JP3703635B2

JP3703635B2 - Vehicle behavior control device

Info

Publication number: JP3703635B2
Application number: JP27362198A
Authority: JP
Inventors: 和広加藤; 博久田中; 欣生片山; 嘉寛渡辺; 浩孝望月
Original assignee: Mazda Motor Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2018-09-28
Also published as: JP2000104579A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行時における車両のドリフトアウトやスピン等の異常な車両挙動を抑制するための車両の挙動制御装置に関し、特に前輪駆動の車両の挙動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両のドリフトアウトやスピン等の不安定状態の発生を検出して該ドリフトアウトやスピンを抑制するように車両の挙動を制御する従来の制御装置は、各種センサから得られるデータを基にして算出される目標ヨーレートとヨーレートセンサから得られる車両のヨーレートとの偏差に応じて車両の挙動を制御していた。特開平４−１４３１２９号公報では、車両の旋回中に横滑りが過大となって旋回状態が操舵装置の操作に対応しなくなる旋回異常が発生したときに、少なくとも１輪の制動力と少なくとも１輪の駆動力とを制御する車両の旋回制御装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−１４３１２９号公報における車両の旋回制御装置等の従来の技術では、車両のオーバステア状態やアンダステア状態に関係なく駆動力を制御していた。一般的に車両の駆動力を減少させることによって車両の速度を減速させれば、車両は安定状態に向かうことが知られているが、前輪駆動の車両では、オーバステア状態時に、駆動力を増大させることによってオーバステア状態を回避することが可能である。しかし、従来の技術では、このような前輪駆動の車両においても、オーバステア状態時に駆動力を抑制するため、ドライバの操作によるオーバステア状態からの脱出を妨害するだけでなくオーバステア状態を助長する可能性があった。
【０００４】
一方、従来は、車両の挙動制御による駆動力制御及びトラクションコントロールシステムによる制御（以下、ＴＣＳ制御と呼ぶ）時の駆動力制御がそれぞれ単独で行われていたが、車両の挙動制御及びＴＣＳ制御による駆動力の制御が同時に行われる場合が考えられる。このような場合、駆動力制御をどのように行うかという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、前輪駆動の車両において、車両がオーバステア状態にあるときは、駆動力減少量を小さくするか又は０にし、車両がオーバステア状態でないときには、挙動制御時及びＴＣＳ制御時にそれぞれ算出される駆動力減少量の大きい方の値を用いるようにして、ドライバの操作によるオーバステア状態からの脱出を妨害することなく、オーバステア状態を回避することができ、ＴＣＳ制御との両立を図ることができる車両の挙動制御装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両の挙動制御装置は、各種センサから得られるデータを基にして算出される目標ヨーレートとヨーレートセンサから得られる車両のヨーレートとの偏差から、車両状態の判定を行い、該判定に応じて所定の制動力制御及び駆動力制御を行って前輪駆動の車両の挙動制御を行う挙動制御装置において、
上記偏差を算出すると共に該算出した偏差と車両の状態を判定するための各しきい値とを比較し、車両のオーバステア及びアンダステアを判定する車両状態演算部と、
該車両状態演算部による判定に従って駆動力の制御を行う駆動力制御部と、
駆動輪におけるスピンを検出し、駆動輪のスピン率を算出するスピン検出部と、
を備え、
上記駆動力制御部は、上記車両状態演算部によって車両がオーバステア状態にあると判定されると、駆動力の減少量を前回の制御サイクル時よりも小さくするか又は０にし、上記車両状態演算部で算出された偏差、及び上記スピン検出部で算出されたスピン率からそれぞれ駆動力の減少量を算出し、上記車両状態演算部によって車両がオーバステア状態ではないと判定されると、上記算出した各駆動力減少量の内、大きい方の値を用いて駆動力の制御を行うものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態における車両の挙動制御装置の例を示した概略のブロック図であり、前輪駆動の車両における挙動制御装置を示している。
【０００９】
図１において、車両の挙動制御装置１は、各車輪の車輪速度を検出する車輪速センサ２、ステアリングの操舵角を検出する舵角センサ３、車両に発生しているヨーレートを検出するヨーレートセンサ４、スロットル開度を検出するスロットルセンサ５及び車両の横方向の加速度を検出する横加速度センサ６の各種センサを備えている。
【００１０】
また、車両の挙動制御装置１は、上記各センサからの入力信号より車両の状態を判定するための様々なデータを算出すると共に該算出したデータから、オーバステア状態を解消するように行われる制御であるオーバステア制御、及びアンダステア状態を解消するように行われる制御であるアンダステア制御の実施判定を行う車両状態演算部７と、車輪速センサ２から得られる各車輪の車輪速度から駆動輪の状態、具体的には駆動輪のスピン状態を検出する駆動輪スピン検出部８を備えている。
【００１１】
