KR100582982B1 - 차량의 안정 지수 학습 방법 및 학습 장치 및 차량용 제어장치 - Google Patents

차량의 안정 지수 학습 방법 및 학습 장치 및 차량용 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 안정 지수를 학습하는 기술에 관한 것으로, 차량의 안정 지수를 차량의 상태에 따라서 산출할 수 있도록 하는 것이다.
주행 중의 차량의 상태를 검출하고, 이 검출 정보를 기초로 하여 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태인지를 판정하여(스텝 B90), 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태라 판정되면 주행 중에 검출되는 차속, 조타각 및 요율을 기초로 하여 차량의 안정 지수를 소정의 연산식에 의해 산출하고(스텝 B140), 상기 산출치를 차량의 안정 지수의 학습치(스텝 B190)로 함으로써 차량의 현상태에서의 안정 지수를 구한다.
브레이크 페달, 제동용 제어기, 유압 유닛, 마스크 실린더

Description

차량의 안정 지수 학습 방법 및 학습 장치 및 차량용 제어 장치 {STABILITY FACTOR DERIVING METHOD AND DERIVING DEVICE OF VEHICLE AND CONTROL DEVICE FOR VEHICLE}
도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 학습 장치 및 차량용 제어 장치의 구성을 도시하는 블럭도.
도2는 본 발명의 일실시 형태의 차량용 제어 장치에 관한 브레이크 시스템의 구성도.
도3은 본 발명의 일실시 형태에 관한 차량용 제어로서의 요 모멘트 제어에 이용하는 목표 요율의 산출을 설명하는 도면.
도4의 (a) 내지 도4의 (d)는 본 발명의 일실시 형태에 관한 차량용 제어로서의 요 모멘트 제어를 설명하는 도면.
도5의 (a) 내지 도5의 (c)는 본 발명의 일실시 형태의 학습 방법에 관한 안정 선회 판정 조건을 설명하는 도면.
도6은 본 발명의 일실시 형태의 학습 방법 및 차량용 제어에 관한 선회 판정을 설명하는 흐름도.
도7은 본 발명의 일실시 형태의 학습 방법을 설명하는 흐름도.
도8은 본 발명의 일실시 형태의 차량용 제어로서의 요 모멘트 제어(스티어링 특성 제어)를 설명하는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 브레이크 페달
2 : 마스크 실린더
3 : 제동용 제어기(브레이크 ECU)
4 : 브레이크액 리저버
5FL, 5FR, 5RL, 5RR : 제동륜
6 : 유압 유닛
10 : 휠 브레이크
11 : 핸들각 센서
12 : 요율 센서
14 : 마스터 실린더 액압 센서
15 : 차륜 속도 센서
16 : 브레이크 스위치
17 : 전후 및 횡가속도 센서
31 : 운전 상태 입력부
32 : 차량 운동 상태 입력부
33 : 요 모멘트 제어 수단(스티어링 특성 제어 수단)
33a : 스티어링 특성 판정 수단
37 : 안정 지수의 학습 수단
37a : 안정 선회 판정 수단(판정 수단)
37b : 학습치 설정 수단
본 발명은, 차량의 안정 지수를 학습하는 기술에 관한 것이다.
자동차(이하, 차량이라 함)의 주행시에 차량을 제어하기 위해, 차량의 안정 지수를 이용하는 기술이 알려져 있다.
예를 들어, 차량의 선회시의 자세를 제어하는 기술로서, 선회시에 특정한 차륜에 제동력을 가함으로써 차량의 스티어링 특성(요 모멘트)을 제어하여 선회시의 차량의 선회 방향에 대한 자세를 수정하여 차량의 주행 안정성을 도모하는 기술(예를 들어, 특허 문헌 1 참조)이 개발되어 있다.
특허 문헌 1의 기술에서는 규범의 2륜 모델을 사용하여 산출한 목표 요율과 센서에 의해 검출한 실요율과의 편차에 따라서 요 모멘트 제어를 실시하고 있다. 이 때, 목표 요율(YA)의 산출에는 다음식과 같이 차량의 스티어링 특성을 나타내는 안정 지수(A)가 이용된다.
YA ＝ LPF2[LPF1{Vb/(1 ＋ A × Vb2)×(δ/L)}]
또한, 상기 식에 있어서 LPF1, LPF2는 모두 로우 패스 필터 처리를 나타내고, Vb는 차속, δ는 조타각, L은 휠 베이스를 각각 나타내고 있다.
[특허 문헌 1]
일본 공개 특허 제3257354호 공보
그런데, 상술한 바와 같은 차량의 자세 제어를 비롯한 차량용 제어에 이용되는 안정 지수는 일반적으로 차량에 따른 일정치가 이용된다. 즉, 정상 원주행 시험 등을 행하여 이 때에 얻게 되는 차속(V), 조타각(δ) 및 요율(ω)로부터 안정 지수(A)를 산출하고, 동일 차종에는 이 산출한 일정치의 안정 지수(A)를 이용하여 제어를 행하도록 하고 있다.
그러나, 차량의 안정 지수는 차량의 상태(예를 들어 무게 중심 위치나 타이어, 차량의 강성 등)에 따라서 변화되는 것이고, 상술한 바와 같이 일정치를 이용한 것으로는 다양한 차량 상태에 대응한 적절한 차량용 제어를 행할 수 없는 경우가 발생한다. 특히, 적하 상황이 크게 변화되는 트럭이나 밴 등의 상용차나, 승차 인원수가 많은 버스 등에서는 큰 과제가 된다.
본 발명은 이와 같은 과제에 비추어 안출된 것으로, 차량의 안정 지수를 차량의 상태에 따라서 산출할 수 있도록 하여, 예를 들어 차량용 제어를 차량 상태에 대응하여 적절하게 행할 수 있도록 한 차량의 안정 지수 학습 방법 및 학습 장치 및 차량용 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목표를 달성하기 위해, 본 발명의 차량의 안정 지수 학습 방법은 주행 중의 차량 상태에 있어서의 차량의 안정 지수를 학습하는 것이며, 주행 중의 차량 의 상태를 검출하고, 이 검출 정보를 기초로 하여 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태인지를 판정하는 판정 스텝과, 주행 중에 검출되는 차속(Vbody), 조타각(δ) 및 요율(Yawbody)을 기초로 하여 차량의 안정 지수(A)를
[수학식 1]
Figure 112004043621262-pat00001
···(1)
되는 연산식 1에 의해 산출하고, 상기 판정 스텝에 의해 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태라 판정되면, 상기 산출치를 차량의 안정 지수(A)의 학습치로 설정하는 학습 스텝을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 판정 스텝에 의해 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태라는 판정 조건은 차량의 요율의 크기가 미리 설정된 소정치보다도 크다는 제1 조건과, 차량의 전후 가속도의 크기가 미리 설정된 소정치보다도 작다는 제2 조건과, 차량의 횡가속도의 크기가 미리 설정된 범위 내에 있다는 제3 조건과, 차속이 미리 설정된 범위 내에 있다는 제4 조건과, 차량의 조타 각속도의 크기가 미리 설정된 소정치보다도 작다는 제5 조건과, 차량의 조타각의 크기가 미리 설정된 소정치보다도 크다는 제6 조건의 각 조건이 모두 성립하는 것이며, 상기 학습 스텝에 의해 상기 연산식 1에 의한 상기 산출치를 차량의 안정 지수(A)의 학습치로 설정하는 학습 조건으로서, 상기한 제1 내지 6 조건이 모두 성립하는 상태가 미리 설정된 소정 시간 이상 계속되고 있는 것이라 설정되어 있는 것이 바람직하다.
