JP2000233762A - 車輌の操舵制御装置 - Google Patents
車輌の操舵制御装置Info
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Abstract
舵を適切に行い、これにより操舵輪の横力の低下を効果
的に防止して旋回時の車輌の安定性を確実に向上させ
る。 【解決手段】 車輌の目標ヨーレートγtが演算され
(80)、目標ヨーレートγtと検出ヨーレートγとの
偏差Δγtに基づき補正操舵角θaが演算され(90)、
補正操舵角θaに基づき補正操舵装置24が制御される
ことにより前輪が補正操舵される(170)。補正操舵
角θaが左旋回方向の制限値θapを越えているときには
補正操舵角θaが制限値θapに設定され、補正操舵角θa
が右旋回方向の制限値θam未満であるときには補正操舵
角θaが制限値θamに設定される(100〜130)。
また徐変演算により制限値θap及びθamの変化率が一定
の増加率Δθu及び減少率Δθdに規制される(156
0、160)。
Description
置に係り、更に詳細には補正操舵、即ち運転者の操舵に
対する介入操舵により車輌の旋回時の安定性を向上させ
る操舵制御装置に係る。
して、例えば本願出願人の出願にかかる特開平5−31
9289号公報に記載されている如く、車輌の状態量や
運転者の操作量に基づき操舵輪のコーナリングフォース
及びスリップ角を推定し、コーナリングフォースをスリ
ップ角にて偏微分した値が負であるときにはスリップ角
と予め設定された限界スリップ角との偏差を補正舵角と
して補正操舵するよう構成された操舵制御装置が従来よ
り知られている。
り過大な操舵が行われることにより操舵輪のスリップ角
が過大になり、コーナリングフォースをスリップ角にて
偏微分した値が負になると、換言すれば過大な操舵に起
因して操舵輪の横力が低下する虞れが高くなると、スリ
ップ角と予め設定された限界スリップ角との偏差を補正
舵角として補正操舵が行われることにより操舵輪の実舵
角が低減されるので、過大な操舵に起因する操舵輪の横
力の低下を防止し、これにより車輌の旋回性能を向上さ
せることができる。
記載された先の提案にかかる操舵制御装置に於いては、
コーナリングフォース及びスリップ角の何れも推定値で
あるため、コーナリングフォースをスリップ角にて偏微
分した値はコーナリングフォース及びスリップ角を推定
するための車輌の状態量や運転者の操作量を検出するセ
ンサの検出誤差等の影響を受け易く、そのため過大な操
舵に起因して操舵輪の横力が低下する虞れが高いか否か
を正確に判定することができない場合があり、従って不
必要な補正操舵が行われたり必要な補正操舵が行われな
かったりするという問題がある。
に、車輌の状態量に基づき車輌の目標ヨーレートを演算
し、実ヨーレートと目標ヨーレートとの偏差に基づき補
正操舵角を演算し、該補正操舵角に基づき補正操舵する
よう構成された操舵制御装置も既に知られている。
輪のスリップ角が限界スリップ角を越えた状況に於いて
補正操舵によって操舵輪の実舵角が切り増し方向に増大
されると、操舵輪のスリップ角が更に増大し、そのため
操舵輪の横力が更に低下するため、旋回時の車輌の安定
性が補正操舵により却って悪化される場合があるという
問題がある。
プ角にて偏微分した値が負であるときに補正操舵した
り、ヨーレート偏差に基づき補正操舵するよう構成され
た従来の操舵制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みて
なされたものであり、本発明の主要な課題は、補正操舵
角を所定の範囲内に制限することにより、不必要な補正
操舵を防止しつつ必要な補正操舵を適切に行い、これに
より操舵輪の横力の低下を効果的に防止して旋回時の車
輌の安定性を確実に向上させることである。
発明によれば、請求項1の構成、即ち車輌の状態量を検
出する状態量検出手段と、検出された状態量に基づき車
輌の旋回挙動を安定化させるための補正操舵角を演算す
る補正操舵角演算手段と、前記補正操舵角に基づき操舵
輪を補正操舵する補正操舵手段とを有する車輌の操舵制
御装置に於いて、前記操舵制御装置は前記補正操舵角を
操舵切り増し側の制限値と操舵切り戻し側の制限値との
間の値に制限する補正操舵角制限手段を有することを特
徴とする車輌の操舵制御装置によって達成される。
車輌の状態量に基づき車輌の旋回挙動を安定化させるた
めの補正操舵角が演算され、補正操舵角に基づき操舵輪
が補正操舵されるので、操舵輪の実舵角が適正化される
ことによって旋回時の車輌の安定性が向上され、また補
正操舵角は操舵切り増し側の制限値と操舵切り戻し側の
