JP4754153B2 - Vehicle motion control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前輪及び後輪の各車輪に付与される制動力を制御することにより同車両の運動を制御する車両の運動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、車両が比較的低速で走行する低速走行時においては車両の回頭性を向上させる(旋回開始時における車体の角度変化を大きくさせる)ことが要求されている。このため、例えば特開平9−2235号公報に開示された車両の制動力制御装置は、操舵輪を転舵するステアリングの回転速度が所定値よりも大きいときに車両の後輪に制動力を付与するようになっている。これによれば、例えばドライバーが車両を急旋回させようとしてステアリングを前記所定値よりも大きい回転速度で回転させたとき、車両の後輪のコーナリングフォースが減少する。従って、車両の旋回方向のヨーレイトが増大し、車両の回頭性が向上する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両が比較的高速で走行する高速走行時においては、車両の回頭性を向上させると車両の運動状態が不安定になり易くなるので、低速走行時とは反対に車両の回頭性を下げて車両の安定性を向上させることが要求される。
【0004】
しかしながら、上記公報に記載の装置によれば、車両の車体速度に拘わらずステアリングの回転速度が所定値よりも大きいときに同車両の後輪に制動力を付与する構成となっているので、高速走行時においても車両の回頭性が向上する場合がある。従って、高速走行時においては、上記要求とは反対の方向の制御を行ってしまう場合があるという問題がある。
【0005】
かかる問題を解決するためには、例えば、操舵輪の転舵角度の変化量に対するステアリングの回転角度の変化量の割合(以下、「ギヤ比」と称呼する。)を可変にできるギヤ比可変機構を採用し、同ギヤ比可変機構を低速走行時においてはギア比が小さくなり高速走行時には同ギヤ比が大きくなるように構成すればよい。しかしながら、この場合、かかるギヤ比可変機構は複雑な構成を必要とするのでその製造コストが高くなり、ひいては装置全体の製造コストも高くなるという問題がある。
【0006】
従って、本発明の目的は、簡易な構成で低速走行時における車両の回頭性と高速走行時における車両の安定性とを共に向上させることが可能な車両の運動制御装置を提供することにある。
【0007】
【発明の概要】
本発明の特徴は、車両の運動制御装置が、前記車両の車体速度を取得する車体速度取得手段と、前記車両の操舵輪の転舵角を変更するステアリングの操作量を取得するステアリング操作量取得手段と、前記車両の旋回の程度を示すヨーレイト関連量の実際量を実ヨーレイト関連量として取得する実ヨーレイト関連量取得手段と、前記取得されたステアリング操作量の絶対値が第1所定値以上であって且つ前記取得された車体速度が第2所定値以上であるとき、前記ヨーレイト関連量の目標量である目標ヨーレイト関連量の絶対値が前記ヨーレイト関連量の基準量である基準ヨーレイト関連量の絶対値よりも小さくなるように前記取得された車体速度に応じて前記目標ヨーレイト関連量を算出するとともに、前記取得されたステアリング操作量の絶対値が前記第1所定値以上であって且つ前記取得された車体速度が前記第2所定値未満であるとき、前記目標ヨーレイト関連量の絶対値が前記基準ヨーレイト関連量の絶対値よりも大きくなるように前記取得された車体速度に応じて前記目標ヨーレイト関連量を算出する目標ヨーレイト関連量算出手段と、前記実ヨーレイト関連量が前記目標ヨーレイト関連量に近づくように前記車両の前輪及び後輪の各車輪に付与される制動力を制御する制動力制御手段とを備えたことにある。ここにおいて、「ヨーレイト関連量」は、車両の旋回の程度を示す量であって、例えば、ヨーレイト、又は車両に働く加速度の車体左右方向の成分(横加速度)である。
【0008】
ここにおいて、前記基準ヨーレイト関連量は、前記車体速度及び前記ステアリング操作量が共に一定である状態で前記車両が旋回する場合におけるヨーレイトの理論値を算出する車両の運動モデルから導かれるヨーレイト理論式であって、前記車体速度をVso、前記ステアリング操作量をθs、前記車両の実際の諸元値であるステアリングギヤ比をn0、前記車両の実際の諸元値であるホイールベースをl、前記車両の実際の諸元値であるスタビリティファクタをKhと表したときに((Vso・θs)/(n0・l))・(1/(1+Kh・Vso2))と表されるヨーレイト理論式に基づいて、Vsoとして前記取得された車体速度を使用し且つθsとして前記取得されたステアリング操作量を使用することで決定される。そして、前記目標ヨーレイト関連量算出手段は、前記ヨーレイト理論式において、前記実際のステアリングギヤ比n0の代わりに、前記取得された車体速度と、前記取得されたステアリング操作量と、前記車体速度及び前記ステアリング操作量とステアリングギヤ比との予め定められた関係と、から得られる制御用ステアリングギヤ比nを使用した、((Vso・θs)/(n・l))・(1/(1+Kh・Vso 2 ))で表される制御用ヨーレイト理論式に基づいて決定される前記基準ヨーレイト関連量を前記目標ヨーレイト関連量として算出する。前記予め定められた関係では、前記取得されたステアリング操作量の絶対値が前記第1所定値以上であって且つ前記取得された車体速度が前記第2所定値以上であるとき、前記制御用ステアリングギヤ比nが前記実際のステアリングギヤ比n0より大きい値に設定され、前記取得されたステアリング操作量の絶対値が前記第1所定値以上であって且つ前記取得された車体速度が前記第2所定値未満であるとき、前記制御用ステアリングギヤ比nが前記実際のステアリングギヤ比n0より小さい値に設定される。
【0009】
目標ヨーレイト関連量算出手段は、この基準ヨーレイト関連量に対して車体速度取得手段により取得された車体速度に応じて偏移した量を目標ヨーレイト関連量として算出する。具体的には、ステアリング操作量が大きく且つ車体速度が高い場合には目標ヨーレイト関連量(の絶対値)が上記基準ヨーレイト関連量(の絶対値)よりも小さくなるように同車体速度に応じて目標ヨーレイト関連量が算出され、ステアリング操作量が大きく且つ車体速度が低い場合には目標ヨーレイト関連量(の絶対値)が上記基準ヨーレイト関連量(の絶対値)よりも大きくなるように同車体速度に応じて同目標ヨーレイト関連量が算出され得る。
【0010】
そして、制動力制御手段は、実ヨーレイト関連量取得手段により取得された実ヨーレイト関連量が上記のように算出され得る目標ヨーレイト関連量に近づくように車両の前輪及び後輪の各車輪に付与される制動力を制御する。従って、車両が旋回中であるとき、又は旋回を開始したとき、ステアリング操作量が大きく且つ車体速度が高い場合には上記基準ヨーレイト関連量よりも小さいヨーレイト関連量が車両に発生するように各車輪の制動力が制御されるので、同基準ヨーレイト関連量が車両に発生するように各車輪の制動力が制御される場合に比して車両の回頭性が低減されて車両の安定性が向上され得る。一方、ステアリング操作量が大きく且つ車体速度が低い場合には上記基準ヨーレイト関連量よりも大きいヨーレイト関連量が車両に発生するように各車輪の制動力が制御されるので、同基準ヨーレイト関連量が車両に発生するように各車輪の制動力が制御される場合に比して車両の回頭性が向上され得る。
【0011】
以上より、上記構成によれば、簡易な構成でステアリング操作量が大きく且つ低速走行時における車両の回頭性とステアリング操作量が大きく且つ高速走行時における車両の安定性とが共に向上され得る。
【0012】
この場合、前記目標ヨーレイト関連量算出手段が前記基準ヨーレイト関連量に対して前記目標ヨーレイト関連量が偏移する量を前記ステアリング操作量に応じて変更するように構成されることが好適である。一般に、低速走行時において車両の回頭性が低下する程度はステアリング操作量(車両の操舵輪の転舵角が同車両が直進する基準角度になるときに対応するステアリングの基準位置からの同ステアリングの操作量(回転角度))が大きいときに大きくなる。また、高速走行時において車両の安定性が低下する程度もステアリング操作量が大きいときに大きくなる。
【0013】
従って、上記のように、車体速度のみならずステアリング操作量に応じても基準ヨーレイト関連量からの目標ヨーレイト関連量の偏移量を変更するように構成すれば、例えば、ステアリング操作量が大きくなるほど前記偏移量(の絶対値)を大きく設定することができ、この結果、低速走行時において車両の回頭性が低下する程度及び高速走行時において車両の安定性が低下する程度に応じて同車両の回頭性を向上させる程度及び同車両の安定性を向上させる程度が過不足なく設定され、車両の運動状態(旋回状態)がより理想に近い状態とされ得る。
【0014】
さらに、上記した車両の運動制御装置においては、前記目標ヨーレイト関連量算出手段は、前記実際のステアリングギヤ比の代わりに、前記取得されたステアリング操作量の前記第1所定値からの増大方向の偏移量が大きいほど、並びに、前記取得された車体速度の前記第2所定値からの偏移量が大きいほど、前記実際のステアリングギヤ比からの偏移量が大きい前記制御用ステアリングギヤ比を使用して前記ヨーレイト理論式に基づいて決定される前記基準ヨーレイト関連量を前記目標ヨーレイト関連量として算出するように構成されることが好適である。
【0015】
上記した車両の運動制御装置においては、同装置を使用する前の同装置の設計・開発の段階にて、車体速度及びステアリング操作量に応じて設定すべき基準ヨーレイト関連量からの目標ヨーレイト関連量の偏移量を予め決定しておく必要がある。この場合、上記のように、実際のステアリングギヤ比の代わりに、上述の制御用ステアリングギヤ比を使用して前記ヨーレイト理論式に基づいて決定される基準ヨーレイト関連量を目標ヨーレイト関連量として算出することにより上記偏移量を決定するように構成すれば、前記装置の設計・開発の段階にて制御用諸元値を車体速度又は同車体速度及びステアリング操作量に応じて予め決定するのみで上記偏移量を決定することができる。
【0016】
ここで、ある特定の車両の諸元値(例えば、ギヤ比)を変化させたときの車両の運動特性(旋回特性)の変化の程度を予め予想・推定することは比較的容易である。従って、上記構成によれば、各種車両実験・車両シミュレーション等を通じて制御用諸元値をチューニング・決定するために必要となる時間を比較的短縮することができ、上記車両の運動制御装置の設計・開発段階における作業工数を低減することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両の運動制御装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の実施形態に係る車両の運動制御装置10を搭載した車両の概略構成を示している。この車両は、操舵輪であり且つ非駆動輪である前2輪(左前輪FL及び右前輪FR)と、駆動輪である後2輪(左後輪RL及び右後輪RR)を備えた後輪駆動方式の4輪車両である。
【0018】
この車両の運動制御装置10は、操舵輪FL,FRを転舵するための前輪転舵機構部20と、駆動力を発生するとともに同駆動力を駆動輪RL,RRに伝達する駆動力伝達機構部30と、各車輪にブレーキ液圧によるブレーキ力を発生させるためのブレーキ液圧制御装置40と、各種センサから構成されるセンサ部50と、電気式制御装置60とを含んで構成されている。
【0019】
前輪転舵機構部20は、ステアリング21と、同ステアリング21と一体的に回動可能なコラム22と、同コラム22に連結された転舵アクチュエータ23と、同転舵アクチュエータ23により車体左右方向に移動させられるタイロッドを含むとともに同タイロッドの移動により操舵輪FL,FRを転舵可能なリンクを含んだリンク機構部24とから構成されている。これにより、ステアリング21が中立位置(基準位置)から回転することで操舵輪FL,FRの転舵角が車両が直進する基準角度から変更されるようになっている。また、この前輪転舵機構部20における実際の諸元値としてのギヤ比は一定値である「20」に設定されている。
【0020】