상기 학습 스텝에서는 상기한 제1 내지 6 조건이 모두 성립하면 상기 연산식 1에 의해 상기한 제1 내지 6 조건 중 어느 하나가 불성립이 될 때까지 소정 주기로 안정 지수(A)를 반복해서 산출하고, 상기 연산시에 상기한 제1 내지 6 조건이 모두 성립하는 상태가 상기 소정 시간 이상 계속되면, 상기한 소정의 주기로 행한 연산 결과의 평균치를 산출하고, 상기 평균치를 차량의 안정 지수(A)의 학습치로서 갱신하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 판정 조건에 관한 각 소정치 또는 각 범위는 차량의 선회 태양(예를 들어, 커브로에 따른 비교적 차속이 높은 선회인지, 교차점에서의 우회전 또는 좌회전에 따른 비교적 차속이 낮은 선회인지 등)에 따라서 다른 것으로 설정되어 있는 것이 바람직하고, 또한 차량의 선회 속도가 우회전 또는 좌회전에 상당하는 저차속인 경우, 상기 판정 조건에 관한 각 소정치 또는 각 범위는 우회전, 좌회전에 따라서 다른 것으로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 차량의 안정 지수 학습 장치는 상기한 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 차량의 안정 지수 학습 방법에 이용되는 장치이며, 차량에 발생하는 요율을 검출하는 요율 검출 수단과, 차속을 검출하는 차속 검출 수단과, 차량의 조타각을 검출하는 조타각 검출 수단을 포함한 차량의 주행 상태 또는 운전 상태를 검출하는 차량 상태 검출 수단과, 상기 차량 상태 검출 수단으로부터의 검출 정보를 기초로 하여 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태인지 여부를 판정하는 판정 수단과, 상기 판정 수단에 의해 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태라 판정되어 있는 동안에 주행 중에 상기 차량 상태 검출 수단으로부터 얻게 되는 차속 (Vbody), 조타각(δ) 및 요율(Yawbody)을 기초로 하여 차량의 안정 지수(A)를 상기한 연산식 1에 의해 산출하고, 상기 산출치를 차량의 안정 지수(A)의 학습치로 하는 학습치 설정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량용 제어 장치는 청구항 6에 기재된 차량의 안정 지수 학습 장치를 구비하고, 상기 학습 장치에 의해 학습된 안정 지수 학습치를 기초로 하여 상기 차량을 제어하는 차량용 제어 장치이며, 상기 차량의 제어에 이용하는 제어용 안정 지수는 전회의 제어용 안정 지수에 대해 최신 안정 지수 학습치를 미리 설정된 가중계수에 의해 가중 평균하여 구하는 것을 특징으로 하고 있다.
이하, 도면에 의해 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
도1 내지 도8은 본 발명의 일실시 형태에 관한 차량의 안정 지수 학습 방법 및 학습 장치 및 차량용 제어 장치를 설명하는 것으로, 도1은 그 학습 장치 및 차량용 제어 장치의 구성을 도시하는 블럭도, 도2는 그 차량용 제어 장치에 관한 브레이크 시스템의 구성도, 도3은 그 차량용 제어로서의 요 모멘트 제어에 이용하는 목표 요율의 산출을 설명하는 도면, 도4의 (a) 내지 도4의 (d)는 그 차량용 제어로서의 요 모멘트 제어를 설명하는 도면, 도5의 (a) 내지 도5의 (c)는 그 학습 방법에 관한 안정 선회 판정 조건을 설명하는 도면, 도6은 그 학습 방법 및 차량용 제어에 관한 선회 판정을 설명하는 흐름도, 도7은 그 학습 방법을 설명하는 흐름도, 도8은 그 차량용 제어로서의 요 모멘트 제어를 설명하는 흐름도이다.
본 실시 형태에 관한 안정 지수의 학습 장치는 차량용 제어 장치로서의 요 모멘트 제어 장치(스티어링 특성 제어 장치)에 부설되어 구비된다. 이 요 모멘트 제어 장치는 도2에 도시한 바와 같은 차량의 제동 시스템에 장비되므로, 우선 이 차량의 제동 시스템에 대해 설명한다.
도2에 도시한 바와 같이, 이 차량의 제동 시스템은 브레이크 페달과, 브레이크 페달의 답입에 연동하여 작동하는 마스터 실린더(2)와, 마스터 실린더(2)의 상태에 따라서 마스터 실린더(2) 혹은 제동용 제어기(브레이크 ECU)(3)로부터의 지령에 따라서 브레이크액 리저버(4)로부터 각 제동륜(전륜의 좌우륜 및 후륜의 좌우륜)(5FL, 5FR, 5RL, 5RR)의 휠 브레이크(이하, 브레이크라 함)(10)의 휠 실린더에 공급하는 브레이크 액압을 제어하는 유압 유닛(6)을 구비하고 있다. 또한, 여기서는 마스터 실린더(2), 유압 유닛(6) 등의 액압 조정계와 각 제동륜의 휠 브레이크(10) 등으로 제동 기구가 구성되는 것으로 한다.
도2에 도시한 바와 같이(도2에는 전륜의 좌우륜 브레이크에 대해서만 도시함), 유압 유닛(6)에서는, 요 모멘트 제어 중에는 차압 밸브(68)의 상류와 하류에서 소정의 압력차가 생기도록 차압 밸브(68)가 작동한다.
요 모멘트 제어 중이며 브레이크 페달이 답입되어 있지 않을 때에는 인라인 흡입 밸브(61)가 폐쇄되고, 아웃라인 흡입 밸브(62)가 개방되므로, 브레이크액 리저버(4) 내의 브레이크액이 아웃라인(64), 아웃라인 흡입 밸브(62) 및 펌프(65)를 통하여 도입되고, 펌프(65)에 의해 가압되는 동시에 액압 보유 지지 밸브(66) 및 감압 밸브(67)에 의해 압력 조정되어 각 바퀴의 브레이크(10)에 공급된다.
요 모멘트 제어 중이며 브레이크 페달이 답입되어 있을 때에는, 인라인 흡입 밸브(61)가 개방되고, 아웃라인 흡입 밸브(62)가 폐쇄되므로, 마스터 실린더(2) 내의 브레이크액이 인라인(63), 인라인 흡입 밸브(61) 및 펌프(65)를 통해 도입되고, 펌프(65)에 의해 가압되는 동시에 액압 보유 지지 밸브(66) 및 감압 밸브(67)에 의해 압력 조정되어 각 바퀴의 브레이크(10)에 공급된다.
요 모멘트 제어 중에는 요 모멘트의 크기에 따른 제동 제어와 브레이크 페달(1)의 답입량에 따른 제동 제어와의 양쪽의 제동 제어를 통합한 제동 제어를 행할 수 있도록 되어 있다.
또한, 인라인(63)과 아웃라인(64)은 인라인 흡입 밸브(61) 및 아웃라인 흡입 밸브(62)의 하류에서 합류하고 있고, 이 합류 부분의 하류에 펌프(65)가 배치되고, 펌프(65)의 하류에는 각 제동륜(5FL, 5FR, 5RL, 5RR)마다 액압 보유 지지 밸브(66) 및 감압 밸브(67)가 장비되어 있다.