制限値との間の値に制限されるので、操舵輪のスリップ
角が限界スリップ角を越えた状況に於いて補正操舵が行
われる場合にも、操舵輪の実舵角が切り増し方向に増大
され操舵輪のスリップ角が更に増大することに起因して
操舵輪の横力が更に低下する虞れが効果的に低減され
る。
効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前
記操舵切り増し側の制限値の大きさは前記操舵切り戻し
側の制限値の大きさよりも小さいよう構成される(請求
項2の構成)。
し側の制限値の大きさは操舵切り戻し側の制限値の大き
さよりも小さいので、操舵輪のスリップ角が限界スリッ
プ角を越えた状況に於いて補正操舵が行われる場合に補
正操舵に起因して操舵輪の横力が更に低下することが確
実に防止されると共に、操舵輪の実舵角を切り戻し方向
に補正する補正操舵が確実に実行される。
効果的に達成すべく、上記請求項2の構成に於いて、前
記補正操舵角制限手段は車輌の旋回方向の切り替わりを
検出する手段と、車輌の旋回方向の切り替わりが検出さ
れたときには少なくとも前記操舵切り増し側の制限値を
徐々に変化させる制限値徐変手段とを有するよう構成さ
れる(請求項3の構成)。
方向が切り替わったときには制限値徐変手段により少な
くとも操舵切り増し側の制限値が徐々に変化されるの
で、車輌の旋回方向が切り替わったときに操舵切り増し
側の制限値が急激に変化し、補正操舵角が急激に変化す
ることに起因して操舵輪の実舵角が急激に変化すること
が確実に防止される。
い態様によれば、上記請求項1の構成に於いて、状態量
検出手段は車輌の実ヨーレート及び車輌の目標ヨーレー
トを演算するための状態量を検出するよう構成される
(好ましい態様1)。
ば、上記好ましい態様1の構成に於いて、補正操舵角演
算手段は車輌の状態量に基づき車輌の目標ヨーレートを
演算し、実ヨーレートと目標ヨーレートとの偏差に基づ
き補正操舵角を演算するよう構成される(好ましい態様
2)。
れば、上記請求項1の構成に於いて、補正操舵角制限手
段は補正操舵角演算手段により演算された補正操舵角が
操舵切り増し側の制限値と操舵切り戻し側の制限値とに
より設定される所定の範囲を超えるときには補正操舵角
を対応する制限値に制限するよう構成される(好ましい
態様3)。
れば、上記好ましい態様3の構成に於いて、補正操舵角
制限手段は補正操舵角演算手段により演算された補正操
舵角が操舵切り増し側の制限値と操舵切り戻し側の制限
値とにより設定される所定の範囲を超えるときには補正
操舵角を対応する制限値に制限すると共に、制限値の変
化を制限するよう構成される(好ましい態様4)。
れば、上記好ましい態様4の構成に於いて、補正操舵角
制限手段は制限値の変化を禁止することにより制限値の
変化を制限するよう構成される(好ましい態様5)。
れば、上記請求項3の構成に於いて、車輌の旋回方向の
切り替わりを検出する手段は車輌の実ヨーレートを検出
する手段を含み、実ヨーレートの符号の変化に基づき旋
回方向の切り替わりを検出するよう構成される(好まし
い態様6)。
れば、上記請求項3の構成に於いて、制限値徐変手段は
車輌の旋回方向の切り替わりが検出されたときには操舵
切り増し側の制限値が旋回方向の切り替わりが検出され
る前の操舵切り戻し側の制限値より変化する際の変化率
を制限することにより操舵切り増し側の制限値を徐々に
変化させるよう構成される(好ましい態様7)。
れば、上記好ましい態様1の構成に於いて、補正操舵角
演算手段は少なくとも操舵角をパラメータとする互いに
異なる車輌モデルに基づき車輌のヨーレートを推定する
複数の推定手段と、該複数の推定手段により推定された
複数のヨーレートのうちの最大値及び最小値に基づき異
常判定範囲を設定し、状態量検出手段により検出された
車輌の実ヨーレートが異常判定範囲内にあるか否かによ
り状態量検出手段が異常であるか否かを判定する手段と
を有するよう構成される(好ましい態様8)。
れば、上記好ましい態様8の構成に於いて、補正操舵角
演算手段は車輌の実ヨーレートが異常判定範囲外にある
ときには実ヨーレートを異常判定範囲内の値に補正して
補正操舵角を演算するよう構成される(好ましい態様
9)。
れば、上記好ましい態様8の構成に於いて、複数の推定
手段は少なくとも操舵角を入力パラメータとする互いに
異なるオブザーバであるよう構成される(好ましい態様
10)。
れば、上記好ましい態様10の構成に於いて、複数の推
定手段は車輌のヨーレート及び前後輪の横力を推定し、
補正操舵角演算手段は推定された前後輪の横力に基づき
車輌の横加速度を推定する手段と、車輌の実横加速度を
検出する手段とを有し、車輌の実ヨーレートが異常判定
