JP2007131296A - Vehicle having over-steer inhibitory control adjusted to driver's counter steer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車輌に於いてオーバステアを抑制する車輌の旋回挙動制御に係る。 The present invention relates to turning behavior control of a vehicle that suppresses oversteer in a vehicle such as an automobile.
自動車等の車輌に於いてオーバステアを抑制する旋回挙動制御は、従来より種々の態様にて提案されまた公知とされている。オーバステアは操舵過剰や路面の滑り等により生じ、昂じればスピンに至る。オーバステア抑制制御は、通常、舵輪の操舵角を低減方向に切り戻すことや車輌の旋回外側に位置する前輪を制動し、該前輪の周りに車輌を旋回外側へ偏向させるヨーモーメントを発生させること等により行われている。 Turning behavior control that suppresses oversteer in vehicles such as automobiles has been proposed and publicly known in various ways. Oversteering is caused by excessive steering, slipping on the road surface, etc., and if it turns, it leads to spin. Oversteer suppression control usually involves turning back the steering angle of the steered wheels in a reducing direction, braking the front wheels located outside the turning of the vehicle, and generating a yaw moment around the front wheels that deflects the vehicle outside the turning, etc. It is done by.
この種のオーバステア抑制制御に関し、車輌がレーンチェンジやスラローム走行を行っているとき等に於いて、車輌に対し一方向への抑制ヨーモーメントが付与された後、直ちに他方向への抑制ヨーモーメントが付与されると、補正舵角の急変により違和感が生ずる恐れがあることに対処し、本件出願人は、下記に特許文献1として示す先の特許出願に於いて、一方向への抑制ヨーモーメントの付与に続いて他方向への抑制ヨーモーメントを付与するときには、少なくとも或る所定時間だけ他方向へ付与する抑制ヨーモーメントの大きさ或いはその付与の速度を低減することを提案した。
車輌の旋回走行時にオーバステアまたはそれが昂じたスピンが生じたとき、人はある程度以上運転に習熟してくると、咄嗟にステアリングホイールを旋回方向とは逆方向に切り戻すカウンタステアを行うようになる。しかし、従来の旋回挙動制御装置であって、車輌のオーバステア状態を検出して運転者による操舵装置の操舵量に対応する舵輪の操舵角を低減するものは、その作動によってオーバステア状態が終息することによりその作動が終了するようになっている。従って、車輌がオーバステア状態となり、旋回挙動制御装置がそれを検出して舵輪の操舵角を低減しつつあるとき運転者が操舵装置によりカウンタステアを行うと、舵輪操舵角の自動低減は、操舵機構の本質上、運転者によりなされた操舵による操舵角を元にそれを低減するものであることから、運転者によるカウンタステアの直後には、舵輪操舵角の自動低減とカウンタステアによる舵輪操舵角の低減とが重なり、操舵の切り戻しが過剰となって車輌の操舵状態に違和感が生ずる虞れがある。 When oversteering or a spin caused by it occurs during turning of a vehicle, if a person becomes proficient at driving to a certain extent, countersteering is performed to turn the steering wheel back in the direction opposite to the turning direction. Become. However, the conventional turning behavior control device that detects the oversteer state of the vehicle and reduces the steering angle of the steered wheel corresponding to the steering amount of the steering device by the driver, the oversteer state is terminated by the operation. The operation is terminated by this. Therefore, when the vehicle is oversteered and the steering behavior control device detects that and the steering angle of the steering wheel is being reduced and the driver performs counter-steering by the steering device, the steering wheel steering angle is automatically reduced. Therefore, immediately after the counter-steering by the driver, the steering wheel steering angle is automatically reduced and the steering wheel steering angle by the counter-steer is reduced immediately after the counter-steering by the driver. There is a risk that the reduction will overlap, and the steering switchover will be excessive, resulting in an uncomfortable feeling in the steering state of the vehicle.
本発明は、上記の事情に着目し、この点に於いて更に改良された車輌を提供することを課題としている。 The present invention pays attention to the above situation, and an object of the present invention is to provide a vehicle that is further improved in this respect.