통상 제동시에는 인라인 흡입 밸브(61) 및 아웃라인 흡입 밸브(62)는 폐쇄되고, 차압 밸브(68), 액압 보유 지지 밸브(66)는 개방되고, 감압 밸브(67)는 폐쇄된다. 이에 의해, 마스크 실린더(2) 내의 압력(즉, 브레이크 답입력)에 따른 브레이크 액압이 인라인(63), 차압 밸브(68), 액압 보유 지지 밸브(66)를 통해 각 바퀴의 브레이크(10)에 공급된다. 또한, ABS(안티 로크 브레이크 시스템 또는 안티 스키드 브레이크 시스템)의 작동시에는 액압 보유 지지 밸브(66) 및 감압 밸브(67)를 통해 브레이크 답입력에 따른 브레이크 액압이 차륜의 로크가 생기지 않도록 적절하게 조정된다.
이와 같은 유압 유닛(6)의 인라인 흡입 밸브(61), 아웃라인 흡입 밸브(62), 펌프(65) 및 각 제동륜의 액압 보유 지지 밸브(66), 감압 밸브(67), 차압 밸브(68)는 브레이크 ECU(3)에 의해 제어된다.
브레이크 ECU(3)에는 스티어링 휠(핸들)에 부설된 핸들각 센서(11)로부터 핸들각 신호가, 차체에 설치된 요율 센서(12)로부터 차체의 요율 신호가, 마스크 실린더 액압 센서(14)로부터 마스터 실린더 액압 신호가, 각 바퀴의 차륜 속도 센서(15)로부터 차륜 속도 신호가, 브레이크 스위치(16)로부터 브레이크 페달 답입 신호가, 차체에 설치된 전후 및 횡가속도 센서(17)로부터 전후 가속도 신호, 횡가속도 신호가 각각 입력되도록 되어 있다. 또한, 차륜 속도 센서(15)로부터의 차륜 속도 신호는 차속(차체 속도)으로 환산되므로 차륜 속도 센서(15)는 차속 센서로서도 기능한다.
브레이크 ECU(3)에는 도1에 도시한 바와 같은 각 기능 요소, 즉 드라이버의 운전 상태에 관한 다양한 정보가 입력되어 이들 입력 정보를 적절하게 처리하여 출력하는 드라이버 운전 상태 입력부(31)와, 차량의 운동 상태(거동)에 관한 다양한 정보가 입력되어 이들 입력 정보를 적절하게 처리하여 출력하는 차량 운동 상태 입력부(32)와, 요 모멘트 제어 수단(스티어링 특성 제어 수단)(33)과, 안정 지수의 학습 수단(37)을 구비하고 있다.
드라이버 운전 상태 입력부(31)에서는 브레이크 스위치(16)로부터의 브레이크 페달 답입 신호에 의해 브레이크 페달이 답입되어 있는지 여부를 판정하는 동시에, 핸들각 센서(11)로부터 핸들각 신호를 기초로 하여 핸들각을 시간 미분하여 핸들각 속도(조타 각속도)를 산출하도록 되어 있다.
차량 운동 상태 입력부(32)에서는 요율 센서(12)로부터의 요율 신호에 의해 차체에 발생하는 실요율을 인식하고, 또한 차체 속도, 목표 요율, 요율 편차를 산출하도록 되어 있다. 차체 속도는, 통상은 차륜 속도 센서(15)로부터의 차륜 속도 신호를 기초로 하여 산출하지만, 차륜에 슬립이 생기면 그 때까지 얻게 된 차륜 속도 신호를 기초로 하는 차체 속도에 전후 가속도 센서(17)로부터 얻게 되는 전후 가속도의 시간 적분치를 가산하여 산출하도록(이 경우, 추정 차체 속도가 됨) 되어 있다.
또한, 목표 요율(Yawtgt)은 본래, 차량에 발생해야 할 요율이며, 도3에 도시한 바와 같이, 상술한 바와 같이 하여 얻게 된 차체 속도(Vbody)와, 핸들각 센서(11)로부터의 핸들각 신호로부터 얻게 되는 실타각(핸들각)(δ)으로부터 다음식 2에 의해 산출하고, 이 산출치를 로우 패스 필터 처리하여 소음 제거하여 구한다.
[수학식 2]
Figure 112004043621262-pat00002
···(2)
단, A는 차량의 안정 지수이고, 본 학습 수단(37)에 의해 얻게 된다. L은 차량의 휠 베이스로, 차량 제원으로부터 알 수 있는 기지의 수치이다.
요율 편차(ΔYaw)는 목표 요율(Yawtgt)과 실요율(Yawbody)과의 차로서 다음식 3에 의해 산출한다.
ΔYaw ＝ Yawtgt － Yawbody
또한, 요율 편차(ΔYaw)가 언더 스티어링(US)시에 정, 오버 스티어링(0S)시에 부가 되도록, 예를 들어 요율 방향에 관하여 우측 방향을 정으로 설정하면 좌측 방향은 부호를 변환하여(－1을 승산함) 상기 산출을 행한다.
요 모멘트 제어 수단(스티어링 특성 제어 수단)(33)에서는 소정의 개시 조건이 성립하면 상기한 요율 편차(ΔYaw)에 따라서 요 모멘트 제어(스티어링 특성 제어)를 행한다. 개시 조건이라 함은, (ⅰ) 차체 속도(Vbody)가 기준치(미리 설정된 저속치)(V1) 이상인 것, (ⅱ) 요율 편차(ΔYaw)가 언더 스티어링(US)시 개시 판정 임계치(ΔYawus1) 또는 오버 스티어링(OS)시 개시 판정 임계치(ΔYawas1)를 넘고 있는 것이고, 이들 각 조건이 모두 성립하면 요 모멘트 제어를 개시한다. 또한, 스티어링 특성 제어 수단(33)에 있어서의 (ⅱ)의 판정 기능을 스티어링 특성 판정 수단(33a)으로 한다.
요 모멘트 제어에서는, 언더 스티어링시에는 선회 내륜의 브레이크력을 높이고 선회 외륜의 브레이크력을 낮춘다. 이 경우, 선회 내륜 중 후륜에만 제동력을 가하면 차량을 과잉으로 감속하는 일 없이 원활하고 효율적으로 언더 스티어링을 억제할 수 있다. 즉, 브레이크 조작 중이면 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 선회 내륜 중 후륜(5RL 또는 5RR)에 브레이크력을 부여하고, 브레이크 조작 중이면 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 선회 내륜 중 후륜(5RL 또는 5RR)의 브레이크력을 증가시켜 선회 내륜 중 전륜(5FR 또는 5FL)의 브레이크력을 감소시키도록 브레이크력 부여량(구체적으로는 부여해야 할 브레이크 액압), 또는 브레이크력 증가량 및 감 소량(구체적으로는 증가 또는 감소해야 할 브레이크 액압)을 설정한다. 또한, 브레이크력 부여량(또는, 브레이크력 증가량 및 감소량)은 요율 편차(ΔYaw)에 대응하여 요율 편차(ΔYaw)의 크기가 클 수록 크게 설정된다.
