JP2015003697A - 車両安定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】走行中の車両のスピンをより確実に防止すること。【解決手段】車両のスピンを抑制する車両安定装置10は、車両の目標ヨーレートと実ヨーレートとの差分値が制御閾値以上の場合に、所定の制御量で車両の走行を制御する。制御閾値および制御量は、車両の操舵角を周波数分析した操舵角周波数と、車速とに基づいて変更される。このとき、車両安定装置10は、操舵角周波数が高いほど、また車速が速いほど制御閾値を小さく、制御量を大きくする。【選択図】図1
Description
本発明は、走行中の車両のスピンを防止し、姿勢を安定させる車両安定装置に関する。
従来、走行中の車両のスピンを防止し、姿勢を安定させる車両安定装置(横滑り防止装置)が知られている。たとえば、下記特許文献1には、実ヨーレートと車体すべり角の符号が互いに異なる、車両の挙動を素早く変更するカウンタステア等の修正操舵を行うスピン傾向を示すとき、車体すべり角が大きくスピン傾向が強いほど時定数を大きく設定し、ハンドル角,車速,上記時定数を用い目標ヨーレートを演算する。そして、実ヨーレートと目標ヨーレートとの偏差を演算し、実ヨーレートと目標ヨーレートとが一致するように各駆動装置を制御する車両運動制御装置が開示されている。
上述した従来技術にかかる技術では、主に実ヨーレートと目標ヨーレートとの差分から、制御を開始するタイミングや制御量(制御の強さ)を決定している。一方で、車両のスピンのしやすさは、ヨーレート以外の要因にも関係すると考えられ、これらの要因を考慮することで、より安定した走行を実現できる可能性がある。
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、走行中の車両のスピンをより確実に防止することができる車両安定装置を提供することを目的とする。
上述した問題を解決し、目的を達成するため、請求項1の発明にかかる車両安定装置は、車両のスピンを抑制するスピン抑制制御をおこなう車両安定装置であって、前記車両の実ヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記車速と前記操舵角を用いて目標ヨーレートを算出する目標ヨーレート演算手段と、前記目標ヨーレートと前記実ヨーレートとの差分に基づいて、前記車両の走行を制御する制御手段と、前記操舵角検出手段により検出された前記操舵角を周波数分析した操舵角周波数を算出する操舵角周波数演算手段と、を備え、前記制御手段は、前記目標ヨーレートと前記実ヨーレートとの差分値が所定値以上の場合に所定の制御量で前記車両の走行を制御するとともに、前記所定値および前記制御量を前記車速と前記操舵角周波数とに基づいて変更する、ことを特徴とする。
請求項2の発明にかかる車両安定装置は、前記制御手段は、前記操舵角周波数が高いほど前記所定値を小さく、前記制御量を大きくする、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかる車両安定装置は、前記制御手段は、前記車速が速いほど前記所定値を小さく、前記制御量を大きくする、ことを特徴とする。
請求項4の発明にかかる車両安定装置は、前記制御手段は、前記車両のブレーキ機構および前記車両のエンジン出力を制御することにより、前記車両の走行を制御する、ことを特徴とする。
請求項2の発明にかかる車両安定装置は、前記制御手段は、前記操舵角周波数が高いほど前記所定値を小さく、前記制御量を大きくする、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかる車両安定装置は、前記制御手段は、前記車速が速いほど前記所定値を小さく、前記制御量を大きくする、ことを特徴とする。
請求項4の発明にかかる車両安定装置は、前記制御手段は、前記車両のブレーキ機構および前記車両のエンジン出力を制御することにより、前記車両の走行を制御する、ことを特徴とする。
請求項1の発明によれば、操舵角を周波数分析した操舵角周波数を算出し、操舵角周波数に基づいて車両各部の制御に介入するタイミングを規定する制御閾値(所定値)および制御量を変更する。車両のスピンのしやすさは、車両への動的な操舵の有無に関係する。操舵角周波数を用いて制御閾値および制御量を変更することにより、より確実に車両のスピンを抑制することができる。