上記の課題を解決するものとして、本発明は、運転者により操作される操舵装置と、車輌のオーバステア状態を検出して運転者による前記操舵装置の操作に基づく舵輪の操舵角を自動的に低減する旋回挙動制御装置とを有する車輌にして、前記旋回挙動制御装置による舵輪操舵角自動低減が行われているときに運転者が前記操舵装置によりカウンタステアを行ことに応じて前記舵輪操舵角自動低減の量を削減するようになっていることを特徴とする車輌を提案するものである。 In order to solve the above problems, the present invention automatically reduces the steering angle of a steered wheel based on the steering device operated by the driver and the oversteer state of the vehicle and based on the operation of the steering device by the driver. The steering wheel automatic angle is automatically adjusted in response to the driver performing countersteering by the steering device when the steering wheel steering angle is automatically reduced by the turning behavior control device. The present invention proposes a vehicle characterized in that the amount of reduction is reduced.
前記舵輪操舵角自動低減量の削減は、運転者による前記カウンタステアの切り戻し操舵角度に対応した度合にて行なわれるようになっていてよい。 The reduction of the steering wheel steering angle automatic reduction amount may be performed at a degree corresponding to the countersteer switching back steering angle by the driver.
或はまた、前記舵輪操舵角自動低減量の削減は、運転者による前記カウンタステアの切り戻し操舵角速度に対応した度合にて行なわれるようになっていてよい。 Alternatively, the reduction of the steering wheel steering angle automatic reduction amount may be performed in a degree corresponding to the countersteer return steering angular velocity of the counter steer.
上記の如く、運転者により操作される操舵装置と、車輌のオーバステア状態を検出して運転者による前記操舵装置の操作に基づく舵輪の操舵角を自動的に低減する旋回挙動制御装置とを有する車輌に於いて、前記旋回挙動制御装置による舵輪操舵角自動低減が行われているときに運転者が前記操舵装置によりカウンタステアを行うことに応じて前記舵輪操舵角自動低減の量を削減するようになっていれば、旋回挙動制御装置によるオーバステアの自動抑制制御と運転者によるカウンタステアとが重なって舵輪操舵角の切り戻しが過剰に行われることにより車輌の操舵状態に違和感が生ずる虞れを無くすることができる。 As described above, a vehicle having a steering device operated by a driver and a turning behavior control device that detects an oversteer state of the vehicle and automatically reduces a steering angle of a steered wheel based on an operation of the steering device by the driver. In this case, when the steering wheel steering angle is automatically reduced by the turning behavior control device, the amount of the steering wheel steering angle automatic reduction is reduced in response to the driver performing counter-steering by the steering device. If this is the case, there is no possibility that the steering state of the vehicle will be uncomfortable due to the excessive steering back steering angle switching due to the overlap of the automatic steering control by the driver and the counter steering by the driver. can do.
前記舵輪操舵角自動低減量の削減が、運転者によるカウンタステアの切り戻し操舵角度に対応した度合にて行なわれるようになっていれば、運転者によるカウンタステアのオーバステアに対する抑制効果をカウンタステア操作角度に基づいてその静的大きさの局面から評価してそれを旋回挙動制御装置によるオーバステアの自動抑制制御より適切に相殺し、両者の重なりによる制御過剰を回避することができる。 If the steering wheel steering angle automatic reduction amount is reduced at a degree corresponding to the countersteer switchback steering angle by the driver, the countersteer operation is effective for suppressing the countersteer oversteer by the driver. It can be evaluated from the aspect of the static size based on the angle, and can be more appropriately offset than the automatic control of oversteer by the turning behavior control device, and an excessive control due to the overlap of both can be avoided.
また、前記舵輪操舵角自動低減量の削減が、運転者によるカウンタステアの切り戻し操舵角速度に対応した度合にて行なわれるようになっていれば、運転者によるカウンタステア操作のオーバステアに対する抑制効果をカウンタステア操作角度の変化率に基づいてその動的大きさの局面から評価してそれを旋回挙動制御装置によるオーバステアの自動抑制制御より適切に相殺し、両者の重なりによる制御過剰を回避することができる。 In addition, if the reduction of the steering wheel automatic steering angle reduction amount is performed at a degree corresponding to the countersteer switchback steering angular velocity by the driver, the countersteer operation by the driver can be suppressed against oversteer. Based on the rate of change of the countersteer operating angle, it can be evaluated from the aspect of its dynamic magnitude, which can be offset more appropriately than the automatic suppression control of oversteer by the turning behavior control device, and avoiding excessive control due to the overlap of both it can.