更に、車両の挙動制御装置１は、車両状態演算部７及び駆動輪スピン検出部８からの様々なデータ及び各種判定から各車輪に対する制動力の制御量を算出する制動力演算部９と、車両状態演算部７及び駆動輪スピン検出部８からの各データ及び各種判定から駆動力の制御量を算出する駆動力演算部１０と、制動力演算部９で算出された制動力の制御量から各車輪のブレーキ制御を行うブレーキアクチュエータ１１と、駆動力演算部１０で算出された駆動力の制御量からスロットルの制御を行うスロットルアクチュエータ１２とを備えている。
【００１２】
車輪速センサ２、舵角センサ３、ヨーレートセンサ４、スロットルセンサ５及び横加速度センサ６は、それぞれ車両状態演算部７に接続され、車輪速センサ２は、更に駆動輪スピン検出部８に接続されている。車両状態演算部７及び駆動輪スピン検出部８は、制動力演算部９及び駆動力演算部１０にそれぞれ接続され、制動力演算部９はブレーキアクチュエータ１１に、駆動力演算部１０はスロットルアクチュエータ１２に接続されている。
【００１３】
このような構成において、車両状態演算部７は、車輪速センサ２からの入力信号より得られた各車輪の車輪速度から車体速度Ｖを算出すると共に、舵角センサ３からの入力信号よりステアリング舵角δを、ヨーレートセンサ４からの入力信号より車両の実際のヨーレートである実ヨーレートωrを、スロットルセンサ５からの入力信号よりスロットル開度を、横加速度センサ６からの入力信号より横方向の加速度Ｇyをそれぞれ得る。車両状態演算部７は、これら各センサからのそれぞれの入力信号より得られた各値より、車両の状態を判定するための様々なデータの算出を行い、該算出した各データから車両の挙動制御であるオーバステア制御及びアンダステア制御の実施判定を行う。
【００１４】
また、駆動輪スピン検出部８は、車輪速センサ２からの入力信号より得られた各車輪の車輪速度から、駆動輪である前輪のスリップ率Ｓfを算出し、該算出したスピン率Ｓfを制動力演算部９及び駆動力演算部１０にそれぞれ出力する。
【００１５】
ここで、車両状態演算部７によるオーバステア制御及びアンダステア制御からなる車両の挙動制御の実施判定方法について説明する。
車両状態演算部７は、上記各センサから得られた値の内、車体速度Ｖ及びステアリング舵角δを用いて第１目標ヨーレートω1を下記（１）式より算出する。
ω1＝Ｖ×δ／{(１−ｋ×Ｖ²)×Ｌ} ……………（１）
なお、上記（１）式において、ｋはスタビリティファクタであり高μ（摩擦係数）路を旋回する場から求めた定数であり、Ｌはホイールベースを示す定数である。
【００１６】
次に、車両状態演算部７は、各センサから得られた値の内、車体速度Ｖ及び横方向の加速度Ｇyを用いて第２目標ヨーレートω2を下記（２）式より算出する。
ω2＝Ｇy／Ｖ ………………………………………（２）
【００１７】
更に、車両状態演算部７は、第１目標ヨーレートω1と第２目標ヨーレートω2の内、絶対値の小さい方の値を選択して目標ヨーレートωtとする。
【００１８】
次に、車両状態演算部７は、このようにして得られた目標ヨーレートωtとヨーレートセンサ４から得られた実ヨーレートωrとの偏差であるヨーレート偏差Δωを算出する。ヨーレート偏差Δωは下記（３）式より算出される。
Δω＝ωr−ωt ……………………………………（３）
【００１９】
例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのときに正、右回りのときに負とすると、車両状態演算部７は、車両が左旋回を行っている場合、算出したヨーレート偏差Δωが、正の値であるオーバステアしきい値Ｔｈosを超えるとオーバステア制御開始判定を行い、算出したヨーレート偏差Δωが、負の値であるアンダステアしきい値Ｔｈus未満であるとアンダステア制御開始判定を行う。また、車両が右旋回を行っている場合、車両状態演算部７は算出したヨーレート偏差Δωが、負の値であるオーバステアしきい値Ｔｈos未満であるとオーバステア制御開始判定を行い、算出したヨーレート偏差Δωが、正の値であるアンダステアしきい値Ｔｈusを超えるとアンダステア制御開始判定を行う。
【００２０】
次に、駆動輪スピン検出部８による前輪のスピン率Ｓfの算出方法について説明する。
駆動輪スピン検出部８は、車輪速センサ２からの入力信号より得られた各車輪の車輪速度から、左前輪のスピン率ＳfLを下記（４）式より、右前輪のスピン率ＳfRを下記（５）式よりそれぞれ算出する。
ＳfL＝(ＶfL−ＶrL)／ＶrL……………………………（４）
ＳfR＝(ＶfR−ＶrR)／ＶrR……………………………（５）
なお、上記（４）式において、ＶfLは左前輪の車輪速度を、ＶrLは左後輪の車輪速度を示している。また、上記（５）式において、ＶfRは右前輪の車輪速度を、ＶrRは右後輪の車輪速度を示している。
【００２１】
更に、駆動輪スピン検出部８は、算出した左前輪のスピン率ＳfLと右前輪のスピン率ＳfRの平均値を下記（６）式より算出して、前輪のスピン率Ｓfとする。
Ｓf＝(ＳfL＋ＳfR)／２………………………………（６）
なお、上記（４）式及び（５）式で算出した左前輪のスピン率ＳfL及び右前輪のスピン率ＳfRのいずれか小さい方を前輪のスピン率Ｓfとしてもよい。
【００２２】
制動力演算部９は、車両状態演算部７及び駆動輪スピン検出部８で算出された各データ及び上記各制御実施判定から各車輪の制動力の制御量を算出してブレーキアクチュエータ１１の制御を行う。
駆動力演算部１０は、車両状態演算部７及び駆動輪スピン検出部８で算出された各データ及び上記各制御実施判定から駆動力の制御量を算出してスロットルアクチュエータ１２の制御を行う。
【００２３】
このようにして、制動力演算部９及び駆動力演算部１０は、ブレーキアクチュエータ１１及びスロットルアクチュエータ１２に対して、車両状態演算部７がオーバステア制御開始判定を行うと所定のオーバステア制御を行わせ、車両状態演算部７がアンダステア制御開始判定を行うと所定のアンダステア制御を行わせる。なお、本実施の形態では、車両の旋回方向に応じて正又は負となる値については、左回りが正、右回りが負となる場合を例にして説明する。