転舵アクチュエータ23は、所謂公知の油圧式パワーステアリング装置を含んで構成されており、ステアリング21、即ちコラム22の回転トルクに応じてタイロッドを移動させる助成力を発生し、同ステアリング21の中立位置からのステアリング角度θsに比例して同助成力によりタイロッドを中立位置から車体左右方向へ変位させるものである。なお、かかる転舵アクチュエータ23の構成及び作動は周知であるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【0021】
駆動力伝達機構部30は、駆動力を発生するエンジン31と、同エンジン31の吸気管31a内に配置されるとともに吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁THの開度を制御するDCモータからなるスロットル弁アクチュエータ32と、エンジン31の図示しない吸気ポート近傍に燃料を噴射するインジェクタを含む燃料噴射装置33と、エンジン31の出力軸に接続されたトランスミッション34と、同トランスミッション34から伝達される駆動力を適宜分配して後輪RR,RLに伝達するディファレンシャルギヤ35とを含んで構成されている。
【0022】
ブレーキ液圧制御装置40は、その概略構成を表す図2に示すように、高圧発生部41と、ブレーキペダルBPの操作力に応じたブレーキ液圧を発生するブレーキ液圧発生部42と、各車輪FR,FL,RR,RLにそれぞれ配置されたホイールシリンダWfr,Wfl,Wrr,Wrlに供給するブレーキ液圧をそれぞれ調整可能なFRブレーキ液圧調整部43,FLブレーキ液圧調整部44,RRブレーキ液圧調整部45,RLブレーキ液圧調整部46とを含んで構成されている。
【0023】
高圧発生部41は、電動モータMと、同電動モータMにより駆動されるとともにリザーバRS内のブレーキ液を昇圧する液圧ポンプHPと、液圧ポンプHPの吐出側にチェック弁CVHを介して接続されるとともに同液圧ポンプHPにより昇圧されたブレーキ液を貯留するアキュムレータAccとを含んで構成されている。
【0024】
電動モータMは、アキュムレータAcc内の液圧が所定の下限値を下回ったとき駆動され、同アキュムレータAcc内の液圧が所定の上限値を上回ったとき停止されるようになっており、これにより、アキュムレータAcc内の液圧は常時所定の範囲内の高圧に維持されるようになっている。
【0025】
また、アキュムレータAccとリザーバRSとの間にリリーフ弁RVが配設されており、アキュムレータAcc内の液圧が前記高圧より異常に高い圧力になったときに同アキュムレータAcc内のブレーキ液がリザーバRSに戻されるようになっている。これにより、高圧発生部41の液圧回路が保護されるようになっている。
【0026】
ブレーキ液圧発生部42は、ブレーキペダルBPの作動により応動するハイドロブースタHBと、同ハイドロブースタHBに連結されたマスタシリンダMCとから構成されている。ハイドロブースタHBは、液圧高圧発生部41から供給される前記高圧を利用してブレーキペダルBPの操作力を所定の割合で助勢し同助勢された操作力をマスタシリンダMCに伝達するようになっている。
【0027】
マスタシリンダMCは、前記助勢された操作力に応じたマスタシリンダ液圧を発生するようになっている。また、ハイドロブースタHBは、マスタシリンダ液圧を入力することによりマスタシリンダ液圧と略同一の液圧である前記助勢された操作力に応じたレギュレータ液圧を発生するようになっている。これらマスタシリンダMC及びハイドロブースタHBの構成及び作動は周知であるので、ここではそれらの詳細な説明を省略する。このようにして、マスタシリンダMC及びハイドロブースタHBは、ブレーキペダルBPの操作力に応じたマスタシリンダ液圧及びレギュレータ液圧をそれぞれ発生するようになっている。
【0028】
マスタシリンダMCとFRブレーキ液圧調整部43の上流側及びFLブレーキ液圧調整部44の上流側の各々との間には、3ポート2位置切換型の電磁弁である制御弁SA1が介装されている。同様に、ハイドロブースタHBとRRブレーキ液圧調整部45の上流側及びRLブレーキ液圧調整部46の上流側の各々との間には、3ポート2位置切換型の電磁弁である制御弁SA2が介装されている。また、高圧発生部41と制御弁SA1及び制御弁SA2の各々との間には、2ポート2位置切換型の常閉電磁開閉弁である切換弁STRが介装されている。
【0029】
制御弁SA1は、図2に示す第1の位置(非励磁状態における位置)にあるときマスタシリンダMCとFRブレーキ液圧調整部43の上流部及びFLブレーキ液圧調整部44の上流部の各々とを連通するとともに、第2の位置(励磁状態における位置)にあるときマスタシリンダMCとFRブレーキ液圧調整部43の上流部及びFLブレーキ液圧調整部44の上流部の各々との連通を遮断して切換弁STRとFRブレーキ液圧調整部43の上流部及びFLブレーキ液圧調整部44の上流部の各々とを連通するようになっている。
【0030】
制御弁SA2は、図2に示す第1の位置(非励磁状態における位置)にあるときハイドロブースタHBとRRブレーキ液圧調整部45の上流部及びRLブレーキ液圧調整部46の上流部の各々とを連通するとともに、第2の位置(励磁状態における位置)にあるときハイドロブースタHBとRRブレーキ液圧調整部45の上流部及びRLブレーキ液圧調整部46の上流部の各々との連通を遮断して切換弁STRとRRブレーキ液圧調整部45の上流部及びRLブレーキ液圧調整部46の上流部の各々とを連通するようになっている。
【0031】
これにより、FRブレーキ液圧調整部43の上流部及びFLブレーキ液圧調整部44の上流部の各々には、制御弁SA1が第1の位置にあるときマスタシリンダ液圧が供給されるとともに、制御弁SA1が第2の位置にあり且つ切換弁STRが第2の位置(励磁状態における位置)にあるとき高圧発生部41が発生する高圧が供給されるようになっている。
【0032】
同様に、RRブレーキ液圧調整部45の上流部及びRLブレーキ液圧調整部46の上流部の各々には、制御弁SA2が第1の位置にあるときレギュレータ液圧が供給されるとともに、制御弁SA2が第2の位置にあり且つ切換弁STRが第2の位置にあるとき高圧発生部41が発生する高圧が供給されるようになっている。
【0033】
FRブレーキ液圧調整部43は、2ポート2位置切換型の常開電磁開閉弁である増圧弁PUfrと、2ポート2位置切換型の常閉電磁開閉弁である減圧弁PDfrとから構成されており、増圧弁PUfrは、図2に示す第1の位置(非励磁状態における位置)にあるときFRブレーキ液圧調整部43の上流部とホイールシリンダWfrとを連通するとともに、第2の位置(励磁状態における位置)にあるときFRブレーキ液圧調整部43の上流部とホイールシリンダWfrとの連通を遮断するようになっている。減圧弁PDfrは、図2に示す第1の位置(非励磁状態における位置)にあるときホイールシリンダWfrとリザーバRSとの連通を遮断するとともに、第2の位置(励磁状態における位置)にあるときホイールシリンダWfrとリザーバRSとを連通するようになっている。
【0034】
これにより、ホイールシリンダWfr内のブレーキ液圧は、増圧弁PUfr及び減圧弁PDfrが共に第1の位置にあるときホイールシリンダWfr内にFRブレーキ液圧調整部43の上流部の液圧が供給されることにより増圧され、増圧弁PUfrが第2の位置にあり且つ減圧弁PDfrが第1の位置にあるときFRブレーキ液圧調整部43の上流部の液圧に拘わらずその時点の液圧に保持されるとともに、増圧弁PUfr及び減圧弁PDfrが共に第2の位置にあるときホイールシリンダWfr内のブレーキ液がリザーバRSに戻されることにより減圧されるようになっている。
【0035】
また、増圧弁PUfrにはブレーキ液のホイールシリンダWfr側からFRブレーキ液圧調整部43の上流部への一方向の流れのみを許容するチェック弁CV1が並列に配設されており、これにより、制御弁SA1が第1の位置にある状態で操作されているブレーキペダルBPが開放されたときホイールシリンダWfr内のブレーキ液圧が迅速に減圧されるようになっている。
【0036】
同様に、FLブレーキ液圧調整部44,RRブレーキ液圧調整部45及びRLブレーキ液圧調整部46は、それぞれ、増圧弁PUfl及び減圧弁PDfl,増圧弁PUrr及び減圧弁PDrr,増圧弁PUrl及び減圧弁PDrlから構成されており、これらの各増圧弁及び各減圧弁の位置が制御されることにより、ホイールシリンダWfl,ホイールシリンダWrr及びホイールシリンダWrl内のブレーキ液圧をそれぞれ増圧、保持、減圧できるようになっている。また、増圧弁PUfl,PUrr及びPUrlの各々にも、上記チェック弁CV1と同様の機能を達成し得るチェック弁CV2,CV3及びCV4がそれぞれ並列に配設されている。
【0037】
また、制御弁SA1にはブレーキ液の上流側から下流側への一方向の流れのみを許容するチェック弁CV5が並列に配設されており、同制御弁SA1が第2の位置にあってマスタシリンダMCとFRブレーキ液圧調整部43及びFLブレーキ液圧調整部44の各々との連通が遮断されている状態にあるときに、ブレーキペダルBPを操作することによりホイールシリンダWfr,Wfl内のブレーキ液圧が増圧され得るようになっている。また、制御弁SA2にも、上記チェック弁CV5と同様の機能を達成し得るチェック弁CV6が並列に配設されている。
【0038】
以上、説明した構成により、ブレーキ液圧制御装置40は、全ての電磁弁が第1の位置にあるときブレーキペダルBPの操作力に応じたブレーキ液圧を各ホイールシリンダに供給できるようになっている。また、この状態において、例えば、増圧弁PUrr及び減圧弁PDrrをそれぞれ制御することにより、ホイールシリンダWrr内のブレーキ液圧のみを所定量だけ減圧することができるようになっている。
【0039】
また、ブレーキ液圧制御装置40は、ブレーキペダルBPが操作されていない状態(開放されている状態)において、例えば、制御弁SA1,切換弁STR及び増圧弁PUflを共に第2の位置に切換るとともに増圧弁PUfr及び減圧弁PDfrをそれぞれ制御することにより、ホイールシリンダWfl内のブレーキ液圧を保持した状態で高圧発生部41が発生する高圧を利用してホイールシリンダWfr内のブレーキ液圧のみを所定量だけ増圧することもできるようになっている。このようにして、ブレーキ液圧制御装置40は、ブレーキペダルBPの操作に拘わらず、各車輪のホイールシリンダ内のブレーキ液圧をそれぞれ独立して制御し、各車輪毎に独立して所定のブレーキ力を付与することができるようになっている。
【0040】
再び図1を参照すると、センサ部50は、各車輪FL,FR,RL及びRRが所定角度回転する度にパルスを有する信号をそれぞれ出力するロータリーエンコーダから構成される車輪速度センサ51fl,51fr,51rl及び51rrと、ステアリング21の中立位置からの回転角度を検出し、ステアリング角度θsを示す信号を出力するステアリング操作量取得手段としてのステアリング角度センサ52と、運転者により操作されるアクセルペダルAPの操作量を検出し、同アクセルペダルAPの操作量Accpを示す信号を出力するアクセル開度センサ53と、車両の重心を通る鉛直軸まわりの車両回転角の変化速度であるヨーレイトを検出し、ヨーレイトYrを示す信号を出力する実ヨーレイト関連量取得手段としてのヨーレイトセンサ54と、運転者によりブレーキペダルBPが操作されているか否かを検出し、ブレーキ操作の有無を示す信号を出力するブレーキスイッチ55とから構成されている。
【0041】
ステアリング角度θsは、ステアリング21が中立位置にあるときに「0」となり、同中立位置からステアリング21を(ドライバーから見て)反時計まわりの方向へ回転させたときに正の値、同中立位置から同ステアリング21を時計まわりの方向へ回転させたときに負の値となるように設定されている。また、ヨーレイトYrは、車両が左方向へ旋回しているときに正の値、車両が右方向へ旋回しているときに負の値となるように設定されている。
【0042】