請求項2の発明によれば、操舵角周波数が高いほど所定値(制御閾値)を小さく、制御量を大きくする。これにより、操舵角周波数が高い状態、すなわち、ハンドル操作が頻繁におこなわれている時ほど、車両安定装置による介入をしやすく、また強い制御をおこなうことができ、実際の走行状態(スピンのしやすさ)に即した制御をおこなうことができる。
請求項3の発明によれば、車速が速いほど所定値(制御閾値)を小さく、制御量を大きくする。これにより、車速が高い時ほど、車両安定装置による介入をしやすく、また強い制御をおこなうことができ、実際の走行状態(スピンのしやすさ)に即した制御をおこなうことができる。
請求項4の発明によれば、車両の各輪のブレーキ機構および車両のエンジン出力を制御するので、車両の挙動を制御して、車両姿勢を安定させることができる。
請求項2の発明によれば、操舵角周波数が高いほど所定値(制御閾値)を小さく、制御量を大きくする。これにより、操舵角周波数が高い状態、すなわち、ハンドル操作が頻繁におこなわれている時ほど、車両安定装置による介入をしやすく、また強い制御をおこなうことができ、実際の走行状態(スピンのしやすさ)に即した制御をおこなうことができる。
請求項3の発明によれば、車速が速いほど所定値(制御閾値)を小さく、制御量を大きくする。これにより、車速が高い時ほど、車両安定装置による介入をしやすく、また強い制御をおこなうことができ、実際の走行状態(スピンのしやすさ)に即した制御をおこなうことができる。
請求項4の発明によれば、車両の各輪のブレーキ機構および車両のエンジン出力を制御するので、車両の挙動を制御して、車両姿勢を安定させることができる。
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる車両安定装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
(実施の形態)
図1は、実施の形態にかかる車両安定装置10の構成を示すブロック図である。実施の形態にかかる車両安定装置10は、車両のスピンを抑制するスピン抑制制御をおこなう車両安定装置であって、ヨーレートセンサ102、車輪速センサ104、ハンドル角センサ106、ブレーキ駆動部112、エンジン制御部114、処理部200によって構成される。
図1は、実施の形態にかかる車両安定装置10の構成を示すブロック図である。実施の形態にかかる車両安定装置10は、車両のスピンを抑制するスピン抑制制御をおこなう車両安定装置であって、ヨーレートセンサ102、車輪速センサ104、ハンドル角センサ106、ブレーキ駆動部112、エンジン制御部114、処理部200によって構成される。
ヨーレートセンサ102は、角速度センサであり、車両安定装置10が搭載された車両(以下、単に「車両」という)のヨーレート(車両旋回方向の回転角の変化)を検知する。ヨーレートセンサ102によって検知された車両のヨーレートを「実ヨーレート」という。すなわち、ヨーレートセンサ102は、請求項における実ヨーレート検出手段に対応する。
車輪速センサ104は、車両の各車輪の回転速度を検知する。なお、図1には車輪速センサ104を1つのみ図示しているが、実際には車輪速センサ104は車両の各車輪(4輪)に1つずつ設置されている。
ハンドル角センサ106は、車両のハンドルに設けられた回転センサであり、車両の操舵角を検知する。
車輪速センサ104は、車両の各車輪の回転速度を検知する。なお、図1には車輪速センサ104を1つのみ図示しているが、実際には車輪速センサ104は車両の各車輪(4輪)に1つずつ設置されている。
ハンドル角センサ106は、車両のハンドルに設けられた回転センサであり、車両の操舵角を検知する。
ブレーキ駆動部112は、車両の各車輪に設けられたブレーキシステムを駆動し、車輪の回転を遅延または停止させる。本実施の形態では、ブレーキ駆動部112は、ユーザによるブレーキペダル(図示なし)の操作の他、処理部200(走行制御部212)による制御によって動作する。
エンジン制御部114は、たとえばECU(Engine Control Unit)であり、車両のエンジンの点火機構、燃料系統、吸排気系統などを総合的に制御して、エンジンの出力を制御する。なお、本実施の形態では、車両はエンジン出力によって駆動されるものとするが、これに限らず、たとえばモータによって駆動される電動車などであってもよい。