【００２４】
オーバステア制御として、制動力演算部９は、オーバステア状態を解消するために外前輪に付加する制動力制動量を算出する。該制動力制御量は、ヨーレート偏差Δωが大きい、すなわちオーバステアの度合いが大きいときほど大きい値が、ヨーレート偏差Δωが小さい、すなわちオーバステアの度合いが小さいときほど小さい値が算出される。同時に、駆動力演算部１０は、所定の方法で駆動力制御量を算出し、駆動力を減少させるようにする。
【００２５】
また、アンダステア制御として、制動力演算部９は、アンダステア状態を解消するために内後輪に付加する制動力制動量を算出する。該制動力制御量は、ヨーレート偏差Δωが大きい、すなわちアンダステアの度合いが大きいときほど大きい値が、ヨーレート偏差Δωが小さい、すなわちアンダステアの度合いが小さいときほど小さい値が算出される。同時に、駆動力演算部１０は、所定の方法で駆動力制御量を算出し、駆動力を減少させるようにする。
【００２６】
ここで、駆動力演算部１０による駆動力の減少量を算出する方法について説明する。
駆動力演算部１０は、車両状態演算部７によって上記（３）式より算出されたヨーレート偏差Δωに応じて、具体的にはヨーレート偏差Δωが大きいほど駆動力を減少させるように、下記（７）式より第１駆動力減少量ΔＥaを算出する。
ΔＥa＝Ｋ1×Δω＋Ｋ2×Δω’……………………（７）
なお、上記（７）式において、Ｋ1及びＫ2は、Ｋ1，Ｋ2＞０の定数であり、Δω’は、ヨーレート偏差Δωを微分したものである。
【００２７】
また、駆動力演算部１０は、駆動輪スピン検出部８によって上記（６）式より算出された、駆動輪である前輪のスピン率Ｓfに応じて、具体的には前輪のスピン率Ｓfが大きいほど駆動力を減少させるように、下記（８）式より第２駆動力減少量ΔＥtを算出する。
ΔＥt＝Ｋ3×Ｓf＋Ｋ4×Ｓf’……………………（８）
なお、上記（８）式において、Ｋ3及びＫ4は、Ｋ3，Ｋ4＞０の定数であり、Ｓf’は、前輪のスピン率Ｓfを微分したものである。
【００２８】
更に、駆動力演算部１０は、車両状態演算部７からの判定がオーバステア状態でない場合、（７）式で算出した第１駆動力減少量ΔＥaと（８）式で算出した第２駆動力減少量ΔＥtの内、大きい方の値を選択して駆動力減少量ΔＥとする。また、駆動力演算部１０は、車両状態演算部７からの判定がオーバステア状態である場合、前回の制御サイクルに算出した駆動力減少量ΔＥ_n-1より小さくなるように、例えば下記（９）式より今回の制御サイクルの駆動力減少量ΔＥ_nを算出する。
【００２９】
ΔＥ_n＝ｍ×ΔＥ_n-1…………………………（９）
なお、上記（９）式において、ΔＥ_n-1及びΔＥ_nにおけるｎは、制御サイクル数を示しており、ｎ＞０の自然数である。また、ｍは、前回の制御サイクルよりも駆動力減少量を小さくするための実数であり、０≦ｍ＜１である。特にｍ＝０の場合は、今回の制御サイクルにおける駆動力減少量を０にして、駆動力制御を禁止する。
【００３０】
次に、図２は、図１で示した車両の挙動制御装置１の動作例を示したフローチャートであり、図３は、駆動力減少量ΔＥの算出ルーチンの例を示したフローチャートである。図２及び図３を用いて車両の挙動制御装置１の動作についてもう少し詳細に説明する。
【００３１】
図２において、ステップＳ１で、車両状態演算部７は、車輪速センサ２からの入力信号より得られる各車輪の車輪速度から車体速度Ｖを算出すると共に、舵角センサ３からの入力信号よりステアリング舵角δを、ヨーレートセンサ４からの入力信号より実ヨーレートωrを、スロットルセンサ５からの入力信号よりスロットル開度を、横加速度センサ６からの入力信号より横方向の加速度Ｇyをそれぞれ得る。また、駆動輪スピン検出部８は、車輪速センサ２からの入力信号より得られる各車輪の車輪速度から駆動輪である前輪のスピン率Ｓfを算出する。
【００３２】
次に、車両状態演算部７は、ステップＳ２で、（１）式より算出した第１目標ヨーレートω1と、（２）式より算出した第２目標ヨーレートω2とから目標ヨーレートωtを算出する。車両状態演算部７は、ステップＳ３において、ステップＳ１で得た実ヨーレートωr及びステップＳ２で算出した目標ヨーレートωtからヨーレート偏差Δωを算出する。この後、ステップＳ４で、車両状態演算部７は、オーバステアしきい値Ｔｈos及びアンダステアしきい値Ｔｈusの各しきい値を算出して設定する。
【００３３】
ステップＳ５で、車両状態演算部７は、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ４で設定されたオーバステアしきい値Ｔｈosとの比較を行い、オーバステア制御を開始するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、オーバステアしきい値Ｔｈosは正の値となり、ヨーレート偏差Δωがオーバステアしきい値Ｔｈosを超えているか否かを調べる。車両状態演算部７は、ヨーレート偏差Δωがオーバステアしきい値Ｔｈosを超え、オーバステア制御を開始する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。
【００３４】
ステップＳ６で、車両状態演算部７のオーバステア制御開始判定により、制動力演算部９は外前輪制動力の制動量の算出を行い、駆動力演算部１０は駆動力の制御量を算出する。次に、ステップＳ７で、制動力演算部９は該算出した制動量の制動力制御の実施をブレーキアクチュエータ１１に実行させ、駆動力演算部１０は算出した駆動量の駆動制御の実施をスロットルアクチュエータに実行させて本フローは終了する。
【００３５】