図1は、運転者により操作される操舵装置と、車輌のオーバステア状態を検出して運転者による操舵装置の操作に基づく舵輪の操舵角を自動的に低減する旋回挙動制御装置とを有し、旋回挙動制御装置による舵輪操舵角自動低減が行われているときに運転者が操舵装置によりカウンタステアを行うことに応じて舵輪操舵角自動低減の量を削減するようになっている本発明による車輌の本発明に関係する構成を解図的に示す図である。但し、本発明はその制御の態様に係るソフトウエア的事項であり、それを組み込むコンピュータを含むハードウェア的構成自体はこの技術の分野に於いて公知のものである。 FIG. 1 includes a steering device operated by a driver, and a turning behavior control device that detects an oversteer state of a vehicle and automatically reduces a steering angle of a steered wheel based on an operation of the steering device by the driver, The vehicle according to the present invention is adapted to reduce the amount of steering wheel automatic angle reduction in response to the driver performing counter-steering by the steering device when the steering wheel steering angle automatic reduction is performed by the turning behavior control device. It is a figure which shows in figure the structure relevant to this invention. However, the present invention is a software matter related to the control mode, and the hardware configuration itself including the computer in which it is incorporated is well known in the art.
図1に於いて、左右の前輪および左右の後輪により懸架された図には示されていない車体を備えた車輌には、それ自身種々の態様にて公知の操舵装置と電子制御装置(ECU)が組み込まれている。 In FIG. 1, a vehicle equipped with a vehicle body not shown in the figure suspended by left and right front wheels and left and right rear wheels is known in various ways, and is known as a steering device and an electronic control unit (ECU). ) Is incorporated.
操舵装置には、ステアリングホイール、パワーアクチュエータ、操舵角補正装置が含まれており、運転者によるステアリングホイールの回動操作に応じてパワーアクチュエータを経て舵輪である左右の前輪が操舵されるようになっており、その際、左右の前輪はステアリングホイールによる操舵角を操舵角補正装置により自動的に補正した舵角にて転舵されるようになっている。 The steering device includes a steering wheel, a power actuator, and a steering angle correction device, and the left and right front wheels, which are steered wheels, are steered through the power actuator in accordance with the turning operation of the steering wheel by the driver. In this case, the left and right front wheels are steered at a steering angle obtained by automatically correcting the steering angle by the steering wheel by the steering angle correction device.
電子制御装置は、その主要部がマイクロコンピュータにより構成されたものであり、マイクロコンピュータによる制御演算機能の一部として、本発明に関係する旋回挙動制御部および操舵角補正演算部が含まれている。電子制御装置には、車速センサより車速を示す信号、ヨーレートセンサより車体のヨーレートを示す信号、横加速度センサより車体の横加速度を示す信号、操舵角センサよりステアリングホイールによる操舵角を示す信号が供給される他、必要に応じてその他の種々の情報を示す信号が供給されるようになっている。電子制御装置はこれらの入力信号とマイクロコンピュータに予め装填された制御プログラムに従って種々の制御演算を行い、本発明に係る制御のほか車輌の運行にかかわる他の種々の制御を行うようになっている。 The main part of the electronic control device is constituted by a microcomputer, and a turning behavior control unit and a steering angle correction calculation unit related to the present invention are included as part of the control calculation function by the microcomputer. . The electronic control device is supplied with a signal indicating the vehicle speed from the vehicle speed sensor, a signal indicating the yaw rate of the vehicle body from the yaw rate sensor, a signal indicating the lateral acceleration of the vehicle body from the lateral acceleration sensor, and a signal indicating the steering angle by the steering wheel from the steering angle sensor. In addition, signals indicating various other information are supplied as necessary. The electronic control unit performs various control calculations in accordance with these input signals and a control program preloaded in the microcomputer, and performs various other controls related to vehicle operation in addition to the control according to the present invention. .
図2は、本発明の車輌に於いて行われるオーバステア抑制制御の態様を一つの実施の形態について示すフローチャートである。かかるフローチャートに沿った制御は、車輌の運行中、数10〜数100ミリセカンドの周期にて繰り返されてよい。 FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of oversteer suppression control performed in the vehicle of the present invention. The control according to the flowchart may be repeated at a cycle of several tens to several hundreds of milliseconds during operation of the vehicle.
