目標とす
る運動性能を備える目標車両モデルに関する演算によっ
て、上記ハンドル操舵角θ５と車速■に対応する運動変
数の目標値、すなわちヨー角加速度の目標値ψと求心Ｇ
（求心加速度）の目標値Ｙｃを算出する。

上記目標車両モデルは、自軍で実現しようとする目標と
なる運動性能を備える車両を、車両諸元と運動方程式に
よって設定したシミュレーションモデルであり、変数と
してハンドル操舵角θ、と車速を５えることにより、こ
れらθ６、とに対応する目積車両モデルの運動状態が定
まり、このときのヨー角加速度と求心Ｇを上記ｆｆ１ｌ
標値ｙ、Ｙ。

とするのである。

なお、上記ヨー角加速度目標値デ及び求心Ｇ目標値Ｙｃ
の演算については、通常重両の運動方程式から解を求め
る方式と同様である（特願昭５９−１８８１５３号に具
体的演算式を示しであるので参照されたい）。

自車モデル演算部２２は、上記目標車両モデル演算部２
１で求められたヨー角加速度目標値デと求心Ｇ目標値Ｙ
、を自車で実現するために必要な、自車の前輪舵角指令
値δ、と後輪舵角指令値δ□を求める演算を行う。

この演算は、自車の車両諸元によって自車の運動性能を
備えるシミュレーションモデル（すなわち「自車モデル
−１である）が設定されており、この自軍モデルに、上
記ヨー角加速度目標値ｙと求心Ｇ目標値Ｙ、を代入する
ことで（その他、ハンドル操舵角θ、と車速■も用いる
）、自車モデルのときの前輪舵角と後輪舵角がどのよう
な値となっているかを求めるものである。

この前輪舵角指令値δ、と後輪舵角指令値δ。

を求める具体的な演算方法は、前記特願昭５９−１、８
８１５３号に示しである。

ここで、上記δ、とδＲを求める際に、自車モデルの車
両諸元を用いることになり、本実施例では、この自車モ
デルの車両諸元のうち、前輪コーナリングパワーと後輪
コーナリングパワーには、後述するコーナリングパワー
演算部２６で求められた前輪コーナリングパワーＫｐ　
と後輪コーナリングパワーに、を用いる。他の車両諸元
は、予め固定値として設定された値を用いる。

上記自軍モデル演算部２２で求められた前輪舵角指令値
δ、と後輪舵角指令値δ３は、前輪転舵装置４あるいは
後輪転舵装置５へ入力される。

前輪転舵装置４および後輪転舵装置５は、前輪９．１０
の実舵角を前輪舵角指令値δ、に、あるいは後輪１１．
１２の実舵角を後輪舵角指令値δ８にするだめに必要な
作動油圧を油圧式ステアリング装置６あるいは７へ供給
する。

これにより、前輪９，１０の実舵角は前輪舵角指令値δ
、に等しくなり、かつ後輪１１．１２の実舵角は後輪舵
角指令値δ、に等しくなって、このききの口車の実際の
ヨー角加速度および求心Ｇは、ヨしくなる。すなわち、
目標とする運動性能を口車で実現することができる。

次に、横すべり角演算部２３は、前記ヨーレートセンサ
１４で検出されたヨーレート仝と、横加速度センサ１３
で検出された重心点の横加速度αと車速センサ３で検出
された車速■とに基づいて、重心点の横すべり角βを算
出する。この重心点の横すべり角βは、 なる演算によって求められる。

定常旋回運動判別部２４は、上記重心点の横加速度αと
、上記車両後部の横加速度α２とに基づいて、車両が定
常旋回運動中であるか否かを１８９別し、定常旋回運動
中であると判定したときに、その旨を表わす情報（以下
Ｕ定常フラグ１古いう）Ｆを発生する。

この定常旋回運動中であるか否かの判別は、次のように
して行う。

先ず、重心点の横加速度αが所定値α、（杉０）より犬
であるか否かによって、車両が旋回運動中であるか否か
を判別する。

ここで、α〉αＳであれば、次に、重心点の横加速度α
と車両後部の横加速度α、の偏差（１α−αＲ１）が所
定値α。（化Ｏかつα。ｊα、）であるか否かによって
、車両が定常旋回運動中であるか否かを判別する。

１α−αＲ，＋＜α０であるということは、ヨー角加速
度ｙが七〇であることになり、これは、すなわち車両が
定常旋回運動中であることを表わしている。なぜなら、
ヨー角加速度デは、？・（α−α、）／β　　−−−−
−（２）で示されるからである。

車両、Ｑ（定常旋回運動中である乏判定されて、定常フ
ラグＦが発生すると、平均値演算部２５は、入力される
横ずべり角β、市心点俣加速度α、ヨーレー・トｙ、車
速■、前輪実舵角δ１・、後輪実舵角δ、の８値の加重
平均値くβ〉、＜α：〉、〈φ〉。