また、ステップＳ５で、例えばヨーレート偏差Δωがオーバステアしきい値Ｔｈos以下であって、オーバステア制御開始の判定が行われなかった場合（ＮＯ）、ステップＳ８に進む。ステップＳ８で、車両状態演算部７は、ステップＳ３で算出したヨーレート偏差ΔωとステップＳ４で設定されたアンダステアしきい値Ｔｈusとの比較を行い、アンダステア制御を開始するか否かの判定を行う。例えば、ヨーレートセンサ４の極性が左回りのとき正、右回りのときに負であるとすると、左旋回時においては、アンダステアしきい値Ｔｈusは負の値となり、ヨーレート偏差Δωがアンダステアしきい値Ｔｈos未満であるか否かを調べ、ヨーレート偏差Δωがアンダステアしきい値Ｔｈus未満であり、アンダステア制御を開始する判定を行うと（ＹＥＳ）、ステップＳ９に進む。
【００３６】
ステップＳ９で、車両状態演算部７のアンダステア制御開始判定により、制動力演算部９は内後輪制動力の制動量の算出を行い、駆動力演算部１０は駆動力の制御量を算出した後、ステップＳ７の処理を行ってステップＳ１に戻る。また、ステップＳ８で、例えばヨーレート偏差Δωがアンダステアしきい値Ｔｈus以上であって、アンダステア制御開始の判定が行われなかった場合（ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。
【００３７】
次に、図３を用いて、駆動力演算部１０によって行われる駆動力減少量ΔＥの算出方法を説明する。なお、図３では、特に明記しない限り、各フローで行われる処理はすべて駆動力演算部１０で行われるものである。
図３において、ステップＳ１１で、車両状態演算部７で算出されたヨーレート偏差Δωから、（７）式を用いて第１駆動力減少量ΔＥaを算出し、ステップＳ１２で、駆動輪スピン検出部８で算出された前輪のスピン率Ｓfから、（８）式を用いて第２駆動力減少量ΔＥtを算出する。
【００３８】
次に、ステップＳ１３で、車両状態演算部７による判定から車両がオーバステア状態であるか否かを調べ、車両がオーバステア状態である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１４で、上記（９）式を用いて今回の制御サイクルの駆動力減少量ΔＥ_nを算出して、本フローは終了する。
【００３９】
また、ステップＳ１３で、車両がオーバステア状態でない場合（ＮＯ）、ステップＳ１５で、第１駆動力減少量ΔＥaが第２駆動力減少量ΔＥtよりも大きいか否かを調べ、ΔＥa＞ΔＥtの場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１６で、第１駆動力減少量ΔＥaを今回の制御サイクルの駆動力減少量ΔＥ_nにして、本フローを終了する。更に、ステップＳ１５で、ΔＥa≦ΔＥtの場合（ＮＯ）、ステップＳ１７で、第２駆動力減少量ΔＥtを今回の制御サイクルの駆動力減少量ΔＥ_nにして、本フローを終了する。
【００４０】
このように、本実施の形態における車両の挙動制御装置は、前輪駆動の車両がオーバステア状態のとき、駆動力減少量を小さくし、車両がオーバステア状態でないときは、ヨーレート偏差Δωから算出する第１駆動力減少量ΔＥaと駆動輪である前輪のスピン率Ｓfから算出した第２駆動力減少量ΔＥtの内、大きい方の値を選択して駆動力減少量ΔＥとした。このことから、ドライバの操作によるオーバステア状態からの脱出を妨害することなく、オーバステア状態を回避することができる。
【００４１】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、本発明の車両の挙動制御装置によれば、前輪駆動の車両がオーバステア状態のとき、駆動力減少量を前回の制御サイクル時よりも小さくするか、又は０にするようにした。このことから、ドライバの操作によるオーバステア状態からの脱出を妨害することなく、オーバステア状態を回避することができ、不要な駆動力制御を防ぐことができる。
【００４２】
また、車両がオーバステア状態ではないと判定すると、ヨーレートの偏差から算出した駆動力減少量及びスピン率から算出した駆動力減少量の内、大きい方の値を用いて駆動力の制御を行うようにした。このことから、車両がオーバステア及びアンダステアのいずれの状態でもないときには、スピン率から算出した駆動力減少量を用いて駆動力の制御を行い、車輪のスピンを過度に大きくしないようにすることができる。車両がアンダステア状態のときには、前輪駆動車の前輪における過剰なスピンはアンダステア状態に陥りやすく、過剰な車輪のスピンを抑制するヨーレート偏差から算出した駆動力減少量を用いて駆動力の制御を行い、早期にアンダステア状態を緩和することができると共に、車輪のスピンが発生しないようなアンダステア状態時においても適切な駆動力の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における車両の挙動制御装置の例を示した概略のブロック図である。
【図２】図１における車両の挙動制御装置の動作例を示したフローチャートである。
【図３】駆動力減少量ΔＥの算出ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１車両の挙動制御装置
２車輪速センサ
３舵角センサ
４ヨーレートセンサ
５スロットルセンサ
６横加速度センサ
７車両状態演算部
８駆動輪スピン検出部
９制動力演算部
１０駆動力演算部
１１ブレーキアクチュエータ
１２スロットルアクチュエータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle behavior control apparatus for suppressing abnormal vehicle behavior such as drift-out and spin of a vehicle during traveling, and more particularly to a behavior control apparatus for a front-wheel drive vehicle.
