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JP2010195089A - 車両用操舵制御装置および車両用操舵制御方法 - Google Patents

車両用操舵制御装置および車両用操舵制御方法 Download PDF

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JP2010195089A JP2009039632A JP2009039632A JP2010195089A JP 2010195089 A JP2010195089 A JP 2010195089A JP 2009039632 A JP2009039632 A JP 2009039632A JP 2009039632 A JP2009039632 A JP 2009039632A JP 2010195089 A JP2010195089 A JP 2010195089A
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Abstract

【課題】高μ路側に接地している車輪の低μ路側への移動を抑制し、車両のヨー方向への回転変位を抑制可能とすること。
【解決手段】ヨーモーメント演算部18が、車両がスプリットμ路を走行しているときに、車輪に制動力が発生した場合、左右の車輪間の当該制動力の差によって車両に発生するヨーモーメントを算出する。また、制動時前後輪舵角演算部21が、ヨーモーメントが第1設定値以上である場合には、前記目標ヨーレイトを低減する。さらに、当該ヨーモーメントが第2設定値未満である場合と比較して、目標横減速度を低減する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、車両の前輪および後輪の少なくとも一方を操舵する車両用操舵制御装置および車両用操舵制御方法に関する。
左右の車輪が走行する路面の摩擦係数が異なる、いわゆるスプリットμ路では、制動操作を行うと、高摩擦係数路面(以下、「高μ路」とも呼ぶ)側の車輪ばかりが制動力を発生し、低摩擦係数路面(以下、「低μ路」とも呼ぶ)側の車輪は十分な制動力を発生しない。それゆえ、高μ路側の車輪が発生する制動力と低μ路側の車輪が発生する制動力との差により、車両に当該車両を高μ路側に旋回させるヨーモーメントが発生する。その結果、そのヨーモーメントによって、車両がヨー方向へ回転変位する可能性があった。
従来、このヨー方向への回転変位を抑制するため、例えば、特許文献1に記載の技術がある。特許文献1に記載の技術では、車両がスプリットμ路を走行しているときに、運転者が制動操作を行った場合、高μ路側の前輪をトーイン方向に転舵し、低μ路側の前輪を現在の方向に維持する。これにより、車両に低μ路側に旋回させるヨーモーメントを発生させ、車両を低μ路側に旋回させるヨーモーメントを打ち消すようになっている。
特開2007−261478号公報
しかしながら、上記従来の技術では、高μ路側の前輪をトーイン方向に、つまり、低μ路側に転舵するため、高μ路側の前輪に低μ路側向きの横力が発生し、その横力によって車両が低μ路側に移動する。そして、その移動によって高μ路側に接地していた車輪が低μ路側に侵入することで、高μ路側に接地していた車輪の横力が低減する可能性があった。その結果、車両にヨー方向への回転変位が生じる可能性があった。
本発明は、上記のような点に着目し、高μ路側に接地している車輪の低μ路側への移動を抑制し、車両のヨー方向への回転変位を抑制可能とすることを課題としている。
上記課題を解決するため、本発明は、運転者による操舵状態に基づいて目標ヨーレイトおよび目標横速度を設定し、その目標ヨーレイトおよび目標横速度に基づいて、車両の前輪および後輪の少なくとも一方を転舵するようにした。そして、左右の車輪の制動力差によって発生するヨーモーメントが第1設定値より大きくなった場合には、目標横速度を低減するようにした。また、そのヨーモーメントが第1設定値より大きい第2設定値より大きくなった場合には、目標ヨーレイトを低減するようにした。
本発明によれば、例えば、スプリットμ路走行時、左右の車輪の制動力差によって車両にヨーモーメントが発生した場合、まず、そのヨーモーメントが第1設定値より大きくなることで、目標横速度が低減する。これにより、車両の横方向への移動を抑制でき、高μ路側の車輪の低μ路側への移動を抑制できる。続いて、そのヨーモーメントが第2設定値より大きくなることで、目標ヨーレイトも低減する。これにより、車両のヨー方向への回転変位を抑制できる。それゆえ、ヨー方向への回転変位を抑制する制御を開始する前に、車両の横方向への移動を抑制する制御を開始できる。その結果、高μ路側に接地している車輪の低μ路側への移動を抑制し、車両のヨー方向への回転変位を抑制できる。
第1実施形態の車両用操舵制御装置を装備した車両の構成図である。 操舵制御コントローラ12が実行する演算処理の内容を表すブロック図である。 制動時前後輪舵角演算部14の構成を示すブロック図である。 スプリットμ路判定演算部19が実行する処理手順を示すフローチャートである。 スプリットμ判定フラグFSPLの設定方法を説明するための図である。 スプリットμ判定フラグFSPLの設定方法を説明するための図である。 目標値補正ゲイン演算部20の構成を示すブロック図である。 目標ヨーレイト補正ゲインマップを示す図である。 前輪舵角出力補正演算部22の構成を示すブロック図である。 目標前輪舵角補正ゲインマップを示す図である。 操舵制御コントローラ12が実行する処理手順を示すフローチャートである。 車両の動作を説明するための図である。 比較例を説明するための図である。 第2実施形態の前輪舵角出力補正演算部22のブロック図である。 目標前輪舵角補正ゲインマップを示す図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、本実施形態の車両用操舵制御装置を装備した車両の構成図である。
図1に示すように、車両は、次のような種々のセンサ類を備える。そのセンサ類は、操舵角センサ1、車速センサ2、液圧センサ3、および横Gセンサ4である。これらセンサ類は、検出信号を操舵制御コントローラ12に出力する。
操舵角センサ1は、ステアリングホイールの前輪操舵角θを検出する。例えば、ステアリングコラムに取り付けたロータリエンコーダ等が利用可能である。
車速センサ2は、車輪5FL〜5RRの回転数を検出する。そして、その検出した車輪5FL〜5RRの回転数に基づいて車速Vを検出する。車速センサ2としては、例えば、車輪5FL〜5RRに取り付けたロータリエンコーダ等が利用可能である。
液圧センサ3は、各車輪5FL〜5RRのホイールシリンダ11FL’〜11RR’(後述)内のブレーキ液圧PFL〜PRRを検出する。
横Gセンサ4は、車両に発生する横方向の加速度YGを検出する。例えば、圧電素子等を用いて構成したデバイスを利用可能である。
また、車両は、前輪操舵コントローラ6、前輪操舵アクチュエータ7、後輪操舵コントローラ8、後輪操舵アクチュエータ9、制動制御コントローラ10、およびブレーキアクチュエータ11FL〜11RRを備える。
前輪操舵コントローラ6は、操舵制御コントローラ12が出力する最終目標前輪舵角θ*”(後述)および前輪操舵アクチュエータ7が出力する前輪モータ回転角(後述)に基づいて前輪舵角指令値Iθを算出する。前輪舵角指令値Iθとは、最終目標前輪舵角θ*”に実際の前輪操舵角θを一致させる指令値である。そして、前輪操舵コントローラ6は、その算出した前輪舵角指令値Iθを前輪操舵アクチュエータ7に出力する。