電気式制御装置60は、互いにバスで接続されたCPU61、CPU61が実行するルーチン(プログラム)、テーブル(ルックアップテーブル、マップ)、定数等を予め記憶したROM62、CPU61が必要に応じてデータを一時的に格納するRAM63、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM64、及びADコンバータを含むインターフェース65等からなるマイクロコンピュータである。インターフェース65は、前記センサ51〜55と接続され、CPU61にセンサ51〜55からの信号を供給するとともに、同CPU61の指示に応じてブレーキ液圧制御装置40の各電磁弁及びモータM、スロットル弁アクチュエータ32、及び燃料噴射装置33に駆動信号を送出するようになっている。
【0043】
これにより、スロットル弁アクチュエータ32は、スロットル弁THの開度がアクセルペダルAPの操作量Accpに応じた開度になるように同スロットル弁THを駆動するとともに、燃料噴射装置33は、スロットル弁THの開度に応じた吸入空気量に対して所定の目標空燃比(理論空燃比)を得るために必要な量の燃料を噴射するようになっている。
【0044】
(本発明による車両の運動制御の概要)
本発明による車両の運動制御装置10は、先ず、車両の運動モデルから導かれる所定の規則としての理論式を基礎とする下記数1に基いて、目標ヨーレイトYrt(deg/sec)を算出する。この目標ヨーレイトYrtは、車両が左方向へ旋回しているとき(ステアリング角度θs(deg)が正の値のとき)に正の値、車両が右方向へ旋回しているとき(ステアリング角度θsが負の値のとき)に負の値となるように設定される。なお、この理論式は、ステアリング角度及び車体速度が共に一定である状態で車両が旋回するとき(定常円旋回時)におけるヨーレイトの理論値を算出する式である。
【0045】
【数1】
Yrt=(Vso・θs)/(n・l)・(1/(1+Kh・Vso2))
【0046】
上記数1において、Vsoは後述するように算出される推定車体速度(km/h)である。また、lは車体により決定される一定値である車両のホイールベース(km)であり、Khは車体により決定される一定値であるスタビリティファクタ(h2/km2)であって、ホイールベースl及びスタビリティファクタKhは、車両の実際の諸元値である。
【0047】
また、上記数1において、nは制御用ギヤ比である。車両の実際の諸元値としてのギヤ比は上述したように一定値「20」であるが、本装置は上記数1において目標ヨーレイトYrtを計算する際には、実際のギヤ比「20」に代わりに推定車体速度Vso及びステアリング角度θsに応じて変化する制御用諸元値としての制御用ギヤ比nを使用する。
【0048】
より具体的に述べると、制御用ギヤ比nとステアリング角度θs及び推定車体速度Vsoとの関係の一例を表す図3に示すように、制御用ギヤ比nは、ステアリング角度θsの絶対値が所定角度90°よりも小さい場合、推定車体速度Vsoに拘わらず実際のギヤ比と同一の値である一定値「20」になるように設定される。この場合、車両の実際の諸元値のみを使用して(制御用ギヤ比nの代わりに実際のギヤ比「20」を使用して)上記数1より計算されるヨーレイトの理論値である基準ヨーレイトと目標ヨーレイトYrtとは同一の値となる。
【0049】
一方、ステアリング角度θsの絶対値が所定角度90°以上の場合、推定車体速度Vsoが所定値(例えば45km/h)以上のとき(例えば、図3に示すVso=80km/hのとき)には、制御用ギヤ比nはステアリング角度θsの絶対値が大きくなるほど同推定車体速度Vsoに応じて実際のギヤ比「20」以上の値になるように設定される。この場合、上記数1を参照すれば明らかなように、目標ヨーレイトYrtの絶対値は上記基準ヨーレイトの絶対値以下の値となる。
【0050】
また、ステアリング角度θsの絶対値が所定角度90°以上の場合で、推定車体速度Vsoが前記所定値未満のとき(例えば、図3に示すVso=20km/hのとき)には、制御用ギヤ比nはステアリング角度θsの絶対値が大きくなるほど同推定車体速度Vsoに応じて実際のギヤ比「20」以下の値になるように設定される。この場合、上記数1を参照すれば明らかなように、目標ヨーレイトYrtの絶対値は上記基準ヨーレイトの絶対値以上の値となる。
【0051】
このようにして、本装置は、実際のギヤ比「20」の代わりに上記のように設定される制御用ギヤ比nを使用して上記数1に基いて算出されるヨーレイトを目標ヨーレイトYrtとして算出する。
【0052】
次に、本装置は、下記数2に基いて、上述したように計算した目標ヨーレイトYrtの絶対値とヨーレイトセンサ54により得られる実際のヨーレイトYr(deg/sec)の絶対値との偏差であるヨーレイト偏差ΔYr(deg/sec)を算出する。
【0053】
【数2】
ΔYr=|Yrt|-|Yr|
【0054】
そして、このヨーレイト偏差ΔYrの値が正の値であるとき、車両は目標ヨーレイトYrtが同車両に発生していると仮定したときの旋回半径よりも同旋回半径が大きくなる状態(以下、「アンダーステア状態」と称呼する。)にあるので、本装置は、アンダーステア状態を抑制するためのアンダーステア抑制制御を実行する。具体的には、本装置は、旋回方向内側の後輪に上記ヨーレイト偏差ΔYrの値に応じた所定のブレーキ力を発生させて車両に対して旋回方向と同一方向のヨーイングモーメントを強制的に発生させる。これにより、実際のヨーレイトYrの絶対値が大きくなり、実際のヨーレイトYrが目標ヨーレイトYrtに近づくように制御される。
【0055】
また、ヨーレイト偏差ΔYrの値が負の値であるとき、車両は目標ヨーレイトYrtが同車両に発生していると仮定したときの旋回半径よりも同旋回半径が小さくなる状態(以下、「オーバーステア状態」と称呼する。)にあるので、本装置は、オーバーステア状態を抑制するためのオーバーステア抑制制御を実行する。具体的には、本装置は、旋回方向外側の前輪に上記ヨーレイト偏差ΔYrの値に応じた所定のブレーキ力を発生させて車両に対して旋回方向と反対方向のヨーイングモーメントを強制的に発生させる。これにより、実際のヨーレイトYrの絶対値が小さくなり、実際のヨーレイトYrが目標ヨーレイトYrtに近づくように制御される。
【0056】
このようにして、アンダーステア抑制制御又はオーバーステア抑制制御(以下、これらを併せて「制動操舵制御」と総称する。)を実行することにより、本装置は、各車輪に付与すべきブレーキ力を制御して実際のヨーレイトYrが上記のように計算される目標ヨーレイトYrtに近づく方向に車両に対して所定のヨーイングモーメントを発生させる。また、制動操舵制御を実行する際に、後述するアンチスキッド制御、前後制動力配分制御、及びトラクション制御のうちのいずれか一つも併せて実行する必要があるとき、本装置は、同いずれか一つの制御を実行するために各車輪に付与すべきブレーキ力をも考慮して各車輪に付与すべきブレーキ力を最終的に決定する。以上が、本発明による車両の運動制御の概要である。
【0057】
(実際の作動)
次に、以上のように構成された本発明による車両の運動制御装置10の実際の作動について、電気式制御装置60のCPU61が実行するルーチンをフローチャートにより示した図4〜図8を参照しながら説明する。なお、各種変数・フラグ・符号等の末尾に付された「**」は、同各種変数・フラグ・符号等が各車輪FR等のいずれに関するものであるかを示すために同各種変数・フラグ・符号等の末尾に付される「fl」,「fr」等の包括表記であって、例えば、車輪速度Vw**は、左前輪速度Vwfl, 右前輪速度Vwfr, 左後輪速度Vwrl, 右後輪速度Vwrrを包括的に示している。
【0058】
CPU61は、図4に示した車輪速度Vw**等の計算を行うルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU61はステップ400から処理を開始し、ステップ405に進んで各車輪FR等の車輪速度(各車輪の外周の速度)Vw**をそれぞれ算出する。具体的には、CPU61は各車輪速度センサ51**が出力する信号が有するパルスの時間間隔に基いて各車輪FR等の車輪速度Vw**をそれぞれ算出する。
【0059】
次いで、CPU61はステップ410に進み、各車輪FR等の車輪速度Vw**のうちの最大値を推定車体速度Vsoとして算出する。なお、各車輪FR等の車輪速度Vw**の平均値を推定車体速度Vsoとして算出してもよい。ここで、ステップ410は車体速度取得手段に対応している。
【0060】
次に、CPU61はステップ415に進み、ステップ410にて算出した推定車体速度Vsoの値と、ステップ405にて算出した各車輪FR等の車輪速度Vw**の値と、ステップ415内に記載した式とに基いて各車輪毎の実際のスリップ率Sa**を算出する。この実際のスリップ率Sa**は、後述するように、各車輪に付与すべきブレーキ力を計算する際に使用される。そして、CPU61はステップ495に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【0061】
次に、ヨーレイト偏差の算出について説明すると、CPU61は図5に示したルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU61はステップ500から処理を開始し、ステップ505に進んで、ステアリング角度センサ52により得られるステアリング角度θsの絶対値と、図4のステップ410にて算出した推定車体速度Vsoの値と、ステップ505内に記載したテーブルとに基いて制御用ギヤ比nを算出する。
【0062】
これにより、制御用ギヤ比nは、ステアリング角度θsの絶対値が90°よりも小さい場合、推定車体速度Vsoに拘わらず実際のギヤ比と同一の値である一定値「20」になるように設定される。また、ステアリング角度θsの絶対値が90°以上の場合、推定車体速度Vsoが45(km/h)以上のとき、制御用ギヤ比nは実際のギヤ比「20」以上の値であってステアリング角度θsの絶対値が大きくなるほど、また推定車体速度Vsoの値が大きくなるほど大きくなるように設定される。また、ステアリング角度θsの絶対値が90°以上の場合で推定車体速度Vsoが45(km/h)未満のときには、制御用ギヤ比nは実際のギヤ比「20」以下の値であってステアリング角度θsの絶対値が大きくなるほど、また推定車体速度Vsoの値が小さくなるほど小さくなるように設定される。
【0063】
次に、CPU61はステップ510に進み、ステップ505にて算出した制御用ギヤ比nの値と、ステアリング角度センサ52により得られるステアリング角度θsの値と、図4のステップ410にて算出した推定車体速度Vsoの値と、上記数1の右辺に対応するステップ510内に記載した式とに基いて目標ヨーレイトYrtを算出する。ここで、ステップ510は、目標ヨーレイト関連量算出手段に対応している。
【0064】
次いで、CPU61はステップ515に進んで、ステップ510にて算出した目標ヨーレイトYrtの値と、ヨーレイトセンサ54により得られる実際のヨーレイトYrの値と、上記数2の右辺に対応するステップ515内に記載した式とに基いてヨーレイト偏差ΔYrを算出する。そして、CPU61はステップ595に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【0065】
次に、上記した制動操舵制御のみを実行する際に各車輪に付与すべきブレーキ力を決定するために必要となる各車輪の目標スリップ率の算出について説明すると、CPU61は図6に示したルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU61はステップ600から処理を開始し、ステップ605に進んで、ヨーレイトセンサ54により得られる実際のヨーレイトYrの値が「0」以上であるか否かを判定し、実際のヨーレイトYrの値が「0」以上である場合には同ステップ605にて「Yes」と判定してステップ610に進み、旋回方向表示フラグLを「1」に設定する。また、実際のヨーレイトYrの値が負の値である場合には同ステップ605にて「No」と判定してステップ615に進み、旋回方向表示フラグLを「0」に設定する。
【0066】
ここで、旋回方向表示フラグLは、車両が左方向に旋回しているか右方向に旋回しているかを示すフラグであり、その値が「1」のときは車両が左方向に旋回していることを示し、その値が「0」のときは車両が右方向に旋回していることを示している。従って、旋回方向表示フラグLの値により車両の旋回方向が特定される。