[0002]
[Prior art]
A conventional control device that detects the occurrence of an unstable state such as vehicle drift-out or spin and controls the behavior of the vehicle to suppress the drift-out or spin is calculated based on data obtained from various sensors. The behavior of the vehicle is controlled according to the deviation between the target yaw rate to be obtained and the yaw rate of the vehicle obtained from the yaw rate sensor. In Japanese Patent Laid-Open No. 4-143129, when a turning abnormality occurs in which the side slip becomes excessive during turning of the vehicle and the turning state does not correspond to the operation of the steering device, at least one braking force and at least one wheel A vehicle turning control device for controlling driving force is disclosed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional technology such as the vehicle turning control device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-143129, the driving force is controlled regardless of the oversteer state and understeer state of the vehicle. Generally, it is known that if the speed of the vehicle is reduced by reducing the driving force of the vehicle, the vehicle goes to a stable state. However, in a front-wheel drive vehicle, the driving force is increased in an oversteer state. It is possible to avoid an oversteer condition. However, in the conventional technology, even in such a front-wheel drive vehicle, since the driving force is suppressed in the oversteer state, there is a possibility that not only the escape from the oversteer state by the operation of the driver is disturbed but also the oversteer state is promoted. there were.
[0004]
On the other hand, conventionally, driving force control by vehicle behavior control and driving force control by traction control system (hereinafter referred to as TCS control) have been carried out independently, but by vehicle behavior control and TCS control. It is conceivable that the driving force is controlled simultaneously. In such a case, there was a problem of how to perform driving force control.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems. In a front-wheel drive vehicle, when the vehicle is in an oversteer state, the amount of decrease in driving force is reduced to 0 or the vehicle is oversteered. When not in the state, the larger value of the driving force decrease calculated during the behavior control and the TCS control is used to avoid the oversteer state without disturbing the escape from the oversteer state by the driver's operation. Therefore, an object of the present invention is to obtain a vehicle behavior control device that can achieve both TCS control and TCS control.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The vehicle behavior control apparatus according to the present invention determines a vehicle state from a deviation between a target yaw rate calculated based on data obtained from various sensors and a vehicle yaw rate obtained from a yaw rate sensor, and performs the determination. In accordance with the behavior control device that performs the behavior control of the front-wheel drive vehicle by performing the predetermined braking force control and the driving force control in response,
A vehicle state calculation unit that calculates the deviation and compares the calculated deviation with each threshold value for determining the state of the vehicle to determine oversteer and understeer of the vehicle;
A driving force control unit that controls the driving force according to the determination by the vehicle state calculation unit ;
A spin detector that detects spin in the drive wheel and calculates the spin rate of the drive wheel;
With
The driving force control unit, when the vehicle by the vehicle state calculating section is determined to be in the oversteer state, the reduction amount of the driving force or 0 smaller than the previous control cycle, the vehicle state calculating The amount of decrease in driving force is calculated from the deviation calculated by the unit and the spin rate calculated by the spin detection unit, and when the vehicle state calculation unit determines that the vehicle is not in an oversteer state, the calculation is performed. The driving force is controlled using the larger value of the respective driving force reduction amounts .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an example of a vehicle behavior control device according to an embodiment of the present invention, and shows a behavior control device in a front-wheel drive vehicle.
[0009]
In FIG. 1, a vehicle behavior control device 1 includes a wheel speed sensor 2 that detects a wheel speed of each wheel, a steering angle sensor 3 that detects a steering angle of a steering, and a yaw rate sensor 4 that detects a yaw rate generated in the vehicle. Further, there are provided various sensors such as a throttle sensor 5 for detecting the throttle opening degree and a lateral acceleration sensor 6 for detecting the lateral acceleration of the vehicle.
[0010]
In addition, the vehicle behavior control device 1 calculates various data for determining the state of the vehicle from the input signals from the respective sensors and performs control to eliminate the oversteer state from the calculated data. A vehicle state calculation unit 7 that performs execution determination of understeer control, which is control performed to eliminate a certain oversteer control and understeer state, and the state of the drive wheel from the wheel speed of each wheel obtained from the wheel speed sensor 2, specifically Specifically, a drive wheel spin detection unit 8 that detects the spin state of the drive wheel is provided.
[0011]
Furthermore, the vehicle behavior control device 1 includes a braking force calculation unit 9 that calculates a control amount of the braking force for each wheel from various data and various determinations from the vehicle state calculation unit 7 and the drive wheel spin detection unit 8, and a vehicle A driving force calculation unit 10 that calculates a control amount of the driving force from each data and various determinations from the state calculation unit 7 and the driving wheel spin detection unit 8, and a control amount of the braking force calculated by the braking force calculation unit 9 A brake actuator 11 that performs wheel brake control and a throttle actuator 12 that controls the throttle from the control amount of the driving force calculated by the driving force calculation unit 10 are provided.
[0012]
The wheel speed sensor 2, the steering angle sensor 3, the yaw rate sensor 4, the throttle sensor 5, and the lateral acceleration sensor 6 are each connected to a vehicle state calculation unit 7, and the wheel speed sensor 2 is further connected to a driving wheel spin detection unit 8. ing. The vehicle state calculation unit 7 and the driving wheel spin detection unit 8 are connected to a braking force calculation unit 9 and a driving force calculation unit 10, respectively. The braking force calculation unit 9 is connected to the brake actuator 11, and the driving force calculation unit 10 is connected to the throttle actuator 12. It is connected to the.
[0013]
In such a configuration, the vehicle state calculation unit 7 calculates the vehicle body speed V from the wheel speed of each wheel obtained from the input signal from the wheel speed sensor 2, and the steering rudder from the input signal from the steering angle sensor 3. The angle δ, the actual yaw rate ωr that is the actual yaw rate of the vehicle from the input signal from the yaw rate sensor 4, the throttle opening from the input signal from the throttle sensor 5, and the lateral acceleration from the input signal from the lateral acceleration sensor 6. Get Gy respectively. The vehicle state calculation unit 7 calculates various data for determining the state of the vehicle from the values obtained from the input signals from these sensors, and controls the behavior of the vehicle from the calculated data. Whether to perform oversteer control and understeer control is determined.