範囲外にある状況が所定の時間以上継続するときには、
推定された横加速度と実横加速度との偏差の大きさが最
も小さいオブザーバにより推定されたヨーレートに基づ
き補正操舵角を演算するよう構成される(好ましい態様
11)。
れば、上記請求項1の構成に於いて、車輌は操舵トルク
アシスト式の操舵装置を有し、操舵制御装置は操舵トル
ク検出手段と、検出された操舵トルクに応じてアシスト
トルクを演算する手段と、少なくとも補正操舵角に応じ
て補正トルクを演算する補正トルク演算手段と、補正ト
ルクにて補正されたアシストトルクにて操舵装置の操舵
トルクを制御する操舵トルク制御手段とを含むよう構成
される(好ましい態様12)。
れば、上記好ましい態様12の構成に於いて、補正トル
ク演算手段は補正操舵角に基づき第一の補正トルクを演
算し、補正操舵角の変化率に基づき第二の補正トルクを
演算し、第一の補正トルクと第二の補正トルクとの和と
して補正トルクを演算するよう構成される(好ましい態
様13)。
れば、上記好ましい態様12の構成に於いて、操舵制御
装置は車輌の実ヨーレートを検出するヨーレート検出手
段を含み、補正トルク演算手段は少なくとも操舵角に基
づき車輌の目標ヨーレートを演算し、実ヨーレートと目
標ヨーレートとの偏差を演算し、該偏差の絶対値と補正
操舵角との積に基づき該積の大きさが大きいほど大きさ
が小さくなるよう第一の補正トルクを演算するよう構成
される(好ましい態様14)。
発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
えた車輌に適用された本発明による車輌の操舵制御装置
の一つの好ましい実施形態を示す概略構成図である。
車輌12の左右の前輪を示し、10RL及び10RRはそれ
ぞれ車輌の駆動輪である左右の後輪を示している。従動
輪であり操舵輪でもある左右の前輪10FL及び10FRは
運転者によるステアリングホイール14の操舵に応答し
て駆動されるラック・アンド・ピニオン式の電動式パワ
ーステアリング装置16によりタイロッド18L 及び1
8R を介して操舵される。
テアリング装置16は操舵トルクアシスト式のパワース
テアリング装置であり、ステアリングホイール14とパ
ワーステアリング装置16のギヤボックスとを連結する
アッパシャフト20とロアシャフト22との間には補正
操舵装置24が介装されている。補正操舵装置24は例
えばモータ及び歯車機構を含み、アッパシャフト20に
対し相対的にロアシャフト22を回転させることにより
補正操舵を行うようになっている。
装置24は後に詳細に説明する如く運転者の操舵負担を
軽減するアシストトルクを発生すると共に旋回時の車輌
の安定性を向上させるべく電気式制御装置26により制
御される。またパワーステアリング装置16は補正操舵
に起因する操舵反力の変動を是正すべく補正操舵が行わ
れるときには補正操舵に応じて補正されたアシストトル
クを発生するよう電気式制御装置26により制御され
る。
パシャフト20に設けられた操舵角センサ28により検
出された操舵角θを示す信号、ヨーレートセンサ30に
より検出された車輌の実ヨーレートγを示す信号、車速
センサ32により検出された車速Vを示す信号、トルク
センサ34により検出された操舵トルクTsを示す信
号、横加速度センサ36により検出された車輌の横加速
度Gyを示す信号が入力される。
合の値を正として操舵角θ等を検出する。また図1には
詳細に示されていないが、電気式制御装置26は例えば
CPUとROMとRAMと入出力ポート装置とを有し、
これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された
一般的な構成のマイクロコンピュータと駆動回路とより
なるものであってよい。
示されたフローチャートに従い、操舵角θ及び車速Vに
基づき車輌の目標ヨーレートγtを演算し、ヨーレート
センサ30により検出された実ヨーレート(検出ヨーレ
ート)γと目標ヨーレートγtとの偏差Δγtを演算し、
ヨーレート偏差Δγtに基づき前輪の補正操舵角θaを演
算し、補正操舵角θaに基づき補正操舵装置24を制御
し、これにより前輪のスリップ角を最適化することによ
って旋回時の車輌の安定性を向上させる。
2に示されたフローチャートに従い、補正操舵角θaを
左旋回方向の制限値θap(正の値)以下で右旋回方向の
制限値θam(負の値)以上に制限し、また車輌の旋回方
向が切り替わった際の制限値θap及びθamの変化率を制
限し、更に補正操舵角θaが制限値θap又はθamにより
制限されている状況に於いては制限値θap及びθamの変
化を制限する。
3に示されたフローチャートに従い、操舵角θ及び車速