【0067】
次いで、CPU61はステップ620に進み、図5のステップ515にて算出したヨーレイト偏差ΔYrの絶対値と、ステップ620内に記載したテーブルとに基いて制動操舵制御により車両に発生させるべきヨーイングモーメントの大きさに応じた制御量Gを算出する。ステップ620内に記載したテーブルに示すように、制御量Gは、ヨーレイト偏差ΔYrの絶対値が値Yr1以下のときには「0」になるように設定され、ヨーレイト偏差ΔYrの絶対値が値Yr1以上であって値Yr2以下のときには同ヨーレイト偏差ΔYrの絶対値が値Yr1から値Yr2まで変化するに従い「0」から正の一定値G1まで線形的に変化するように設定され、ヨーレイト偏差ΔYrの絶対値が値Yr2以上のときには正の一定値G1に維持されるように設定される。換言すれば、ヨーレイト偏差ΔYrの絶対値が値Yr1以下のときには制動操舵制御が実行されない一方で、ヨーレイト偏差ΔYrの絶対値が値Yr1以上のときにはステップ620内に記載したテーブルに基き、制御量Gがヨーレイト偏差ΔYrの絶対値に応じて決定される。
【0068】
次に、CPU61はステップ625に進んで、図5のステップ515にて算出したヨーレイト偏差ΔYrの値が「0」以上であるか否かを判定する。ここで、ヨーレイト偏差ΔYrの値が「0」以上である場合には、CPU61は先に説明したように車両がアンダーステア状態にあると判定し、上記アンダーステア抑制制御を実行する際の各車輪の目標スリップ率を計算するためステップ630に進んで、旋回方向表示フラグLの値が「1」であるか否かを判定する。
【0069】
ステップ630の判定において旋回方向表示フラグLが「1」であるとき、CPU61はステップ635に進んで、正の一定値である係数Krにステップ620にて計算した制御量Gの値を乗算した値を左後輪RLの目標スリップ率Strlとして設定するとともに、その他の車輪FL,FR,RRの目標スリップ率Stfl,Stfr,Strrを総て「0」に設定し、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、車両が左方向に旋回している場合における旋回方向内側の後輪に対応する左後輪RLにのみヨーレイト偏差ΔYrの絶対値に応じた目標スリップ率が設定される。
【0070】
一方、ステップ630の判定において旋回方向表示フラグLが「0」であるとき、CPU61はステップ640進んで、上記係数Krにステップ620にて計算した制御量Gの値を乗算した値を右後輪RRの目標スリップ率Strrとして設定するとともに、その他の車輪FL,FR,RLの目標スリップ率Stfl,Stfr,Strlを総て「0」に設定し、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、車両が右方向に旋回している場合における旋回方向内側の後輪に対応する右後輪RRにのみヨーレイト偏差ΔYrの絶対値に応じた目標スリップ率が設定される。
【0071】
他方、ステップ625の判定において、ヨーレイト偏差ΔYrの値が負の値である場合には、CPU61は先に説明したように車両がオーバーステア状態にあると判定し、上記オーバーステア抑制制御を実行する際の各車輪の目標スリップ率を計算するためステップ645に進んで、旋回方向表示フラグLの値が「1」であるか否かを判定する。
【0072】
ステップ645の判定において旋回方向表示フラグLが「1」であるとき、CPU61はステップ650に進んで、正の一定値である係数Kfにステップ620にて計算した制御量Gの値を乗算した値を右前輪FRの目標スリップ率Stfrとして設定するとともに、その他の車輪FL,RL,RRの目標スリップ率Stfl,Strl,Strrを総て「0」に設定し、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、車両が左方向に旋回している場合における旋回方向外側の前輪に対応する右前輪FRにのみヨーレイト偏差ΔYrの絶対値に応じた目標スリップ率が設定される。
【0073】
一方、ステップ645の判定において旋回方向表示フラグLが「0」であるとき、CPU61はステップ655進んで、上記係数Kfにステップ620にて計算した制御量Gの値を乗算した値を左前輪FLの目標スリップ率Stflとして設定するとともに、その他の車輪FR,RL,RRの目標スリップ率Stfr,Strl,Strrを総て「0」に設定し、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、車両が右方向に旋回している場合における旋回方向外側の前輪に対応する左前輪FLにのみヨーレイト偏差ΔYrの絶対値に応じた目標スリップ率が設定される。以上のようにして、制動操舵制御のみを実行する際に各車輪に付与すべきブレーキ力を決定するために必要となる各車輪の目標スリップ率が決定される。
【0074】
次に、車両の制御モードの設定について説明すると、CPU61は図7に示したルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU61はステップ700から処理を開始し、ステップ705に進んで、現時点においてアンチスキッド制御が必要であるか否かを判定する。アンチスキッド制御は、ブレーキペダルBPが操作されている状態において特定の車輪がロックしている場合に、同特定の車輪のブレーキ力を減少させる制御である。アンチスキッド制御の詳細については周知であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【0075】
具体的には、CPU61はステップ705において、ブレーキスイッチ55によりブレーキペダルBPが操作されていることが示されている場合であって、且つ図4のステップ415にて算出した特定の車輪の実際のスリップ率Sa**の値が正の所定値以上となっている場合に、アンチスキッド制御が必要であると判定する。
【0076】
ステップ705の判定にてアンチスキッド制御が必要であると判定したとき、CPU61はステップ710に進んで、制動操舵制御とアンチスキッド制御とを重畳して実行する制御モードを設定するため変数Modeに「1」を設定し、続くステップ750に進む。
【0077】
一方、ステップ705の判定にてアンチスキッド制御が必要でないと判定したとき、CPU61はステップ715に進んで、現時点において前後制動力配分制御が必要であるか否かを判定する。前後制動力配分制御は、ブレーキペダルBPが操作されている状態において車両の前後方向の減速度の大きさに応じて前輪のブレーキ力に対する後輪のブレーキ力の比率(配分)を減少させる制御である。前後制動力配分制御の詳細については周知であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【0078】
具体的には、CPU61はステップ715において、ブレーキスイッチ55によりブレーキペダルBPが操作されていることが示されている場合であって、且つ図4のステップ410にて算出した推定車体速度Vsoの時間微分値が負の値であり同微分値の絶対値が所定値以上となっている場合に、前後制動力配分制御が必要であると判定する。
【0079】
ステップ715の判定にて前後制動力配分制御が必要であると判定したとき、CPU61はステップ720に進んで、制動操舵制御と前後制動力配分制御とを重畳して実行する制御モードを設定するため変数Modeに「2」を設定し、続くステップ750に進む。
【0080】
ステップ715の判定にて前後制動力配分制御が必要でないと判定したとき、CPU61はステップ725に進んで、現時点においてトラクション制御が必要であるか否かを判定する。トラクション制御は、ブレーキペダルBPが操作されていない状態において特定の車輪がエンジン31の駆動力が発生している方向にスピンしている場合に、同特定の車輪のブレーキ力を増大させる制御又はエンジン31の駆動力を減少させる制御である。トラクション制御の詳細については周知であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【0081】
具体的には、CPU61はステップ725において、ブレーキスイッチ55によりブレーキペダルBPが操作されていないことが示されている場合であって、且つ図4のステップ415にて算出した特定の車輪の実際のスリップ率Sa**の値が負の値であり同実際のスリップ率Sa**の絶対値が所定値以上となっている場合に、トラクション制御が必要であると判定する。
【0082】
ステップ725の判定にてトラクション制御が必要であると判定したとき、CPU61はステップ730に進んで、制動操舵制御とトラクション制御とを重畳して実行する制御モードを設定するため変数Modeに「3」を設定し、続くステップ750に進む。
【0083】
ステップ725の判定にてトラクション制御が必要でないと判定したとき、CPU61はステップ735に進んで、現時点において上記制動操舵制御が必要であるか否かを判定する。具体的には、CPU61はステップ735において、図5のステップ515にて算出したヨーレイト偏差ΔYrの絶対値が図6のステップ620内に記載のテーブルにおける値Yr1以上となっている場合に、図6にて設定された目標スリップ率St**の値が「0」でない特定の車輪が存在するので制動操舵制御が必要であると判定する。
【0084】
ステップ735の判定にて制動操舵制御が必要であると判定したとき、CPU61はステップ740に進んで、制動操舵制御のみを実行する制御モードを設定するため変数Modeに「4」を設定し、続くステップ750に進む。一方、ステップ735の判定にて制動操舵制御が必要でないと判定したとき、CPU61はステップ745に進んで、車両の運動制御を実行しない非制御モードを設定するため変数Modeに「0」を設定し、続くステップ750に進む。この場合、制御すべき特定の車輪は存在しない。
【0085】
CPU61はステップ750に進むと、制御対象車輪に対応するフラグCONT**に「1」を設定するとともに、制御対象車輪でない非制御対象車輪に対応するフラグCONT**に「0」を設定する。なお、このステップ750における制御対象車輪は、図2に示した対応する増圧弁PU**及び減圧弁PD**の少なくとも一方を制御する必要がある車輪である。
【0086】
従って、例えば、ブレーキペダルBPが操作されていない状態であって上述した図6のステップ650に進む場合等、右前輪FRのホイールシリンダWfr内のブレーキ液圧のみを増圧する必要がある場合、図2に示した制御弁SA1,切換弁STR及び増圧弁PUflを共に第2の位置に切換るとともに増圧弁PUfr及び減圧弁PDfrをそれぞれ制御することにより、ホイールシリンダWfl内のブレーキ液圧を保持した状態で高圧発生部41が発生する高圧を利用してホイールシリンダWfr内のブレーキ液圧のみを増圧することになる。従って、この場合における制御対象車輪には、右前輪FRのみならず左前輪FLが含まれる。そして、CPU61はステップ750を実行した後、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。このようにして、制御モードが特定されるとともに、制御対象車輪が特定される。
【0087】
次に、各車輪に付与すべきブレーキ力の制御について説明すると、CPU61は図8に示したルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPU61はステップ800から処理を開始し、ステップ805に進んで、変数Modeが「0」でないか否かを判定し、変数Modeが「0」であればステップ805にて「No」と判定してステップ810に進み、各車輪に対してブレーキ制御を実行する必要がないのでブレーキ液圧制御装置40における総ての電磁弁をOFF(非励磁状態)にした後、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、ドライバーによるブレーキペダルBPの操作力に応じたブレーキ液圧が各ホイールシリンダW**に供給される。
【0088】