前輪操舵アクチュエータ7は、前輪操舵コントローラ6が出力する前輪舵角指令値Iθに応じて、前輪5FL、5FRの転舵角を制御する。前輪操舵アクチュエータ7としては、例えば、ステアリングホイールの操舵角に対する前輪5FL、5FRの転舵角の比をモータと減速機とで変更する可変ギヤ比機構を利用可能である。このモータと減速機とにより、前輪操舵角に関わらず、前輪5FL、5FRの転舵角の変更を可能とする。
また、前輪操舵アクチュエータ7は、前輪モータ回転角を検出する。前輪モータ回転角とは、前輪5FL、5FRの転舵角の比を変更するモータの回転角である。そして、前輪操舵アクチュエータ7は、その検出結果を前輪操舵コントローラ6に出力する。
後輪操舵コントローラ8は、操舵制御コントローラ12が出力する最終目標後輪舵角δ*”(後述)および後輪操舵アクチュエータ9が出力する後輪舵角(後述)に基づいて後輪舵角指令値Iδを算出する。後輪舵角指令値Iδとは、最終目標後輪舵角δ*”に実際の後輪舵角を一致させる指令値である。そして、後輪操舵コントローラ8は、その後輪舵角指令値Iδを後輪操舵アクチュエータ9に出力する。
後輪操舵アクチュエータ9は、後輪操舵コントローラ8が出力する後輪舵角指令値Iδに応じて、後輪5RL、5RRの転舵角を制御する。例えば、後輪転舵機構に設け、後輪転舵機構のラック軸をモータと減速機とで車幅方向に移動する機構を利用可能である。このラック軸の移動により、後輪5RL、5RRの転舵角の変更を可能とする。
また、後輪操舵アクチュエータ9は、後輪5RL、5RRの転舵角を検出する。そして、その検出結果を後輪舵角として前輪操舵コントローラ6に出力する。
制動制御コントローラ10は、ブレーキペダルの操作量に基づいて目標ブレーキ液圧を算出する。そして、その目標ブレーキ液圧に基づいて、ホイールシリンダ11FL’〜11RR’内のブレーキ液圧PFL〜PRRを制御する。
また、制動制御コントローラ10は、ABS(antilocked braking system)制御を実行する。ABS制御とは、ロックした車輪5FL〜5RRのホイールシリンダ11FL’〜11RR’に対し、ブレーキ液圧PFL〜PRRの減圧および増圧を繰り返す制御である。
さらに、制動制御コントローラ10は、ABS制御を実行中である場合には、ABS作動フラグFABSを「1」に設定する。ABS作動フラグFABSとは、ABS制御を実行中であるか否かを表すフラグである。ABS作動フラグFABSは、フラグ値が「1」である場合には、ABS制御を実行中であることを表し、フラグ値が「0」である場合には、ABS制御を実行中ではないことを表す。そして、制動制御コントローラ10は、その設定したABS作動フラグFABSを操舵制御コントローラ12に出力する。
ブレーキアクチュエータ11FL〜11RRは、ホイールシリンダ11FL’〜11RR’を有する。ホイールシリンダ11FL’〜11RR’は、各車輪5FL〜5RRに設ける。そして、制動制御コントローラ10が制御するブレーキ液圧PFL〜PRRの制御に応じて、車輪5FL〜5RRに制動力を発生させる。ブレーキアクチュエータ11FL〜11RRとしては、例えば、ディスクブレーキやドラムブレーキを利用可能である。
また、車両は、操舵制御コントローラ12を備える。
操舵制御コントローラ12は、各種センサ1〜4で検出した信号に演算処理を行い、最終目標前輪舵角θ*”および最終目標後輪舵角δ*”を算出する。そして、操舵制御コントローラ12は、その算出結果である最終目標前輪舵角θ*”を前輪操舵コントローラ6に出力し、最終目標後輪舵角δ*”を後輪操舵コントローラ8に出力する。操舵制御コントローラ12としては、例えば、マイクロプロセッサを利用可能である。
次に、操舵制御コントローラ12が実行する演算処理の内容を、ブロック図を用いて説明する。
図2は操舵制御コントローラ12が実行する演算処理の内容を表すブロック図である。
図2に示すように、このブロック図は、目標値演算部13、制動時前後輪舵角演算部14、および前後輪舵角出力選択部15を備える。
目標値演算部13は、操舵角センサ1が出力する前輪操舵角θ、および車速センサ2が出力する車速Vに基づいて目標ヨーレイトdφ*/dtおよび目標横速度Vy*を算出する。目標ヨーレイトdφ*/dtとは、車両に発生させるヨーレイトdφ/dtの目標値である。また、目標横速度Vy*とは、車両に発生させる横速度Vyの目標値である。
また、目標値演算部13は、目標ヨーレイトdφ*/dtおよび目標横速度Vy*に基づいて、目標前輪舵角θ*および目標後輪舵角δ*を算出する。目標前輪舵角θ*とは、車両が目標ヨーレイトdφ*/dtおよび目標横速度Vy*を発生するために必要な前輪操舵角θの目標値である。また、目標後輪舵角δ*とは、車両が目標ヨーレイトdφ*/dtおよび目標横速度Vy*を発生するために必要な後輪転舵角δの目標値である。
具体的には、まず、目標前輪舵角θ*および目標後輪舵角δ*を算出するために、車両の運動を記述するモデルを導入する。例えば、二輪車両の運動で近似する二輪モデルを利用できる。二輪モデルは、車速Vが一定で、ヨー角が十分に小さく、横速度Vyが前後速度と比較して十分に小さく、タイヤ横力の飽和特性が顕著に現れない運動状態では、下記(1)式のように近似することができる。
Figure 2010195089
ここで、dφ/dtはヨーレイト、Vyは横速度、θは前輪操舵角、δは後輪操舵角、Izは車両慣性モーメント、Mは車両重量、LFは前軸〜重心点距離、Lrは重心点〜後軸距離、Nはステアリングギア比、Vxは前後速度である。また、KFは前輪コーナリングパワー、Krは後輪コーナリングパワー、CFは前輪コーナリングフォース、Crは後輪コーナリングフォースである。
また、上記(1)式の二輪モデルに基づき、前輪操舵角θに対するヨーレイトdφ/dtの伝達関数として、下記(2)式を得ることができる。
Figure 2010195089
また、上記(2)式のヨーレイトdφ/dtの伝達関数は、下記(3)式のようにまとめることができる。
Figure 2010195089
同様に、上記(1)式の二輪モデルに基づき、前輪操舵角θに対する横速度Vyの伝達関数として、下記(4)式を得ることができる。
Figure 2010195089
また、上記(4)式の横速度Vyの伝達関数は、下記(5)式のようにまとめることができる。
Figure 2010195089
以上のようにして得た上記(3)(5)式により、車両パラメータ
Figure 2010195089
を算出する。
次に、これら車両パラメータを用い、目標ヨーレイトdφ*/dtの伝達関数として、下記(6)式を設定する。
Figure 2010195089
ここで、yrate-gain-mapはヨーレイト定常ゲイン、yrate-omegn-mapはヨーレイト応答(固有振動数)、yrate-zeta-mapはヨーレイト減衰率、yrate-zero-mapはヨーレイト進み要素である。これらは、目標ヨーレイトdφ*/dtの特性を調整するためのチューニングパラメータである。
同様に、算出した車両パラメータに基づき、目標横速度Vy*の伝達関数として、下記(7)式を設定する。
Figure 2010195089
ここで、vy-gain-mapは横速度定常ゲイン、vy-omegn-mapは横速度応答(固有振動数)、vy-zeta-mapは横速度減衰率、vy-zero-mapは横速度進み要素である。これらは、目標横速度Vy*の特性を調整するためのチューニングパラメータである。