Vを入力パラメータとするオブザーバ1〜3により車輌
の推定ヨーレートγh1〜γh3を演算し、ヨーレートセン
サ30により検出された検出ヨーレートγが推定ヨーレ
ートγh1〜γh3により定まる所定の範囲内にないときに
は検出ヨーレートγを所定の範囲内の値に補正する。
3に示されたフローチャートに従い、検出ヨーレートγ
が所定の範囲内にない状況が所定の時間以上継続したと
きには、オブザーバ1〜3により推定された前輪横力F
fj及び後輪横力Frjに基づき車輌の推定横加速度Gyhj
(j=1、2、3)を演算し、横加速度センサ36によ
り検出された横加速度Gyと推定横加速度Gyhjとの偏差
ΔGyjを演算し、横加速度偏差ΔGyjの大きさが最も小
さいオブザーバにより推定されたヨーレートγhjを検出
ヨーレートγに設定する。
4に示されたルーチンに従い、トルクセンサ34により
検出された操舵トルクTsに基づき基本アシストトルク
Tbを演算し、補正操舵角θaに基づき第一の補正トルク
Ta1を演算し、補正操舵角の微分値θadに基づき第二の
補正トルクTa2を演算し、基本アシストトルクTbを第
一の補正トルクTa1及び第二の補正トルクTa2にて補正
した後のアシストトルクTasを演算し、アシストトルク
Tasに基づき電動式パワーステアリング装置16を制御
することにより操舵トルクのアシスト制御を行う。
トを参照して図示の実施形態に於ける補正操舵制御につ
いて説明する。尚図2及び図3に示されたフローチャー
トによる補正操舵制御は図には示されていないイグニッ
ションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に
繰返し実行される。
28により検出された操舵角θを示す信号等の読み込み
が行われ、ステップ20に於いては図3に示されたフロ
ーチャートに従って後述の如くヨーレートセンサ30の
異常判定処理が行われ、ヨーレートセンサ30が異常で
あるときには検出ヨーレートγが補正される。
前輪の実舵角δが演算されると共に、Hを車輌のホイー
ルベースとし、Khをスタビリティファクタとして下記
の式1に従って車輌の目標ヨーレートγtが演算され
る。 γt=V・δ/(1+Kh・V2)H ……(1)
tと検出ヨーレートγとの偏差Δγt(=γt−γ)が演
算されると共に、ヨーレート偏差Δγtに基づき図5に
示されたグラフに対応するマップより前輪の補正操舵角
θaが演算される。尚補正操舵角θaはヨーレート偏差Δ
γtに比例する値として演算されてもよい。
が左旋回方向の制限値θapを越えているか否かの判別が
行われ、否定判別が行われたときにはステップ120へ
進み、肯定判別が行われたときにはステップ110に於
いて補正操舵角θaが制限値θapに設定された後ステッ
プ170へ進む。
が右旋回方向の制限値θam未満であるか否かの判別が行
われ、否定判別が行われたときにはステップ140へ進
み、肯定判別が行われたときにはステップ130に於い
て補正操舵角θaが制限値θamに設定された後ステップ
170へ進む。
γが正であるか否かの判別、即ち車輌が左旋回状態にあ
るか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには
ステップ160へ進み、肯定判別が行われたときにはス
テップ150へ進む。
{ }内の数値のうちの最大値として下記の式2及び3
に従って制限値θap及びθamが徐々に変化するようこれ
らの制限値が演算され、ステップ160に於いてはmin
{ }を{ }内の数値のうちの最小値として下記の式
4及び5に従って制限値θap及びθamが徐々に変化する
ようこれらの制限値が演算され、ステップ150又は1
60が完了するとステップ170へ進む。
前輪の切り増し側の制限値であり、θdは前輪の切り戻
し側の制限値であり、Δθuは制限値θap及びθamの大
きさの増加率であり、Δθdは制限値θap及びθamの大
きさの減少率である。またθi、θd、Δθu、Δθdは全
て正の定数であり、特にθi<θd、Δθu>Δθdである
(後述の図13参照)。
角θaに基づき補正操舵装置24が制御され、これによ
り左右前輪10FL及び10FRが補正操舵角θaにて補正
操舵され、しかる後ステップ10へ戻る。
テップ25に於いては、操舵角θに基づき前輪の実舵角
δが演算され、下記の式6〜式10及び図6、図7に於
いて実線にて示されたグラフに対応するマップより前輪
の推定スリップ角αf、後輪の推定スリップ角αr、前輪
の横力Ff、後輪の横力Fr、車輌のスリップ角β、車輌
のヨーレートγh、車輌の横速度Vyが推定され、推定さ
れた横力Ff及びFrがそれぞれオブザーバ1による推定