一方、ステップ805の判定において変数Modeが「0」でない場合、CPU61はステップ805にて「Yes」と判定してステップ815に進み変数Modeが「4」であるか否かを判定する。そして、変数Modeが「4」でない場合(即ち、制動操舵制御以外のアンチスキッド制御等が必要である場合)、CPU61はステップ815にて「No」と判定してステップ820に進み、図7のステップ750にてフラグCONT**の値が「1」に設定された制御対象車輪に対して図6にて既に設定した制動操舵制御のみを実行する際に必要となる各車輪の目標スリップ率St**を補正した後ステップ825に進む。これにより、制動操舵制御に重畳される変数Modeの値に対応する制御を実行する際に必要となる各車輪の目標スリップ率分だけ図6にて既に設定した各車輪の目標スリップ率St**が制御対象車輪毎に補正される。
【0089】
ステップ815の判定において変数Modeが「4」である場合、CPU61はステップ815にて「Yes」と判定し、図6にて既に設定した各車輪の目標スリップ率St**を補正する必要がないので直接ステップ825に進む。CPU61はステップ825に進むと、図7のステップ750にてフラグCONT**の値が「1」に設定された制御対象車輪に対して、目標スリップ率St**の値と、図4のステップ415にて算出した実際のスリップ率Sa**の値と、ステップ825内に記載の式とに基いて制御対象車輪毎にスリップ率偏差ΔSt**を算出する。
【0090】
次いで、CPU61はステップ830に進み、上記制御対象車輪に対して同制御対象車輪毎に液圧制御モードを設定する。具体的には、CPU61はステップ825にて算出した制御対象車輪毎のスリップ率偏差ΔSt**の値と、ステップ830内に記載のテーブルとに基いて、制御対象車輪毎に、スリップ率偏差ΔSt**の値が所定の正の基準値を超えるときは液圧制御モードを「増圧」に設定し、スリップ率偏差ΔSt**の値が所定の負の基準値以上であって前記所定の正の基準値以下であるときは液圧制御モードを「保持」に設定し、スリップ率偏差ΔSt**の値が前記所定の負の基準値を下回るときは液圧制御モードを「減圧」に設定する。
【0091】
次に、CPU61はステップ835に進み、ステップ830にて設定した制御対象車輪毎の液圧制御モードに基いて、図2に示した制御弁SA1,SA2、切換弁STRを制御するとともに制御対象車輪毎に同液圧制御モードに応じて増圧弁PU**及び減圧弁PD**を制御する。
【0092】
具体的には、CPU61は液圧制御モードが「増圧」となっている車輪に対しては対応する増圧弁PU**及び減圧弁PD**を共に第1の位置(非励磁状態における位置)に制御し、液圧制御モードが「保持」となっている車輪に対しては対応する増圧弁PU**を第2の位置(励磁状態における位置)に制御するとともに対応する減圧弁PD**を第1の位置に制御し、液圧制御モードが「減圧」となっている車輪に対しては対応する増圧弁PU**及び減圧弁PD**を共に第2の位置(励磁状態における位置)に制御する。
【0093】
これにより、液圧制御モードが「増圧」となっている制御対象車輪のホイールシリンダW**内のブレーキ液圧は増大し、また、液圧制御モードが「減圧」となっている制御対象車輪のホイールシリンダW**内のブレーキ液圧は減少することで、各制御車輪の実際のスリップ率Sa**が目標スリップ率St**に近づくようにそれぞれ制御され、この結果、図7に設定した制御モードに対応する制御が達成される。ここで、ステップ835は、制動力制御手段に対応している。
【0094】
なお、図7のルーチンの実行により設定された制御モードがトラクション制御を実行する制御モード(変数Mode=3)又は制動操舵制御のみを実行する制御モード(変数Mode=4)であるときには、エンジン31の駆動力を減少させるため、CPU61は必要に応じて、スロットル弁THの開度がアクセルペダルAPの操作量Accpに応じた開度よりも所定量だけ小さい開度になるようにスロットル弁アクチュエータ32を制御する。そして、CPU61はステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【0095】
以上、説明したように、本発明による車両の運動制御装置によれば、推定車体速度Vsoが所定値(45km/h)以上の場合には目標ヨーレイトYrt(の絶対値)が車両の運動モデルから導かれる理論式に基いた理論値である上記基準ヨーレイト(の絶対値)以下となるように設定され、推定車体速度Vsoが前記所定値未満の場合には目標ヨーレイトYrt(の絶対値)が上記基準ヨーレイト(の絶対値)以上となるように設定される。そして、実際のヨーレイトYrが目標ヨーレイトYrtに近づくように車両の各車輪の目標スリップ率St**が設定され、各車輪の実際のスリップ率Sa**が同目標スリップ率St**になるように同各車輪のブレーキ力が制御される。従って、車両が旋回中であるとき、又は旋回を開始したとき、推定車体速度Vsoが所定値以上の場合には上記基準ヨーレイトが車両に発生するように各車輪のブレーキ力が制御される場合に比して車両の回頭性が低減されて車両の安定性が向上した。一方、推定車体速度Vsoが所定値未満の場合には上記基準ヨーレイトが車両に発生するように各車輪の制動力が制御される場合に比して車両の回頭性が向上した。
【0096】
また、ステアリング角度θsの絶対値が大きくなるほど上記基準ヨーレイトからの目標ヨーレイトYrtの偏移量が大きく設定されているので、低速走行時において車両の回頭性が低下する程度及び高速走行時において車両の安定性が低下する程度に応じて同車両の回頭性を向上させる程度及び同車両の安定性を向上させる程度が過不足なく設定され、車両の運動状態(旋回状態)がより理想に近い状態となった。
【0097】
さらに、車両の実際のギヤ比「20」の代わりに同実際のギヤ比「20」から偏移する制御用ギヤ比nを使用して上記理論式に基いて算出されるヨーレイトが目標ヨーレイトYrtとして算出される。ここで、ギヤ比を変化させたときの車両の運動特性(旋回特性)の変化の程度を予め予想・推定することは比較的容易である。従って、本発明による車両の運動制御装置によれば、各種車両実験・車両シミュレーション等を通じて制御用ギヤ比nの値をチューニング・決定するために必要となる時間を比較的短縮することができ、車両の運動制御装置の設計・開発段階における作業工数を低減することができた。
【0098】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態においては、実際のヨーレイトYrを目標ヨーレイトYrtに近づけるための制御目標として車両の各車輪のスリップ率を使用しているが、例えば、各車輪のホイールシリンダW**内のブレーキ液圧等、各車輪に付与されるブレーキ力に応じて変化する物理量であればどのような物理量を制御目標としてもよい。
【0099】
また、上記実施形態においては、実際のギヤ比「20」に代わりに制御用ギヤ比nを使用することにより上記理論式に基いて目標ヨーレイトYrtを算出しているが、例えば、実際のスタビリティファクタKh(一定値)に代わりに同実際のスタビリティファクタKhの値から推定車体速度Vso等に応じて偏移する制御用スタビリティファクタを設定・使用することにより上記理論式に基いて目標ヨーレイトYrtを算出してもよい。また、上記理論式において使用される車両の各諸元値は実際の諸元値をそのまま使用し、上記理論式において推定車体速度Vso等に応じて変化する新たなパラメータを追加・設定することにより目標ヨーレイトYrtを算出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る車両の運動制御装置を搭載した車両の概略構成図である。
【図2】 図1に示したブレーキ液圧制御装置の概略構成図である。
【図3】 図1に示したCPUが目標ヨーレイトを計算する際に使用する制御用ギヤ比とステアリング角度及び推定車体速度との関係の一例を示した図である。
【図4】 図1に示したCPUが実行する車輪速度等を算出するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図5】 図1に示したCPUが実行するヨーレイト偏差を算出するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図6】 図1に示したCPUが目標スリップ率を算出するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図7】 図1に示したCPUが制御モードを設定するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図8】 図1に示したCPUが各車輪に付与するブレーキ力を制御するためのルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
10…車両の運動制御装置、20…前輪転舵機構部、30…駆動力伝達機構部、40…ブレーキ液圧制御装置、50…センサ部、51**…車輪速度センサ、52・・・ステアリング角度センサ、54・・・ヨーレイトセンサ、60…電気式制御装置、61…CPU。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle motion control device that controls the motion of the vehicle by controlling the braking force applied to the front and rear wheels of the vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is required to improve the turning ability of the vehicle (increase the change in the angle of the vehicle body at the start of turning) when the vehicle travels at a relatively low speed. For this reason, for example, the braking force control device for a vehicle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-2235 applies a braking force to the rear wheel of the vehicle when the rotational speed of the steering wheel that steers the steering wheel is larger than a predetermined value. It is supposed to be. According to this, for example, when the driver tries to make a sudden turn of the vehicle and rotates the steering at a rotational speed greater than the predetermined value, the cornering force of the rear wheel of the vehicle decreases. Therefore, the yaw rate in the turning direction of the vehicle is increased, and the turning ability of the vehicle is improved.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the vehicle is traveling at a relatively high speed, improving the turning performance of the vehicle tends to make the vehicle's motion state unstable. Therefore, it is required to improve the stability of the vehicle.