또한, 요 모멘트 제어에서는, 오버 스티어링시에는 선회 외륜의 브레이크력을 높이고 선회 내륜의 브레이크력을 낮춘다. 이 경우, 선회 외륜 중 전륜에만 제동력을 가하면 차량을 과잉으로 감속하는 일 없이 원활하고 효율적으로 오버 스티어링을 억제할 수 있다. 즉, 브레이크 조작 중이 아니면 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 선회 외륜 중 전륜(5FL 또는 5FR)에 브레이크력을 부여하고, 브레이크 조작 중이면 도4의 (d)에 도시한 바와 같이 선회 외륜 중 전륜(5FL 또는 5FR)의 브레이크력을 증가시켜 선회 내륜 중 후륜(5RR 또는 5RL)의 브레이크력을 감소시키도록 브레이크력 부여량(구체적으로는 부여해야 할 브레이크 액압), 또는 브레이크력 증가량 및 감소량(구체적으로는 증가 또는 감소해야 할 브레이크 액압)을 설정한다. 또한, 상기와 마찬가지로 브레이크력 부여량 또는 브레이크력 증가량 및 감소량은 요율 편차(ΔYaw)에 대응하여 요율 편차(ΔYaw)의 크기가 클 수록 크게 설정된다.
또한, 요 모멘트 제어 중에 소정의 종료 조건이 성립하면 요 모멘트 제어(스티어링 특성 제어)를 종료한다. 종료 조건이라 함은, (ⅰ) 차체 속도(Vbody)가 기준치(미리 설정된 저속치)(V2)(단, V2 ＜ V1) 이하인 것, (ⅱ) 요율 편차(ΔYaw)가 언더 스티어링(US)시 종료 판정 임계치 또는 오버 스티어링(OS)시 종료 판정 임계치 내로 되어 있는 것이고, 이들 각 조건이 하나라도 성립하면 요 모멘트 제어를 종료 한다.
여기서, 안정 지수의 학습 장치에 대해 설명한다.
본 학습 장치는 드라이버의 운전 상태 및 차량의 운동 상태(거동) 등의 차량 상태를 검출하는 차량 상태 검출 수단과, 브레이크 ECU(3) 내의 기능 요소로서 마련된 학습 수단(37)으로 구성되어 있다.
여기서, 차량 상태 검출 수단은 핸들각 센서(조타각 검출 수단)(11), 브레이크 스위치(16) 등의 드라이버의 운전 상태를 검출하는 것과, 요율 센서(요율 검출 수단)(12), 마스터 실린더 액압 센서(14), 각 바퀴의 차륜 속도 센서(차속 센서)(15), 전후 및 횡가속도 센서(17) 등의 차량의 운동 상태(거동)를 검출하는 것을 병용한 것이다.
또한, 학습 수단(37)에는 상기한 차량 상태 검출 수단으로부터의 검출 정보를 기초로 하여 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태인지 여부를 판정하는 안정 선회 판정 수단(단순히, 판정 수단이라 함)(37a)과, 이 판정 수단(37a)에 의해 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태라 판정되어 있는 동안에, 주행 중에 차량 상태 검출 수단으로부터 얻게 되는 차속(Vbody), 조타각(δ) 및 요율(Yawbody)을 기초로 하여 차량의 안정 지수(A)를 하기의 연산식 1에 의해 산출하고, 상기 산출치를 차량의 안정 지수(A)의 학습치로 하는 학습치 설정 수단(37b)을 구비하고 있다.
[수학식 3]
Figure 112004043621262-pat00003
···(1)
판정 수단(37a)에서는 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태인지 여부의 판정을 각 차량 상태 검출 수단으로부터 얻게 되는 차량의 요율(Yawbody)과, 차량의 횡가속도(Gy)와, 차속(Vbody)과, 차량의 핸들각 속도(조타 각속도)(ω)와, 핸들각(조타각)(δ)과, 차속(Vbody)을 미분하여 얻게 되는 차량의 전후 가속도(Gx)를 기초로 하여 행하도록 되어 있다.
또한, 여기서 이용하는 차량의 전후 가속도(Gx)는 전후 및 횡가속도 센서(17)로부터의 전후 가속도 신호에 의해 인식되는 값을 이용하는 것도 가능하지만, 차속(Vbody)을 미분하여 얻게 되는 값의 쪽이 노면의 차량 진행 방향의 구배에 좌우되지 않으므로, 보다 정확한 전후 가속도치가 된다. 따라서, 차속(Vbody)을 미분하여 얻게 되는 값을 이용한 쪽이 보다 적절하게 안정 선회 상태를 판정할 수 있다.
차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태라고 판정하는 조건[판정 조건(A)]은 요율(Yawbody)의 크기│Yawbody│가 미리 설정된 소정치(임계치)(YawSB)보다도 크다는 제1 조건(│Yawbody│＞ YawSB)과, 전후 가속도(Gx)의 크기│Gx│가 미리 설정된 소정치(임계치)(GxST)보다도 작다는 제2 조건(│Gx│＜ GxST)과, 횡가속도(Gy)의 크기 │Gy│가 미리 설정된 범위 내에 있다는 제3 조건(GySB ＜│Gy│＜ GyST)과, 차속(Vbody)의 크기│Vbody│가 미리 설정된 범위 내에 있다는 제4 조건(VSB ＜│Vbody│＜ VST)과, 핸들각 속도(ω)의 크기|ω|가 미리 설정된 소정치(임계치)(ωST)보다도 작 다는 제5 조건(│ω│＜ ωST)과, 핸들각(δ)의 크기│δ│가 미리 설정된 소정치(임계치)(δSB)보다도 크다는 제6 조건(δSB ＜│δ│)의 각 조건이 모두 성립하는 것이다.
이들 조건은 단순히 안정 선회 상태인지 여부뿐만 아니라, 안정 지수(A)의 학습에 적합한 안정 선회 상태인지 여부를 판정하기 위한 것이다. 즉, 연산식 1에 의한 안정 지수(A)의 산출은 정상 선회시(안정 선회시)에 차륜(타이어)의 슬립각과 차륜(타이어)에 적용하는 횡력(코너링 포스)과의 관계가 선형이 되는 것을 전제 조건으로 하고 있고, 또한 안정 지수(A)를 정밀도 좋게 산출하기 위해서는 어느 정도의 크기의 슬립각과 횡력이 발생하는 것이 필요해진다.
전후 가속도(Gx)에 관한 제2 조건과, 핸들각 속도(ω)에 관한 제5 조건은 정상 선회(안정 선회)의 조건이다. 횡가속도(Gy)에 관한 제3 조건 중 상한 조건과, 차속(Vbody)에 관한 제4 조건 중 상한 조건은 슬립각과 횡력이 선형 관계가 되는 전제 조건에 대응하고 있다. 요율(Yawbody)에 관한 제1 조건과, 횡가속도(Gy)에 관한 제3 조건 중 하한 조건과, 차속(Vbody)에 관한 제4 조건 중 하한 조건과, 핸들각(δ)에 관한 제6 조건은 슬립각과 횡력이 어느 정도의 크기로 발생한다는 조건에 대응하고 있다.
이와 같은 각 조건을 엄격히 하면 주행 중의 안정 지수(A)의 산출 기회가 적어지고, 반대로 각 조건을 완화시키면, 주행 중의 안정 지수(A)의 산출 정밀도가 낮아진다. 그러나, 차량의 주행 중에 안정 지수(A)를 산출하면서 대략 리얼 타임에 차량의 제어가 생기게 하기 위해서는 주행 중의 안정 지수(A)의 산출 가능한 한 확보하는 것과, 안정 지수(A)의 산출 정밀도에 대해서도 확보하는 것이 필요하다.