横力Ff1及びFr1に設定されると共に、推定された車輌
のヨーレートγhがオブザーバ1による推定ヨーレート
γh1に設定される。
れ車輌の重心と前輪車軸及び後輪車軸との間の距離であ
り、Vxは車輌の前後速度(=車速V)であり、Izは車
輌のヨー慣性モーメントであり、mは車輌の重量であ
り、γdは車輌のヨーレートγの微分値であり、Vydは
車輌の横速度Vyの微分値である。また上記式8及び9
は微分方程式であるので、差分により解が演算される。
更に図6及び図7に示された各グラフは、例えば路面の
摩擦係数等が互いに異なる車輌モデルに基づき設定され
る。
び図6、図7に於いて破線にて示されたグラフに対応す
るマップより前輪の推定スリップ角αf、後輪の推定ス
リップ角αr、車輌のスリップ角β、車輌のヨーレート
γh、車輌の横速度Vyが推定され、推定された横力Ff
及びFrがそれぞれオブザーバ2による推定横力Ff2及
びFr2に設定されると共に、推定された車輌のヨーレー
トγhがオブザーバ2による推定ヨーレートγh2に設定
される。
び図6、図7に於いて一点鎖線にて示されたグラフに対
応するマップより前輪の推定スリップ角αf、後輪の推
定スリップ角αr、車輌のスリップ角β、車輌のヨーレ
ートγh、車輌の横速度Vyが推定され、推定された横力
Ff及びFrがそれぞれオブザーバ3による推定横力Ff3
及びFr3に設定されると共に、推定された車輌のヨーレ
ートγhがオブザーバ3による推定ヨーレートγh3に設
定される。
により推定されたヨーレートγhjのうちの最大値及び最
小値をそれぞれγhmax、γhminとし、γcを正の定数と
して、検出ヨーレートγがγhmax+γcを上限値としγh
min−γcを下限値とする所定の範囲内にあるか否かの判
別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ45
に於いてカウンタのカウント値Cyが0にリセットされ
た後ステップ80へ進み、否定判別が行われたときには
ステップ50へ進む。
ト値Cyが1インクリメントされ、ステップ55に於い
ては検出ヨーレートγが上限値γhmax+γcを越えてい
るときには検出ヨーレートγが該上限値に補正され、逆
に検出ヨーレートγが下限値γhmin−γc未満であると
きには検出ヨーレートγが該下限値に補正されることに
より、検出ヨーレートγが所定の範囲内に補正される。
ト値Cyが基準値Cyc(正の一定の整数)を越えている
か否かの判別、即ち検出ヨーレートγが所定の範囲外で
ある状況が所定の時間以上継続したか否かの判別が行わ
れ、否定判別が行われたときにはステップ80へ進み、
肯定判別が行われたときにはステップ65へ進む。
5に於いて演算された前輪横力Ffj及び後輪横力Frjに
基づき下記の式11に従って車輌の推定横加速度Gyhj
が演算される。 Gyhj=(Ffj+Frj)/m ……(11)
って横加速度センサ36により検出された車輌の横加速
度Gyと推定横加速度Gyhjとの偏差として横加速度の偏
差ΔGyjが演算される。 ΔGyj=Gy−Gyhj ……(12)
Gyjのうちその絶対値が最小である横加速度の偏差が特
定され、その特定された横加速度の偏差に対応するオブ
ザーバにより推定された最適のヨーレートγhjが検出ヨ
ーレートγに設定され、しかる後ステップ80へ進む。
して図示の実施形態に於ける操舵トルクアシスト制御に
ついて説明する。尚図4に示されたフローチャートによ
るアシスト制御も図には示されていないイグニッション
スイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し
実行される。
サ28により検出された操舵角θを示す信号等の読み込
みが行われ、ステップ220に於いてはトルクセンサ3
4により検出された操舵トルクTsに基づき図8に示さ
れたグラフに対応するマップより基本アシストトルクT
bが演算される。
き前輪の実舵角δが演算されると共に、上記式1に従っ
て車輌の目標ヨーレートγtが演算され、更に目標ヨー
レートγtとヨーレートセンサ30により検出された車
輌の実ヨーレートγとの偏差γ−γtとしてヨーレート
偏差Δγtが演算される。
Δγtの絶対値と図2のステップ90に於いて演算され
た補正操舵角θaとの積に基づき図9に示されたグラフ
に対応するマップより第一の補正トルクTa1が演算され
る。
角θaの微分値θadが演算され、ステップ260に於い
ては補正操舵角の微分値θadに基づき図10に示された
グラフに対応するマップより第二の補正トルクTa2が演
算される。
従って第一の補正トルクTa1と第二の補正トルクTa2と
の和として補正トルクTaが演算される。 Ta=Ta1+Ta2 ……(13)