制御が開始されると、ステップ10にて操舵角センサにより検出される操舵角θが或る所定の下限値θo以上であるか否かが判断される。尚、操舵角θは、左旋回方向に操舵がなされるときの角度を正とし、右旋回方向に操舵がなされるときの角度を負とするものとする。下限値θoは、操舵角の絶対値がこれ以上のときオーバステア状態となる可能性があり、本発明による制御の対象となるような操舵角を表す正の値である。答がイエス(Y)であれば、制御はステップ20へ進み、Dの値が1とされる。答がノー(N)であれば、制御はステップ30へ進み、θが−θo以上であるか否かが判断される。答がイエスであれば、制御はステップ40へ進み、Dの値が−1とされる。ステップ30がノーであるときは、左方向にも右方向にも操舵がさほど行われていないときであり、このときにはこのフローチャートによる制御はこれにて終了する。
When the control is started, it is determined in
ステップ20または40より制御はステップ50へ進み、操舵角センサにより検出された操舵角をθ、車速センサにより検出された車速をV、横加速度センサにより検出された車体に作用する横加速度をGy、操舵装置のギヤ比をN、ホールベースをLとし、またKhをスタビリティファクタとして、下記の要領にて、そのときあるべき車体のヨーレート、即ち、目標ヨーレートγtが算出される。
γt={1/(1+Kh×V2)}×V×θ/(N×L)
Gy=γt×V
以上の2式より
γt=V×θ/(N×L)−Kh×Gy×V
From step 20 or 40, control proceeds to
γt = {1 / (1 + Kh × V 2 )} × V × θ / (N × L)
Gy = γt × V
From the above two formulas
γt = V × θ / (N × L) −Kh × Gy × V
次いで、ステップ60に於いて、ヨーレートセンサによるヨーレートの実測値をγdとし、γdと上に算出された目標ヨーレートγtの差がある所定の偏差Δγoより大きいか否かが判断される。上記の通り左旋回への操舵時に操舵角θが正とされ、右旋回への操舵時に操舵角θが負とされることに対応して、ヨーレートも左旋回方向のヨーレートが正とされ、右旋回方向のヨーレートが負とされる。上記の通り左旋回の操舵時にはDは1とされ、右旋回の操舵時にはDは−1とされるので、Δγoをある適当な正の値とし、(γd−γt)Dの値がΔγoより大きいか否かを判断することにより、左旋回および右旋回のいずれについても、その答がイエスであるか否かによって,実際のヨーレートの絶対値が目標ヨーレートの絶対値より或る所定の限界値以上に大きいか否か、即ち、車輌の旋回が所定の程度を越えてオーバステア状態にあるか否かが判断される。答がイエスのときには、制御はステップ70へ進む。答がノーのときには、オーバーステアが発生していないことを意味するので、このときにはこのフローチャートに沿う制御はこれにて終了する。
Next, in
ステップ70に於いては、左右の旋回方向のいずれついても、目標ヨーレートγtに対する実ヨーレートγdの差の絶対値Δγ=(γd−γt)Dに対するオーバステア抑制のための操舵角低減量Δρの値が、Δγを変数とする或る適切な関数Fs(Δγ)の値として算出される。これは、Δγの値に基づいて図3に示す如きマップを参照して行われてよい。 In step 70, the steering angle reduction amount Δρ for suppressing oversteering with respect to the absolute value Δγ = (γd−γt) D of the difference in the actual yaw rate γd with respect to the target yaw rate γt is determined in any of the left and right turning directions. , Δγ is calculated as a value of an appropriate function Fs (Δγ). This may be done with reference to a map as shown in FIG. 3 based on the value of Δγ.
次いで、制御はステップ80へ進み、このフローチャートに沿う今回のサイクルにおける操舵角の値をθとし、前回のサイクルにおける操舵角の値をθ’としてその間の差が算出される。左旋回および右旋回のいずれに於いてもカウンタステアがなされているか否かを検出するため、θとθ’の差はΔθ=−(θ−θ’)Dとして検出される。この値はカウンタステアが行われているときには正の値である。 Next, the control proceeds to step 80, where the steering angle value in the current cycle along this flowchart is θ, and the steering angle value in the previous cycle is θ ′, and the difference therebetween is calculated. The difference between θ and θ ′ is detected as Δθ = − (θ−θ ′) D in order to detect whether counter-steering is performed in both the left turn and the right turn. This value is a positive value when the counter steer is performed.