안정 지수(A)를 소정의 정밀도로 산출하기 위한 조건은 선회 태양에 따라서 다른 것이고, 이들 조건을 선회 태양에 관계 없이 일정하게 해 버리면, 어떤 선회 태양에서는 안정 지수(A)를 정밀도 좋게 산출할 수 있어도, 다른 선회 태양에서는 안정 지수(A)를 정밀도 좋게 산출할 수 없는 경우도 발생한다. 또한, 선회 태양에 따라서는 조건을 완화시켜 안정 지수(A)의 산출 기회를 늘려도 안정 지수(A)를 정밀도 좋게 산출할 수 있는 경우도 있다.
그래서, 본 장치에서는 표 1에 나타낸 바와 같이 상기한 안정 선회 상태의 판정에 관한 각 조건(제1 내지 6조건)의 소정치(임계치), 즉 Yawbody1, Gx1, Gy1 , Gy2, Vbody1, Vbody2, ω1, δ1의 일부 또는 모두를 차량의 선회 태양에 따라서 다른 값으로 설정하고 있다.
Figure 112004043621262-pat00004
또한, 표 1에 나타내는 각 변수의 임계치의 관계는 이하와 같이 되어 있다.
YawSB1 ＜ YawSB2 ＜ YawSB3 ＜ YawSB4
GxST1 ＜ GxST2
GySB1 ＜ GySB2 ＜ GyST1
VSB1 ＜ VSB2 ＜ VSS1 ＜ VSS2 ＜ VST1
ωST1 ＜ωST2
δSB1 ＜ δSB2 ＜ δSB3
표 1에 나타낸 바와 같이, 여기서는 차량이 주행로의 커브(커브로)에 따라서 선회하고 있는 커브로 선회의 경우와, 교차점에서의 좌우회전을 위해 선회하고 있는 교차점 선회의 경우에 상기한 각 소정치(임계치)를 다른 값으로 설정하고 있다. 또한, 커브로 선회의 경우에는 또한 고속 주행인지 중속 주행인지에 따라서 교차점 선회의 경우에는 또한 우회전인지 좌회전인지에 따라서, 상기한 각 소정치(임계치)를 다른 값으로 설정하고 있다.
또한, 표 1에 나타낸 바와 같이, 여기서는 커브로 선회인지 교차점 선회인지의 판별은 차속을 기초로 하여 행하고 있고, 차속(Vbody)이 임계치(VSS1)(단, VSB ＜ VSS1) 이상이면(즉, 중고속이면) 커브로 선회라 판정하고, 차속(Vbody)이 임계치(VSS1) 미만이면(즉, 저차속이면) 교차점 선회라 판정한다. 또한, 차속(Vbody)이 임계치(VSS1) 이상인 경우, 또한 임계치(VSS2)(단, VSS1 ＜ VSS2) 이상이면(즉, 고속이 면) 커브로 고속 선회라 판정하고, 차속(Vbody)이 임계치(VSS2) 미만이면(즉, 중속이면) 커브로 중속 선회라 판정한다.
도5의 (a) 내지 도5의 (c)는 차속(Vbody)을 횡축에, 선회 반경(R)을 종축에 나타내는 맵이다.
커브로 선회(Vbody ≥ VSS1)이면, 도5의 (a)에 본 학습 조건이라 나타내는 영역 내가 현재의 차량 주행 상태가 안정 선회 상태라는 판정 조건[판정 조건(A)]이 된다. 단, 차속 임계치(VSS2)를 경계로 하는 중고속 사이에서 판정 조건은 다르다. 우회전(Vbody ＜ VSS1 또한 핸들각 우측 꺾기)이면, 도5의 (b)에 본 학습 조건이라 나타내는 영역 내가 현재의 차량 주행 상태가 안정 선회 상태라는 판정 조건[판정 조건(A)]이 된다. 좌회전(Vbody ＜ VSS1 또한 핸들각 좌측 꺾기)이면, 도5의 (c)에 본 학습 조건이라 나타내는 영역 내가 현재의 차량 주행 상태가 안정 선회 상태라는 판정 조건[판정 조건(A)]이 된다.
도5의 (b), 도5의 (c)에 도시한 바와 같이, 좌회전시의 차속(Vbody)의 하한 임계치(VSB1)를 우회전시의 차속(Vbody)의 하한 임계치(VSB2)보다도 낮게 하고 있지만, 이는 좌회전시에는 선회 반경이 작게 속도를 대폭으로 떨어뜨려 주행하므로 안정 지수(A)의 산출 기회가 적어져 버리므로, 안정 지수(A)의 산출 기회를 보다 많이 얻을 수 있도록 차속(Vbody)의 하한 임계치(VSB1)를 낮게 하고 있는 것이다. 물 론, 차속(Vbody)의 하한 임계치(VSB1)를 낮게 하면 안정 지수(A)의 산출 정밀도가 저하되므로, 이를 회피하기 위해 다른 조건을 엄격히 설정하여 이에 대처하고 있다.
여기서, 차량의 선회 태양에 대응하여 각 소정치(임계치)를 어떻게 설정하고 있는지를 설명한다.
상기와 같이, 각 변수의 임계치 중 제1 조건에 관한 요율(Yawbody)에 관한 하한 임계치(YawSB1, YawSB2, YawSB3, YawSB4)는 고속일수록 작게 되어 있다. 이는, 고속 선회시에는 비교적 요율이 작아도 정밀도 좋게 안정 지수(A)를 산출할 수 있기 때문이다. 또한, 좌우회전 중 좌회전 쪽이 요율 하한 임계치가 크게 되어 있지만, 이는, 좌회전시에는 선회 반경이 작게 속도를 대폭으로 떨어뜨려 주행하기 때문에 상술한 바와 같이 속도 조건을 완만하게 하고 있으므로, 안정 지수(A)의 산출 정밀도를 확보하기 위해 이 요율 조건을 엄격히 하고 있는 것이다.
제2 조건에 관한 전후 가속도(Gx)에 관한 상한 임계치에 대해서는 좌회전시의 상한 임계치(GxST2)만 우회전시나 커브로 선회시의 상한 임계치(GxST1)에 비해 크게 되어 있다. 이는, 좌회전시에는 차량을 미속도 주행으로부터 가속해 가는 경우가 많고, 상한 임계치가 작으면 안정 지수(A)의 산출 기회가 극단적으로 적어져 버리므로, 안정 지수(A)의 산출 기회를 보다 많이 얻을 수 있도록 전후 가속도의 상한 임계치(GxST2)를 크게 하고 있는 것이다. 물론, 전후 가속도의 상한 임계치(GxST2)를 크게 하면 안정 지수(A)의 산출 정밀도가 저하되므로, 이를 회피하기 위 해 제2 조건에 관한 핸들각 속도(ω)의 상한 임계치에 대해 좌회전시의 상한 임계치(ωST1)를 우회전시나 커브 주행시의 상한 임계치(ωST2)보다도 엄격하게(작게) 하여 이에 대처하고 있다.
제3 조건에 관한 횡가속도(Gy)의 하한 임계치에 대해 커브로 고속 선회시의 하한 임계치(GySB1)만 좌우회전시나 커브로 중속 선회시의 하한 임계치(GySB2)에 비해 작게 되어 있다. 이는 커브로를 고속 주행하는 경우, 그 대부분은 고속 도로 등의 고규격 도로이고 이와 같은 도로에서는 규정의 속도로 주행해도 횡가속도(Gy)가 크게 발생하지 않도록 선회 반경이 크게 설정되어 있으므로, 커브로 고속 선회시의 횡가속도 하한 임계치를 크게 하면, 속도를 억제하여 운전하는 드라이버 등의 경우 횡가속도는 그다지 발생하지 않게 되어 안정 지수(A)의 산출 기회가 적어져 버린다. 그래서, 안정 지수(A)의 산출 기회를 보다 많이 얻을 수 있도록 커브로 고속 선회시의 횡가속도 하한 임계치를 작게 하고 있는 것이다. 또한, 선회시의 횡가속도가 작은 경우, 일반적으로는 안정 지수(A)의 산출 정밀도가 저하되지만, 커브로를 고속 선회하고 있고 횡가속도가 작은 경우에는 전후 가속도나 핸들각 속도 등이 낮은 경우가 많고, 종합적으로 보면, 안정 지수(A)의 산출 정밀도는 확보되는 것이라 생각된다.