[0014]
Further, the drive wheel spin detection unit 8 calculates the slip rate Sf of the front wheel, which is the drive wheel, from the wheel speed of each wheel obtained from the input signal from the wheel speed sensor 2, and controls the calculated spin rate Sf. It outputs to the power calculation part 9 and the driving force calculation part 10, respectively.
[0015]
Here, an execution determination method for vehicle behavior control including oversteer control and understeer control by the vehicle state calculation unit 7 will be described.
The vehicle state calculation unit 7 calculates the first target yaw rate ω1 from the following equation (1) using the vehicle body speed V and the steering angle δ among the values obtained from the sensors.
ω1 = V × δ / {(1-k × V ² ) × L} (1)
In the above equation (1), k is a stability factor, a constant determined from a field turning on a high μ (friction coefficient) road, and L is a constant indicating the wheel base.
[0016]
Next, the vehicle state calculation unit 7 calculates the second target yaw rate ω2 from the following equation (2) using the vehicle body speed V and the lateral acceleration Gy among the values obtained from the sensors.
ω2 = Gy / V ……………………………………… (2)
[0017]
Further, the vehicle state calculation unit 7 selects a value having a smaller absolute value from the first target yaw rate ω1 and the second target yaw rate ω2 and sets it as the target yaw rate ωt.
[0018]
Next, the vehicle state calculation unit 7 calculates a yaw rate deviation Δω that is a deviation between the target yaw rate ωt thus obtained and the actual yaw rate ωr obtained from the yaw rate sensor 4. The yaw rate deviation Δω is calculated from the following equation (3).
Δω = ωr−ωt …………………………………… (3)
[0019]
For example, if the polarity of the yaw rate sensor 4 is positive when it is counterclockwise and negative when it is clockwise, the vehicle state calculation unit 7 indicates that the calculated yaw rate deviation Δω is positive when the vehicle is making a left turn. When an oversteer threshold value Thos that is a value is exceeded, an oversteer control start determination is performed, and when the calculated yaw rate deviation Δω is less than a negative understeer threshold value Thus, an understeer control start determination is performed. When the vehicle is making a right turn, the vehicle state calculation unit 7 performs oversteer control start determination if the calculated yaw rate deviation Δω is less than the negative oversteer threshold value Thos, and calculates the calculated yaw rate. When the deviation Δω exceeds a positive understeer threshold value Thus, an understeer control start determination is performed.
[0020]
Next, a method of calculating the front wheel spin rate Sf by the drive wheel spin detection unit 8 will be described.
The drive wheel spin detection unit 8 calculates the spin rate SfR of the left front wheel from the following formula (4) from the wheel speed of each wheel obtained from the input signal from the wheel speed sensor 2, and the spin rate SfR of the right front wheel is 5) Each is calculated from the equation.
SfL = (VfL−VrL) / VrL ……………………… (4)
SfR = (VfR-VrR) / VrR (5)
In the above equation (4), VfL indicates the wheel speed of the left front wheel, and VrL indicates the wheel speed of the left rear wheel. In the above equation (5), VfR represents the wheel speed of the right front wheel, and VrR represents the wheel speed of the right rear wheel.
[0021]
Further, the drive wheel spin detection unit 8 calculates the average value of the calculated spin rate SfL of the left front wheel and the spin rate SfR of the right front wheel from the following equation (6), and sets it as the spin rate Sf of the front wheel.
Sf = (SfL + SfR) / 2 ………………………… (6)
The smaller one of the left front wheel spin rate SfL and the right front wheel spin rate SfR calculated by the above equations (4) and (5) may be used as the front wheel spin rate Sf.
[0022]
The braking force calculation unit 9 calculates the control amount of the braking force of each wheel from each data calculated by the vehicle state calculation unit 7 and the drive wheel spin detection unit 8 and each control execution determination, and controls the brake actuator 11. Do.
The driving force calculation unit 10 controls the throttle actuator 12 by calculating a control amount of the driving force from each data calculated by the vehicle state calculation unit 7 and the driving wheel spin detection unit 8 and the above control execution determination.
[0023]
In this way, the braking force calculation unit 9 and the driving force calculation unit 10 cause the brake actuator 11 and the throttle actuator 12 to perform predetermined oversteer control when the vehicle state calculation unit 7 determines oversteer control start, When the vehicle state calculation unit 7 performs the understeer control start determination, predetermined understeer control is performed. In the present embodiment, the value that is positive or negative depending on the turning direction of the vehicle will be described as an example in which the counterclockwise direction is positive and the clockwise direction is negative.
[0024]
As oversteer control, the braking force calculation unit 9 calculates a braking force braking amount to be applied to the outer front wheels in order to eliminate the oversteer state. The braking force control amount is calculated such that the larger the yaw rate deviation Δω is, that is, the larger the degree of oversteer is, and the smaller the yaw rate deviation Δω is, that is, the smaller the degree of oversteer is. At the same time, the driving force calculation unit 10 calculates the driving force control amount by a predetermined method so as to decrease the driving force.
[0025]
Further, as the understeer control, the braking force calculation unit 9 calculates a braking force braking amount to be applied to the inner rear wheel in order to cancel the understeer state. The braking force control amount is calculated such that the larger the yaw rate deviation Δω is, that is, the larger the degree of understeer is, and the smaller the yaw rate deviation Δω is, that is, the smaller the degree of understeer is. At the same time, the driving force calculation unit 10 calculates the driving force control amount by a predetermined method so as to decrease the driving force.
[0026]
Here, a method of calculating the amount of decrease in driving force by the driving force calculator 10 will be described.
In accordance with the yaw rate deviation Δω calculated from the equation (3) by the vehicle state calculation unit 7, the driving force calculation unit 10 specifically reduces the driving force as the yaw rate deviation Δω increases (7 ) To calculate the first driving force decrease amount ΔEa.