以上のようにして得た上記(6)(7)式により、上記(3)(5)式より算出した車両パラメータに基づき、目標ヨーレイトdφ*/dtおよび目標横速度Vy*を算出する。そして、このように算出した目標ヨーレイトdφ*/dtおよび目標横速度Vy*を前後輪舵角出力選択部15に出力する。
次に、上記(1)の二輪モデルに基づき、目標ヨーレイトdφ*/dt、目標横速度Vy*、目標前輪舵角θ*、および目標後輪舵角δ*の関係式として、下記(8)式を設定する。
Figure 2010195089
また、上記(8)式は、下記(9)式のようにまとめることができる。
Figure 2010195089
そして、上記(9)式に基づき、目標前輪舵角dθ*/dt、および目標後輪舵角dδ*/dtの演算式として、下記(10)式のようにまとめることができる。
Figure 2010195089
以上のようにして得た上記(10)式により、上記(6)(7)式より算出した目標ヨーレイトdφ*/dtおよび目標横速度Vy*に基づき、目標前輪舵角θ*および目標後輪舵角δ*を算出する。そして、このように算出した目標前輪舵角θ*および目標後輪舵角δ*を制動時前後輪舵角演算部14に出力する。
図3は、制動時前後輪舵角演算部14の構成を示すブロック図である。
図3に示すように、制動時前後輪舵角演算部14は、第1加算器16、第2加算器17、ヨーモーメント演算部18、スプリットμ路判定演算部19、目標値補正ゲイン演算部20、制動時前後輪舵角演算部21、および前輪舵角出力補正演算部22を備える。
第1加算器16は、液圧センサ3が出力するブレーキ液圧PFLからブレーキ液圧P・FRを減算する。そして、その減算結果を、前輪左右Br液圧差ΔPFとしてヨーモーメント演算部18およびスプリットμ路判定演算部19に出力する。
第2加算器17は、液圧センサ3が出力するブレーキ液圧PRLからブレーキ液圧PRRを減算する。そして、その減算結果を、後輪左右Br液圧差ΔPRとしてヨーモーメント演算部18に出力する。
ヨーモーメント演算部18は、第1加算器16が出力する前輪左右Br液圧差ΔPF、および第2加算器17が出力する後輪左右Br液圧差ΔPRに基づき、下記(11)式に従ってヨーモーメント推定値Id2φs/dt2を算出する。ヨーモーメント推定値Id2φs/dt2とは、左右の車輪5FL〜5RR間の制動力の差によって車両の重心周りに発生するヨーモーメントの推定値である。そして、ヨーモーメント演算部18は、そのヨーモーメント推定値Id2φs/dt2を目標値補正ゲイン演算部20および制動時前後輪舵角演算部21に出力する。
Figure 2010195089
ここで、Iは車両のヨー方向の慣性モーメント、SFは前輪ブレーキピストン面積、SRは後輪ブレーキピストン面積、μRは後輪ブレーキパッド摩擦係数、μFは前輪ブレーキパッド摩擦係数、RBFは前輪ブレーキ有効半径、RBRは後輪ブレーキ有効半径である。また、RTRは後輪タイヤ半径、RTFは前輪タイヤ半径、TFは後輪タイヤ半径、TRは前輪タイヤ半径である。
スプリットμ路判定演算部19は、車両の走行路面が、左右の車輪が走行する路面の摩擦係数が異なるスプリットμ路であるか否かを判定する。そして、その判定結果に応じてスプリットμ判定フラグFSPLを設定する。スプリットμ判定フラグFSPLとは、車両の走行路面がスプリットμ路であるか否かを表すフラグである。例えば、フラグ値が「1」である場合には車両の走行路面がスプリットμ路であることを表し、フラグ値が「0」である場合には車両の走行路面がスプリットμ路ではないことを表す。
ここで、スプリットμ路判定演算部19が実行する、スプリットμ判定フラグFSPLを設定するための演算処理について、具体的に説明する。
図4は、スプリットμ判定フラグFSPLの設定手順を示すフローチャートである。図5および図6は、スプリットμ判定フラグFSPLの設定方法を説明するための図である。
図4に示すように、この演算処理では、まず、そのステップS101で、この演算処理を前回実行したときにスプリットμ判定フラグFSPLを「0」に設定したか否かを判定する。そして、スプリットμ判定フラグFSPLを「0」に設定したと判定した場合には(YES)ステップS102に移行する。また、この演算処理を初めて実行する場合にもステップS102に移行する。一方、スプリットμ判定フラグFSPLを「1」に設定したと判定した場合には(NO)ステップS108に移行する。
次に、ステップS102では、左右の前輪5FL、5FRが走行する路面の摩擦係数(以下、「路面μ」とも呼ぶ)間の差が設定値N1より大きいか否かを判定する。設定値N1とは、スプリットμ路を走行していると判定可能な、路面μ間の差の最小値である。
具体的には、左右の前輪5FL、5FRが走行する路面の路面μ間の差と、前輪左右Br液圧差ΔPFとの間には一定の相関があることに着目し、第1加算器16が出力する前輪左右Br液圧差ΔPFの絶対値|ΔPF|が設定値PHiより大きいか否かを判定する。設定値PHiとは、左右の前輪5FL、5FRが走行する路面の路面μ間の差を設定値N1としたときに取り得る前輪左右Br液圧差ΔP・Fである。そして、前輪左右Br液圧差ΔPFの絶対値|ΔPF|が設定値PHiより大きいと判定した場合には(YES)、左右の前輪が走行する路面の路面μ間の差が設定値N1より大きいと判定し、ステップS103に移行する。また、設定値PHi以下であると判定した場合には(NO)、左右の前輪が走行する路面の路面μ間の差が設定値N1以下であると判定し、この演算処理を終了する。なお、この演算処理を終了する際、スプリットμ判定フラグFSPL「0」を目標値補正ゲイン演算部20、制動時前後輪舵角演算部21、前後輪舵角出力選択部15に出力する。
次に、ステップS103では、横Gセンサ4が出力する横加速度YGの絶対値|YG|が設定値GHiより大きいか否かを判定する。設定値GHiとは、車両が横方向に移動すると判定可能な横加速度YGの最小値である。そして、横加速度YGの絶対値|YG|が設定値GHiより大きいと判定した場合には(YES)、車両が横方向に移動すると判定し、ステップS104に移行する。一方、設定値GHi以下であると判定した場合には(NO)、車両が横方向に移動しないと判定し、この演算処理を終了する。なお、この演算処理を終了する際、スプリットμ判定フラグFSPL「0」を目標値補正ゲイン演算部20、制動時前後輪舵角演算部21、前後輪舵角出力選択部15に出力する。
次に、ステップS104では、操舵角センサ1が検出した前輪操舵角θの絶対値|θ|が設定値θHiより大きいか否かを判定する。設定値θHiとは、運転者が操舵操作を行っていると判定可能な前輪操舵角θの最小値である。そして、前輪操舵角θの絶対値|θ|が設定値θHiより大きいと判定した場合には(YES)、運転者が操舵操作を行っていると判定し、ステップS105に移行する。一方、設定値θHi以下であると判定した場合には(NO)、運転者が操舵操作を行っていないと判定し、この演算処理を終了する。なお、この演算処理を終了する際、スプリットμ判定フラグFSPL「0」を目標値補正ゲイン演算部20、制動時前後輪舵角演算部21、前後輪舵角出力選択部15に出力する。
次に、ステップS105では、制動制御コントローラ10が出力するABS作動フラグFABSが「1」であるか否かを判定する。そして、ABS作動フラグFABSが「1」であると判定した場合には(YES)ステップS106に移行する。一方、「0」であると判定した場合には(NO)この演算処理を終了する。なお、この演算処理を終了する際、スプリットμ判定フラグFSPL「0」を目標値補正ゲイン演算部20、制動時前後輪舵角演算部21、前後輪舵角出力選択部15に出力する。
