JPWO2011036821A1 - 車両の旋回特性推定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば特開2004−26073号公報には、車両が旋回する際の走行データに基づき規範ヨーレートを推定し、規範ヨーレートから実ヨーレートへの離散時間伝達関数のパラメータa及びbを推定し、パラメータaに基づいて操舵応答時定数係数を推定し、パラメータa及びbに基づいて、車両のスタビリティファクタを推定する車両の旋回特性推定装置が記載されている。
しかし上記公開公報に記載されている如き従来の旋回特性推定装置に於いては、パラメータa及びbを推定するためには規範ヨーレート及び実ヨーレートについての多数のデータが必要である。そのため車両のスタビリティファクタや操舵応答時定数係数の推定に長い時間を要するという問題がある。
本発明によれば、車両の定常規範ヨーレートに対し一次遅れの関係にある車両の過渡ヨーレートを車両の実ヨーレートに対応する値とみなし、一次遅れの時定数の車速にかかる係数である操舵応答時定数係数を推定する車両の旋回特性推定装置であって、操舵応答時定数係数の推定値を使用して車両の定常規範ヨーレートに基づいて車両の過渡ヨーレートを演算し、車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの関係に基づいて操舵応答時定数係数の推定値を修正する車両の旋回特性推定装置が提供される。
この構成によれば、車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう操舵応答時定数係数の推定値が修正されるので、操舵応答時定数係数の推定値を真の操舵応答時定数係数に近づくよう修正することができる。従って規範ヨーレートから実ヨーレートへの離散時間伝達関数のパラメータを推定することは不要であり、従来に比して短時間にて操舵応答時定数係数を推定することができる。
上記構成に於いて、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさ及び車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの位相差の少なくとも一方が小さくなることによって車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう操舵応答時定数係数の推定値を修正するようになっていてよい。
この構成によれば、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさ及び車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの位相差の少なくとも一方が小さくなり、これにより車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう操舵応答時定数係数の推定値を修正することができる。
また上記構成に於いて、記憶されている操舵応答時定数係数を第一の基準値として、第一の基準値、第一の基準値よりも大きい第二の基準値、第一の基準値よりも小さい第三の基準値を使用して三つの車両の過渡ヨーレートを演算し、第一乃至第三の基準値のうち、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさの指標値であるヨーレート偏差指標値が最も小さくなる基準値を操舵応答時定数係数の推定値とするようになっていてよい。
この構成によれば、第一乃至第三の基準値のうちヨーレート偏差指標値が最も小さくなる基準値が操舵応答時定数係数の推定値とされる。よって第一乃至第三の基準値のうち真の操舵応答時定数係数に最も近い値を操舵応答時定数係数の推定値とすることができる。
また上記構成に於いて、操舵応答時定数係数の推定値を新たな第一の基準値とし、新たな第一の基準値、新たな第一の基準値よりも大きい新たな第二の基準値、新たな第一の基準値よりも小さい新たな第三の基準値を使用して三つの車両の過渡ヨーレートを演算し、新たな第一乃至第三の基準値のうち、ヨーレート偏差指標値が最も小さくなる基準値を新たな操舵応答時定数係数の推定値とするようになっていてよい。
この構成によれば、新たな第一乃至第三の基準値のうち真の操舵応答時定数係数に最も近い値が操舵応答時定数係数の推定値とされる。従って第一乃至第三の基準値より選択される操舵応答時定数係数の推定値よりも真の操舵応答時定数係数に近い操舵応答時定数係数の推定値を求めることができる。よってこの構成の手順を繰り返すことにより、操舵応答時定数係数の推定値を真の操舵応答時定数係数に漸次近づけることができる。
また上記構成に於いて、新たな第二の基準値と新たな第一の基準値との差は第二の基準値と第一の基準値との差よりも小さく、新たな第三の基準値と新たな第一の基準値との差は第三の基準値と第一の基準値との差よりも小さくてよい。
この構成によれば、新たな第二の基準値と新たな第一の基準値との差が第二の基準値と第一の基準値との差以上であり、新たな第三の基準値と新たな第一の基準値との差が第三の基準値と第一の基準値との差以上である場合に比して、操舵応答時定数係数の推定値を速く真の操舵応答時定数係数に近づけることができる。
また上記構成に於いて、ヨーレート偏差指標値は、第一の所定周波数以下の成分が除去された車両の実ヨーレートと、第二の所定周波数以下の成分が除去された車両の過渡ヨーレートとの偏差の大きさに基づく値であってよい。
過渡ヨーレートは車両の状態量に基づいて求められ、それらの車両の状態量や車両の実ヨーレートは検出手段によって検出される。上記構成によれば、車両の状態量や車両の実ヨーレートを検出する検出手段の零点オフセットの如き定常的な検出誤差を排除することができるので、操舵応答時定数係数の推定精度を高くすることができる。
上記構成に於いて、単位時間当たりの運転者による往復操舵の多さの指標値に応じて第一の所定周波数若しくは第二の所定周波数を変更するようになっていてよい。
実ヨーレート等の車両の状態量を検出する検出手段の零点オフセットの如き定常的な検出誤差は、単位時間当たりの運転者による往復操舵の多さによって変動する。上記構成によれば、単位時間当たりの運転者による往復操舵の多さに応じて適正に定常的な検出誤差を排除することができる。