エンジン制御部114は、たとえばECU(Engine Control Unit)であり、車両のエンジンの点火機構、燃料系統、吸排気系統などを総合的に制御して、エンジンの出力を制御する。なお、本実施の形態では、車両はエンジン出力によって駆動されるものとするが、これに限らず、たとえばモータによって駆動される電動車などであってもよい。
処理部200は、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
処理部200は、上記CPUが上記制御プログラムを実行することにより、目標ヨーレート演算部202、ヨーレート差分演算部204、車速演算部206、操舵角周波数演算部208、パラメータ決定部210、走行制御部212を実現する。
処理部200は、上記CPUが上記制御プログラムを実行することにより、目標ヨーレート演算部202、ヨーレート差分演算部204、車速演算部206、操舵角周波数演算部208、パラメータ決定部210、走行制御部212を実現する。
目標ヨーレート演算部202は、ハンドル角センサ106によって検出された操舵角と車輪速センサ104によって検出された車速を用いて目標ヨーレートを算出する。目標ヨーレートとは、運転者によるハンドル操作量と車速から予測される車両のヨーレートである。
ヨーレート差分演算部204は、目標ヨーレート演算部202によって算出された目標ヨーレートと、ヨーレートセンサ102によって検知された実ヨーレートの差分を算出する。
車速演算部206は、車輪速センサ104によって検知された各車輪の回転速度に基づいて、車両の走行速度(車速)を算出する。すなわち、車輪速センサ104および車速演算部206は、請求項における車速検出手段に対応する。
ヨーレート差分演算部204は、目標ヨーレート演算部202によって算出された目標ヨーレートと、ヨーレートセンサ102によって検知された実ヨーレートの差分を算出する。
車速演算部206は、車輪速センサ104によって検知された各車輪の回転速度に基づいて、車両の走行速度(車速)を算出する。すなわち、車輪速センサ104および車速演算部206は、請求項における車速検出手段に対応する。
操舵角周波数演算部208は、ハンドル角センサ106によって検知された操舵角を周波数分析した操舵角周波数を算出する。すなわち、操舵角周波数演算部208は、請求項における操舵角周波数演算手段に対応する。操舵角を周波数分析することによって、ハンドル操作の速度を知ることができる。すなわち、操舵角周波数が高い場合には一定時間内に多くのハンドル操作がおこなわれており、操舵角周波数が低い場合には相対的にハンドル操作が少ないことを示す。
パラメータ決定部210は、後述する走行制御部212によってブレーキ駆動部112やエンジン制御部114を制御(スピン抑制制御)する際の制御閾値や制御量などのパラメータを決定する。
制御閾値とは、走行制御部212がスピン抑制制御を開始する際の閾値であり、目標ヨーレートと実ヨーレートとの差分値を示す。すなわち、ヨーレート差分演算部204によって算出された目標ヨーレートと実ヨーレートとの差分値が制御閾値以上となった場合に、走行制御部212はスピン抑制制御を開始する。よって、制御閾値が小さいほど、目標ヨーレートと実ヨーレートとの差分が小さいうちからスピン抑制制御が開始されることになる。
また、制御量とは、走行制御部212がブレーキ駆動部112やエンジン制御部114を制御する度合い(強度)を示し、制御量が大きいほど強い制御をおこなうことを示す。
制御閾値とは、走行制御部212がスピン抑制制御を開始する際の閾値であり、目標ヨーレートと実ヨーレートとの差分値を示す。すなわち、ヨーレート差分演算部204によって算出された目標ヨーレートと実ヨーレートとの差分値が制御閾値以上となった場合に、走行制御部212はスピン抑制制御を開始する。よって、制御閾値が小さいほど、目標ヨーレートと実ヨーレートとの差分が小さいうちからスピン抑制制御が開始されることになる。
また、制御量とは、走行制御部212がブレーキ駆動部112やエンジン制御部114を制御する度合い(強度)を示し、制御量が大きいほど強い制御をおこなうことを示す。
図2は、制御閾値および制御量の概要を示す説明図であり、図2Aは制御閾値、図2Bは制御値を示す。また、図2A、図2Bともに、縦軸は操舵角周波数、横軸は車速を示している。パラメータ決定部210は、図2に示すような制御閾値および制御量のテーブルを有しており、車速演算部206によって算出された車速および操舵角周波数演算部208によって算出された操舵角周波数を用いて、制御閾値および制御量を決定する。