[0004]
However, according to the device described in the above publication, the braking force is applied to the rear wheels of the vehicle when the rotational speed of the steering is greater than a predetermined value regardless of the vehicle body speed. Even when the vehicle is running, the turning ability of the vehicle may be improved. Therefore, there is a problem that the control in the direction opposite to the above request may be performed during high speed traveling.
[0005]
In order to solve such a problem, for example, a gear ratio variable mechanism that can vary a ratio of a change amount of a steering rotation angle to a change amount of a steering angle of a steered wheel (hereinafter referred to as “gear ratio”). And the gear ratio variable mechanism may be configured such that the gear ratio decreases during low-speed traveling and the gear ratio increases during high-speed traveling. However, in this case, since the variable gear ratio mechanism requires a complicated configuration, its manufacturing cost increases, and as a result, the manufacturing cost of the entire apparatus also increases.
[0006]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vehicle motion control device that can improve both the turning performance of a vehicle at low speed traveling and the stability of the vehicle at high speed traveling with a simple configuration.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION
A feature of the present invention is that a vehicle motion control device acquires a vehicle body speed acquisition unit that acquires a vehicle body speed of the vehicle, and a steering operation amount acquisition that acquires a steering operation amount that changes a turning angle of a steering wheel of the vehicle. Means, and an actual yaw rate related amount acquisition means for acquiring an actual amount of the yaw rate related amount indicating the degree of turning of the vehicle as an actual yaw rate related amount;When the absolute value of the acquired steering operation amount is not less than a first predetermined value and the acquired vehicle body speed is not less than a second predetermined value,The absolute value of the target yaw rate related amount, which is the target amount of the yaw rate related amount, isIt is a reference amount for the yaw rate related amountTo reduce the absolute value of the reference yaw rate related amountAcquiredWhile calculating the target yaw rate related amount according to the vehicle speed,When the absolute value of the acquired steering operation amount is not less than the first predetermined value and the acquired vehicle body speed is less than the second predetermined value,The absolute value of the target yaw rate related amount is larger than the absolute value of the reference yaw rate related amount.AcquiredTarget yaw rate related amount calculating means for calculating the target yaw rate related amount according to the vehicle body speed, and the actual yaw rate related amount are given to the front and rear wheels of the vehicle so as to approach the target yaw rate related amount. And a braking force control means for controlling the braking force. Here, the “yaw rate related amount” is an amount indicating the degree of turning of the vehicle, and is, for example, a yaw rate or a component of the acceleration acting on the vehicle in the left-right direction (lateral acceleration).
[0008]
Here, the reference yaw rate related amount is a yaw rate theoretical formula derived from a vehicle motion model that calculates a theoretical value of the yaw rate when the vehicle turns while the vehicle body speed and the steering operation amount are both constant. The vehicle body speed is Vso, the steering operation amount is θs, and the steering gear ratio that is the actual specification value of the vehicle isn0, When the wheelbase that is the actual specification value of the vehicle is l, and the stability factor that is the actual specification value of the vehicle is expressed as Kh ((Vso · θs) / (n0・ L)) ・ (1 / (1 + Kh ・ Vso2)) Is determined by using the acquired vehicle body speed as Vso and the acquired steering operation amount as θs. And the target yaw rate related amount calculating means is:In the yaw rate theory,The actual steering gear ration0Instead of the acquired vehicle body speed, the acquired steering operation amount, the vehicle body speed and the steering operation amount.AndControl steering gear ratio obtained from a predetermined relationship with the tearing gear rationIt was used,((Vso ・ θs) / (n ・ l)) ・ (1 / (1 + Kh ・ Vso 2 )) Theoretical formula for control yaw rateThe reference yaw rate related amount determined based on the target yaw rate related amount is calculated. In the predetermined relationship, when the absolute value of the acquired steering operation amount is not less than the first predetermined value and the acquired vehicle body speed is not less than the second predetermined value, the control steering Gear rationIs the actual steering gear ration0When the absolute value of the acquired steering operation amount is not less than the first predetermined value and the acquired vehicle body speed is less than the second predetermined value, the control steering gear is set to a larger value. rationIs the actual steering gear ration0Set to a smaller value.
[0009]
The target yaw rate related amount calculating means calculates a target yaw rate related amount that is shifted from the reference yaw rate related amount in accordance with the vehicle body speed acquired by the vehicle body speed acquiring means. In particular,The steering operation amount is large andWhen the vehicle speed is high, the target yaw rate related amount is calculated according to the vehicle speed so that the target yaw rate related amount (absolute value thereof) is smaller than the reference yaw rate related amount (absolute value),The steering operation amount is large andWhen the vehicle body speed is low, the target yaw rate related amount can be calculated in accordance with the vehicle body speed so that the target yaw rate related amount (absolute value thereof) becomes larger than the reference yaw rate related amount (absolute value thereof).
[0010]
The braking force control means is applied to each wheel of the front and rear wheels of the vehicle so that the actual yaw rate related quantity acquired by the actual yaw rate related quantity acquisition means approaches the target yaw rate related quantity that can be calculated as described above. Control braking force. Therefore, when the vehicle is turning or starting to turn,The steering operation amount is large andWhen the vehicle body speed is high, the braking force of each wheel is controlled so that a yaw rate related amount smaller than the reference yaw rate related amount is generated in the vehicle. Therefore, each wheel is controlled so that the reference yaw rate related amount is generated in the vehicle. As compared with the case where the braking force of the vehicle is controlled, the turning ability of the vehicle is reduced and the stability of the vehicle can be improved. on the other hand,The steering operation amount is large andWhen the vehicle body speed is low, the braking force of each wheel is controlled so that a yaw rate related amount larger than the reference yaw rate related amount is generated in the vehicle. Therefore, each wheel is controlled so that the reference yaw rate related amount is generated in the vehicle. As compared with the case where the braking force of the vehicle is controlled, the turning ability of the vehicle can be improved.
[0011]
From the above, according to the above configuration, with a simple configurationThe steering operation amount is large andThe turning ability of the vehicle during low-speed drivingThe steering operation amount is large andBoth the stability of the vehicle during high speed traveling can be improved.
[0012]
In this case, it is preferable that the target yaw rate related amount calculating means is configured to change an amount by which the target yaw rate related amount shifts with respect to the reference yaw rate related amount according to the steering operation amount. In general, the degree to which the turning ability of the vehicle decreases during low-speed driving is determined by the amount of steering operation (the steering angle from the steering reference position corresponding to the turning angle of the steering wheel of the vehicle becomes the reference angle at which the vehicle goes straight). It increases when the operation amount (rotation angle) is large. In addition, the degree to which the stability of the vehicle is reduced during high-speed traveling also increases when the steering operation amount is large.
[0013]
Therefore, if the shift amount of the target yaw rate related amount is changed from the reference yaw rate related amount not only according to the vehicle body speed but also the steering operation amount as described above, for example, as the steering operation amount increases. The deviation amount (absolute value thereof) can be set large, and as a result, the same vehicle according to the degree to which the turning performance of the vehicle is lowered during low speed running and the degree of stability of the vehicle is lowered during high speed running. The degree of improving the turnability of the vehicle and the degree of improving the stability of the vehicle are set without excess or deficiency, and the motion state (turning state) of the vehicle can be made closer to an ideal state.
[0014]
Further, in the vehicle motion control apparatus described above, the target yaw rate related amount calculating means includes theActual steering gear ratioInstead, the larger the amount of deviation of the acquired steering operation amount from the first predetermined value in the increasing direction, and the larger the amount of deviation of the acquired vehicle body speed from the second predetermined value. The aboveActual steering gear ratioThe amount of deviation fromSteering gear ratio for controlPreferably, the reference yaw rate related amount determined based on the yaw rate theoretical formula is calculated as the target yaw rate related amount..
[0015]
In the vehicle motion control device described above, the target yaw rate related amount from the reference yaw rate related amount to be set according to the vehicle body speed and the steering operation amount at the stage of design and development of the device before using the device. Need to be determined in advance. In this case, as above,Actual steering gear ratioInstead of the aboveSteering gear ratio for controlIf the above-mentioned deviation amount is determined by calculating a reference yaw rate related amount determined based on the yaw rate theoretical formula as a target yaw rate related amount using Thus, the deviation amount can be determined only by predetermining the control specification value according to the vehicle body speed or the vehicle body speed and the steering operation amount.
[0016]
Here, it is relatively easy to predict and estimate in advance the degree of change in vehicle motion characteristics (turning characteristics) when a specification value (for example, gear ratio) of a specific vehicle is changed. Therefore, according to the above configuration, it is possible to relatively shorten the time required for tuning and determining the control specification values through various vehicle experiments, vehicle simulations, etc. Work man-hours at the development stage can be reduced.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a vehicle motion control apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle equipped with a vehicle
[0018]
The vehicle
[0019]
The front
[0020]
The steered
[0021]
The driving force
[0022]
As shown in FIG. 2 showing the schematic configuration, the brake fluid
[0023]
The
[0024]
The electric motor M is driven when the hydraulic pressure in the accumulator Acc falls below a predetermined lower limit value, and is stopped when the hydraulic pressure in the accumulator Acc exceeds a predetermined upper limit value. The hydraulic pressure in the accumulator Acc is always maintained at a high pressure within a predetermined range.