또한, 제6 조건에 관한 핸들각(6)의 하한 임계치에 대해 커브로 선회시의 하한 임계치(δSB1, δSB2)는 좌우회전시의 하한 임계치(δSB3)보다도 작게 설정되어 있다. 이는 좌우회전에서는 핸들각이 매우 커지는 데 반해, 커브로 선회시에는, 핸 들각은 그만큼 커지지 않으므로, 이에 대응시킨 것이다. 또한, 커브로 선회시에서도 커브로 고속 선회시의 하한 임계치(δSB1)는 커브로 중속 선회시의 하한 임계치(δSB2)보다도 작게 설정되어 있다. 즉, 커브로 고속 선회를 실시하는 주된 대상인 고속 도로 등은 상술한 바와 같이 일반 도로에 비해 커브로의 곡율 반경이 크게 설정되어 있으므로, 선회시에 커브로 중속 선회를 행하는 일반 도로에 비해 핸들각은 작아진다. 그래서, 상기와 같이 설정하고 있는 것이다.
그런데, 학습 수단(37)의 학습치 설정 수단(37b)에서는, 전술한 바와 같이 판정 수단(37a)에 의해 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태라 판정되어 있는 동안에는 차량의 안정 지수(A)를 산출하지만, 이 산출치를 차량의 안정 지수(A)의 학습치로서 갱신하는 것은 상기한 안정 선회 조건[판정 조건(A)]이 성립하는 상태의 계속 시간(T)이 소정 시간(Ts) 이상인 것(판정 조건 B)을 조건으로 하고 있다.
여기서는, 상기한 안정 선회 조건[판정 조건(A)]이 성립하고 있는 동안에는 미리 설정된 산출 주기(Tc)로 차량의 안정 지수(A)를 산출하고, 상기한 안정 선회 조건[판정 조건(A)]이 성립하지 않게 된(즉, 조건 1 내지 6 중 어느 하나라도 불성립이 된) 시점에서 안정 선회 조건[판정 조건(A)]이 성립하고 있었던 시간(T)[＝ 산출 주기 (Tc) × 산출 횟수(n)]이 소정 시간(Ts) 이상인지를 판정하여, 시간(T)이 소정 시간(Ts) 이상이면 산출 횟수(n)만큼의 안정 지수의 적산치(ΣAK)[＝ A1 ＋ A2 ＋ … ＋ An]로부터 그 평균치(AAVE)(＝ ΣAK/n)를 산출한다.
학습치 설정 수단(37b)에서는 이 평균치(AAVE)를 학습치(As)로서 기억하고, 학습 수단에서는 다음식 4와 같이 이 새로운 학습치(As)[＝ 평균치(AAVE)]에 가중하여 학습 전의 제어용 안정 지수치(An－1)를 보정하고, 학습을 반영시킨 제어용 안정 지수치(An)를 산출하도록 되어 있다.
An ＝ An － 1 × (1 － W) ＋ As × W ···(4)
단, W는 학습 결과를 반영시키는 가중계수이다.
이렇게 하여 산출한 제어용 안정 지수치(An)는 차량 운동 상태 입력부(32)에 있어서 수학식 (2)를 이용하여 행하는 목표 요율(Yawtgt)의 산출에 이용되도록 되어 있다.
또한, 시간(T)이 소정 시간(Ts) 이상이 되지 않고, 안정 선회 조건[판정 조건(A)]이 성립하지 않게 되면 이 학습은 무효로 한다.
이와 같이, 안정 선회 조건[판정 조건(A)]이 성립하는 상태의 계속 시간을 조건으로 하는 것은 안정 지수(A)를 정밀도 좋게 산출하기 위해서이다.
본 실시 형태의 경우, 이 계속 시간의 조건에 관한 소정 시간(Ts)이 선회 태양에 따라서 미묘하게 다른 값으로 설정되어 있다. 즉, 커브로 중속 선회시의 소정 시간(Ts)은 비교적 길게 설정되고, 커브로 고속 선회시의 소정 시간(Ts)은 비교적 짧게 설정되고, 좌우회전의 소정 시간(Ts)은 이들의 중간적인 값으로 설정되어 있다.
커브로 중속 선회시의 소정 시간(Ts)을 비교적 길게 설정하고 있는 것은, 이 선회시에는 안정 선회 조건[판정 조건(A)]이 성립하는 경우가 많고, 안정 지수(A)의 산출 정밀도를 중시하여 소정 시간(Ts)을 비교적 길게 해도 안정 지수(A)의 학습 기회는 비교적 많이 있는 것이라 생각되기 때문이다. 커브로 고속 선회시의 소정 시간(Ts)을 비교적 짧게 설정하고 있는 것은, 이 선회시에는 안정 선회 조건[판정 조건(A)]이 성립하는 경우가 적고, 안정 지수(A)의 산출 정밀도보다도 안정 지수(A)의 학습 기회를 확보하기 위해서이다.
좌우회전의 소정 시간(Ts)은 좌우회전시에 안정 지수(A)의 학습 기회를 충분히 얻을 수 있도록 실제 좌우회전시의 선회 시간에 따라서 설정된 것이다. 좌회전시에는 선회 반경은 작지만 차속이 낮고, 게다가 좌우회전에서 다른 판정 조건(A)이 설정되어 있으므로, 우회전시보다도 안정 선회 조건[판정 조건(A)]이 길게 계속되기 쉽다. 그래서, 좌회전의 소정 시간(Ts)은 우회전의 소정 시간(Ts)보다 약간 길게 설정하여 안정 지수(A)의 산출 정밀도의 확보와 안정 지수(A)의 학습 기회의 확보를 밸런스시키고 있다.
본 발명의 일실시 형태에 관한 안정 지수의 학습 장치는 상술한 바와 같이 구성되어 있고, 이 장치를 이용하여 본 실시 형태에 관한 안정 지수의 학습 방법은, 예를 들어 도6, 도7에 도시하는 흐름도와 같이 실시된다. 또한, 도6, 도7에 도시하는 흐름도는 미리 설정된 제어 주기(산출 주기)로 실시된다.
즉, 도6의 선회 판정 루틴에 도시한 바와 같이, 우선 차량 상태 검출 수단으로 검출된 차량 상태 정보를 취득하여(스텝 A10), 전회의 판정에서 차량이 선회 중이라 판정되었는지 여부를 플러그(F1)에 의해 판정한다(스텝 A20). 이 플러그(F1) 는 선회 판정 플러그로, 선회하고 있을 때에는 1이 되고, 선회하지 않을 때에는 0이 되고, 초기치는 0이 된다. 전회, 선회 중이 아니면, 스텝 A30으로 진행하여 차량의 선회가 개시되었는지 여부가 판정된다. 차량의 선회가 개시되면 플러그(F1)를 1로 한다(스텝 A40). 전회, 선회 중이면 스텝 A20으로부터 스텝 A50으로 진행하여 차량의 선회가 종료되었는지 여부가 판정된다. 차량의 선회가 종료되면 플러그(F1)를 0으로 한다.