次いで、ステップ90にて、Δθが正であるか否かが判断される。答がイエスであれば、制御は直接ステップ100へ進むが、答がノーであれば、制御はステップ110へ進み、ここでΔθは0にリセットされ、制御はステップ100へ進む。
Next, at
ステップ100に於いては、Δθの値に基づいてオーバステア抑制制御に於ける操舵角低減量をカウンタステアに応じて削減する演算が行われる。この演算はΔθに基づく関数として削減率Fc(Δθ)を算出し、ステップ70にて算出された操舵角低減量ΔρをΔρ{1−Fc(Δθ)}の如く修正するものである。関数Fc(Δθ)の値は、Δθの値に基づいて図4に示す如きマップを参照して得られてよい。図4のマップに於いて、線a,b,cはこの順にオーバーステア抑制制御による操舵角低減量に対する削減率に運転者によるカウンタステアの速度の効果をより大きく組み込むものである。Δθは図2のフローを巡る1サイクル当りのカウンタステア量であり、1サイクルの経過毎にθの値がΔθずつ変化することに応じて、1サイクル当りのオーバーステア抑制制御による本来の操舵角低減量ΔρはΔρ×Fc(Δθ)ずつ削減され、舵輪操舵角自動低減量の削減は、運転者によるカウンタステアの切り戻し操舵角度に対応した度合にて行なわれるが、Δθの大きさは図2のフローを巡る1サイクル当りのカウンタステア角の増大量を表し、その大きさはカウンタステアの切り戻し操舵角速度の大きさを表しているので、線a,b,cの上方への反り具合は、舵輪操舵角自動低減量の削減が運転者によるカウンタステアの切り戻し操舵角速度に対応する度合を表している。即ち、線a,b,cを比較すれば、線bのマップは線aのマップより舵輪操舵角自動低減量の削減に運転者によるカウンタステアの切り戻し操舵角速度の大きさをより大きく反映させ、更に線cのマップは線bのマップより舵輪操舵角自動低減量の削減に運転者によるカウンタステアの切り戻し操舵角速度の大きさをより大きく反映させる。尚、舵輪操舵角自動低減量の削減に対する運転者によるカウンタステアの切り戻し操舵角速度線の反映は、図4に於いて点線にて示す如く、線bは線aの途中から上方へ反り、線cは線bの途中から上方へ反るよう、運転者によるカウンタステアの切り戻し操舵角に対応した舵輪操舵角自動低減量の削減に上乗せする要領にて行われてもよい。いずれにしても、こうして図4の如きマップによれば、舵輪操舵角自動低減量の削減を運転者によるカウンタステアの切り戻し操舵角に対応した度合にて行うことに加えて、舵輪操舵角自動低減量の削減を運転者によるカウンタステアの切り戻し操舵角速度に対応した度合にて行うことができる。
In
次いで、ステップ120に於いて、Dが1であるか否かが判断される。左旋回時には答はイエスであり、右旋回時には答はノーである。答がイエスのときには、制御はステップ130へ進み、その時の操舵角θを操舵装置のギヤ比Nで除した舵輪の操舵角をΔρだけ減じて舵輪の操舵角ρが算出される。答がノーのときには、制御はステップ140へ進み、その時の操舵角θ(負の値)を操舵装置のギヤ比Nで除した舵輪の操舵角の絶対値をΔρだけ減じて(算術的には増大させて)舵輪の操舵角ρ(負の値)が算出される。
Next, in
次いで、制御はステップ150へ進み、舵輪の操舵角を上に求められたρとするようパワーアクチュエータが作動される。 Next, the control proceeds to step 150, and the power actuator is operated so that the steering angle of the steered wheel is set to ρ obtained above.
以上に於いては、本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。 Although the present invention has been described in detail with reference to one embodiment, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made to the embodiment within the scope of the present invention.
Claims (3)
3. The vehicle according to claim 1, wherein the reduction in the steering wheel automatic angle reduction amount is performed at a degree corresponding to a counter steering steering angular velocity of the counter steer by the driver.
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