[0025]
Further, a relief valve RV is disposed between the accumulator Acc and the reservoir RS, and when the hydraulic pressure in the accumulator Acc becomes abnormally higher than the high pressure, the brake fluid in the accumulator Acc is stored in the reservoir RS. It is supposed to be returned to. As a result, the hydraulic circuit of the
[0026]
The brake fluid
[0027]
The master cylinder MC generates a master cylinder hydraulic pressure corresponding to the assisted operating force. Further, the hydro booster HB generates a regulator hydraulic pressure corresponding to the assisted operating force, which is substantially the same hydraulic pressure as the master cylinder hydraulic pressure, by inputting the master cylinder hydraulic pressure. Since the configurations and operations of the master cylinder MC and the hydro booster HB are well known, a detailed description thereof will be omitted here. In this way, the master cylinder MC and the hydro booster HB generate the master cylinder hydraulic pressure and the regulator hydraulic pressure according to the operating force of the brake pedal BP, respectively.
[0028]
Between the master cylinder MC and each of the upstream side of the FR brake hydraulic
[0029]
When the control valve SA1 is in the first position shown in FIG. 2 (the position in the non-excited state), each of the master cylinder MC, the upstream portion of the FR brake fluid
[0030]
When the control valve SA2 is in the first position shown in FIG. 2 (the position in the non-excited state), each of the upstream portion of the hydro booster HB and the RR brake hydraulic
[0031]
Thus, the master cylinder hydraulic pressure is supplied to each of the upstream portion of the FR brake hydraulic
[0032]
Similarly, the regulator hydraulic pressure is supplied to the upstream portion of the RR brake hydraulic
[0033]
The FR brake fluid
[0034]
As a result, the brake fluid pressure in the wheel cylinder Wfr is supplied from the upstream portion of the FR brake fluid
[0035]
In addition, a check valve CV1 that allows only one-way flow of brake fluid from the wheel cylinder Wfr side to the upstream portion of the FR brake fluid
[0036]
Similarly, the FL brake fluid
[0037]
Further, the control valve SA1 is provided with a check valve CV5 that allows only one-way flow of the brake fluid from the upstream side to the downstream side in parallel. The control valve SA1 is in the second position and is the master valve. The brakes in the wheel cylinders Wfr and Wfl are operated by operating the brake pedal BP when the communication between the cylinder MC and each of the FR brake fluid
[0038]
With the configuration described above, the brake fluid
[0039]
Further, the brake hydraulic
[0040]
Referring to FIG. 1 again, the sensor unit 50 is a wheel speed sensor 51fl, 51fr, 51rl composed of a rotary encoder that outputs a signal having a pulse each time the wheels FL, FR, RL, and RR rotate by a predetermined angle. And 51rr, a
[0041]
The steering angle θs is “0” when the steering 21 is in the neutral position, and is a positive value when the steering 21 is rotated counterclockwise (as viewed from the driver) from the neutral position. The steering wheel 21 is set to a negative value when the steering wheel 21 is rotated clockwise. Further, the yaw rate Yr is set to be a positive value when the vehicle is turning leftward and to a negative value when the vehicle is turning rightward.
[0042]
The
[0043]
Thus, the
[0044]
(Outline of vehicle motion control according to the present invention)
The vehicle
[0045]
[Expression 1]
Yrt = (Vso ・ θs) / (n ・ l) ・ (1 / (1 + Kh ・ Vso2))
[0046]
In
[0047]
In the
[0048]
More specifically, as shown in FIG. 3 showing an example of the relationship between the control gear ratio n, the steering angle θs, and the estimated vehicle body speed Vso, the absolute value of the steering angle θs is predetermined for the control gear ratio n. When the angle is smaller than 90 °, the constant value “20”, which is the same value as the actual gear ratio, is set regardless of the estimated vehicle body speed Vso. In this case, only the actual specification value of the vehicle is used (using the actual gear ratio “20” instead of the control gear ratio n), and the reference is the theoretical value of the yaw rate calculated from the above equation (1). The yaw rate and the target yaw rate Yrt have the same value.
[0049]
On the other hand, when the absolute value of the steering angle θs is equal to or greater than the
[0050]
When the absolute value of the steering angle θs is equal to or greater than the
[0051]
In this way, the present apparatus uses the control gear ratio n set as described above instead of the actual gear ratio “20” as the target yaw rate Yrt. calculate.
[0052]
Next, this apparatus is a deviation between the absolute value of the target yaw rate Yrt calculated as described above and the absolute value of the actual yaw rate Yr (deg / sec) obtained by the
[0053]
[Expression 2]
ΔYr = | Yrt |-| Yr |
[0054]
When the yaw rate deviation ΔYr is a positive value, the vehicle is in a state where the turning radius is larger than the turning radius when the target yaw rate Yrt is assumed to be generated in the vehicle (hereinafter referred to as “understeer”). Therefore, the present apparatus executes understeer suppression control for suppressing the understeer state. Specifically, this device forcibly generates a yawing moment in the same direction as the turning direction to the vehicle by generating a predetermined braking force according to the value of the yaw rate deviation ΔYr on the rear wheel inside the turning direction. Let Thereby, the absolute value of the actual yaw rate Yr is increased, and the actual yaw rate Yr is controlled to approach the target yaw rate Yrt.
[0055]
Further, when the value of the yaw rate deviation ΔYr is a negative value, the vehicle is in a state where the turning radius becomes smaller than the turning radius when the target yaw rate Yrt is assumed to be generated in the vehicle (hereinafter referred to as “oversteer”). Therefore, the present apparatus executes oversteer suppression control for suppressing the oversteer state. Specifically, this device forcibly generates a yawing moment in a direction opposite to the turning direction with respect to the vehicle by generating a predetermined braking force according to the value of the yaw rate deviation ΔYr on the front wheel outside the turning direction. . Thereby, the absolute value of the actual yaw rate Yr is reduced, and the actual yaw rate Yr is controlled so as to approach the target yaw rate Yrt.
[0056]
In this way, by executing understeer suppression control or oversteer suppression control (hereinafter collectively referred to as “brake steering control”), the present apparatus controls the braking force to be applied to each wheel. Then, a predetermined yawing moment is generated for the vehicle in a direction in which the actual yaw rate Yr approaches the target yaw rate Yrt calculated as described above. Further, when executing braking steering control, when any one of anti-skid control, front / rear braking force distribution control, and traction control, which will be described later, needs to be executed together, In consideration of the braking force to be applied to each wheel in order to execute one control, the braking force to be applied to each wheel is finally determined. The above is the outline of the vehicle motion control according to the present invention.
[0057]
(Actual operation)
Next, the actual operation of the vehicle
[0058]
The
[0059]
Next, the
[0060]
Next, the
[0061]
Next, calculation of yaw rate deviation will be described. The
[0062]
Thus, when the absolute value of the steering angle θs is smaller than 90 °, the control gear ratio n is set to a constant value “20” that is the same value as the actual gear ratio regardless of the estimated vehicle speed Vso. Is set. When the absolute value of the steering angle θs is 90 ° or more and the estimated vehicle speed Vso is 45 (km / h) or more, the control gear ratio n is the actual gear ratio “20” or more and the steering The angle θs is set so as to increase as the absolute value of the angle θs increases and as the estimated vehicle body speed Vso increases. When the absolute value of the steering angle θs is 90 ° or more and the estimated vehicle speed Vso is less than 45 (km / h), the control gear ratio n is a value equal to or less than the actual gear ratio “20” and the steering The angle θs is set so as to decrease as the absolute value of the angle θs increases and as the value of the estimated vehicle body speed Vso decreases.
[0063]
Next, the
[0064]
Next, the
[0065]
Next, calculation of the target slip ratio of each wheel necessary for determining the braking force to be applied to each wheel when only the above-described braking steering control is executed will be described. The
[0066]
Here, the turning direction display flag L is a flag indicating whether the vehicle is turning left or right, and when the value is “1”, the vehicle is turning left. When the value is “0”, it indicates that the vehicle is turning right. Therefore, the turning direction of the vehicle is specified by the value of the turning direction display flag L.
[0067]
Next, the
[0068]
Next, the
[0069]
When the turning direction display flag L is “1” in the determination in
[0070]
On the other hand, when the turning direction display flag L is “0” in the determination in
[0071]
On the other hand, if the yaw rate deviation ΔYr is negative in the determination in step 625, the
[0072]
When the turning direction display flag L is “1” in the determination in
[0073]
On the other hand, when the turning direction display flag L is “0” in the determination of
[0074]
Next, the setting of the vehicle control mode will be described. The
[0075]
Specifically, in
[0076]
When it is determined in
[0077]
On the other hand, when it is determined in
[0078]
Specifically, in
[0079]
When it is determined in
[0080]
When it is determined in
[0081]
Specifically, in
[0082]
When it is determined in
[0083]
When it is determined in
[0084]
When it is determined in
[0085]
In
[0086]
Therefore, for example, when the brake pedal BP is not operated and the process proceeds to step 650 in FIG. 6 described above, when only the brake fluid pressure in the wheel cylinder Wfr of the right front wheel FR needs to be increased, The brake fluid pressure in the wheel cylinder Wfl is maintained by switching both the control valve SA1, the switching valve STR and the pressure increasing valve PUfl shown in FIG. 2 to the second position and controlling the pressure increasing valve PUfr and the pressure reducing valve PDfr, respectively. In this state, only the brake fluid pressure in the wheel cylinder Wfr is increased using the high pressure generated by the
[0087]
Next, the control of the braking force to be applied to each wheel will be described. The
[0088]
On the other hand, if the variable Mode is not “0” in the determination in
[0089]
When the variable Mode is “4” in the determination in
[0090]
Next, the
[0091]
Next, the
[0092]
Specifically, the
[0093]
As a result, the brake fluid pressure in the wheel cylinder W ** of the wheel to be controlled whose fluid pressure control mode is “increase” increases, and the control object whose fluid pressure control mode is “reduced pressure”. By reducing the brake fluid pressure in the wheel cylinder W ** of the wheel, the actual slip rate Sa ** of each control wheel is controlled so as to approach the target slip rate St **. As a result, as shown in FIG. Control corresponding to the set control mode is achieved. Here,
[0094]
When the control mode set by executing the routine of FIG. 7 is the control mode for executing traction control (variable Mode = 3) or the control mode for executing only braking steering control (variable Mode = 4), the
[0095]
As described above, according to the vehicle motion control apparatus of the present invention, when the estimated vehicle body speed Vso is equal to or greater than a predetermined value (45 km / h), the target yaw rate Yrt (absolute value) is calculated from the vehicle motion model. When the estimated vehicle speed Vso is less than the predetermined value, the target yaw rate Yrt (the absolute value thereof) is set to the above-mentioned reference yaw rate (the absolute value thereof) which is a theoretical value based on the derived theoretical formula. It is set to be equal to or higher than the reference yaw rate (the absolute value thereof). Then, the target slip rate St ** of each wheel of the vehicle is set so that the actual yaw rate Yr approaches the target yaw rate Yrt, and the actual slip rate Sa ** of each wheel becomes the same target slip rate St **. The brake force of each wheel is controlled. Therefore, when the vehicle is turning, or when turning is started, when the estimated vehicle speed Vso is equal to or higher than a predetermined value, the braking force of each wheel is controlled so that the reference yaw rate is generated in the vehicle. In comparison, the turning ability of the vehicle is reduced, and the stability of the vehicle is improved. On the other hand, when the estimated vehicle speed Vso is less than a predetermined value, the turning ability of the vehicle is improved as compared with the case where the braking force of each wheel is controlled so that the reference yaw rate is generated in the vehicle.