従ってステップ220に於いて演算された基本アシスト
トルクTbとステップ270に於いて演算された補正ト
ルクTaとの和として補正後のアシストトルクTasが演
算され、ステップ290に於いてはアシストトルクTas
に基づき電動式パワーステアリング装置16が制御され
ることにより操舵トルクのアシスト制御が実行され、し
かる後ステップ210へ戻る。 Tas=Tb+Ta ……(14)
プ80に於いて車輌の目標ヨーレートγtが演算され、
ステップ90に於いて検出ヨーレートγと目標ヨーレー
トγtとの偏差Δγtに基づき前輪の補正操舵角θaが演
算され、ステップ170に於いて補正操舵角θaに基づ
き補正操舵装置24が制御されることにより左右前輪1
0FL及び10FRが補正操舵角θaにて補正操舵される。
が補正操舵角θaにて補正され、これにより運転者によ
る操舵量に過不足がある場合にも前輪の実舵角が最適化
されるので、前輪の実舵角の過不足に起因する車輌の旋
回挙動の悪化を確実に防止し、旋回時の車輌の安定性を
向上させることができる。
00及び110に於いて補正操舵角θaが左旋回方向の
制限値θapを越えているときには補正操舵角θaが制限
値θapに設定され、ステップ120及び130に於いて
補正操舵角θaが右旋回方向の制限値θam未満であると
きには補正操舵角θaが制限値θamに設定されるので、
補正操舵角θaの大きさが制限値を越えて過剰になるこ
とを防止し、これにより補正操舵が不必要に過剰に行わ
れることを確実に防止することができる。
θaが左旋回方向の制限値θapを越えているときには補
正操舵角θaが制限値θapに設定され、補正操舵角θaが
右旋回方向の制限値θam未満であるときには補正操舵角
θaが制限値θamに設定されるだけでなく、制限値θap
及びθamは一定に維持されるので、制限値θap、θamが
変化し補正操舵角θaが変化することに起因して車輌の
乗員が異和感を感じることを確実に防止することができ
る。
するためには、前輪の実舵角δ及び車輌の実ヨーレート
γが図11に於いてハッチングが施された領域にあるこ
とが好ましく、従って補正操舵による前輪の切り増しは
切り戻しよりも制限されなければならない。
の切り増し側の制限値θiは前輪の切り戻し側の制限値
θdよりも小さいので、補正操舵角θaが前輪の切り増し
方向に大きい値に演算されることが確実に防止され、従
って例えば前輪のスリップ角が限界スリップ角を越えた
状況に於いて補正操舵が行われる場合にも、前輪の実舵
角が切り増し方向に大きく増大され前輪のスリップ角が
更に増大することに起因して前輪の横力が更に低下する
ことを確実に防止することができる。
θap及びθamは基本的にθi及び−θdとの組合せとθd
及び−θiとの組合せとの間に切り替わるので、ステッ
プ150及び160の徐変演算が行われない場合には、
図12に示されている如く車輌の旋回方向が切り替わる
と制限値θap及びθamが段差的に変化し、制限値θap及
びθamの段差的変化に対応して補正操舵角θaが段差的
に変化し、そのため車輌の実舵角δも段差的に変化する
ことに起因して車輌の安定性が悪化すると共に車輌の乗
員が異和感を感じる虞れがある。
ップ150及び160の徐変演算により制限値θap及び
θamの大きさの増加率及び減少率がそれぞれ増加率Δθ
u及び減少率Δθdに規制されるので、図13に示されて
いる如く、制限値θap及びθamの大きさが段差的に変化
することを確実に防止することができ、これにより補正
操舵により却って車輌の安定性が悪化したり車輌の乗員
が異和感を感じたりすることを確実に防止することがで
きる。
よりも小さく、従って制限値θap及びθamの大きさの減
少変化は制限値θap及びθamの大きさの増大変化よりも
穏やかであるので、補正操舵角θaの大きさが制限値θa
p又はθamにより規制されることによる減少変化も増大
変化より穏やかであり、従って車輌の旋回方向が切り替
わった直後に補正操舵により車輌の安定性が悪化される
ことを確実に防止することができる。
5〜35に於いてそれぞれオブザーバ1〜3による車輌
の推定ヨーレートγh1〜γh3が演算され、ステップ40
に於いてヨーレートγh1〜γh3のうちの最大値γhmax及
び最小値γhminに基づき、検出ヨーレートγが上限値γ
hmax+γcと下限値γhmin−γcとの間の所定の範囲内に
あるか否かの判別が行われ、検出ヨーレートγが所定の
範囲内にないときには補正操舵角θaの演算に供される
検出ヨーレートγが上限値γhmax+γc又は下限値γhmi
n−γcに補正される。
じ、検出ヨーレートγが異常な値になり、そのためヨー
