JP2516761B2 - 車両のヨ−運動制御装置 - Google Patents

車両のヨ−運動制御装置

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JP2516761B2
JP2516761B2 JP62053501A JP5350187A JP2516761B2 JP 2516761 B2 JP2516761 B2 JP 2516761B2 JP 62053501 A JP62053501 A JP 62053501A JP 5350187 A JP5350187 A JP 5350187A JP 2516761 B2 JP2516761 B2 JP 2516761B2
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、車両の旋回運動制御装置に関する。
(2) 従来の技術 従来、車両の旋回運動を制御するものとして、(1)
特開昭60−169768号公報で開示されるように、ハンドル
舵角および車速に基づいて設定した基準ヨーレートと車
両の実際のヨーレートとの偏差に応じて車輪の横すべり
を検出して横すべり抑制を図るようにしたものや、
(2)特開昭61−152934号公報で開示されるように、ア
クセル操作量に応じてスロットルバルブを開閉制御する
車両において操舵角、車速および降雨の有無に応じてア
クセル操作量に応じたスロットルバルブ開閉制御パター
ンを変化させるものや、(3)特開昭61−226367号公報
で開示されるように、前輪および後輪の転舵角を制御可
能な車両においてハンドル舵角および車速により求めた
運動変数目標値に基づいて目標転舵角を設定するととも
に前記運動変数目標値と運動変数実際値との比較結果に
より目標転舵角を補正するようにしたもの等が知られて
いる。
(3) 発明が解決しようとする問題点 ところで上記各公報で開示されたものは、いずれも現
在のハンドル舵角および車速に基づいて基準値(目標
値)を定めるようにしている。しかるに、ステアリング
ハンドルの操作開始から車両の旋回運動が発生するまで
には時間的遅れが生じるものである。すなわちドライバ
ーがステアリングハンドルを切ってから車両の旋回運動
が生じるまでには、ステアリングハンドルを切るのに伴
う操舵輪の転舵、該操舵輪の転舵に応じた操舵輪の接地
面でのコーナーリングフォース発生、ならびにコーナー
リングフォースによる操舵輪上の横案内力発生を順次経
過するものであり、そのようなプロセスに従って車両の
旋回運動が起きる以上、ステアリングハンドルの転舵操
作から実際の車両旋回運動の発生までには時間的遅れが
生じ、その遅れは車両速度に応じて変化するものであ
る。したがって上述の各公報で開示された技術のよう
に、現在のステアリングハンドル舵角および車速に基づ
いて基準値を定めるものでは、車両の旋回運動の目標値
である基準値が上記時間遅れに対応する分だけ遅れた将
来の旋回運動を規定するものとなっており、旋回運動制
御性能をより高めるためには、上記時間遅れ分だけ過去
に逆上った時点でのステアリングハンドル転舵角に基づ
くべきであり、時間遅れが車両速度に応じて変化するこ
とに伴い車両速度も考慮して基準値を定めるべきであろ
う。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、
車両の旋回運動の運動量と現在あるべき基準値との比較
により、旋回運動制御性能をより高めた車両の旋回運動
制御装置を提供することを目的とする。
B.発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明装置は、車両の旋回
運動時に生じる運動量を検出する運動量検出手段と、ス
テアリングハンドルの転舵角を検出する転舵角センサ
と、車両の旋回運動時に生じる運動量の基準値を車両速
度および前記転舵角センサの過去の出力に基づいて発生
する基準値発生手段と、前記基準値発生手段および前記
運動量検出手段の出力に基づいて車両の旋回運動時の運
動量が前記基準値に一致するように車両の旋回運動を制
御する駆動輸出力トルク制御装置とを備える。
(2) 作用 上記構成によれば、車両の旋回運動時に生じる運動量
の現在あるべき基準値を、ステアリングハンドルの転舵
から車両の旋回運動発生までの時間遅れならびにその時
間遅れの車両速度に応じた変化を考慮して、転舵角の過
去の値および車両速度から推定し、その基準値に現在の
運動量が一致するように駆動輸出力トルクを制御するこ
とにより、旋回運動を望ましい値に制御することが可能
となる。
(3) 実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明する
と、先ず第1図において、前輪駆動車両の自由転動輪と
しての左右両後輪Wrl,Wrrには速度センサSl,Srが個別に
付設されており、これらの速度センサSl,Srの出力信号