스텝 A30, A50의 선회 개시, 종료 판정은, 예를 들어 핸들각(δ)의 크기가 소정의 선회 판정 임계치[이 경우, 안정 선회 판정의 핸들각 하한 임계치인 커브로 고속 선회시의 하한 임계치(δSB1)를 선회 판정 임계치로 하는 것이 고려됨)를 넘으면 선회 개시라 판정하고, 핸들각(δ)의 크기가 소정의 선회 판정 임계치 이하가 되면 선회 종료라 판정할 수 있다.
한편, 도7의 안정 지수 학습 루틴에 도시한 바와 같이, 우선 차량이 선회 중인지 여부를 플러그(F1)에 의해 판정한다(스텝 B10). 차량이 선회 중이면 차량 상태 검출 수단으로 검출된 차량 상태 정보를 취득하여(스텝 B20), 이 선회가 커브로 선회인지 여부를 판정한다(스텝 B30). 이 판정은 차속에 의해 행한다. 즉, 차속(VBODY)이 판정 임계치(VSS1) 이상의 중속 영역이면 커브로 선회라 판정하고, 차속(VBODY)이 판정 임계치(VSS1) 미만의 저속 영역이면 커브로 선회가 아니라고 판정한다(스텝 B60).
커브로 선회이면 도5의 (a)에 도시하는 판정 맵(a)을 이용하도록 한다(스텝 B60). 커브로 선회가 아니면 교차점 선회(우회전 또는 좌회전)인지 여부를 판정하여(스텝 B40), 교차점 선회이면 우측 선회(우회전)인지 좌측 선회(좌회전)인지를 판정한다(스텝 B50). 여기서, 교차점 선회인지 여부는 핸들각(δ)이 소정의 임계치(예를 들어, δSB3) 이상이 되어 있는지 여부로 판정할 수 있고, 우회전인지 좌회전인지는 핸들각(δ)의 방향으로부터 판정할 수 있다.
그리고, 우측 선회이면 도5의 (b)에 도시하는 판정 맵(b)을 이용하도록 하고(스텝 B70), 좌측 선회이면 도5의 (c)에 도시하는 판정 맵(c)을 이용하도록 한다(스텝 B80).
이와 같이, 판정 맵이 선정되면 전회, 선회가 안정 선회인지 여부를 전술한 판정 조건(A)에 의해 판정한다(스텝 B90).
선회가 안정 선회이면 안정 선회 판정 플러그(F2)가 1인지 여부를 판정한다(스텝 B100). 이 안정 선회 판정 플러그(F2)는 안정 선회 중이라 판정되면 1이 되고, 안정 선회 중이 아니라 판정되면 0이 되고, 초기치는 0이 된다.
전회 안정 선회라 판정되지 않고 금회 안정 선회라 판정되면 안정 선회 판정 플러그(F2)는 0이므로, 스텝 B110으로 진행하여 안정 지수 연산 횟수치(n)의 카운트를 개시하고(n ＝ 1), 안정 선회 판정 플러그(F2)를 1로 세트한다(스텝 B120). 그리고, 스텝 B20에서 취득한 차량 정보로부터 전술한 수학식 (1)에 의해 안정 지수(A)를 연산하고(스텝 B140), 안정 지수(A)의 적산치(ΣA)를 기억한다(스텝 B150).
이와 같이 하여 스텝 B90에서 계속해서 안정 선회라 판정되면 연산 횟수(n)가 인크리먼트되어 가, 스텝 B150의 안정 지수(A)의 적산치(ΣA)는 이 연산 횟수 n회분의 값이 된다.
예를 들어, 안정 선회 상태가 n주기 속행한 후의 n ＋ 1 주기째에 안정 선회 상태에서 없어진 경우에는 스텝 B90으로부터 스텝 B160으로 진행하여 안정 선회 판정 플러그(F2)가 1인지 여부를 판정한다. 여기서는, 전회, 안정 선회 상태이고 F2 ＝ 1이므로, 우선 스텝 B170으로 진행하여 F2 ＝ 0으로 리세트하고, 또한 스텝 B180으로 진행하여 판정 조건 B, 즉 안정 선회 상태의 계속 시간(T)(＝ n × Tc)이 상술한 소정 시간(Ts) 이상인지 여부를 판정한다.
여기서, 계속 시간(T)이 소정 시간(Ts) 이상이 아니면, 금회의 학습은 결과 없음으로서 종료되지만, 계속 시간(T)이 소정 시간(Ts) 이상이면, 스텝 B150에서 산출한 안정 지수(A)의 적산치(ΣA)를 연산 횟수(n)로 제산하여 안정 지수 평균치(AAVE)를 산출하고(스텝 B190), 이를 학습치(As)로서 제어용 안정 지수치(An)를 상기한 수학식 (4)에 의해 갱신한다.
한편, 본 실시 형태의 차량용 제어 장치로서의 요 모멘트 제어 장치(스티어링 특성 제어 장치)에서는 이와 같이 하여 주행 중에 갱신된 제어용 안정 지수치(An)를 이용하여, 예를 들어 도8에 도시한 바와 같이 제어를 실시한다.
도8에 도시한 바와 같이, 우선 제어 관련 데이터를 취입하여(스텝 C10), 스티어링 특성 제어(요 모멘트 제어)가 필요한지 여부를 판정하고(스텝 C20), 스티어 링 특성 제어(요 모멘트 제어)가 필요하면 언더 스티어링에 대한 제어가 오버 스티어링에 대한 제어인지를 판정한다(스텝 C30).
언더 스티어링에 대한 것이면, 브레이크 조작 중인지 여부를 판정하여(스텝 C40), 브레이크 조작 중이 아니면 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 선회 내륜 중 후륜(5RL 또는 5RR)에 브레이크력을 부여하도록 브레이크력(브레이크 액압) 부여량을 요율 편차(ΔYaw)에 대응하여 설정한다(스텝 C50). 브레이크 조작 중이면, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 선회 내륜 중 후륜(5RL 또는 5RR)의 브레이크력을 증가시키고, 회전 외륜 중 전륜(5FR 또는 5FL)의 브레이크력을 감소시키도록 브레이크력(브레이크 액압)의 증가량 및 감소량을 요율 편차(ΔYaw)에 대응하여 설정한다(스텝 C60).
오버 스티어링에 대한 것이면 브레이크 조작 중이인지 여부를 판정하여(스텝 C70), 브레이크 조작 중이 아니면 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 선회 외륜 중 전륜(5FL 또는 5FR)에 브레이크력을 부여하도록 브레이크력(브레이크 액압) 부여량을 요율 편차(ΔYaw)에 대응하여 설정한다(스텝 C80). 브레이크 조작 중이면, 도4의 (d)에 도시한 바와 같이 선회 외륜 중 전륜(5FL 또는 5FR)의 브레이크를 증가시키고, 선회 내륜 중 후륜(5RR 또는 5RL)의 브레이크력을 감소시키도록 브레이크력(브레이크 액압)의 증가량 및 감소량을 요율 편차(ΔYaw)에 대응하여 설정한다(스텝 C90).
스텝 C50, C60, C80, C90의 요율 편차(ΔYaw)의 산출에는 목표 요율(Yawtgt) 이 이용되지만, 이 목표 요율(Yawtgt)의 산출에 제어용 안정 지수치(An)가 이용된다.
