JP2581930B2

JP2581930B2 - 車両の旋回運動制御装置

Info

Publication number: JP2581930B2
Application number: JP62250171A
Authority: JP
Inventors: 修士白石; 浩誠霧生
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1987-10-02
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPH0192543A

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的（１）産業上の利用分野本発明は、車両の旋回運動制御装置に関する。

（２）従来の技術従来、車両の旋回運動を制御するものとしアンチロッ
クブレーキが知られている。

（３）発明が解決しようとする問題点ところが、アンチロックブレーキは、その制御の主眼
を制動性能に向けたものであり、運動性能に関しては、
タイヤ横力の低下を防止するだけに留まっている。

そこで本出願人は、車両の自由転動輪の速度差により
旋回運動量としてのヨーレートを検出するとともに、検
出されたヨーレートおよび転舵角の履歴により定めた基
準旋回運動量としての基準ヨーレートと、検出ヨーレー
トとの偏差が許容値よりも大きいときに燃料カットによ
りエンジン出力を低減するようにした旋回運動制御装置
を既に提案している。

しかるに、上記旋回運動制御装置では駆動力をオン・
オフ制御することになるので、許容値によっては制御応
答性が悪化するとともにエンジン出力を低減したときの
トルク差が大きくて不快感を与えることがある。そこで
許容値を小さく設定すると過剰制御のおそれがあった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、
より精密な旋回運動制御を可能にした車両の旋回運動制
御装置を提供することを目的とする。

B.発明の構成（１）問題点を解決するための手段本発明装置は、車両の旋回時に生じる旋回運動量を検
出する旋回運動量検出手段と；ステアリングハンドルの
転舵角を検出する転舵角センサと；転舵角センサの出力
に基づいて基準旋回運動量を出力する基準旋回運動量発
生手段と；基準旋回運動量発生手段および旋回運動量検
出手段の出力偏差を判定するための第１の基準値と、第
１の基準値よりも大きくかつオーバーステアリングおよ
びアンダーステアリングに応じて変更される第２の基準
値とを定める基準値発生手段と；前記出力偏差が第１の
基準値以上となったときにエンジンに供給する混合気中
の燃料濃度を薄くする第１の制御態様と、前記出力偏差
が第２の基準値以上となったときにエンジンへの燃料供
給を遮断する第２の制御態様とを有して車両の旋回運動
を制御するための旋回運動修正手段と；を備えることを
特徴とする。

（２）作用上記構成によれば、検出した旋回運動量と転舵角に基
づく望ましい旋回運動量（基準旋回運動量）との偏差が
基準値を超えることにより、旋回運動量が望ましくない
値になっていることを検知することができ、それにより
旋回運動を制御することが可能である。しかも旋回運動
修正手段は前記偏差が第１の基準値以上となったときに
はエンジンに供給される混合気中の燃料濃度を薄くして
エンジン出力を緩やかに減少せしめ、前記偏差が第１の
基準値よりも大きな第２の基準値以上となったときには
エンジンへの燃料供給を遮断してエンジン出力を速やか
に減少せしめるので、前記偏差が大きいときの制御応答
性を向上することが可能となるとともに、前記偏差が小
さいときに過剰制御が生じることを防止することができ
る。しかも前記偏差が大きくときでも燃料濃度を薄くす
ることによるエンジン出力の緩やかな減少に続いて、燃
料供給を遮断することによるエンジン出力の速やかな減
少が生じることにより、旋回運動制御によるエンジン出
力低減時に大きなトルク差が急激に生じることを回避す
ることが可能となる。また第２の基準値がオーバーステ
アリングおよびアンダーステアリングに応じて変更され
ることにより、燃料供給を遮断するタイミングをオーバ
ーステアリング時とアンダーテスアリング時とで変化さ
せ、オーバーコントロール状態の発生を防止してより精
密な旋回運動制御が可能となる。

