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JP3538356B2 - 車両挙動制御装置 - Google Patents

車両挙動制御装置

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JP3538356B2
JP3538356B2 JP2000010518A JP2000010518A JP3538356B2 JP 3538356 B2 JP3538356 B2 JP 3538356B2 JP 2000010518 A JP2000010518 A JP 2000010518A JP 2000010518 A JP2000010518 A JP 2000010518A JP 3538356 B2 JP3538356 B2 JP 3538356B2
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JP
Japan
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slip
wheel
rate
vehicle
vehicle behavior
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JP2000010518A
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穣 日下部
修 磯邉
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UD Trucks Corp
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UD Trucks Corp
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Publication date
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  • Hydraulic Control Valves For Brake Systems (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両挙動制御装
置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、車両の運動特性、とくに旋回特性
を制御する手段として、車両状態量から異常な車両挙動
を判定すると、各輪の制動力を独立に制御(制動操作制
御)することにより、異常な車両挙動を立て直す(安定
化)方向へのヨーモーメントを積極的に発生させるよう
にしたものが知られいる(SAE paper−982
782など)。このうち、制動操舵制御中において、路
面摩擦係数が変化しても、これに追従性よく円滑に対応
できるよう、各輪におけるブレーキ液圧の補正制御を行
う手段を備えたものがある(特開平9−164932
号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この従来例の場合、車
両状態量から異常な車両挙動(過度なオーバステアや過
度なアンダステア)が判定されると、各輪に対してその
判定結果(車両状態量)に応じて目標スリップ率が設定
される。そして、各輪の目標スリップ率と実スリップ率
との差(スリップ率偏差)に基づくパラメータと、基準
輪(非制御輪)と制御対象の車輪における車体加速度と
の差(車体加速度偏差)に基づくパラメータと、から制
御マップに従って液圧制御モードが決定される。制御マ
ップには、急減圧領域、急増圧領域、緩減圧領域、緩増
圧領域、保持領域、の各領域が設定され、2つのパラメ
ータに応じて、いずれの領域に該当するか判定され、各
輪に対するブレーキ液圧(制動力)が液圧制御モードに
応じて制御(液圧サーボ制御)される。
【0004】各輪における路面摩擦係数が車両の前後方
向の加速度(すなわち、車体加速度)とこれに直角な方
向の横加速度とから演算され、その微分値として路面摩
擦係数の時間変化率が求められる。この変化率から制御
マップに基づいて液圧補正量が決定され、この補正量に
基づいて液圧サーボ制御に対し増圧または減圧するよう
に特定制御が行われるのである。たとえば、車両の前輪
が低μ(路面摩擦係数)から高μの路面へ移行したとき
は、前輪のスリップ率が減少し、横力が増大することに
なるが、路面摩擦係数の時間変化率に応じた液圧補正量
が加算され、前輪のブレーキ液圧が増加する。車両の後
輪が高μから低μの路面へ移行したときは、後輪のスリ
ップ率が増大し、横力が減少することになるが、路面摩
擦係数の時間変化率に応じた液圧補正量が減算され、後
輪のブレーキ液圧が減少する。しかしながら、この補正
制御については、路面摩擦係数およびその時間変化率の
演算に制御系が複雑化するという不具合が考えられる。
【0005】この発明は、このような不具合に着目して
なされたものであり、簡易な補正手段によって路面摩擦
係数の変化に追従性よく円滑に対応可能な車両挙動制御
装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明では、車両状
態量から車両挙動を推定する手段と、異常な車両挙動に
応じて各輪の目標スリップ率を設定する手段と、これら
の目標スリップ率を受けて異常な車両挙動を立て直す方
向へのヨーモーメントを発生させるように各輪の制動力
を制御する手段と、を備える車両挙動制御装置におい
て、各輪の実スリップ率と目標スリップ率とのスリップ
率偏差変化率を演算する手段と、各輪のスリップ率偏差