ΔEa = K1 × Δω + K2 × Δω '(7)
In the above equation (7), K1 and K2 are constants of K1, K2> 0, and Δω ′ is a derivative of the yaw rate deviation Δω.
[0027]
In addition, the driving force calculation unit 10 has a large front wheel spin rate Sf according to the spin rate Sf of the front wheel, which is the drive wheel, calculated by the drive wheel spin detection unit 8 from the above equation (6). The second driving force decrease amount ΔEt is calculated from the following equation (8) so as to decrease the driving force as much as possible.
ΔEt = K3 x Sf + K4 x Sf '(8)
In the above equation (8), K3 and K4 are constants of K3, K4> 0, and Sf ′ is a derivative of the spin rate Sf of the front wheel.
[0028]
Further, when the determination from the vehicle state calculation unit 7 is not an oversteer state, the driving force calculation unit 10 calculates the first driving force decrease amount ΔEa calculated by the equation (7) and the second driving force decrease calculated by the equation (8). Of the amount ΔEt, the larger value is selected as the driving force decrease amount ΔE. Further, when the determination from the vehicle state calculation unit 7 is an oversteer state, the driving force calculation unit 10 is, for example, the following (9) so as to be smaller than the driving force decrease amount ΔE _n−1 calculated in the previous control cycle. The driving force decrease amount ΔE _n of the current control cycle is calculated from the equation.
[0029]
ΔE _n = m × ΔE _n-1 (9)
In the above equation (9), _n in ΔE _n−1 and ΔE _n indicates the number of control cycles, and is a natural number where n> 0. Further, m is a real number for making the driving force decrease smaller than the previous control cycle, and 0 ≦ m <1. In particular, when m = 0, the driving force decrease amount in the current control cycle is set to 0 and the driving force control is prohibited.
[0030]
Next, FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the vehicle behavior control device 1 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a flowchart showing an example of a routine for calculating the driving force decrease amount ΔE. The operation of the vehicle behavior control device 1 will be described in a little more detail with reference to FIGS.
[0031]
In FIG. 2, in step S <b> 1, the vehicle state calculation unit 7 calculates the vehicle body speed V from the wheel speed of each wheel obtained from the input signal from the wheel speed sensor 2 and steers from the input signal from the steering angle sensor 3. The steering angle δ, the actual yaw rate ωr from the input signal from the yaw rate sensor 4, the throttle opening from the input signal from the throttle sensor 5, and the lateral acceleration Gy from the input signal from the lateral acceleration sensor 6 are obtained. Further, the drive wheel spin detection unit 8 calculates the spin rate Sf of the front wheel that is the drive wheel from the wheel speed of each wheel obtained from the input signal from the wheel speed sensor 2.
[0032]
Next, in step S2, the vehicle state calculation unit 7 calculates a target yaw rate ωt from the first target yaw rate ω1 calculated from the equation (1) and the second target yaw rate ω2 calculated from the equation (2). In step S3, the vehicle state calculation unit 7 calculates the yaw rate deviation Δω from the actual yaw rate ωr obtained in step S1 and the target yaw rate ωt calculated in step S2. Thereafter, in step S4, the vehicle state calculation unit 7 calculates and sets the oversteer threshold value Thos and the understeer threshold value Thus.
[0033]
In step S5, the vehicle state calculation unit 7 compares the yaw rate deviation Δω calculated in step S3 with the oversteer threshold value Thos set in step S4, and determines whether or not to start oversteer control. For example, assuming that the polarity of the yaw rate sensor 4 is positive when it is counterclockwise and negative when it is clockwise, the oversteer threshold value Thos is a positive value when turning counterclockwise, and the yaw rate deviation Δω is the oversteer threshold value. Check if Thos is exceeded. When the vehicle state calculation unit 7 determines that the yaw rate deviation Δω exceeds the oversteer threshold value Thos and starts oversteer control (YES), the process proceeds to step S6.
[0034]
In step S6, based on the oversteer control start determination of the vehicle state calculation unit 7, the braking force calculation unit 9 calculates the braking amount of the outer front wheel braking force, and the driving force calculation unit 10 calculates the control amount of the driving force. Next, in step S7, the braking force calculation unit 9 causes the brake actuator 11 to execute the braking force control of the calculated braking amount, and the driving force calculation unit 10 executes the driving control of the calculated drive amount to the throttle actuator. This flow is terminated.
[0035]
In step S5, for example, when the yaw rate deviation Δω is equal to or less than the oversteer threshold value Thos and the start of oversteer control is not determined (NO), the process proceeds to step S8. In step S8, the vehicle state calculation unit 7 compares the yaw rate deviation Δω calculated in step S3 with the understeer threshold value Thus set in step S4, and determines whether to start understeer control. For example, assuming that the polarity of the yaw rate sensor 4 is positive when it is counterclockwise and negative when it is clockwise, the understeer threshold value Thus is a negative value when turning counterclockwise, and the yaw rate deviation Δω is the understeer threshold value. It is checked whether or not it is less than Thos. If the yaw rate deviation Δω is less than the understeer threshold value Thus and it is determined to start understeer control (YES), the process proceeds to step S9.
[0036]
After the understeer control start determination of the vehicle state calculation unit 7 in step S9, the braking force calculation unit 9 calculates the braking amount of the inner rear wheel braking force, and the driving force calculation unit 10 calculates the control amount of the driving force. Then, the process of step S7 is performed, and the process returns to step S1. In step S8, for example, when the yaw rate deviation Δω is equal to or greater than the understeer threshold value Thus and the start of understeer control is not determined (NO), the process returns to step S1.
[0037]
Next, a method of calculating the driving force decrease amount ΔE performed by the driving force calculator 10 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, unless otherwise specified, all processes performed in each flow are performed by the driving force calculation unit 10.