また上記構成に於いて、車両の前後加速度の大きさに応じて第一の所定周波数若しくは第二の所定周波数を変更するようになっていてよい。
実ヨーレート等の車両の状態量を検出する検出手段の零点オフセットの如き定常的な検出誤差が操舵応答時定数係数の推定精度に与える影響は、車速の変化の大きさ、即ち車両の前後加速度の大きさによっても変動する。上記構成によれば、車両の前後加速度の大きさに応じて適正に定常的な検出誤差を排除することができる。
また上記構成に於いて、ヨーレート偏差指標値は車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさを前輪の舵角の偏差の大きさに換算した値であってよい。
車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさは車速に依存するが、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさを前輪の舵角の偏差の大きさに換算した値は車速に依存しない。従って上記構成によれば、車速に依存しないヨーレート偏差指標値に基づいて操舵応答時定数係数の推定値を求めることができ、これにより車速の影響を受けることなく操舵応答時定数係数を推定することができる。尚前輪の舵角の偏差とは、車両の過渡ヨーレートを達成するための前輪の舵角と前輪の実舵角との差である。
また上記構成に於いて、車両の過渡ヨーレートの位相が車両の実ヨーレートの位相よりも早いときには操舵応答時定数係数の推定値を増大修正し、車両の過渡ヨーレートの位相が車両の実ヨーレートの位相よりも遅いときには操舵応答時定数係数の推定値を低減修正するようになっていてよい。
この構成によれば、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの位相差が小さくなることによって操舵応答時定数係数の推定値が真の操舵応答時定数係数に近づくよう操舵応答時定数係数の推定値を修正することができる。
また上記構成に於いて、車両の右旋回及び左旋回について個別に操舵応答時定数係数を推定するようになっていてよい。
この構成によれば、例えば車両の重心が車両の横方向の中心にない場合や車両の横方向に変動する場合の如く、車両の旋回方向によって車両の旋回特性が異なる場合にも、車両の右旋回及び左旋回の各々について操舵応答時定数係数を推定することができる。
また上記構成に於いて、車両の横加速度の大きさの領域毎に操舵応答時定数係数を推定するようになっていてよい。
車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさは車両の横加速度の大きさによっても変動する。上記構成によれば、車両の横加速度の大きさの領域毎に操舵応答時定数係数を推定し、これにより車両の横加速度の大きさの影響を排除して操舵応答時定数係数を推定することができる。
図20に示された車両の二輪モデルに於いて、車両の質量及びヨー慣性モーメントをそれぞれM及びIとし、車両の重心102と前輪車軸及び後輪車軸との間の距離をそれぞれLf及びLrとし、車両のホイールベースをL(=Lf+Lr)とする。また前輪100f及び後輪100rのコーナリングフォースをそれぞれFf及びFrとし、前輪及び後輪のコーナリングパワーをそれぞれKf及びKrとする。また前輪100fの実舵角をδとし、前輪及び後輪のスリップ角をそれぞれβf及びβrとし、車体のスリップ角をβとする。更に車両の横加速度をGyとし、車両のヨーレートをγとし、車速をVとし、車両のヨー加角速度(ヨーレートγの微分値)をγdとする。車両の力及びモーメントの釣合い等により下記の式1〜6が成立する。
MGy=Ff+Fr ……(1)
Iγd=LfFf−LrFr ……(2)
Ff=−Kfβf ……(3)
Fr=−Krβr ……(4)
βf=β+(Lf/V))γ−δ ……(5)
βr=β−(Lr/V)γ ……(6)
上記式1〜6より下記の式7が成立する。
車速Vが実質的に一定であると仮定し、ラプラス演算子をsとして上記式7をラプラス変換し、ヨーレートγについて整理することにより、下記の式8〜10が成立し、よってこれらの式により規範ヨーレートγ(s)が求められる。
上記式9のKhはスタビリティファクタであり、上記式10のTpは車速依存の時定数をもつ一次遅れ系の車速Vにかかる係数、即ち本明細書に於いて「操舵応答時定数係数」と呼ぶ係数である。これらの値は車両のヨー運動に関する操舵応答を特徴付けるパラメータ、即ち車両の旋回特性である。また上記式8は前輪の実舵角δ、車速V、横加速度Gyより車両のヨーレートγを演算する式である。この線形化モデルより演算されるヨーレートを下記の式11にて表される定常規範ヨーレートγtに対する一次遅れの過渡ヨーレートγtrとする。
よって上記構成に於いて、上記式8に従って過渡ヨーレートγtrが演算され、過渡ヨーレートγtrが実ヨーレートγに近づくよう過渡ヨーレートγtrと実ヨーレートγとの関係に基づいて操舵応答時定数係数Tpの推定値が修正されてよい。
また上記構成に於いて、ヨーレート偏差指標値は車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさの指標値の積算値であってよい。
また上記構成に於いて、ハイパスフィルタ処理によって車両の実ヨーレートより第一の所定周波数以下の成分が除去され、ハイパスフィルタ処理によって車両の過渡ヨーレートより第二の所定周波数以下の成分が除去されてよい。
また上記構成に於いて、第一及び第二の所定周波数は同一の周波数であってよい。
また上記構成に於いて、車速をVとし、車両のホイールベースをLとして、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさにL/Vが乗算されることにより、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさが前輪の舵角の偏差の大きさに換算した値が演算されてよい。