次に、ステップS106では、図5に示すように、前記ステップS101〜S105の全条件、つまり、|ΔPF|>PHi、|YG|>GHi、|θ|>θHi、・FABS=1の全条件を設定時間T1(例えば、0.1sec.)以上の間満たしているか否かを判定する。そして、全条件を設定時間T1以上の間満たしていると判定した場合には(YES)ステップS107に移行する。一方、全条件を満たすことができた時間が設定時間T1より短いと判定した場合には(NO)この判定を繰り返す。
次に、ステップS107では、スプリットμ判定フラグFSPLの値を「1」とし、そのスプリットμ判定フラグFSPLを目標値補正ゲイン演算部20、制動時前後輪舵角演算部21、前後輪舵角出力選択部15に出力した後、この演算処理を終了する。
一方、前記ステップS108では、左右の前輪5FL、5FRが走行する路面の路面μ間の差が設定値N2(<N1)より小さいか否かを判定する。
具体的には、左右の前輪5FL、5FRが走行する路面の路面μ間の差と、前輪左右Br液圧差ΔPFとの間には一定の相関があることに着目し、第1加算器16が出力する前輪左右Br液圧差ΔPFの絶対値|ΔPF|が設定値PLow(<PHi)より小さいか否かを判定する。そして、前輪左右Br液圧差ΔPFの絶対値|ΔPF|が設定値PLowより小さいと判定した場合には(YES)、左右の前輪が走行する路面の路面μ間の差が設定値N2より小さいと判定し、ステップS112に移行する。また、設定値PLow以上であると判定した場合には(NO)、左右の前輪が走行する路面の路面μ間の差が設定値N2以上であると判定し、ステップS109に移行する。
次に、ステップS109では、横Gセンサ4が出力する横加速度YGの絶対値|YG|が設定値GLow(<GHi)より小さいか否かを判定する。そして、設定値GLowより小さいと判定した場合には(YES)前記ステップS112に移行する。また、設定値GLow以上であると判定した場合には(NO)ステップS110に移行する。
次に、ステップS110では、操舵角センサ1が検出した前輪操舵角θの絶対値|θ|が設定値θLow(<θHi)より小さいか否かを判定する。そして、設定値θLowより小さいと判定した場合には(YES)前記ステップS112に移行する。また、設定値θLow以上であると判定した場合には(NO)ステップS111に移行する。
次に、ステップS111では、制動制御コントローラ10が出力するABS作動フラグFABSが「0」であるか否かを判定する。そして、「0」であると判定した場合には(YES)前記ステップS112に移行する。また、「1」であると判定した場合には(NO)この演算処理を終了する。なお、この演算処理を終了する際、スプリットμ判定フラグFSPL「1」を目標値補正ゲイン演算部20、制動時前後輪舵角演算部21、前後輪舵角出力選択部15に出力する。
次に、ステップS112では、図6に示すように、前記ステップS108〜S111の全条件、つまり、|ΔPF|<PLow、|YG|<GLow、|θ|<θLow、・FABS=0の全条件を設定時間T2(例えば、0.1sec.)以上の間満たしているか否かを判定する。そして、全条件を設定時間T2以上の間満たしていると判定した場合には(YES)ステップS113に移行する。一方、全条件を満たすことができた時間が設定時間T2より短いと判定した場合には(NO)この演算処理を終了する。
次に、ステップS113では、スプリットμ判定フラグFSPLの値を「0」とし、そのスプリットμ判定フラグFSPLを目標値補正ゲイン演算部20、制動時前後輪舵角演算部21、前後輪舵角出力選択部15に出力した後、この演算処理を終了する。
図7は、目標値補正ゲイン演算部20の構成を示すブロック図である。
図7に示すように、目標値補正ゲイン演算部20は、第1乗算器23、目標ヨーレイト補正ゲイン設定部24、および目標横速度補正ゲイン設定部25を備える。
第1乗算器23は、ヨーモーメント演算部18が出力するヨーモーメント推定値Id2φs/dt2に、スプリットμ路判定演算部19が出力するスプリットμ路判定フラグFSPLを乗算する。そして、その乗算結果Id2φs/dt2・FSPLを、補正後のヨーモーメント推定値として目標ヨーレイト補正ゲイン設定部24および目標横速度補正ゲイン設定部25に出力する。
目標ヨーレイト補正ゲイン設定部24は、第1乗算器23が出力する補正後のヨーモーメント推定値Id2φs/dt2・FSPLに基づいて、目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを算出する。目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtとは、目標ヨーレイトdφ*/dtに乗じて目標ヨーレイトdφ*/dtを補正するためのゲインである。
図8は、目標ヨーレイト補正ゲインマップを示す図である。
具体的には、目標ヨーレイト補正ゲイン設定部24は、補正後のヨーモーメント推定値Id2φs/dt2・FSPLに基づいて、図8に示す目標ヨーレイト補正ゲインマップを参照し、目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを算出する。目標ヨーレイト補正ゲインマップとは、補正後のヨーモーメント推定値の絶対値|Id2φs/dt2・FSPL|と、目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtとの関係を表すマップである。目標ヨーレイト補正ゲインマップでは、|Id2φs/dt2・FSPL|が0以上で且つ第2設定値Id2φs2/dt2(>0)以下の範囲では目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを「1」とする。また、|Id2φs/dt2・FSPL|が第2設定値Id2φs2/dt2より大きく且つ第3設定値Id2φs3/dt2(>Id2φs”/dt2)以下の範囲では、|Id2φs/dt2・FSPL|が大きくなるにつれて、目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを「1」から「0」まで直線的に小さくする。さらに、|Id2φs/dt2・FSPL|が第3設定値Id2φs3/dt2より大きい範囲では目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを「0」とする。そして、このように算出した目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを制動時前後輪舵角演算部21に出力する。
図7に戻り、目標横速度補正ゲイン設定部25は、第1乗算器23が出力する補正後のヨーモーメント推定値Id2φs/dt2・FSPLに基づいて、目標減速度補正ゲインGVyを算出する。目標減速度補正ゲインGVyとは、目標減速度Vy*に乗じて目標減速度Vy*を補正するためのゲインである。