図2Aに示す制御閾値は、車速が速い、また操舵角周波数が高いほど、決定される制御閾値の値が小さくなっている。たとえば、図2A上の点αと点βとを比較すると、より車速が速く、また操舵角周波数が高い状態を示す点αの方が、点βよりも制御閾値が低くなっている。すなわち、車速が速い、また操舵角周波数が高いほど、制御閾値が小さい値に設定され、目標ヨーレートと実ヨーレートとの差分が小さいうちからスピン抑制制御を開始されることになる。
また、図2Bに示す制御量は、車速が速い、また操舵角周波数が高いほど、決定される制御量の値が大きくなっている。たとえば、図2B上の点αと点βとを比較すると、より車速が速く、また操舵角周波数が高い状態を示す点αの方が、点βよりも制御量が大きくなっている。すなわち、車速が速い、また操舵角周波数が高いほど、制御量が大きい値に設定され、ブレーキ駆動部112やエンジン制御部114に対して強い制御がおこなわれることになる。
言い換えると、パラメータ決定部210は、操舵角周波数が高いほど制御閾値を小さく、制御量を大きくする。また、パラメータ決定部210は、車速が速いほど制御閾値を小さく、制御量を大きくする。
なお、図2内の制御閾値および制御量の値やグラフは、車速または操舵角周波数の値によって決定される制御閾値および制御量の大小関係を示すために模式的に示したものであり、実際の値とは異なる。
なお、図2内の制御閾値および制御量の値やグラフは、車速または操舵角周波数の値によって決定される制御閾値および制御量の大小関係を示すために模式的に示したものであり、実際の値とは異なる。
図1の説明に戻り、走行制御部212は、目標ヨーレートと実ヨーレートとの差分値が所定値(制御閾値)以上の場合に所定の制御量で車両の走行を制御する。上述のように、所定値(制御閾値)および制御量は、車速と操舵角周波数とに基づいてパラメータ決定部210によって変更される。すなわち、パラメータ決定部210と走行制御部212は、請求項における制御部に対応する。
走行制御部212は、パラメータ決定部210によって決定された制御量に従って、ブレーキ駆動部112およびエンジン制御部114を制御して、車両各輪の制動およびエンジン出力を調整する。すなわち、走行制御部212は、車両の各輪のブレーキ機構および車両のエンジン出力を制御することにより、車両の走行を制御する。
図3は、車両安定装置10の処理を示すフローチャートである。車両の走行中、車両安定装置10は、図3に示した処理を継続しておこなっている。
図3のフローチャートにおいて、車両安定装置10は、まず、車輪速センサ104によって車輪の回転速度を取得し、車速演算部206によって車輪の回転速度から車速を算出する。また、ハンドル角センサ106およびヨーレートセンサ102によって車両の操舵角および実ヨーレートを取得する(ステップS301)。
図3のフローチャートにおいて、車両安定装置10は、まず、車輪速センサ104によって車輪の回転速度を取得し、車速演算部206によって車輪の回転速度から車速を算出する。また、ハンドル角センサ106およびヨーレートセンサ102によって車両の操舵角および実ヨーレートを取得する(ステップS301)。
つぎに、車両安定装置10は、操舵角周波数演算部208によって操舵角を周波数分析して操舵角周波数を算出する(ステップS302)。そして、パラメータ決定部210によって、ステップS301で取得した車速およびステップS302で得られた操舵角周波数を用いて、制御閾値および制御量を決定する(ステップS303)。
また、ステップS302およびS303と並行して、目標ヨーレート演算部202では、ステップS301で取得された操舵角と車速を用いて目標ヨーレートを算出する(ステップS304)。
つづいて、ヨーレート差分演算部204によって、ステップS304で算出された目標ヨーレートと、ステップS301で得られた実ヨーレートとの差分を算出する(ステップS305)。走行制御部212は、目標ヨーレートと実ヨーレートとの差分が、ステップS303で決定された制御閾値以上の場合は(ステップS306:Yes)、ステップS303で決定された制御量でブレーキ駆動部112(ブレーキ)およびエンジン制御部114(エンジン)を制御する(ステップS307)。一方、目標ヨーレートと実ヨーレートとの差分が制御閾値未満の場合は(ステップS306:No)、制御をおこなわずにステップS301からの処理をくりかえす。