（３）実施例以下、図面により本発明の実施例について説明する
と、先ず本発明の一実施例を示す第１図において、車両
の左右自由転動輪Wl,Wrには速度センサ１,1rが個別に
付設されており、これらの速度センサ１,1rで検出さ
れた車輪速度Vl,Vrは、旋回運動量検出手段としてのヨ
ーレート検出手段２および車両速度検出器３にそれぞれ
入力される。またステアリングハンドルＨには転舵角セ
ンサ４が付設されており、転舵角センサ４で検出された
転舵角δと、車両速度検出器３で得られた車両速度Vv
と、ヨーレート検出手段２で得られた旋回運動量として
のヨーレートｙの履歴とは基準旋回運動量発生手段とし
ての基準ヨーレート発生手段５に入力される。ヨーレー
ト検出手段２で得られたヨーレートｙと、基準ヨーレー
ト発生手段５から発生した基準旋回運動量としての基準
ヨーレートy_bとは、旋回運動修正手段としてのヨー運動
修正手段６にそれぞれ入力される。またヨー運動修正手
段６では、ヨーレートｙと基準ヨーレートy_bとの偏差Dr
（＝ｙ−y_b）が得られ、の偏差Drと前記基準ヨーレート
y_bとはステアリング特性判別手段７に入力される。ステ
アリング特性判別手段７の判別結果と、車両速度検出器
３からの車両速度Vvと、転舵角センサ４からの転舵角δ
とは、基準値発生手段８にそれぞれ入力される。またこ
の車両には駆動輪が前輪であるか後輪であるかに応じて
出力電圧レベルをハイレベルとローレベルとに切換える
ためのスイッチ９が備えられており、このスイッチ９の
出力は駆動輪判別回路10に入力され、駆動輪判別回路10
の判別結果が基準値発生手段８に入力される。基準値発
生手段８は、各入力信号に応じて変化する第１および第
２の基準値信号をヨー運動修正手段６に入力し、ヨー運
動修正手段６の制御態様を変化させる。

ヨーレート検出手段２は、減算回路11と、乗算回路12
と、フイルタ13と、乗算回路12の出力履歴を蓄積する履
歴蓄積回路14と、フイルタ13の出力履歴を蓄積する履歴
蓄積回路15とを備える。減算回路11は、速度センサ１
,1rで検出された車輪速度Vl,Vrの差ｒ（＝Vr−Vl）を
得るもので、乗算回路12で前記差ｒに一定の比例定数ｄ
を乗じることによりヨーレートの近似値ｙ′（＝ｒ×
ｄ）が得られる。ここで比例定数ｄは自由転動輪Wl,Wr
のトレッド幅であり、たとえばｄ＝１である。フイルタ
13は、車両サスペンションの振動による車輪速度Vl,Vr
への影響を排除するものであり、再帰型フイルタが用い
られる。ここで悪路走行中のサスペンションの振動との
共振による車輪速度Vl,Vrの変動は10Hz程度であり、車
輌運動の制御に用いるヨーレートの周波数範囲は０〜2H
zであることから、フイルタ13は2Hz以上を減衰域として
ヨーレートの近似値ｙ′をフイルタリングする。すなわ
ちフイルタ13ではその出力値をy_nとしたときに次の第
（１）式の演算が行なわれる。

y_n＝α₁・y_n-1＋α₂・y_n-2＋α₃・y_n-3＋β₁・y_n′＋β
₂・y_n-1′＋β₃・y_n-3′…（１）ここで、α₁…α₃，β₁…β₃は実験結果により定めら
れる定数である。また添字_n……_n-3は、フイルタリング
の演算が一定サイクルで繰り返されるためそのサイクル
の今回値、前回値を表すものであり、ヨーレートの近似
値ｙ′の前回値、前々回値…が履歴蓄積回路14からフイ
ルタ13に入力され、ヨーレートｙの前回値、前々回値…
が履歴蓄積回路15からフイルタ13に入力される。

車両速度検出器３は、両速度センサ１,1rで検出さ
れた車輪速度Vl,Vrに基づいて車両速度Vvを出力するも
のであり、たとえば両車車輪速度Vl,Vrの大きい方の値
が車両速度Vvとして出力される。