レート偏差Δγtに基づき演算される補正操舵角θaが異
常な値になることに起因して不適切な補正操舵が行われ
ることを確実に防止することができる。尚図14は操舵
角θ、オブザーバ1〜3により推定されたヨーレートγ
h1〜γh3、これらの推定ヨーレートにより定まる上限値
γhmax+γc及び下限値γhmin−γcの変化の一例を示し
ている。
ートγが所定の範囲内にない状況が所定の時間以上継続
すると、ステップ60に於いて肯定判別が行われ、ステ
ップ65に於いてオブザーバ1〜3により推定された前
輪横力Ffj及び後輪横力Frjに基づき車輌の推定横加速
度Gyhjが演算され、ステップ70に於いて車輌の実横
加速度Gyと推定横加速度Gyhjとの偏差として横加速度
の偏差ΔGyjが演算され、ステップ75に於いて横加速
度の偏差ΔGyjのうちその絶対値が最小である横加速度
の偏差が特定され、その特定された横加速度の偏差に対
応するオブザーバにより推定された最適のヨーレートγ
hjが検出ヨーレートγに設定され、その検出ヨーレート
γに基づき補正操舵角θaが演算される。
ない異常が生じた場合にも、異常な検出ヨーレートγに
基づき演算された異常な補正操舵角θaにて不適切な補
正操舵が継続的に行われること及びこれに起因する車輌
の旋回挙動の悪化を確実に防止することができる。
20に於いて操舵トルクTsに基づき基本アシストトル
クTbが演算され、ステップ230及び240に於いて
車輌の目標ヨーレートγtと実ヨーレートγとの偏差Δ
γtが演算されると共に、ヨーレート偏差Δγtの絶対値
と補正操舵角θaとの積に基づき第一の補正トルクTa1
が演算され、ステップ250及び260に於いて補正操
舵角の微分値θadに基づき第二の補正トルクTa2が演算
され、ステップ270乃至290に於いて基本アシスト
トルクTbが第一の補正トルクTa1及び第二の補正トル
クTa2にて補正された後のアシストトルクTasに基づき
操舵トルクのアシスト制御が行われる。
輪が補正操舵角θaにて補正操舵されるだけでなく、こ
の補正操舵に起因して運転者が感じる操舵反力が不自然
に変動することを確実に防止することができ、これによ
り基本アシストトルクが第一及び第二の補正トルクにて
補正されない場合に比して操舵フィーリングを向上させ
ることができる。
操舵角θaの大きさが大きくなるほど第一の補正トルク
Ta1の大きさが小さくなるだけでなく、ヨーレート偏差
Δγtの絶対値が大きくなるほど第一の補正トルクの大
きさが減少するよう第一の補正トルクが演算されるの
で、ヨーレート偏差の大きさが過大になる車輌の限界走
行時に確実に第一の補正トルクが低減され、これにより
車輌の限界走行領域及びその近傍に於いて補正トルクが
過剰になることを確実に防止することができる。
トルクTa1のみにより補正されるのではなく、第二の補
正トルクTa2によっても補正され、第二の補正トルクT
a2は前輪の補正操舵角θaの微分値θadの大きさが大き
いほど大きい値になるよう演算されるので、補正操舵時
に操舵装置内部の摩擦等により発生される操舵反力の変
動分を確実に相殺することができる。
いて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実
施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。
補正操舵角θaは車輌の目標ヨーレートγtと実ヨーレー
トγとの偏差Δγtに基づき演算されるようになってい
るが、前輪の補正操舵角θaはオブザーバにより推定さ
れた前輪のスリップ角αfに基づく制御量θa1と、ヨー
レート偏差Δγtに基づく制御量θa2との線形和として
演算され、これにより前輪の実舵角が前輪のスリップ角
に基づくフィードバック制御及びヨーレート偏差に基づ
くフィードバック制御の両者により制御されるよう修正
されてもよい。
ーレートγを推定するためのオブザーバは三つである
が、オブザーバの数は必要に応じて三つ以外の任意の複
数に設定されてもよい。
に起因する操舵反力の変動を是正すべく、ステップ21
0〜290に従って操舵トルクアシスト制御が行われる
ようになっているが、補正操舵に起因する操舵反力の変
動を是正するための操舵トルクアシスト制御は任意の態
様にて行われてよく、また操舵トルクアシスト制御が省
略されてもよい。
が操舵輪であり、補正操舵は前輪についてのみ行われる
ようになっているが、本発明は四輪操舵装置を備えた車
輌に適用されてもよく、その場合前輪及び後輪の両方に
ついて補正操舵が行われるよう構成されてもよく、また
前輪及び後輪の一方についてのみ補正操舵が行われるよ
う構成されてもよい。
テアリング装置はラック・アンド・ピニオン式の電動式