以上説明したように、実施の形態にかかる車両安定装置10は、操舵角を周波数分析した操舵角周波数を算出し、操舵角周波数に基づいて車両各部の制御に介入するタイミングを規定する制御閾値(所定値)および制御量を変更する。車両のスピンのしやすさは、車両への動的な操舵の有無に関係する。操舵角周波数を用いて制御閾値および制御量を変更することにより、より確実に車両のスピンを抑制することができる。
また、車両安定装置10は、操舵角周波数が高いほど、また車速が速いほど所定値(制御閾値)を小さく、制御量を大きくする。これにより、操舵角周波数が高い状態、すなわち、ハンドル操作が頻繁におこなわれている時や車両が高速で走行している時ほど、車両安定装置による介入をしやすく、また強い制御をおこなうことができ、実際の走行状態(スピンのしやすさ)に即した制御をおこなうことができる。
10……車両安定装置、102……ヨーレートセンサ、104……車輪速センサ、106……ハンドル角センサ、112……ブレーキ駆動部、114……エンジン制御部、200……処理部、202……目標ヨーレート演算部、204……ヨーレート差分演算部、206……車速演算部、208……操舵角周波数演算部、210……パラメータ決定部、212……走行制御部。
Claims (4)
- 車両のスピンを抑制するスピン抑制制御をおこなう車両安定装置であって、
前記車両の実ヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記車速と前記操舵角を用いて目標ヨーレートを算出する目標ヨーレート演算手段と、 前記目標ヨーレートと前記実ヨーレートとの差分に基づいて、前記車両の走行を制御する制御手段と、
前記操舵角検出手段により検出された前記操舵角を周波数分析した操舵角周波数を算出する操舵角周波数演算手段と、を備え、
前記制御手段は、前記目標ヨーレートと前記実ヨーレートとの差分値が所定値以上の場合に所定の制御量で前記車両の走行を制御するとともに、前記所定値および前記制御量を前記車速と前記操舵角周波数とに基づいて変更する、
ことを特徴とする車両安定装置。 - 前記制御手段は、前記操舵角周波数が高いほど前記所定値を小さく、前記制御量を大きくする、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両安定装置。 - 前記制御手段は、前記車速が速いほど前記所定値を小さく、前記制御量を大きくする、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両安定装置。 - 前記制御手段は、前記車両の各輪のブレーキ機構および前記車両のエンジン出力を制御することにより、前記車両の走行を制御する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の車両安定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013131628A JP2015003697A (ja) | 2013-06-24 | 2013-06-24 | 車両安定装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017043246A (ja) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | 富士重工業株式会社 | 車両の制御装置及び車両の制御方法 |
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2013
- 2013-06-24 JP JP2013131628A patent/JP2015003697A/ja active Pending
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CN106476798A (zh) * | 2015-08-27 | 2017-03-08 | 富士重工业株式会社 | 车辆的控制装置及车辆的控制方法 |
CN106476798B (zh) * | 2015-08-27 | 2018-01-09 | 株式会社斯巴鲁 | 车辆的控制装置及车辆的控制方法 |
US10144446B2 (en) | 2015-08-27 | 2018-12-04 | Subaru Corporation | Vehicle and method for controlling vehicle |
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