変化率に応じてそれぞれ対応する車輪の目標スリップ率
を補正する手段と、を設ける。
【0007】第2の発明では、第1の発明における目標
スリップ率の補正手段として、スリップ率偏差変化率に
応じた補正係数を制御マップから求める手段と、各輪の
補正係数をそれぞれ対応する車論の目標スリップ率に乗
算する手段と、を設ける。
【0008】第3の発明では、第2の発明における補正
係数の制御マップは、スリップ偏差変化率の絶対値が所
定のしきい値以下のときは補正係数が1、所定のしきい
値を越えるとスリップ率偏差変化率の絶対値に応じて補
正係数が大きく変化する特性に設定する。
【0009】
【発明の効果】第1の発明では、異常な車両挙動(過度
のオーバステアや過度のアンダステア)が発生すると、
車両状態量に応じて各輪の目標スリップ率が設定され、
制動力の制御手段に与えられる。これを受けて制御手段
が各輪の制動力を制御することにより、異常な車両挙動
を立て直す方向へのヨーモーメントが発生する。路面摩
擦係数が変化すると、車輪の実スリップ率が変化するの
で、各輪の実スリップ率と目標スリップ率とのスリップ
率偏差変化率に応じて目標スリップ率が補正されるた
め、路面摩擦係数の変化に対応するよう、車輪の制動力
を追従性よく円滑に増減させることができる。
【0010】第2の発明では、各輪のスリップ率偏差変
化率に応じた補正係数が制御マップから求められ、各輪
に対する目標スリップ率にそれぞれ乗算される。したが
って、制御手段において、補正後の目標スリップ率に基
づいて、各輪の制動力が制御され、路面摩擦係数の変化
に追従性よく円滑に対応する制動操舵制御が得られる。
また、補正係数の制御マップの特性を変えることによ
り、目標スリップ率の補正制御の感度を簡単に調整可能
となる。
【0011】第3の発明では、制御マップに補正係数が
1の不感帯(異常な車両挙動の発生時に車両状態量から
演算される目標スリップ率に対し、補正後の目標スリッ
プ率が等しくなる)が設けられ、スリップ率偏差変化率
の絶対値が所定のしきい値を越えると補正係数が大きく
変化する特性になるので、路面摩擦係数が急変する場合
に対し、より効果的に目標スリップ率を補正することが
できる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の実施形態を表す
制御ブロックの一部構成図である。2は後述のように設
定される各輪の目標スリップ率slip_dmを実目標スリッ
プ率K・slip_dmに補正する手段、3はその目標スリッ
プ率K・slip_dmを受けて異常な車両挙動を立て直す方
向へのヨーモーメントを発生させるよう、各輪4に与え
る制動力(目標ブレーキエア圧)を制御する手段、を示
す。
【0013】目標スリップ率slip_dmは、車両状態量か
ら異常な車両挙動(過度なオーバステアや過度なアンダ
ステア)が判定されると、各輪に対してその判定結果
(車両状態量)に応じて設定される。車両状態量は、各
輪の回転速度(車輪速度)と車体横加速度と舵角とヨー
レイトなどの検出値から演算される車体横すべり角など
に基づいて判定される。
【0014】目標スリップ率slip_dmの補正手段2につ
いては、図2のように各輪の実スリップ率Slip_realを
算出する手段10と、その実スリップ率Slip_realと車
両状態量に応じて設定される目標スリップ率slip_dmと
の偏差slip_dif=Slip_real−slip_dmを算出する手
段11と、スリップ率偏差変化率slip_ddif=d(Slip
_real−slip_dm)/dtを算出する手段12と、制御マ
ップ(a)からスリップ率偏差変化率slip_ddif(Δsl
ip)に対応する補正係数(ゲイン)Kを求める手段13
と、このゲインKを目標スリップ率slip_dmに乗算する
手段14と、から構成される。
【0015】実スリップ率Slip_realの算出手段10に
おいては、推定車体速度Vrefとして非制御輪(たとえ
ば、図4においては、トラクタ20aの進行方向に対す
る右前輪)の車輪速度の検出値に舵角(タイヤ操舵角)
の検出値のコサインを乗算した値と、各車輪速度の検出
値Vaが入力され、これらから実スリップ率Slip_real=
(Vref−Va)/Vrefが計算される。制御マップ(a)
は、スリップ偏差変化率Δslipの絶対値が所定のしきい
値α以下のときはゲインKが1、所定のしきい値αを越
えると正のΔslipに応じてゲインKが大きく減少する一
方、負のΔslipに応じてゲインKが大きく増加する特性
に設定される。
【0016】制動圧の制御手段3においては、各輪の実
目標スリップ率K・Slip_dmと実スリップ率Slip_real
との偏差Kslip_dif=K・slip_dm−Slip_realに基
づくパラメータと、従来(特開平9−164932号、
参照)の場合と同じく非制御輪と制御対象の車輪におけ
る車体加速度との差(車体加速度偏差ΔDVso)に基づく
パラメータと、から制御マップに従ってエア圧制御モー
ドが決定される。制御マップには、急減圧領域、急増圧
領域、緩減圧領域、緩増圧領域、保持領域、の各領域が
設定され、2つのパラメータに応じて、いずれの領域に
該当するか判定され、各輪に対する目標ブレーキエア圧
(制動力)がエア圧制御モードに応じて制御される。
【0017】図3は目標スリップ率slip_dmの補正制御
を説明するフローチャートであり、ステップ1において
推定車体速度Vrefの計算値を読み出し、ステップ2にお
いて各車輪速度の検出値Vaを読み出す。ステップ3にお
いて各輪の実スリップ率Slip_real=(Vref−Va)/Vr
efを算出し、ステップ4において車両状態量から設定さ
れる目標スリップ率Slip_dmを読み出す。ステップ5に