基準ヨーレート発生手段５は、定数選択回路16と、履
歴蓄積回路17と、演算回路18とを備える。定数選択回路
16は、演算回路18での演算で用いる定数a₁，a₂，b₁，b₂
を、車両速度検出器３で得られた車両速度Vvに応じて選
択するものであり、各車両に応じてたとえば第２図に示
すように定められている各定数a₁，a₂，b₁，b₂の値が演
算回路18に入力される。また履歴蓄積回路17は、転舵角
センサ４で検出された転舵角δの履歴を演算回路18に入
力するものである。演算回路18は、ヨーレート検出手段
２における履歴蓄積回路15からのヨーレートｙの履歴
と、履歴蓄積回路17からの転舵角δの履歴とに基づいて
現在あるべき基準ヨーレートy_bを算出するものであり、
次の第（２）式に従う演算が行なわれる。

y_b＝−a₁・y_n-1−a₂・y_n-2＋b₁・δ_n-1＋b₂・δ_n-2…
（２）ヨー運動修正手段６は、ヨーレート検出手段２で得ら
れたヨーレートｙと基準ヨーレート発生手段５で得られ
た基準ヨーレートy_bとの偏差Dr（＝ｙ−y_b）を得る偏差
算出回路19と、その偏差Drを絶対値化する絶対値化回路
20と、絶対値化回路20の出力が反転端子にそれぞれ入力
される第１および第２比較器21,22と、両比較器21,22の
出力端子が接続される駆動輸出トルク制御回路23とから
成る。駆動輸出力トルク制御回路23は、たとえばエンジ
ンに供給する燃料を制御するものであり、第１比較器21
の出力がローレベルであるときには燃料供給量を減量し
て混合気濃度を薄くし、第２比較器22の出力がローレベ
ルであるときには燃料供給を遮断する。

ステアリング特性判別手段７には、基準ヨーレート発
生手段５からの基準ヨーレートy_bと、偏差算出回路19か
らの偏差Drとが入力され、ステアリング特性判断手段７
は、それらの入力Dr,y_bに基づいてステアリング特性を
判別する。すなわち、ステアリング特性判別手段７に
は、次の第（１）表で示すような判断基準が予め定めら
れている。

この第（１）表において、符号Ｏはオーバーステアリ
ングを示し、符号Ｕはアンダーステアリングを示すもの
であり、この第（１）表に基づいて判断された結果がス
テアリング特性判別手段７から出力される。

基準値発生手段８には、車両速度検出器３からの車両
速度Vv、転舵角センサ４からの転舵角δ、駆動輪判別回
路10からの判別結果ならびにステアリング特性判別手段
７らの判別結果を示す信号がそれぞれ入力されており、
基準値発生手段８は、それらの入力信号に基づいて、第
１の基準値を出力すべく第１比較器21の非反転端子に接
続された出力端子Ｃと、第２の基準値を出力すべく第２
比較器22の非反転端子に接続された出力端子Ｄとから信
号をそれぞれ出力する。すなわち、基準値発生手段８に
は、前輪駆動車両であってしかも転舵角δが比較的小さ
いときに、車両速度Vvおよびステアリング特性判別手段
７の判別結果に基づいて、出力端子Ｃの出力値（第１の
基準値）がたとえば第３図の実線で示すように設定され
るとともに、出力端子Ｄの出力値（第２の基準値）がた
とえば第３図の破線で示すように出力端子Ｃの出力値よ
りも大きく設定されている。また後輪駆動車両であると
きには、第３図とは異なる出力値がそれぞれ設定されて
おり、転舵角δが比較的大きくなると、出力端子C,Dの
出力値は前記第３図で示した値よりもそれぞれ小さくな
るように設定される。

次にこの実施例の作用について説明すると、車両のヨ
ーレートｙは、左右の自由転動輪Wl,Wrの速度差（Vr−V
l）に比例定数ｄを乗じた後、フイルタ13でフイルタリ
ングすることによって得られ、車両サスペンションの影
響を排除して実用上問題のないヨーレートｙを容易に得
ることができる。

このように推定したヨーレートｙと、転舵角δおよび
ヨーレートｙの履歴に基づいて現在あるべき値として算
出された基準ヨーレートy_bとの偏差Drの絶対値が、基準
値発生手段８の出力端子C,Dからの第１および第２の基
準値を超えたときに、駆動輸出トルク制御回路23を作動
せしめ、車両が望ましくない方向に回頭することを事前
に察知してヨー運動の制御を行なうことができる。

