JP4455379B2 - 車両用アンダーステア抑制装置 - Google Patents
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Description
また、アンダーステア状態など車両挙動が不安定となったときに警報音を吹鳴し運転者に注意を促す手法も、一般によく行われている。しかしながら、警報音だけで車両を安定化することは不可能であり、また、寒冷地などにおける圧雪路、氷結路などで頻繁に警報音が吹鳴すると、運転者は煩雑さを感じてしまう。
そこで、この発明は、アンダーステアの度合いに応じて段階的に対処しながら車両の安定化を図ることができる車両用アンダーステア抑制装置を提供するものである。
このように構成することにより、アンダーステアの度合いが比較的に小さいときには操舵反力装置により操舵を抑制してアンダーステア状態の改善を行うことができる。操舵反力装置により操舵の抑制を実行してもアンダーステアの度合いが大きくなったときには、報知装置が運転者にアンダーステア状態であることを報知し、運転者にアンダーステア状態を改善する方向に運転操作を促すことができる。報知装置による報知を実行してもアンダーステアの度合いが大きくなったときには、制動力配分装置が作動して強制的にアンダーステアを抑制することができる。
アンダーステア抑制装置は、電動パワーステアリング装置(操舵反力装置)Sと、警報装置(報知装置)Aと、制動力配分装置Bを備えて構成されている。
電動パワーステアリング装置Sは、手動操舵力発生機構1、転舵機構2、転舵輪としての前輪9,9、ステアリングモータ10、ステアリング制御装置20を主要構成とし、制動力配分装置Bは、ブレーキ制御装置(VSA−ECU)90と各輪の制動装置95を主要構成とし、警報装置Aはブザーなどの警報音発生装置や警報ランプなどにより構成されている。
操舵角センサ17は検出した操舵角に対応する電気信号を、ヨーレートセンサ18は検出したヨーレートに対応する電気信号を、車体速センサ19は検出した車体速に対応した電気信号を、それぞれステアリング制御装置(EPO−ECU)20とブレーキ制御装置90に出力する。横加速度センサ15は検出した横加速度に対応した電気信号をブレーキ制御装置90に出力し、操舵トルクセンサ16は検出した操舵トルクに対応する電気信号をステアリング制御装置20に出力する。また、ステアリング制御装置20とブレーキ制御装置90は必要に応じて相互に必要な情報を通信可能に接続されている。
ステアリング制御装置20は、補助操舵トルク決定手段31、補助反力トルク決定手段32、目標電流決定手段33,出力電流制御手段34を備えている。
補助操舵トルク決定手段31は、操舵トルクセンサ16と車体速センサ19の出力信号に基づいて、補助操舵トルクを決定する。補助操舵トルク決定手段31における補助操舵トルクの決定方法は公知の電動パワーステアリング装置と同じであるので詳細説明は省略するが、概略、操舵トルクが大きくなるにしたがって補助操舵トルクが大きくなり、車体速が大きくなるにしたがって補助操舵トルクが小さくなるように設定される。
図3に示すブロック図を参照して補助反力トルクの決定処理を簡単に説明すると、操舵角センサ17と車体速センサ19の各出力信号に基づいて規範ヨーレートγbを演算し、規範ヨーレートγbとヨーレートセンサ18で検出された実ヨーレートγとの偏差(ヨーレート偏差)Gを求める(G=γb−γ)。ここで、規範ヨーレートγbは、車体速Vと操舵角Sに応じて予め設定された基準となるヨーレートである。ヨーレート偏差Gがプラス値のときは、規範ヨーレートγbが実ヨーレートγよりも大となるアンダーステア状態であり、したがってヨーレート偏差Gの大きさはアンダーステアの度合いを表している。
そして、ヨーレート偏差Gからオフセット量を減算してオフセット後のヨーレート偏差(以下、オフセット後ヨーレート偏差という)Goffを算出し、さらに、補助反力トルクテーブル42を参照して、オフセット後ヨーレート偏差Goffに基づいて補助反力トルクTを求める。補助反力トルクテーブル42は、オフセット後ヨーレート偏差Goffが大きくなるほど補助反力トルクTが大きくなるように設定されている。
このように、オフセット後ヨーレート偏差Goffに応じて補助反力トルクを算出しており、高車速では低車速よりもオフセット量が小さくなるので、車両の不整挙動が生じ易い高車速ほどヨーレート偏差Gが比較的に小さいときから反力成分を発生させることが可能になり、低車速ではヨーレート偏差Gが比較的に大きくなるまで反力成分の発生を抑制することが可能になる。以下、このようにヨーレート偏差Gに応じた補助反力トルク制御を「ヨーレート偏差反力制御」という。
出力電流制御手段34は、ステアリングモータ10の実電流が目標電流決定手段33により決定された目標電流に一致するようにステアリングモータ10への出力電流を制御し、駆動回路21に出力する。