おいてスリップ率偏差slip_dif=Slip_real−slip_d
mを算出し、ステップ6においてスリップ率偏差変化率s
lip_ddif=d(Slip_real−slip_dm)/dtを算出す
る。そして、ステップ7において制御マップからスリッ
プ率偏差変化率slip_ddif(Δslip)に対応するゲイン
Kを求め、ステップ8において目標スリップ率slip_dm
をゲインKとの乗算値K・slip_dm(実目標スリップ
率)に補正する。なお、ステップ1〜ステップ8は、所
定の制御周期で繰り返し実行される。
【0018】このような構成により、異常な車両挙動
(過度のオーバステアや過度のアンダステア)が発生す
ると、車両状態量に応じて各輪の目標スリップ率slip_
dmが設定され、補正手段2において、実目標スリップ率
K・slip_dmに補正される。これを受けて制御手段3が
各輪の目標ブレーキエア圧を制御することにより、車両
に異常な車両挙動を立て直す方向へのヨーモーメントが
発生する。路面摩擦係数μが変化すると、車輪の実スリ
ップ率Slip_realが変化するので、補正手段2におい
て、各輪の実スリップ率Slip_realと目標スリップ率sl
ip_dmとのスリップ率偏差変化率slip_ddif(Δslip)
に応じて目標スリップ率slip_dmが乗算値K・slip_dm
に補正されるため、路面摩擦係数μの変化に対応するよ
う、車輪の制動力を追従性よく円滑に増減させることが
できる。
【0019】たとえば、車両の前輪が低μ(路面摩擦係
数)から高μの路面へ移行したときは、前輪の実スリッ
プ率Slip_realが減小するため、目標スリップ率slip_
dmの補正制御により、負のスリップ率偏差変化率Δslip
が所定のしきい値αを越えると、前輪の制動力が大きく
増加する。車両の後輪が高μから低μの路面へ移行した
ときは、後輪の実スリップ率Slip_realが増大するた
め、目標スリップ率slip_dmの補正制御により、負のス
リップ率偏差変化率Δslipが所定のしきい値αを越える
と、後輪の制動力が大きく減少する。
【0020】図4のように、連結車両20が操舵によっ
て低μから高μの路面へ移行すると、トラクタ20aの
前輪は高μ路面、後輪は低μ路面、に乗った状態にな
り、前輪の実スリップ率Slip_realが減少するので、旋
回の内側へのヨーモーメントを生じるが、目標スリップ
率slip_dmの補正制御により、前輪の制動力が増加する
ため、過度のオーバステアが抑制できることになる。こ
れにより、連結車両20においては、ジャックナイフ現
象の防止効果も得られる。
【0021】この場合、制御マップ(a)にゲインKが
1の不感帯(slip_dm=K・slip_dm)が設けられ、ス
リップ率偏差変化率Δslipの絶対値が所定のしきい値α
を越えるとゲインKが大きく変化する特性になるため、
路面μが急変する場合に対し、より効果的に各輪の制動
力を補正制御することができる。この補正制御の感度を
高めるため、制御マップ(a)の特性に車速依存性や初
期μ依存性を持たせるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を表す制御系の一部ブロッ
ク構成図である。
【図2】同じく各輪に対する制動力の補正制御に係るブ
ロック構成図である。
【図3】同じく補正制御の内容を説明するフローチャー
トである。
【図4】同じく作用効果の説明図である。
【符号の説明】
2 目標スリップ率の補正手段 3 制動力の制御手段 10 実スリップ率の算出手段 11 スリップ率偏差の算出手段 12 スリップ率偏差変化率の算出手段 13 ゲインの決定手段 14 ゲインの乗算手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−348753(JP,A) 特開 平3−67766(JP,A) 特開 平3−224860(JP,A) 特開 平1−127447(JP,A) 特開 平9−193763(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60T 8/00 - 8/96

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両状態量から車両挙動を推定する手段
    と、異常な車両挙動に応じて各輪の目標スリップ率を設
    定する手段と、これらの目標スリップ率を受けて異常な
    車両挙動を立て直す方向へのヨーモーメントを発生させ
    るように各輪の制動力を制御する手段と、を備える車両
    挙動制御装置において、各輪の実スリップ率と目標スリ
    ップ率とのスリップ率偏差変化率を演算する手段と、各
    輪のスリップ率偏差変化率に応じてそれぞれ対応する車
    輪の目標スリップ率を補正する手段と、を設けたことを
    特徴とする車両挙動制御装置。
  2. 【請求項2】目標スリップ率の補正手段として、スリッ
    プ率偏差変化率に応じた補正係数を制御マップから求め
    る手段と、各輪の補正係数をそれぞれ対応する車論の目
    標スリップ率に乗算する手段と、を設けたことを特徴と
    する請求項1に記載の車両挙動制御装置。
  3. 【請求項3】補正係数の制御マップは、スリップ偏差変
    化率の絶対値が所定のしきい値以下のときは補正係数が
    1、所定のしきい値を越えるとスリップ率偏差変化率の
    絶対値に応じて補正係数が大きく変化する特性に設定し
    たことを特徴とする請求項2に記載の車両挙動制御装
    置。
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