たとえば前輪駆動車両において、ステアリングを切り
ながら過剰な駆動力をかけたときにはアンダーステアリ
ング傾向が生じ、それにより車両が望ましくない方向に
回頭したことが検知されたときには、第１および第２比
較器21,22の出力に応じて駆動輪トルク制御回路23がエ
ンジン出力を低下させるように作動する。このエンジン
出力の低下に応じて駆動輪の駆動力が低下し、それに代
わって駆動輪の限界横力が増大するので上述のアンダー
ステアリングを防止することができる。一方、後輪駆動
車両の場合には、過剰な駆動力をかけたときにはオーバ
ーステアリング傾向となるが、この場合も前輪駆動車両
の場合と同様に駆動力を低下させることによりオーバー
ステアンリグを防止することができる。このようにして
エンジン出力を低下することにより実際のヨーレートｙ
が基準ヨーレートy_bに近付くと、エンジンの出力低下が
解除され、通常のエンジン出力制御に戻る。

しかも、基準値発生手段８では、その出力端子Ｄから
の出力値すなわち第２の基準値が、ステアリング特性判
別手段７での判別結果により異なって設定されており、
たとえば前輪駆動車両でオーバーステアリング傾向が生
じたときに、第３図で示すように出力端子Ｄからの出力
値はオーバーステアリング時の方がアンダーステアリン
グ時よりも小さく設定されているので、車体がオーバー
ステアリング状態を呈する前に車体が安定する低車両速
度とすることが可能となり、またオーバーステアリング
およびアンダーステアリングの各状態ともに、第２比較
器22の出力がローレベルとなる前に第１比較器21の出力
がローレベルとなり、駆動輸出力トルク制御回路23はエ
ンジンへの混合気濃度を薄くするように働き、駆動力が
緩やかに減少する。したがって、駆動力の緩やかな減少
によりオーバーコントロール状態が生じるのを回避する
ことができる。

また車両低車速時に転舵角δが大であるときには、車
両のステアリング特性は非線形となるのに対し、基準ヨ
ーレート発生手段５で発生する基準ヨーレートy_bが線形
であるために、基準ヨーレートy_bとヨーレートｙとの偏
差Drが大きくなるが、第１および第２比較器21,22に入
力される基準値発生手段８からの値は、第３図で示した
ように車両速度Vvが大となるのに応じて小さくなるよう
に設定されているので、低車速時の過剰制御を防止でき
るとともに高車速時の制御不足も防止することができ
る。

さらに基準値発生手段８からの出力値は、転舵角δが
大きくなると小さくなるように設定されるので、転舵角
δが大きいときの方が第１比較器21あるいは第２比較器
22の出力がローレベルとなり易く、したがってステアリ
ングハンドルＨを大きく切った大舵角時にヨー運動の慣
性力が大きくなるのに伴って制御不足を来すようなこと
が防止される。

また前輪および後輪のいずれが駆動輪であるかにより
基準値発生手段８からの出力値が変化するので、前輪駆
動車両であるか後輪駆動車両であるかによって変化する
ステアリング特性に対応して適切なヨー運動制御が可能
となる。

しかも駆動輸出力トルク制御回路23は、エンジンへの
混合気濃度を薄くする第１の制御態様と、エンジンへの
燃料供給を遮断する第２の制御態様とを、基準値発生手
段８からの出力に応じて切換えるので、燃料供給遮断の
みの制御に比べると、より精密な制御が可能となり、ト
ルク差が大きいことによる不快感をなくすことができる
とともに過剰制御を防止することができる。

第４図は本発明の他の実施例を示すものであり、第１
図の実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。

基準ヨーレート発生手段５′における演算回路18′で
は、次の第（３）式に従う演算が行われて基準ヨーレー
トy_bが得られる。

y_b＝−a₁・y_bn-1−a₂・y_bn-2＋b₁・δ_n-1＋b₂・δ_n-2…
（３）すなわち、演算回路18′で得られた基準ヨーレートy_b
の履歴が履歴蓄積回路25に蓄積されており、この履歴蓄
積回路25から入力される基準ヨーレートy_bの履歴
y_bn-1，y_bn-2と、履歴蓄積回路17からの転舵角δの履歴
δ_n-1，δ_n-2とにより基準ヨーレートy_bが演算される。

また駆動輪判別回路10′には、駆動力配分制御回路24
からの信号が入力される。駆動力配分制御回路24は、車
両の前輪および後輪の駆動力配分比率を制御するもので
あり、駆動力の配分比率が駆動輪判別回路10′により検
出されて基準値発生手段８に入力される。

この実施例によれば、前述の実施例と同様の効果を奏
するのに加えて、基準ヨーレート発生手段５′では、基
準ヨーレートy_bの履歴に基づいて基準ヨーレートy_bを算
出するので、演算式が簡便であり、コストの低減を図る
ことができるとともに、演算式が複雑であることから生
じる制御性の悪化を回避することができる。