In FIG. 3, the first driving force decrease amount ΔEa is calculated from the yaw rate deviation Δω calculated by the vehicle state calculation unit 7 in step S11 using the equation (7). In step S12, the driving wheel spin detection unit 8 is calculated. The second driving force decrease amount ΔEt is calculated from the front wheel spin rate Sf calculated in step (5) using equation (8).
[0038]
Next, in step S13, it is checked whether or not the vehicle is in an oversteer state from the determination by the vehicle state calculation unit 7. If the vehicle is in an oversteer state (YES), in step S14, the above equation (9) is used. The driving force decrease amount ΔE _n of the current control cycle is calculated, and this flow ends.
[0039]
In step S13, if the vehicle is not in an oversteer state (NO), it is checked in step S15 whether the first driving force decrease amount ΔEa is larger than the second driving force decrease amount ΔEt. If ΔEa> ΔEt ( YES), in step S16, the first driving force decrease amount ΔEa is set to the driving force decrease amount ΔE _n of the current control cycle, and this flow is ended. Further, in step S15, if the ΔEa ≦ ΔEt (NO), at step S17, and the second driving force reduction amount .DELTA.ET the driving force reduction amount Delta] E _n of the current control cycle, the flow ends.
[0040]
As described above, the vehicle behavior control apparatus according to the present embodiment reduces the driving force reduction amount when the front-wheel drive vehicle is in the oversteer state, and calculates the yaw rate deviation Δω when the vehicle is not in the oversteer state. Of the second driving force reduction amount ΔEt calculated from the driving force reduction amount ΔEa and the spin rate Sf of the front wheel as the driving wheel, the larger value is selected as the driving force reduction amount ΔE. Therefore, the oversteer state can be avoided without disturbing the escape from the oversteer state by the driver's operation.
[0041]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the vehicle behavior control apparatus of the present invention, when the front-wheel drive vehicle is in the oversteer state, the driving force reduction amount is made smaller than that in the previous control cycle or set to zero. I tried to do it. Therefore, the oversteer state can be avoided without disturbing the escape from the oversteer state by the operation of the driver, and unnecessary driving force control can be prevented.
[0042]
If it is determined that the vehicle is not in an oversteer state, the driving force is controlled using the larger value of the driving force decrease amount calculated from the yaw rate deviation and the driving force decrease amount calculated from the spin rate. did. From this, when the vehicle is neither oversteered nor understeered, it is possible to control the driving force using the driving force decrease amount calculated from the spin rate so that the wheel spin is not excessively increased. . When the vehicle is in an understeer state, excessive spin on the front wheels of the front-wheel drive vehicle tends to fall into an understeer state, and the driving force is controlled using a driving force decrease amount calculated from a yaw rate deviation that suppresses excessive wheel spin, The understeer state can be alleviated at an early stage, and appropriate driving force control can be performed even in an understeer state in which no wheel spin occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an example of a vehicle behavior control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation example of the vehicle behavior control apparatus in FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing a routine for calculating a driving force decrease amount ΔE.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle behavior control apparatus 2 Wheel speed sensor 3 Steering angle sensor 4 Yaw rate sensor 5 Throttle sensor 6 Lateral acceleration sensor 7 Vehicle state calculation part 8 Drive wheel spin detection part 9 Braking force calculation part 10 Driving force calculation part 11 Brake actuator 12 Throttle Actuator

Claims

各種センサから得られるデータを基にして算出される目標ヨーレートとヨーレートセンサから得られる車両のヨーレートとの偏差から、車両状態の判定を行い、該判定に応じて所定の制動力制御及び駆動力制御を行って前輪駆動の車両の挙動制御を行う挙動制御装置において、
上記偏差を算出すると共に該算出した偏差と車両の状態を判定するための各しきい値とを比較し、車両のオーバステア及びアンダステアを判定する車両状態演算部と、
該車両状態演算部による判定に従って駆動力の制御を行う駆動力制御部と、
駆動輪におけるスピンを検出し、駆動輪のスピン率を算出するスピン検出部と、
を備え、
上記駆動力制御部は、上記車両状態演算部によって車両がオーバステア状態にあると判定されると、駆動力の減少量を前回の制御サイクル時よりも小さくするか又は０にし、上記車両状態演算部で算出された偏差、及び上記スピン検出部で算出されたスピン率からそれぞれ駆動力の減少量を算出し、上記車両状態演算部によって車両がオーバステア状態ではないと判定されると、上記算出した各駆動力減少量の内、大きい方の値を用いて駆動力の制御を行うことを特徴とする車両の挙動制御装置。The vehicle state is determined from the deviation between the target yaw rate calculated based on data obtained from various sensors and the vehicle yaw rate obtained from the yaw rate sensor, and predetermined braking force control and driving force control are performed according to the determination. In a behavior control device that controls the behavior of a front-wheel drive vehicle by performing
A vehicle state calculation unit that calculates the deviation and compares the calculated deviation with each threshold value for determining the state of the vehicle to determine oversteer and understeer of the vehicle;
A driving force control unit that controls the driving force in accordance with the determination by the vehicle state calculation unit;
A spin detection unit that detects spin in the drive wheel and calculates a spin rate of the drive wheel;
With
When the vehicle state calculation unit determines that the vehicle is in an oversteer state, the driving force control unit reduces the driving force decrease amount to 0 or less than the previous control cycle, and calculates the vehicle state calculation. The amount of decrease in driving force is calculated from the deviation calculated by the unit and the spin rate calculated by the spin detection unit, and when the vehicle state calculation unit determines that the vehicle is not in an oversteer state, the calculation is performed. A vehicle behavior control device characterized in that a driving force is controlled using a larger value of each driving force decrease amount .