具体的には、目標横速度補正ゲイン設定部25は、補正後のヨーモーメント推定値Id2φs/dt2・FSPLに基づいて、図8(b)に示す目標減速度補正ゲインマップを参照し、目標減速度補正ゲインGVyを算出する。目標減速度補正ゲインマップとは、補正後のヨーモーメント推定値の絶対値|Id2φs/dt2・FSPL|と、目標減速度補正ゲインGVyとの関係を表すマップである。目標減速度補正ゲインマップでは、|Id2φs/dt2・FSPL|が0以上で且つ第1設定値Id2φs1/dt2(<Id2φs2”/dt2)以下の範囲では目標減速度補正ゲインGVyを「1」とする。また、|Id2φs/dt2・FSPL|が第1設定値Id2φs1/dt2より大きく且つ第2設定値Id2φs2/dt2以下の範囲では、|Id2φs/dt2・FSPL|が大きくなるにつれて、目標減速度補正ゲインGVyを「1」から「0」まで直線的に小さくする。さらに、|Id2φs/dt2・FSPL|が第2設定値Id2φs2/dt2より大きい範囲では目標減速度補正ゲインGVyを「0」とする。そして、このように算出した目標減速度補正ゲインGVyを制動時前後輪舵角演算部21に出力する。
このように、目標ヨーレイト補正ゲイン設定部24では、|Id2φs/dt2・FSPL|が第1設定値Id2φs1/dt2より大きくなると、目標減速度補正ゲインGVyを低減する。また、目標横速度補正ゲイン設定部25では、|Id2φs/dt2・FSPL|が第2設定値Id2φs2/dt2より大きくなると、目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを低減する。そのため、|Id2φs/dt2・FSPL|が増大している場合、まず、|Id2φs/dt2・FSPL|が第1設定値Id2φs1/dt2より大きくなることで、目標減速度補正ゲインGVyが低減する。続いて、|Id2φs/dt2・FSPL|が第2設定値Id2φs2/dt2より大きくなることで、目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtも低減する。
図3に戻り、制動時前後輪舵角演算部21は、ヨーモーメント演算部18、スプリットμ路判定演算部19および目標値補正ゲイン演算部20からの出力に基づいて、修正前目標前輪舵角θ*’および目標後輪舵角δ*’を算出する。
具体的には、目標値演算部13が出力する目標ヨーレイトdφ*/dtに、目標値補正ゲイン演算部20が出力する目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを乗算する。そして、その乗算結果dφ*/dt・GdφT/dtを補正後の目標ヨーレイトdφT */dtとする。
また、目標値演算部13が出力する目標横速度Vy*に、目標値補正ゲイン演算部20が出力する目標減速度補正ゲインGVyを乗算する。そして、その乗算結果Vy*・GVyを補正後の目標減速度VyT *とする。
また、上記(1)式の二輪モデルに基づき、補正後の目標ヨーレイトdφT */dt、補正後の目標減速度VyT *、目標前輪舵角θ*’、および目標後輪舵角δ*’の関係式として、下記(12)式を設定する。
Figure 2010195089
また、上記(12)式は、上記(11)式に基づき、下記(13)式のようにまとめることができる。
Figure 2010195089
さらに、上記(13)式は、下記(14)のようにまとめることができる。
Figure 2010195089
以上のようにして得た上記(14)式により、補正後の目標ヨーレイトdφT */dt、補正後の目標減速度VyT *に基づき、修正前目標前輪舵角θ*’および目標後輪舵角δ*’を算出する。そして、このように算出した修正前目標前輪舵角θ*’、および目標後輪舵角δ*’を前輪舵角出力補正演算部22に出力する。
このように、制動時前後輪舵角演算部21では、目標ヨーレイトdφ*/dtに目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを乗じて、補正後の目標ヨーレイトdφT */dtを算出する。また、制動時前後輪舵角演算部21では、目標横速度Vy*に目標減速度補正ゲインGVyを乗じて、補正後の目標減速度VyT *を算出する。そのため、|Id2φs/dt2・FSPL|が増大している場合、まず、目標減速度補正ゲインGVyが低減することで、補正後の目標減速度VyT *が低減する。続いて、目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtが低減することで、補正後の目標ヨーレイトdφT */dtも低減する。
また、制動時前後輪舵角演算部21では、外力モーメントId2φs/dt2を付加した状態で、車両が補正後の目標ヨーレイトdφ*/dtおよび補正後の目標横速度Vy*を発生するために必要な修正前目標前輪舵角θ*’および目標後輪舵角δ*’を算出する。そのため、その外力モーメントId2φs/dt2を打ち消すように、算出した修正前目標前輪舵角θ*’は、高μ路側前輪をトーイン方向に転舵し、低μ路側前輪をトーアウト方向に転舵するものとなる。また、算出した目標後輪舵角δ*’は、高μ路側後輪をトーアウト方向に転舵し、低μ路側後輪をトーイン方向に転舵するものとなる。
図9は、前輪舵角出力補正演算部22の構成を示すブロック図である。
図9に示すように、前輪舵角出力補正演算部22は、目標前輪舵角ゲイン設定部26および第2乗算器27を備える。
目標前輪舵角ゲイン設定部26は、制動時前後輪舵角演算部21が出力する修正前目標前輪舵角θ*’および目標後輪舵角δ*’に基づいて制動時目標前輪舵角θs *を算出する。
図10は、目標前輪舵角補正ゲインマップを示す図である。
具体的には、目標前輪舵角ゲイン設定部26は、目標後輪舵角δ*’に基づいて、図10に示す目標前輪舵角補正ゲインマップを参照し、目標前輪舵角補正ゲインGFを算出する。目標前輪舵角補正ゲインマップとは、目標後輪舵角δ*’と、目標前輪舵角補正ゲインGFとの関係を表すマップである。目標前輪舵角補正ゲインマップでは、|δ*’|が0以上で且つ第1設定値δMax1以下の範囲では目標前輪舵角補正ゲインGFを「0」とする。第1設定値δMax1とは、後輪5RL、5RRが物理的に取り得る最大の転舵角である。また、|δ*’|が第1設定値δMax1より大きく且つ第2設定値δMax2(>δMax1)以下の範囲では、|δ*’|が大きくなるにつれて、目標前輪舵角補正ゲインGFを「0」から最大ゲインGMaxまで直線的に大きくする。最大ゲインGMaxとは、前輪補助舵角θ*’の特性を調整するためのチューニングパラメータである。さらに、|δ*’|が第2設定値δMax2より大きい範囲では目標前輪舵角補正ゲインGFを最大ゲインGMaxとする。そして、このように算出した目標前輪舵角補正ゲインGFを第2乗算器27に出力する。
図9に戻り、第2乗算器27は、制動時前後輪舵角演算部21が出力する修正前目標前輪舵角θ*’に、目標前輪舵角ゲイン設定部26が出力する目標前輪舵角補正ゲインGFを乗算する。そして、その乗算結果θ*’・GFを、制動時目標前輪舵角θs *として前後輪舵角出力選択部15に出力する。
このように、目標前輪舵角ゲイン設定部26では、|δ*’|が第1設定値第1設定値δMax1以下である場合には、目標前輪舵角補正ゲインGFを「0」とする。また、第2乗算器27では、修正前目標前輪舵角θ*’に目標前輪舵角補正ゲインGFを乗算して、制動時目標前輪舵角θs *を得る。そのため、|δ*’|が第1設定値δMax1 *以下である場合には、制動時目標前輪舵角θs *は「0」となる。
図2に戻り、前後輪舵角出力選択部15は、目標値演算部13および制動時前後輪舵角演算部14からの出力に基づいて、最終目標前輪舵角θ*”および最終目標後輪舵角δ*”を設定する。
具体的には、前後輪舵角出力選択部15は、制動時前後輪舵角演算部14が出力するスプリットμ路判定フラグFSPLが「1」であるか否かを判定する。そして、「1」である場合には、制動時前後輪舵角演算部14が出力する制動時目標前輪舵角θ*’を最終目標前輪舵角θ”とし、制動時目標後輪舵角δ*’を最終目標後輪舵角δ”とする。一方、「0」である場合には、目標値演算部13が出力する目標前輪舵角θ*を最終目標前輪舵角θ”とし、目標後輪舵角δ*を最終目標後輪舵角δ”とする。