本発明のさらに他の実施例として、車両速度検出器３
は、両自由転動輪Wl,Wrの車輪速度Vl,Vrの平均値を車両
速度Vvとして出力するものであってもよい。

また上記実施例では、基準ヨーレートy_bの前回および
前々回までの履歴（_n-1,n-2）による演算で求めたが、
それ以上の履歴（_n-1,n-2,n-3,……）により求めるよう
にしてもよい。

C.発明の効果以上のように本発明装置は、車両の旋回時に生じる旋
回運動量を検出する旋回運動量検出手段と；ステアリン
グハンドルの転舵角を検出する転舵角センサと；転舵角
センサの出力に基づいて基準旋回運動量を出力する基準
旋回運動量発生手段と；基準旋回運動量発生手段および
旋回運動量検出手段の出力偏差を判定するための第１の
基準値と、第１の基準値よりも大きくかつオーバーステ
アリングおよびアンダーステアリングに応じて変更され
る第２の基準値とを定める基準値発生手段と；前記出力
偏差が第１の基準値以上となったときにエンジンに供給
する混合気中の燃料濃度を薄くする第１の制御態様と、
前記出力偏差が第２の基準値以上となったときにエンジ
ンへの燃料供給を遮断する第２の制御態様とを有して車
両の旋回運動を制御するための旋回運動修正手段と；を
備えるので、車両が望ましくない方向に回頭するのを察
知して旋回運動の制御をすることが可能となる。しかも
基準旋回運動量発生手段および旋回運動量検出手段の出
力偏差が第１の基準値以上となったときにはエンジンに
供給される混合気中の燃料濃度を薄くしてエンジン出力
を緩やかに減少せしめ、前記偏差が第１の基準値よりも
大きな第２の基準値以上となったときにはエンジンへの
燃料供給を遮断してエンジン出力を速やかに減少せしめ
ることにより、前記旋回運動量の基準旋回運動量からの
ずれが比較的大きくときの制御応答性を向上することが
可能となるとともに、前記旋回運動量の基準旋回運動量
からのずれが比較的小さいときに過剰制御が生じること
を防止することができる。また燃料供給を遮断すること
によるエンジン出力の速やかな減少は燃料濃度を薄くす
ることによるエンジン出力の緩やかな減少に続いて生じ
るものであり、旋回運動制御によるエンジン出力低減時
に大きなトルク差が急激に生じることを回避することが
でき、運転者に不快感を与えることがない。さらに第２
の基準値がオーバーステアリングおよびアンダーステア
リングに応じて変更されることにより、燃料供給を遮断
するタイミングをオーバーステアリング時とアンダース
テアリング時とで変化させ、オーバーコントロール状態
の発生を防止してより精密な旋回運動制御を行なうこと
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は全体ブロック図、第２図は定数選択回路の出力
特性の一例を示すグラフ、第３図は基準値発生手段の出
力特性の一例を示すグラフ、第４図は本発明の他の実施
例の全体ブロック図である。２…旋回運動量検出手段、４…転舵角センサ、5,5′…
基準旋回運動量発生手段、６…旋回運動修正手段、８…
基準値発生手段、Ｈ…ステアリングハンドル

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の旋回時に生じる旋回運動量を検出す
る旋回運動量検出手段（２）と；ステアリングハンドル
（Ｈ）の転舵角を検出する転舵角センサ（４）と；転舵
角センサ（４）の出力に基づいて基準旋回運動量を出力
する基準旋回運動量発生手段（5,5′）と；基準旋回運
動量発生手段（5,5′）および旋回運動量検出手段
（２）の出力偏差を判定するための第１の基準値と、第
１の基準値よりも大きくかつオーバーステアリングおよ
びアンダーステアリングに応じて変更される第２の基準
値とを定める基準値発生手段（８）と；前記出力偏差が
第１の基準値以上となったときにエンジンに供給する混
合気中の燃料濃度を薄くする第１の制御態様と、前記出
力偏差が第２の基準値以上となったときにエンジンへの
燃料供給を遮断する第２の制御態様とを有して車両の旋
回運動を制御するための旋回運動修正手段（６）と；を
備えることを特徴とする車両の旋回運動制御装置。