は車両の旋回運動時に発生する運動量を検出する運動量
検出手段としてのヨーレート検出手段1に入力される。
このヨーレート検出手段1の出力は、車両の旋回運動時
に生じる運動量の基準値を発生する基準値発生手段とし
ての基準ヨーレート発生手段2に入力されるとともに減
算手段3に入力される。一方、ステアリングハンドルH
には転舵角センサSsが付設されており、この転舵角セン
サSsの出力は基準ヨーレート発生手段2に入力される。
基準ヨーレート発生手段2の出力は減算手段3に入力さ
れ、減算手段3の出力は比較器5の非反転入力端子に入
力される。一方、比較器5の反転入力端子には基準回路
4から基準値が入力されており、比較器5の出力は駆動
輪出力トルク制御装置6に入力される。而して該駆動輪
出力トルク制御装置6は、駆動輪を駆動するエンジンの
出力を制御すべく構成される。
第2図において、ヨーレート検出手段1は、車両の旋
回運動時に生じる運動量としてのヨーレートyを検出す
るものであり、減算回路7と、乗算回路8と、フィルタ
9とを備える。減算回路7は、速度センサSl,Srで検出
された車輪速度Vr,Vlの差r(=Vr−Vl)を検出するも
ので、乗算回路8において前記差rに一定の比例定数d
を乗じることによりヨーレートの近似値y′が得られ
る。ここで比例定数dは後輪Wrl,Wrrのトレッドであ
り、たとえばd=1である。またフィルタ9は、車両サ
スペンションの振動による車輪速度Vl,Vrへの影響は排
除するものであり、再帰型フィルタが用いられる。ここ
で悪路走行中のサスペンションの振動との共振による車
輪速度Vl,Vrの変動は10Hz程度であり、車両運動の制御
に用いるヨーレートの周波数範囲は0〜2Hzであること
から、フィルタ9は2Hz以上を減水域としてヨーレート
の近似値y′をフィルタリングする。すなわちフィルタ
9では、その出力をynとしたとき次の第(1)式の演算
が行なわれる。
yn=α・yn-1+α・yn-2+α・yn-3+β・yn′ +β・yn-1′+β・yn-2′ …(1) ここで、α…α3…βは実験結果により定め
られる定数であり、添字nn,n-1,n-2はフィルタリングの
演算が一定サイルで繰り返されるためそのサイクルの今
回値、前回値を表すものである。
基準ヨーレート発生手段2は、転舵角センサSsで得ら
れる転舵角δの履歴と、ヨーレート検出手段1で得られ
るヨーレートyの履歴とに基づいて現在あるべき基準値
としての基準ヨーレートybを算出するものであり、次の
第(2)式に従う演算が行なわれる。
yb=a1・yn-1−a2・yn-2+b1・δn-1+b2・δn-2
(2) ここで、a1,a2,b1,b2は車両速度によって変化するパ
ラメータであり、次の範囲で予めマップとして準備され
る。
a1=−1.4〜1.8 a2=+0.5〜+0.8 b1=+0.01〜−0.0008 b2=+0.009〜+0.001 ところで、基準ヨーレートybの算出にあたって、過去
の転舵角値の時系列における複数の値すなわち履歴に用
いるのは、それが車両運転者の転舵操作意志を示すもの
であるからであり、急転舵操作の場合と緩転舵操作の場
合とでは異なる基準ヨーレートybが得られることにな
る。
一方、転舵操作に応じて転舵輪が走行方向とは異なる
角度をなすように変化することによりタイヤに横力が発
生し、この横力に応じて車体に運動が生じるものであ
り、転舵時点から運動量発生の時点までに時間遅れがあ
り、車両の旋回運動時に生じる運動量の現在の値は過去
の転舵角値に基づくものであるから、基準ヨーレートyb
の算出にあたって、過去の転舵角値の少なくとも1つ、
たとえばyn-1を用いるようにしてもよい。
減算手段3では、基準ヨーレートybとヨーレートyの
差の絶対値|yb−yn|が算出される。すなわち現在あるべ
きヨーレートybと、現在のヨーレートynとのずれが求め
られ、このずれが基準回路4で設定されている基準値Δ
yよりも大きいかどうかが比較器5で比較され、その結
果に基づいて駆動輪出力トルク制御装置6によりエンジ
ン出力が制御される。しかも前記基準値Δyは車速に依
存するものとして予め設定されている。
次にこの実施例の作用について説明すると、車両のヨ
ーレートyは、左右の自由転動輪Wrl,Wrrの速度差(Vr
−Vl)の比例定数dを乗じた後、フィルタリングするこ
とによって得られ、車両サスペンションの影響を排除し
て実用上問題のないヨーレートyを容易に得ることがで
きる。
このように推定したヨーレートyと、転舵角δおよび
ヨーレートyの履歴に基づいて現在あるべき値として算
出された基準ヨーレートybとの差を、基準値Δyと比較
することにより、車両が望ましくない方向に回頭するこ
とを事前に察知してヨー運動の制御を行なうことが可能
となる。
たとえば前輪駆動車両において、ステアリングを切り
ながら過剰な駆動力をかけたときにはアンダーステア傾