(動作)
次に、本発明における実施形態の動作について説明する。
図11は操舵制御コントローラ12が実行する処理手順を示すフローチャートである。
図12は、車両の動作を説明するための図である。
まず、図2に示すように、操舵制御コントローラ12が、定期的に、前輪操舵角θ、車速V、ブレーキ液圧PFL〜PRR、ABS作動フラグFABS、および横Gを取得する。
続いて、目標値演算部13が、前輪操舵角θおよび車速Vに基づいて目標ヨーレイトdφ*/dtおよび目標横減速度Vy *を算出し、その算出結果に基づいて目標前輪舵角θ*および目標後輪舵角δ*を算出する。そして、目標ヨーレイトdφ*/dtおよび目標横減速度Vy*を制動時前後輪舵角演算部14に出力し、目標前輪舵角θ*および目標後輪舵角δ*を前後輪舵角出力選択部15に出力する(図11のステップS201)。
ここで、図12(a)に示すように、車両がスプリットμ路を走行しているときに、運転者が制動操作を行って、左右の車輪5FL〜5RRに制動力差が発生している状態にあるとする。そして、その制動差によって車両に、車両を高μ路側に旋回させるヨーモーメントが発生し、そのヨーモーメントを打ち消すように運転者が操舵を行ったとする。また、その制動により、制動制御コントローラ10がABS制御の実行を開始したとする。
すると、図3に示すように、ヨーモーメント演算部18が、ブレーキ液圧PFL〜PRRに基づいて、左右の車輪5FL〜5RRの制動力差によって発生したヨーモーメント推定値Id2φs/dt2を算出する。そして、その算出結果を目標値補正ゲイン演算部20および制動時前後輪舵角演算部21に出力する(図11のステップS202)。
同時に、スプリットμ路判定演算部19が、前輪操舵角θ、横GYG、およびABS作動フラグFABSに基づき、車両の走行路面がスプリットμ路であると判定し、スプリットμ路判定フラグFSPLを「1」に設定する。そして、その設定結果を前後輪舵角出力選択部15、目標値補正ゲイン演算部20および制動時前後輪舵角演算部21に出力する。
ここで、ヨーモーメントが比較的小さく、ヨーモーメント推定値Id2φs/dt2が、第1設定値Id2φs1/dt2以上で且つ第2設定値Id2φs2/dt2未満であったとする。
すると、目標値補正ゲイン演算部20が、ヨーモーメント推定値Id2φs/dt2およびスプリットμ路判定フラグFSPLに基づき、目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを「1」に設定し、目標減速度補正ゲインGVyを「1」以下の正値に設定する。そして、その設定結果を制動時前後輪舵角演算部21に出力する(図11のステップS203)。
続いて、制動時前後輪舵角演算部21が、目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを目標ヨーレイトdφ*/dtに乗算し、その乗算結果を、補正後の目標ヨーレイトdφT */dtとする。また、目標減速度補正ゲインGVyを目標ヨーレイトdφ*/dtに乗算し、その乗算結果を、補正後の目標ヨーレイトdφT */dtとする。
これにより、補正後の目標ヨーレイトdφT */dtが目標ヨーレイトdφ*/dtと等しい値となり、補正後の目標横速度VyT *が目標横速度Vy*よりも小さい値となる。
続いて、制動時前後輪舵角演算部21が、補正後の目標ヨーレイトdφT */dtおよび補正後の目標横速度VyT *に基づいて修正前目標前輪舵角θ*’および目標後輪舵角δ*’を算出する。この修正前目標前輪舵角θ*’は、Id2φs/dt2を打ち消すように、高μ路側前輪をトーイン方向に転舵し、低μ路側前輪をトーアウト方向に転舵するものとなる。また、目標後輪舵角δ*’は、高μ路側後輪をトーアウト方向に転舵し、低μ路側後輪をトーイン方向に転舵するものとなる。そして、制動時前後輪舵角演算部21が、その算出結果を前輪舵角出力補正演算部22に出力する(図11のステップS204)。
ここで、目標後輪舵角δ*’が第2設定値δMax2より大きかったとする。
すると、前輪舵角出力補正演算部22が、目標後輪舵角δ*’に基づき、目標前輪舵角補正ゲインGFを「1」に設定する。続いて、その設定結果に基づいて、目標前輪舵角θ*’を制動時目標前輪舵角θs *とする。また、目標後輪舵角δ*’を制動時目標後輪舵角δs *とする。そして、それら制動時目標前輪舵角θs *および制動時目標後輪舵角δ*’を前後輪舵角出力選択部15に出力する(ステップS205)。
続いて、図2に戻り、前後輪舵角出力選択部15が、スプリットμ路判定フラグFSPL「1」に基づき、目標前輪舵角θ*、目標後輪舵角δs *、制動時目標前輪舵角θs *および制動時目標後輪舵角δs *のうち、目標前輪舵角θ*および目標後輪舵角δs *を選択する。そして、その選択した目標前輪舵角θ*を、最終目標前輪舵角θ*”として前輪操舵コントローラ6に出力する。また、目標後輪舵角δs *を、最終目標後輪舵角δ*”として後輪操舵コントローラ8に出力する(図11のステップS206)。
続いて、前輪操舵コントローラ6が、最終目標前輪舵角θ*”に基づいて前輪舵角指令値Iθを算出し、その算出結果を前輪操舵アクチュエータ7に出力する。続いて、前輪操舵アクチュエータ7が、前輪舵角指令値Iθに応じて前輪5FL、5RRを転舵する。これにより、前輪操舵角θが最終目標前輪舵角θ*”に一致する。
同時に、後輪操舵コントローラ8が、最終目標後輪舵角δ*”に基づいて後輪舵角指令値Iδを算出し、その算出結果を後輪操舵アクチュエータ9に出力する。続いて、後輪操舵アクチュエータ9が、後輪舵角指令値Iδに応じて後輪5RL、5RRを転舵する。これにより、後輪操舵角δが最終目標前輪舵角δ*”に一致する。
これによって、図12(b)に示すように、高μ路側前輪がトーイン方向に転舵し、低μ路側前輪がトーアウト方向に転舵する。また、高μ路側後輪がトーアウト方向に転舵し、低μ路側後輪がトーイン方向に転舵する。その結果、運転者の操舵操作に応じたヨーレイトを発生することができ、また、車両の横速度Vyを低減することができる。
以上のフローを定期的に繰り返す。
また、上記フローを繰り返すうちに、ヨーモーメントが増大し、ヨーモーメント推定値Id2φs/dt2が、第2設定値Id2φs2/dt2より大きくなったとする。
すると、目標値補正ゲイン演算部20が、ヨーモーメント推定値Id2φs/dt2およびスプリットμ路判定フラグFSPLに基づき、目標ヨーレイト補正ゲインGdφT/dtを「1」以下の正値に設定し、目標減速度補正ゲインGVyを「0」に設定する。そして、その設定結果を制動時前後輪舵角演算部21に出力する(図11のステップS203)。
これにより、補正後の目標ヨーレイトdφT */dtが目標ヨーレイトdφ*/dtよりも小さい値となり、補正後の目標横速度VyT *が「0」になる。
これによって、図12(b)に示すように、高μ路側前輪のトーイン方向への転舵が増大し、低μ路側前輪のトーアウト方向への転舵量が転舵する。また、高μ路側後輪のトーアウト方向への転舵量が増大し、低μ路側後輪のトーイン方向への転舵量が増大する。その結果、車両のヨーレイトが低減し、また、車両の横速度Vyが「0」となる。
以上の動作によって、ヨー方向への回転変位を抑制する制御を開始する前に、車両の横方向への移動を抑制する制御を開始できる。その結果、高μ路側に接地している車輪の低μ路側への移動を抑制し、車両のヨー方向への回転変位を抑制できる。