パワーステアリング装置16であり、補正操舵装置24
はアッパシャフト20に対し相対的にロアシャフト22
を回転させることにより補正操舵を行うようになってい
るが、前輪のステアリング装置及び補正操舵装置は当技
術分野に於いて公知の任意の構造のものであってよい。
項1の構成によれば、操舵輪の実舵角を適正化すること
によって旋回時の車輌の安定性を向上させることができ
るだけでなく、補正操舵角が操舵切り増し側の制限値と
操舵切り戻し側の制限値との間の値に制限されるので、
操舵輪のスリップ角が限界スリップ角を越えた状況に於
いて補正操舵が行われる場合にも、操舵輪の実舵角が切
り増し方向に増大され操舵輪のスリップ角が更に増大す
ることに起因して操舵輪の横力が更に低下する虞れを効
果的に低減することができる。
は状態量検出手段により検出された車輌の状態量に基づ
き演算されるので、例えば前述の特開平5−31928
9号公報に記載されている如く、推定されたコーナリン
グフォースを推定されたスリップ角にて偏微分した値が
負であるか否かにより補正操舵の要否が判定される場合
に比して、車輌の状態量や運転者の操作量を検出するセ
ンサの検出誤差等の影響に基因して不必要な補正操舵が
行われたり必要な補正操舵が行われなかったりする虞れ
を低減することができる。
し側の制限値の大きさは操舵切り戻し側の制限値の大き
さよりも小さいので、操舵輪のスリップ角が限界スリッ
プ角を越えた状況に於いて補正操舵が行われる場合に補
正操舵に起因して操舵輪の横力が更に低下することを確
実に防止することができると共に、操舵輪の実舵角を切
り戻し方向に補正する補正操舵を確実に実行することが
できる。
方向が切り替わったときには制限値徐変手段により少な
くとも操舵切り増し側の制限値が徐々に変化されるの
で、車輌の旋回方向が切り替わったときに操舵切り増し
側の制限値が急激に変化し補正操舵角が急激に変化する
ことに起因して操舵輪の実舵角が急激に変化することを
確実に防止することができる。
適用された本発明による車輌の操舵制御装置の一つの好
ましい実施形態を示す概略構成図である。
すフローチャートである。
常判定処理ルーチンを示すフローチャートである。
御ルーチンを示すフローチャートである。
の関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
クTbとの関係を示すグラフである。
操舵角θaの積と第一の補正トルクTa1との関係を示す
グラフである。
補正トルクTa2との関係を示すグラフである。
しい車輌の実舵角δと車輌の実ヨーレートγとの関係を
示すグラフである。
場合に於ける制限値θap及びθamの変化の一例を示すグ
ラフである。
の変化の一例を示す図12と同様のグラフである。
たヨーレートγh1〜γh3、これらの推定ヨーレートによ
り定まる上限値γhmax+γc及び下限値γhmin−γcの変
化の一例を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】車輌の状態量を検出する状態量検出手段
と、検出された状態量に基づき車輌の旋回挙動を安定化
させるための補正操舵角を演算する補正操舵角演算手段
と、前記補正操舵角に基づき操舵輪を補正操舵する補正
操舵手段とを有する車輌の操舵制御装置に於いて、前記
操舵制御装置は前記補正操舵角を操舵切り増し側の制限
値と操舵切り戻し側の制限値との間の値に制限する補正
操舵角制限手段を有することを特徴とする車輌の操舵制
御装置。 - 【請求項2】前記操舵切り増し側の制限値の大きさは前
記操舵切り戻し側の制限値の大きさよりも小さいことを
特徴とする請求項1に記載の車輌の操舵制御装置。 - 【請求項3】前記補正操舵角制限手段は車輌の旋回方向
の切り替わりを検出する手段と、車輌の旋回方向の切り
替わりが検出されたときには少なくとも前記操舵切り増
し側の制限値を徐々に変化させる制限値徐変手段とを有
することを特徴とする請求項2に記載の車輌の操舵制御
装置。
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-
1999
- 1999-02-17 JP JP3848999A patent/JP3675212B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN100400356C (zh) * | 2004-10-25 | 2008-07-09 | 株式会社电装 | 具有提供合适转向角校正和助力的能力的车辆转向装置 |
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