このように、この実施例では、補助操舵トルクから補助反力トルクを減じてステアリングモータ10の目標出力トルクを決定し、この目標出力トルクになるようにステアリングモータ10を運転するので、電動パワーステアリング装置Sは、運転者が操作子を操作する際のアシスト力を発生させる操舵アシスト装置であると同時に、ヨーレート偏差Gを車両挙動のパラメータとしヨーレート偏差Gに応じて反力を発生させて操舵を抑制する操舵反力装置であると言える。
そして、この電動パワーステアリング装置Sでは、ヨーレート偏差Gが大きいほど、換言するとアンダーステアの度合いが大きいほど、大きな反力を発生させて操舵を抑制し、アンダーステアの改善を図っている。
図4の制御ブロック図を参照して、制動力配分装置Bにおけるブレーキ圧制御を簡単に説明する。
ブレーキ制御装置90は、アンダーステアスリップ率算出部(以下、U/Sスリップ率算出部と略す)91と、オーバーステアスリップ率算出部(以下、O/Sスリップ率算出部と略す)92と、アンダーステア/オーバーステア判定部(以下、判定部と略す)93と、ブレーキ制御部94とを備える。
O/Sスリップ率算出部92は、横加速度センサ15で検出された横加速度と、車体速センサ19で検出された車体速と、ヨーレートセンサ18で検出されたヨーレートに基づいてO/Sスリップ率を算出する。
判定部93は、U/Sスリップ率算出部91で算出されたU/Sスリップ率と、O/Sスリップ率算出部で算出されたO/Sスリップ率と、ヨーレートセンサ18で検出されたヨーレートに基づいて、アンダーステアかオーバーステアかを判定するとともに、それらの度合い(程度)を算出する。
例えば、判定部93において、右旋回時のアンダーステア状態であると判定された場合には、右前輪ブレーキのブレーキ圧を増大するアンダーステア抑制制御を実行し、左旋回時のアンダーステア状態であると判定された場合には、左前輪ブレーキのブレーキ圧を増大するアンダーステア抑制制御を実行する。なお、制動装置95については公知の制動装置と同じであるので説明を省略する。
つまり、この制動力配分装置Bでは、左右輪に異なる制動力を付与して車両のモーメントを発生させることによりアンダーステアの抑制を図っている。以下、このように左右輪に異なる制動力を付与してアンダーステアを抑制する制御を、「横滑り防止ブレーキ制御」と称す。
このアンダーステア抑制装置では、オフセット後ヨーレート偏差Goffをパラメータとしてアンダーステアの度合いを推定し、アンダーステアの度合いに応じて段階的にアンダーステア改善策を講じている。
次に、ステップS103に進み、オフセット後ヨーレート偏差Goffが予め設定しておいた第1設定値Th1よりも大きいか否かを判定する。
ステップS103における判定結果が「NO」(Goff<Th1)である場合は、アンダーステアの度合いが十分に小さいので、特にアンダーステアの改善策を講ずる必要がないので、本ルーチンの実行を一旦終了する。
ステップS104の処理を実行した後、ステップS105に進み、オフセット後ヨーレート偏差Goffが予め設定しておいた第2設定値Th2よりも大きいか否かを判定する。なお、第2設定値Th2は第1設定値Th1よりも大きい値に設定されている(Th2>Th1)。
ステップS105における判定結果が「NO」(Th1≦Goff<Th2)である場合は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
ステップS107における判定結果が「NO」(Th2≦Goff<Th3)である場合は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、規範ヨーレートと実ヨーレートの偏差(ヨーレート偏差)をパラメータとしてアンダーステアの度合いを推定しているが、アンダーステアの度合いに応じて変化する他の物理量に基づいてアンダーステアの度合いを推定してもよい。
また、前述した実施例では操舵反力装置を電動パワーステアリング装置により実現したが、ステア・バイ・ワイヤ・システムの操舵装置(SBW)の反力装置で実現することも可能である。SBWは、操作子と転舵機構とが機械的に分離されていて、操作子に反力を作用させる反力モータと、転舵機構に設けられて転舵輪を転舵させる力を発生させるステアリングモータとを備えた操舵システムである。
B 制動力配分装置
S 電動パワーステアリング装置(操舵反力装置)
Claims (1)
- アンダーステアのときに操舵を抑制する操舵反力装置と、
アンダーステア状態であることを報知する報知装置と、
左右輪に異なる制動力を付与して車両のモーメントを発生させる制動力配分装置と、
を備え、アンダーステアの度合いが大きくなるにしたがって前記操舵反力装置、前記報知装置、前記制動力配分装置の順に作動させるようにしたことを特徴とする車両用アンダーステア抑制装置。
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