図13は、比較例を説明するための図である。
ちなみに、左右の車輪の制動力差によって車両にヨーモーメントが発生した場合、車両の横方向への移動を抑制する制御を行わない方法では、図13(a)(b)に示すように、前輪5FL、5FRを低μ路側に転舵すると、低μ路側向きの横力が発生する。そして、図13(c)に示すように、その横力によって車両が低μ路側に移動し、高μ路側に接地していた車輪が低μ路側に侵入し、高μ路側に接地していた車輪の横力が低減する可能性がある。その結果、車両にヨー方向への回転変位が生じる可能性がある。
ここで、本実施形態では、図2の操舵角センサ1が操舵状態検出手段を構成する。以下同様に、図2の目標値演算部13、制動時前後輪舵角演算部14および目標値補正ゲイン演算部20、図3の制動時前後輪舵角演算部21、図7の目標ヨーレイト補正ゲイン設定部24、並びに目標横速度補正ゲイン設定部25が目標設定手段を構成する。また、図2の目標値演算部13、制動時前後輪舵角演算部14、前後輪舵角出力選択部15、前輪操舵コントローラ6、前輪操舵アクチュエータ7、後輪操舵コントローラ8および後輪操舵アクチュエータ9、並びに図3の制動時前後輪舵角演算部21および前輪舵角出力補正演算部22が転舵手段を構成する。さらに、図2の制動時前後輪舵角演算部14、および図3のスプリットμ路判定演算部19がスプリットμ路判定手段を構成する。また、図1のブレーキアクチュエータ11FL〜11RR、および図2の制動制御コントローラ10が制動力発生手段を構成する。さらに、図2の制動時前後輪舵角演算部14、図3のヨーモーメント演算部18がヨーモーメント検出手段を構成する。さらに、図2の制動時前後輪舵角演算部14、図3の前輪舵角出力補正演算部22、および図9の目標前輪舵角ゲイン設定部26が後輪舵角判定手段を構成する。また、図1のホイールシリンダ1111FL’〜11RR’がホイールシリンダを構成する。さらに、図1および図2の液圧センサ3がブレーキ液圧検出手段を構成する。
(本実施形態の効果)
(1)本実施形態では、転舵手段が、運転者による操舵状態に基づいて目標ヨーレイトおよび目標横速度を設定し、その目標ヨーレイトおよび目標横速度に基づいて、車両の前輪および後輪の少なくとも一方を転舵するようにした。また、目標設定手段が、左右の車輪の制動力差によって発生するヨーモーメントが第1設定値より大きくなった場合には、目標横速度を低減するようにした。また、そのヨーモーメントが第1設定値より大きい第2設定値より大きくなった場合には、目標ヨーレイトを低減するようにした。
この構成によれば、例えば、スプリットμ路走行時、左右の車輪の制動力差によって車両にヨーモーメントが発生した場合、まず、当該ヨーモーメントが第1設定値より大きくなることで、目標横速度が低減する。これにより、車両の横方向への移動を抑制でき、高μ路側の車輪の低μ路側への移動を抑制できる。続いて、そのヨーモーメントが第2設定値より大きくなることで、目標ヨーレイトも低減する。これにより、車両のヨー方向への回転変位を抑制できる。それゆえ、ヨー方向への回転変位を抑制する制御を開始する前に、車両の横方向への移動を抑制する制御を開始できる。その結果、高μ路側に接地している車輪の低μ路側への移動を抑制し、車両のヨー方向への回転変位を抑制できる。
(2)転舵手段が、高μ路側前輪をトーイン方向に転舵し、低μ路側前輪をトーアウト方向に転舵する前輪転舵制御を実行し、高μ路側後輪をトーアウト方向に転舵し、低μ路側後輪をトーイン方向に転舵する後輪転舵制御を実行するようにした。
そのため、前輪を低μ路側方向に転舵し、後輪を高μ路側方向に転舵できる。そして、前輪で低μ路側向きの横力を発生でき、その横力に伴うヨーモーメントよって、左右の車輪の制動力差によって発生するヨーモーメントを低減できる。また、後輪で高μ路側向きの横力を発生でき、その横力により、前輪で発生した横力によって低μ路側向きに作用する横力を低減でき、さらに、当該横力に伴うモーメントによって、左右の車輪の制動力差によって発生するヨーモーメントも低減できる。その結果、車両のヨー方向への回転変位、および高μ路側に接地している車輪の低μ路側への移動をより適切に抑制できる。
さらに、後輪の高μ路側向きへの転舵量を増大し、後輪が高μ路側向きに発生する横力を増大することで、車両を高μ路側へ移動させることもできる。その結果、高μ路側に接地している車輪の低μ路側への移動をより適切に抑制できる。
(3)転舵手段が、後輪転舵制御の実行を開始した後に、前輪転舵制御の実行を開始するようにした。
そのため、常に前輪転舵制御および後輪転舵制御の両方を実行する方法に比べ、前輪が低μ路側向きの横力を発生することを抑制できる。その結果、高μ路側に接地している車輪の低μ路側への移動をより適切に抑制できる。
(4)転舵手段が、後輪の転舵角が最大転舵角以下であると判定した場合には、後輪転舵制御のみを実行するようにし、後輪の転舵角が最大転舵角より大きいと判定した場合には、前輪転舵制御および後輪転舵制御の両方を実行するようにした。
そのため、後輪の転舵のみで目標ヨーレイトや目標減速度を実現できる場合には、転舵制御のみを実行し、後輪の転舵のみでは目標ヨーレイトや目標減速度を実現できない場合には、前輪転舵制御および後輪転舵制御の両方を実行することができる。それゆえ、前輪の転舵が必要な場合に前輪転舵制御を開始できる。
(5)スプリットμ路判定手段が、左右の車輪のブレーキ液圧に基づいて、車両の走行路面がスプリットμ路であるか否かを判定するようにした。
そのため、車輪の接地面の反力を直接反映する制動力と相関のあるブレーキ液圧を用いることにより、スプリットμ路であるか否かを応答性よく正確に判定できる。
(応用例)
(1)なお、本実施形態では、転舵手段が、前輪および後輪の両方を転舵する例を説明したが、他の構成も採用できる。例えば、後輪のみを転舵するものでもよく、高μ路側後輪をトーアウト方向に転舵し、低μ路側後輪をトーイン方向に転舵するものでもよい。
そのようにすれば、例えば、後輪を高μ路側方向に転舵できる。そして、後輪で高μ路側向きの横力を発生でき、その横力に伴うヨーモーメントによって、左右の車輪の制動力差によって発生するヨーモーメントを低減できる。それゆえ、前輪および後輪の両方を転舵する方法と異なり、前輪で低μ路側向きの横力が発生することを抑制できる。その結果、高μ路側に接地している車輪の低μ路側への移動をより適切に抑制できる。
(第2実施形態)
次に、本発明に係る第2実施形態について図面を参照して説明する。
なお、前記第1実施形態と同様な構成等については、同一の符号を付して説明する。
図14は、第2実施形態の前輪舵角出力補正演算部22のブロック図である。
図15は、目標前輪舵角補正ゲインマップを示す図である。
(構成)
本実施形態の車両の基本構成は、前記第1実施形態と同様である。ただし、図14に示すように、目標前輪舵角ゲイン設定部26は、ヨーモーメント推定値Id2φs/dt2に基づいて、図15に示す第2目標前輪舵角補正ゲインマップを参照し、目標前輪舵角補正ゲインGFを算出する。第2目標前輪舵角補正ゲインマップとは、ヨーモーメント推定値Id2φs/dt2と、目標前輪舵角補正ゲインGFとの関係を表すマップである。目標前輪舵角補正ゲインマップでは、|Id2φs/dt2|が0以上で且つ第1設定値Id2φMax1/dt2以下の範囲では目標前輪舵角補正ゲインGFを「0」とする。第1設定値Id2φMax1/dt2とは、後輪5RL、5RRの転舵によって発生可能なヨーモーメントの最大値、すなわち、後輪5RL、5RRの最大転舵角δMax1によって発生可能なヨーモーメントである。また、|Id2φs/dt2|が第1設定値Id2φMax1/dt2より大きく且つ第2設定値Id2φMax2/dt2(>Id2φMax1/dt2)以下の範囲では、|Id2φs/dt2|が大きくなるにつれて、目標前輪舵角補正ゲインGFを「0」から「1」まで直線的に大きくする。さらに、|Id2φs/dt2|が第2設定値Id2φMax2/dt2より大きい範囲では目標前輪舵角補正ゲインGFを「1」とする。そして、このように算出した目標前輪舵角補正ゲインGFを第2乗算器27に出力する。