[0096]
Further, since the deviation amount of the target yaw rate Yrt from the reference yaw rate is set to be larger as the absolute value of the steering angle θs becomes larger, the degree of turning of the vehicle at low speeds and the degree of turning of the vehicle at high speeds are reduced. The degree to which the turning ability of the vehicle is improved and the degree to which the stability of the vehicle is improved according to the degree to which the stability is reduced is set without excess or deficiency, and the vehicle motion state (turning state) is closer to ideal. became.
[0097]
Further, the yaw rate calculated based on the above theoretical formula using the control gear ratio n deviating from the actual gear ratio “20” instead of the actual gear ratio “20” of the vehicle is set as the target yaw rate Yrt. Calculated. Here, it is relatively easy to predict and estimate in advance the degree of change in the vehicle motion characteristics (turning characteristics) when the gear ratio is changed. Therefore, according to the vehicle motion control apparatus of the present invention, it is possible to relatively shorten the time required for tuning and determining the value of the control gear ratio n through various vehicle experiments, vehicle simulations, etc. The work man-hours in the design / development stage of the motion control device of the company were reduced.
[0098]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be employed within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the slip ratio of each wheel of the vehicle is used as a control target for bringing the actual yaw rate Yr close to the target yaw rate Yrt. For example, the brake in the wheel cylinder W ** of each wheel is used. Any physical quantity may be used as the control target as long as it is a physical quantity that changes according to the braking force applied to each wheel, such as hydraulic pressure.
[0099]
In the above embodiment, the target yaw rate Yrt is calculated based on the above theoretical formula by using the control gear ratio n instead of the actual gear ratio “20”. Target yaw rate based on the above theoretical formula by setting and using a control stability factor that shifts from the actual stability factor Kh value according to the estimated vehicle speed Vso instead of the factor Kh (constant value) Yrt may be calculated. In addition, each specification value of the vehicle used in the above theoretical formula uses the actual specification value as it is, and by adding and setting a new parameter that changes according to the estimated vehicle body speed Vso in the above theoretical formula. The target yaw rate Yrt may be calculated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with a vehicle motion control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the brake fluid pressure control device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing an example of a relationship between a control gear ratio, a steering angle, and an estimated vehicle body speed used when the CPU shown in FIG. 1 calculates a target yaw rate.
4 is a flowchart showing a routine for calculating wheel speed and the like executed by a CPU shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing a routine for calculating a yaw rate deviation executed by a CPU shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a flowchart showing a routine for the CPU shown in FIG. 1 to calculate a target slip ratio.
FIG. 7 is a flowchart showing a routine for the CPU shown in FIG. 1 to set a control mode.
FIG. 8 is a flowchart showing a routine for controlling the braking force applied to each wheel by the CPU shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記車両の操舵輪の転舵角を変更するステアリングの操作量を取得するステアリング操作量取得手段と、
前記車両の旋回の程度を示すヨーレイト関連量の実際量を実ヨーレイト関連量として取得する実ヨーレイト関連量取得手段と、
前記車体速度及び前記ステアリング操作量が共に一定である状態で前記車両が旋回する場合におけるヨーレイトの理論値を算出する車両の運動モデルから導かれるヨーレイト理論式であって、前記車体速度をVso、前記ステアリング操作量をθs、前記車両の実際の諸元値であるステアリングギヤ比をn0、前記車両の実際の諸元値であるホイールベースをl、前記車両の実際の諸元値であるスタビリティファクタをKhと表したときに((Vso・θs)/(n0・l))・(1/(1+Kh・Vso2))と表されるヨーレイト理論式に基づいて、Vsoとして前記取得された車体速度を使用し且つθsとして前記取得されたステアリング操作量を使用することで前記ヨーレイト関連量の基準量である基準ヨーレイト関連量が決定される場合において、前記取得されたステアリング操作量の絶対値が第1所定値以上であって且つ前記取得された車体速度が第2所定値以上であるとき、前記ヨーレイト関連量の目標量である目標ヨーレイト関連量の絶対値が前記基準ヨーレイト関連量の絶対値よりも小さくなるように前記取得された車体速度に応じて前記目標ヨーレイト関連量を算出するとともに、前記取得されたステアリング操作量の絶対値が前記第1所定値以上であって且つ前記取得された車体速度が前記第2所定値未満であるとき、前記目標ヨーレイト関連量の絶対値が前記基準ヨーレイト関連量の絶対値よりも大きくなるように前記取得された車体速度に応じて前記目標ヨーレイト関連量を算出する目標ヨーレイト関連量算出手段と、
前記実ヨーレイト関連量が前記目標ヨーレイト関連量に近づくように前記車両の前輪及び後輪の各車輪に付与される制動力を制御する制動力制御手段と、
を備えた車両の運動制御装置において、
前記目標ヨーレイト関連量算出手段は、
前記ヨーレイト理論式において、前記実際のステアリングギヤ比n0の代わりに、前記取得された車体速度と、前記取得されたステアリング操作量と、前記車体速度及び前記ステアリング操作量とステアリングギヤ比との予め定められた関係と、から得られる制御用ステアリングギヤ比nを使用した、((Vso・θs)/(n・l))・(1/(1+Kh・Vso 2 ))で表される制御用ヨーレイト理論式に基づいて決定される前記基準ヨーレイト関連量を前記目標ヨーレイト関連量として算出するとともに、
前記予め定められた関係では、
前記取得されたステアリング操作量の絶対値が前記第1所定値以上であって且つ前記取得された車体速度が前記第2所定値以上であるとき、前記制御用ステアリングギヤ比nが前記実際のステアリングギヤ比n0より大きい値に設定され、
前記取得されたステアリング操作量の絶対値が前記第1所定値以上であって且つ前記取得された車体速度が前記第2所定値未満であるとき、前記制御用ステアリングギヤ比nが前記実際のステアリングギヤ比n0より小さい値に設定された、車両の運動制御装置。Vehicle body speed acquisition means for acquiring a vehicle body speed;
Steering operation amount acquisition means for acquiring a steering operation amount for changing a turning angle of the steering wheel of the vehicle;
An actual yaw rate related amount acquisition means for acquiring an actual amount of a yaw rate related amount indicating the degree of turning of the vehicle as an actual yaw rate related amount;
A yaw rate theoretical formula derived from a vehicle motion model that calculates a theoretical value of yaw rate when the vehicle turns with both the vehicle body speed and the steering operation amount being constant, wherein the vehicle body speed is Vso, The steering operation amount is θs, the steering gear ratio that is the actual specification value of the vehicle is n0 , the wheel base that is the actual specification value of the vehicle is l, and the stability factor that is the actual specification value of the vehicle the based upon the ((Vso · θs) / ( n0 · l)) · (1 / (1 + Kh · Vso 2)) and the yaw rate theoretical formula represented expressed and Kh, which is the acquired as Vso The absolute value of the acquired steering operation amount when the reference yaw rate related amount that is the reference amount of the yaw rate related amount is determined by using the vehicle body speed and the acquired steering operation amount as θs. Is equal to or greater than a first predetermined value and the acquired vehicle body speed is equal to or greater than a second predetermined value, the absolute value of the target yaw rate related amount that is the target amount of the yaw rate related amount is the absolute value of the reference yaw rate related amount. The target yaw rate related amount is calculated according to the acquired vehicle body speed so as to be smaller than a value, and the absolute value of the acquired steering operation amount is equal to or greater than the first predetermined value and is acquired. When the vehicle body speed is less than the second predetermined value, the target yaw rate related amount is set according to the acquired vehicle body speed so that the absolute value of the target yaw rate related amount is larger than the absolute value of the reference yaw rate related amount. A target yaw rate related amount calculating means for calculating the amount;
Braking force control means for controlling the braking force applied to the front and rear wheels of the vehicle so that the actual yaw rate related amount approaches the target yaw rate related amount;
In a vehicle motion control apparatus comprising:
The target yaw rate related amount calculating means includes :
In the yaw rate theoretical formula, instead of the actual steering gear ratio n0, and the vehicle speed which the acquired, a steering operation amount the acquired previously and the vehicle speed and the steering operation amount and the scan Tearingugiya ratio Control represented by ((Vso ・ θs) / (n ・ l)) ・ (1 / (1 + Kh ・ Vso 2 )) using the defined relationship and the control steering gear ratio n obtained from Calculating the reference yaw rate related amount determined based on the theoretical yaw rate theoretical formula as the target yaw rate related amount;
In the predetermined relationship,
When the absolute value of the acquired steering operation amount is not less than the first predetermined value and the acquired vehicle body speed is not less than the second predetermined value, the control steering gear ratio n is the actual steering Set to a value greater than gear ratio n0 ,
When the absolute value of the acquired steering operation amount is greater than or equal to the first predetermined value and the acquired vehicle body speed is less than the second predetermined value, the control steering gear ratio n is the actual steering A vehicle motion control device set to a value smaller than the gear ratio n0 .
前記目標ヨーレイト関連量算出手段は、前記基準ヨーレイト関連量に対して前記目標ヨーレイト関連量が偏移する量を前記取得されたステアリング操作量に応じて変更するように構成された車両の運動制御装置。The vehicle motion control device according to claim 1,
The target yaw rate related amount calculation means is configured to change an amount by which the target yaw rate related amount shifts with respect to the reference yaw rate related amount according to the acquired steering operation amount. .
前記目標ヨーレイト関連量算出手段は、
前記実際のステアリングギヤ比n0の代わりに、前記取得されたステアリング操作量の前記第1所定値からの増大方向の偏移量が大きいほど、並びに、前記取得された車体速度の前記第2所定値からの偏移量が大きいほど、前記実際のステアリングギヤ比n0からの偏移量が大きい前記制御用ステアリングギヤ比nを使用して前記制御用ヨーレイト理論式に基づいて決定される前記基準ヨーレイト関連量を前記目標ヨーレイト関連量として算出するように構成された車両の運動制御装置。The vehicle motion control device according to claim 2,
The target yaw rate related amount calculating means includes:
Instead of the actual steering gear ratio n0, the larger the amount of deviation of the acquired steering operation amount from the first predetermined value in the increasing direction, and the second predetermined value of the acquired vehicle body speed. The larger the deviation amount from the actual steering gear ratio n0 , the larger the deviation amount from the actual steering gear ratio n0 . The reference steering yaw rate related to the reference yaw rate is determined based on the control yaw rate theoretical formula using the control steering gear ratio n. A vehicle motion control device configured to calculate a quantity as the target yaw rate related quantity.
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