＜Ｖ＞、＜δ、〉、＜６８〉を求める演算を開始する。

これらの加重平均値は、次のようにして求められる。

平均値演算部２５は、所定時間Δを毎に人力データβ、
α、ｙ、ｖ、δ６．δ、を読込み、このデータの読込み
回数はＮ回行われる。

ここで、１回目の読込み時における加重平均値は、以下
の式で表される。但し、ｌは、１≦１≦Ｎなる自然数で
ある。

［ なお、α１−１　は、ｉ−１回目に読込んだαであり、
α、は１回目に読込んだαである。（也のテ゛−タにつ
いても同様である。

そして、Ｎ回上記（３）〜（８）式の演算を行うことで
、時間△ｔ−Ｎにおける加重平均値くα〉、ぐφ〉。

＜Ｖ＞、＜β〉、＜６８〉、くδＦ〉が求められる。

但し、この加重平均値の演算中に車両が定常旋回運動状
態になくなれば、演算は中止され、それまでの演算結果
は消去される。

このようにして、平均値演算部２５て求められた加重平
均値は、コーナリングパワー演算部２６”’ｉ’えられ
る。このコーナリングパワー演算部２６は、与えられた
加重平均値を用いて、前記定常フラグＦが発生したとき
の定常旋回運動中における自車の前輪コーナリングパワ
ーに、と後輪コーナリングパワーＫＲを算出する。

これら、前輪コーナリングパワーＫＦ　Ｌ後輪コーナリ
ングパワーに＋＋は、以下の演算によって求められる。

ＫＲ＝　　Ｍ＜Ｖ＞２Ｌ、　　（ぐδ、〉−＜　δＲ＞
　　／２１、　（くβ〉×（１十八＜Ｖ＞’）Ｌ−（＋
−Ｆ　　＜　δ、〉−１、□　くδ、〉）＝Ａ＜Ｖ＞２
Ｌ＜δ＊　＞　　’ｔ　　　　　　　　　　　−−−−
−−−−（９）ここで、Ａはスフビリティファクタであ
り、なる演算により求められる。なお、 Ｍ：車両質量 Ｌ：ホイールベース ｌ７．二重心意と前輪間の距離 １１．；　重心点と後輪間の距離 Ｎニステアリングギア比 である。

上記（９）〜０υ式は、次のようにして導かれる。

定常旋回運動時におけるヨーレートかと前輪実舵角δ、
および後輪実舵角δ、の関係は、である。また、重心点
描加速度αは、 α−■（多＋β）　　　　　−一−−−Ｑ：（ｌの関係
を有しており、定常旋回運動時はβ−０であるため、α
Ｊ式は、 α−Ｖ？　　　　　　　　　　−−−−−０４）と表わ
せる。従って、０２）、α荀式から、前記００式が導か
れる。

次に、横すべり角βは、 ×　（δ、−δＦ））／（１４Ｖ２）１．　−−　−Ｑ
つで表わされるので、このＱＥＤ式と前記Ｑｌ）式から
、前記（１））式が導かれる。

そして、スフビリティファクタＡは、一般に、で表わさ
れるから、この００式と前記（９）式とから前記００式
が導かれる。

このようにして求められた定常旋回運動時の前輪コーナ
リングパワーＫｐ　と後輪コーナリングパワーＫＲは、
一時記憶され、前記自車モデル演算部２２において、前
輪舵角指令値δ、と後輪舵角指令値むを算出する際の車
両諸元値として用いられる。

なお、上記実施例では、本発明を車両の舵角を制御して
、目標とする運動性能を実現する装置に適用した例を示
したが、この他、コーナリングパワーの検出値を用いて
車両に関する制御を行う装置に対して広く適用可能であ
ることは言うまでもない。

〈発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、既存のヨーレー
トセンサや加速度センサを用いて比較的容易に検出可能
なヨーレートおよび横加速度を検出し、これらの検出値
に所定の演算を施して車両のコーナリングパワーを求め
ることで、コーナリングパワーを直接検出するような複
雑かつ高価なセンサを構成することなく、比較的簡単な
構成でコーナリングパワーを検出することができる。

また、不安定要素の発生し易い車両の過渡運動時を避け
て、車両の定常旋回運動時にのみコーナリングパワーを
検出するようにしたことで、検出値の精度および信頼性
を高いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、 第２図は本発明の一実施例の構成図、 第３図は第２図中の演算処理装置の構成を筬能ブロック
にて示す図である。 １００・・・ヨーレート検出手段 １０１・・・第１の横加速度検出半没 １０２・・・第２の横加速度検出半没 １０３・・・定常旋回運動検出手段 １０４・・・重心点（黄すべり角 １０５・・・コーナリングパワー検出手段１０６・・・
車速検出半没　　１・・・演算処理装置２・・・ハンド
ル操舵角センサ ：３・・・車速センサ　　　　４・・・前輪転舵装置５
・・・後輪転舵装置 ６．７・・・油圧式ステアリングカ行 ９．１０・・・前輪　　　　　　１１．１２・・・後輪
１３、１５・・・横加速度センサ １４・・・ヨーレートセンサ　１６・・・Ｕ　輪舵角セ
ンザ１７・・・後輪舵角センサ　　α、α８　・・横加
速度ア・・・ヨーレート ＫＦ・・・前輪コーナリングパワー ＫＲ・・・後輪コーナリングバワ− 第２図 ｑ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と
   、 車両の重心点における横加速度を検出する第１の横加速
   度検出手段と、 車両の重心点以外の所定位置における横加速度を検出す
   る第２の横加速度検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記検出される重心点の横加速度および重心点以外の横
   加速度から車両が定常旋回運動中であるか否かを検出す
   る定常旋回運動検出手段と、前記検出される重心点の横
   加速度とヨーレートおよび車速を用いて、車両の重心点
   における横すべり角を求める重心点横すべり角検出手段
   と、前記定常旋回運動検出手段によって、車両が定常旋
   回運動中であることが検出されているときに、前記求め
   られた重心点横すべり角およびヨーレートから、コーナ
   リングパワーを求めるコーナリングパワー検出手段とを
   、具備してなることを特徴とするコーナーリングパワー
   検出装置。