ここで、本実施形態では、図14の目標前輪舵角ゲイン設定部26がヨーモーメント判定手段を構成する。
(本実施形態の効果)
(1)本実施形態では、転舵手段が、左右の車輪間の制動力の差によって車両に発生するヨーモーメントが最大ヨーモーメント以下であると判定した場合には、後輪転舵制御のみを実行するようにした。また、そのヨーモーメントが最大ヨーモーメントより大きいと判定した場合には、前輪転舵制御および後輪転舵制御の両方を実行するようにした。
そのため、左右の車輪間の制動力の差によって車両に発生するヨーモーメントが比較的小さく、後輪の転舵制御のみで目標ヨーレイトおよび目標横加速度を実現できる場合には、転舵制御のみを実行できる。また、そのヨーモーメントが比較的大きく、後輪の転舵制御のみでは目標ヨーレイト等を実現できない場合には、前輪転舵制御および後輪転舵制御の両方を実行できる。それゆえ、前輪の転舵が必要な場合に前輪転舵制御を開始できる。
1は操舵角センサ(操舵状態検出手段)、3は液圧センサ(制駆動力検出手段)、6は前輪操舵コントローラ(転舵手段)、7は前輪操舵アクチュエータ(転舵手段)、8は後輪操舵コントローラ(転舵手段)、9は後輪操舵アクチュエータ(転舵手段)、10は制動制御コントローラ(制動力発生手段)、11FL〜11RRはブレーキアクチュエータ(制動力発生手段)、13は目標値演算部(目標設定手段、転舵手段)、14は制動時前後輪舵角演算部(目標設定手段、転舵手段、スプリットμ路判定手段、ヨーモーメント検出手段、後輪舵角判定手段)、15は前後輪舵角出力選択部(転舵手段)、18はヨーモーメント演算部(ヨーモーメント検出手段)、19は路判定演算部(スプリットμ路判定手段)、20は目標値補正ゲイン演算部(目標設定手段)、21は制動時前後輪舵角演算部(目標設定手段、転舵手段)、22は前輪舵角出力補正演算部(転舵手段、ヨーモーメント判定手段、後輪舵角判定手段)、24は目標ヨーレイト補正ゲイン設定部(目標設定手段)、25は目標横加速度補正ゲイン設定部(目標設定手段)、26は目標前輪舵角ゲイン設定部(後輪舵角判定手段、ヨーモーメント判定手段)、27は第2乗算器

Claims (8)

  1. 運転者による操舵状態を検出する操舵状態検出手段と、
    前記操舵状態検出手段が検出した運転者による操舵状態に基づいて目標ヨーレイトおよび目標横速度を設定する目標設定手段と、
    前記目標設定手段が設定した前記目標ヨーレイトおよび前記目標横速度に基づいて、車両の前輪および後輪の少なくとも一方を転舵する転舵手段と、
    車両の走行路面が、左右の車輪が走行する路面の摩擦係数が異なるスプリットμ路であるか否かを判定するスプリットμ路判定手段と、
    車輪に制動力を発生させる制動力発生手段と、
    前記スプリットμ路判定手段が車両の走行路面がスプリットμ路であると判定し、前記制動力発生手段が車輪に制動力を発生させている場合に、左右の車輪間の当該制動力の差によって車両に発生するヨーモーメントを検出するヨーモーメント検出手段とを備え、
    前記目標設定手段は、前記ヨーモーメント検出手段が検出したヨーモーメントが第1設定値以上である場合には、当該ヨーモーメントが第1設定値未満である場合と比較して、前記目標横減速度を低減し、前記ヨーモーメント検出手段が検出したヨーモーメントが前記第1設定値より大きい第2設定値以上である場合には、当該ヨーモーメントが第2設定値未満である場合と比較して、前記目標ヨーレイトを低減することを特徴とする車両用操舵制御装置。
  2. 前記転舵手段は、高μ路側後輪をトーアウト方向に転舵し、低μ路側後輪をトーイン方向に転舵することを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵制御装置。
  3. 前記転舵手段は、高μ路側前輪をトーイン方向に転舵し、低μ路側前輪をトーアウト方向に転舵する前輪転舵制御を実行すると共に、高μ路側後輪をトーアウト方向に転舵し、低μ路側後輪をトーイン方向に転舵する後輪転舵制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の車両用操舵制御装置。
  4. 前記転舵手段は、前記後輪転舵制御の実行を開始した後に、前記前輪転舵制御の実行を開始することを特徴とする請求項3に記載の車両用操舵制御装置。
  5. 後輪の転舵角が最大転舵角より大きいか否かを判定する後輪舵角判定手段を備え、
    前記転舵手段は、前記後輪舵角判定手段が後輪の転舵角が最大転舵角以下であると判定した場合には前記後輪転舵制御のみを実行し、前記後輪舵角判定手段が後輪の転舵角が最大転舵角より大きいと判定した場合には前記前輪転舵制御および前記後輪転舵制御の両方を実行することを特徴とする請求項4に記載の車両用操舵制御装置。
  6. 前記ヨーモーメント検出手段が検出したヨーモーメントが、後輪が発生可能な最大ヨーモーメントより大きいか否かを判定するヨーモーメント判定手段を備え、
    前記転舵手段は、前記ヨーモーメント判定手段が前記ヨーモーメントが前記最大ヨーモーメント以下であると判定した場合には前記後輪転舵制御のみを実行し、前記ヨーモーメント判定手段が前記ヨーモーメントが前記最大ヨーモーメントより大きいと判定した場合には前記前輪転舵制御および前記後輪転舵制御の両方を実行することを特徴とする請求項4に記載の車両用操舵制御装置。
  7. 前記制動力発生手段は、車輪の各々に設け、内部のブレーキ液圧に応じて車輪に制動力を発生させるホイールシリンダを有し、
    前記ホイールシリンダのブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧検出手段を備え、
    前記スプリットμ路判定手段は、前記ブレーキ液圧検出手段が検出した左右の車輪のブレーキ液圧に基づいて、車両の走行路面がスプリットμ路であるか否かを判定することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の車両用操舵制御装置。
  8. 運転者による操舵状態に基づいて目標ヨーレイトおよび目標横速度を設定し、その目標ヨーレイトおよび目標横速度に基づいて、車両の前輪および後輪の少なくとも一方を転舵する車両用操舵制御方法であって、
    車両がスプリットμ路を走行しているときに、車輪に制動力が発生した場合、左右の車輪間の当該制動力の差によって車両に発生するヨーモーメントを算出し、
    その算出結果が第1設定値以上である場合には、当該ヨーモーメントが第1設定値未満である場合と比較して、前記目標横減速度を低減し、前記算出結果が前記第1設定値より大きい第2設定値以上である場合には、当該ヨーモーメントが第2設定値未満である場合と比較して、前記目標ヨーレイトを低減することを特徴とする車両用操舵制御方法。
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