그리고, 스티어링 특성 제어 수단(33)에 의해 설정된 각 바퀴의 브레이크력(브레이크 액압)의 증가량 및 감소량에 따라서 브레이크를 제어한다.
이와 같이 하여 본 학습 방법 또는 학습 장치에서는 주행 중의 차량의 주행 상태가 안정 선회 상태인지를 판정하여, 안정 선회 상태이면 주행 중에 얻게 되는 차속(Vbody), 조타각(δ) 및 요율(Yawbody)의 각 검출 데이터를 기초로 하여 차량의 안정 지수(A)를 산출하므로, 차량의 무게 중심 위치나 장착된 타이어나 서스펜션 특성이나 차량 강성이 변화된 경우에도 이것에 따른 안정 지수(A)를 주행 중에 빠르게 산출할 수 있다.
이와 같이, 차량의 안정 지수를 차량의 상태에 따라서 대략 리얼 타임으로 산출할 수 있으므로, 본 학습 방법 및 본 학습 장치에 의해 얻게 되는 안정 지수(A)를 이용하여 요 모멘트 제어 등의 차량용 제어를 행하면, 차량용 제어를 차량 상태에 대응하여 적절하게 행할 수 있게 된다.
또한, 주행 중에 안정 지수를 산출하는 경우, 산출 빈도와 산출 정밀도는 트레이드 오프의 관계에 있고, 산출 빈도를 높이고자 하면 산출 정밀도가 저하되고, 산출 정밀도를 높이고자 하면 산출 빈도가 저하되어 버리지만, 본 학습 방법 및 본 학습 장치에서는 각 선회의 태양에 따라서 안정 지수를 산출하는 조건[판정 조건(A, B)]을 각각 고유하게 설정하고 있으므로, 산출 빈도와 산출 정밀도를 밸런스시 킬 수 있고, 일정한 정밀도의 안정 지수를 어느 정도의 빈도로 얻을 수 있고, 차량용 제어에 관한 실용성이 높아지게 되는 효과도 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
예를 들어, 차량용 제어로서 브레이크를 이용한 요 모멘트 제어(스티어링 특성 제어)를 설명하였지만, 본 학습 방법이나 본 학습 장치의 적용할 수 있는 차량용 제어는 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 구동륜으로의 토오크 배분을 제어함으로써 요 모멘트 등을 제어하는 것이나 4륜 조타 제어 등 안정 지수를 이용한 다양한 차량용 제어에 적용할 수 있다.
본 발명의 차량의 안정 지수 학습 방법 및 학습 장치에 따르면, 주행 중의 차량의 주행 상태가 안정 선회 상태인지를 판정하여, 안정 선회 상태이면 주행 중에 얻게 되는 차속(Vbody), 조타각(δ) 및 요율(Yawbody)의 각 검출 데이터를 기초로 하여 차량의 안정 지수(A)를 산출하므로, 차량의 안정 지수를 차량의 상태에 따라서 산출할 수 있게 된다.
따라서, 본 학습 방법 및 본 학습 장치에 의해 얻게 되는 안정 지수(A)를 이용하여 차량 제어를 행하면, 차량 제어를 차량 상태에 대응하여 적절하게 행할 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 주행 중의 차량 상태에 있어서의 차량의 안정 지수를 학습하는 방법이며,
    주행 중의 차량의 상태를 검출하고, 이 검출 정보를 기초로 하여 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태인지를 판정하는 판정 스텝과,
    주행 중에 검출되는 차속(Vbody), 조타각(δ) 및 요율(Yawbody)을 기초로 하여 차량의 안정 지수(A)를
    [연산식 1]
    Figure 112004043621262-pat00005
    이 되는 연산식 1에 의해 산출하고, 상기 판정 스텝에 의해 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태라 판정되면, 상기 산출치를 차량의 안정 지수(A)의 학습치로 설정하는 학습 스텝을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량의 안정 지수 학습 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 판정 스텝에 의해 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태라고 하는 판정 조건은 차량의 요율의 크기가 미리 설정된 소정치보다도 크다는 제1 조건과, 차량의 전후 가속도의 크기가 미리 설정된 소정치보다도 작다는 제2 조건과, 차량의 횡가속도의 크기가 미리 설정된 범위 내에 있다는 제3 조건과, 차속이 미리 설정된 범위 내에 있다는 제4 조건과, 차량의 조타 각속도의 크기가 미리 설정된 소정치보다도 작다는 제5 조건과, 차량의 조타각의 크기가 미리 설정된 소정치보다도 크다는 제6 조건의 각 조건이 모두 성립하는 것이며,
    상기 학습 스텝에 의해 상기 연산식 1에 의한 상기 산출치를 차량의 안정 지수(A)의 학습치로 설정하는 학습 조건으로서, 상기한 제1 내지 6 조건이 모두 성립하는 상태가 미리 설정된 소정 시간 이상 계속되고 있는 것이라 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 안정 지수 학습 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 학습 스텝에서는,
    상기한 제1 내지 6 조건이 모두 성립하면 상기 연산식 1에 의해 상기한 제1 내지 6 조건 중 어느 하나가 불성립이 될 때까지 소정 주기로 안정 지수(A)를 반복해서 산출하고,
    상기 연산시에 상기한 제1 내지 6 조건이 모두 성립하는 상태가 상기 소정 시간 이상 계속되면 상기한 소정의 주기로 행한 연산 결과의 평균치를 산출하고, 상기 평균치를 차량의 안정 지수(A)의 학습치로서 갱신하는 것을 특징으로 하는 차량의 안정 지수 학습 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 판정 조건에 관한 각 소정치 또는 각 범위는 차량의 선회 태양에 따라서 다른 것으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 안정 지수 학습 방법.
  5. 제4항에 있어서, 차량의 선회 속도가 우회전 또는 좌회전에 상당하는 저차속인 경우, 상기 판정 조건에 관한 각 소정치 또는 각 범위는 우회전, 좌회전에 따라서 다른 것으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 안정 지수 학습 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 차량의 안정 지수 학습 방법에 이용되는 장치이며,
    차량에 발생하는 요율을 검출하는 요율 검출 수단과, 차속을 검출하는 차속 검출 수단과, 차량의 조타각을 검출하는 조타각 검출 수단을 포함한 차량의 주행 상태 또는 운전 상태를 검출하는 차량 상태 검출 수단과,
    상기 차량 상태 검출 수단으로부터의 검출 정보를 기초로 하여 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태인지 여부를 판정하는 판정 수단과,
    상기 판정 수단에 의해 차량의 현재 주행 상태가 안정 선회 상태라 판정되고 있는 동안에 주행 중에 상기 차량 상태 검출 수단으로부터 얻게 되는 차속(Vbody), 조타각(δ) 및 요율(Yawbody)을 기초로 하여 차량의 안정 지수(A)를 상기한 연산식 1에 의해 산출하고, 상기 산출치를 차량의 안정 지수(A)의 학습치로 하는 학습치 설정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량의 안정 지수 학습 장치.
  7. 제6항에 기재된 차량의 안정 지수 학습 장치를 구비하고, 상기 학습 장치에 의해 학습된 안정 지수 학습치를 기초로 하여 상기 차량을 제어하는 차량용 제어 장치이며,
    상기 차량의 제어에 이용하는 제어용 안정 지수는 전회의 제어용 안정 지수에 대해 최신 안정 지수 학습치를 미리 설정된 가중계수에 의해 가중 평균하여 구하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
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