向が生じ、それにより車両が望ましくない方向に回頭し
たことが検知されたときには、比較器5の出力に応答し
て駆動輪出力トルク制御装置6がエンジン出力を低下さ
せるように作動する。このエンジン出力の低下に応じて
駆動輪の駆動力が低下し、それに代わって駆動輪の限界
横力が増大するので上述のアンダーステアを防止するこ
とができる。一方、後輪駆動車両の場合には、過剰な駆
動力をかけたときにはオーバーステア傾向となるが、こ
の場合も前輪駆動車の場合と同様に駆動力を低下させる
ことによりオーバーステアを防止することができる。こ
のようにしてエンジン出力を低下することにより実際の
ヨーレートyが基準ヨーレートybに近付くと、すなわち
前記絶対値|yb−yn|が基準値Δyよりも小さくなると、
エンジンの出力低下が解除され、通常のエンジン出力制
御に戻る。以上のようにエンジン出力を制御することに
より、実際のヨーレートyが基準ヨーレートyb近傍に制
御され、車両の運転者の意志に添ったヨーレートに一致
するようになる。
なお、後輪駆動車両の場合にはヨーレートyを演算す
るために用いる自由転動輪の速度差は転舵輪でもある前
輪の左右車輪速度差を用ればよい。
駆動輪出力トルク制御装置6によるエンジン出力の低
下は、たとえばパルスモータ等により駆動される吸気ス
ロットル弁制御装置を閉弁側に作動するか、エンジンに
供給する燃料を燃料制御装置により減量または遮断する
か、エンジンの火花点火装置による点火時期を遅角また
は遮断するか、エンジンに供給する吸気の過給圧制御装
置により過給圧を低減させる等により達成される。
C.発明の効果 以上のように本発明装置は、車両の旋回運動時に生じ
る運動量を検出する運動量検出手段と、ステアリングハ
ンドルの転舵角を検出する転舵角センサと、車両の旋回
運動時に生じる運動量の基準値を車両速度および前記転
舵角センサの過去の出力に基づいて発生する基準値発生
手段と、前記基準値発生手段および前記運動量検出手段
の出力に基づいて車両の旋回運動時の運動量が前記基準
値に一致するように車両の旋回運動を制御する駆動輪出
力トルク制御装置とを備えるので、車両の旋回運動時に
生じる運動量の現在あるべき基準値を、ステアリングハ
ンドルの転舵から車両の旋回運動発生までの時間遅れな
らびにその時間遅れの車両速度に応じた変化を考慮して
転舵角の過去の値および車両速度から推定し、その基準
値の現在の運動量が一致するように駆動輸出力トルクを
制御することにより、転舵操作に遅れて生じる現在の運
動量を現在あるべき運動量に一致させるように車両の旋
回運動を制御することができ、より優れた旋回運動制御
を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】 図面は本発明の一実施例を示すもので、第1図は全体ブ
ロック図、第2図はヨーレート検出手段の構成を示すブ
ロック図である。 1……運動量検出手段としてのヨーレート検出手段、2
……基準値発生手段としての基準ヨーレート発生手段、
6……駆動輪出力トルク制御装置、 H……ステアリングハンドル、Ss……転舵角センサ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両の旋回運動時に生じる運動量を検出す
    る運動量検出手段(1)と、ステアリングハンドル
    (H)の転舵角を検出する転舵角センサ(Ss)と、車両
    の旋回運動時に生じる運動量の基準値を車両速度および
    前記転舵角センサ(Ss)の過去の出力に基づいて発生す
    る基準値発生手段(2)と、前記基準値発生手段(2)
    および前記運動量検出手段(1)の出力に基づいて車両
    の旋回運動時の運動量が前記基準値に一致するように車
    両の旋回運動を制御する駆動輪出力トルク制御装置
    (6)とを備えることを特徴とする車両の旋回運動制御
    装置。
  2. 【請求項2】前記基準値発生手段(2)は、転舵角セン
    サの出力の履歴に応じて前記基準値を発生すべく構成さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
    車両の旋回運動制御装置。
  3. 【請求項3】前記基準値発生手段(2)は、さらに車両
    の旋回運動時に生じる運動量に応じて前記基準値を発生
    すべく構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項または第(2)項記載の車両の旋回運動制御装
    置。
  4. 【請求項4】車両の旋回運動時に生じる運動量がヨーレ
    ートであることを特徴とする特許請求の範囲第(1)
    項、第(2)項または第(3)項記載の車両の旋回運動
    制御装置。
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