また上記構成に於いて、操舵応答時定数係数の推定値を増減修正量にて修正し、増減修正量の大きさを漸次低減するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、今回の操舵応答時定数係数の推定値と前回の操舵応答時定数係数の推定値との偏差の大きさが基準値未満になったときに操舵応答時定数係数の推定値の修正を終了するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、予め設定された操舵応答時定数係数の最小値と最大値との範囲を越えないよう操舵応答時定数係数の推定値を増減修正量にて修正するようになっていてよい。
また上記構成に於いて、ハイパスフィルタ処理後の車両の過渡ヨーレートとハイパスフィルタ処理後の車両の実ヨーレートとの偏差の大きさが基準値未満であるときには操舵応答時定数係数の推定を行なわないようになっていてよい。
図2は第一の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンを示すフローチャートである。
図3は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第二の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
図4は操舵周波数fsとハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fhcとの関係を示すグラフである。
図5は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第三の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
図6は操舵周波数fsとハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fhcと車両の前後加速度Gxの絶対値との関係を示すグラフである。
図7は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第四の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
図8は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第五の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの前半部を示すフローチャートである。
図9は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第五の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの後半部を示すフローチャートである。
図10は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第六の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの前半部を示すフローチャートである。
図11は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第六の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの後半部を示すフローチャートである。
図12は本発明による旋回特性推定装置の第七の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンを示すフローチャートである。
図13は図12のステップ200に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定及び記憶のサブルーチンを示すフローチャートである。
図14は本発明による旋回特性推定装置の第八の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンを示すフローチャートである。
図15は図14のステップ200に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定及び記憶のサブルーチンを示すフローチャートである。
図16は図14のステップ205に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定及び記憶のサブルーチンを示すフローチャートである。
図17は本発明による旋回特性推定装置の第九の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンを示すフローチャートである。
図18は図17のステップ200に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定及び記憶のサブルーチンを示すフローチャートである。
図19は図17のステップ205に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定及び記憶のサブルーチンを示すフローチャートである。
図20は操舵応答時定数係数を推定するための車両の二輪モデルを示す説明図である。
第一の実施形態
図1は車両の運動制御装置に適用された本発明による旋回特性推定装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
図1に於いて、50は車両10の運動制御装置を全体的に示しており、本発明による旋回特性推定装置は運動制御装置50の一部をなしている。車両10は左右の前輪12FL及び12FR及び左右の後輪12RL及び12RRを有している。操舵輪である左右の前輪12FL及び12FRは運転者によるステアリングホイール14の転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式のパワーステアリング装置16によりタイロッド18L及び18Rを介して操舵される。
各車輪の制動力は制動装置20の油圧回路22によりホイールシリンダ24FR、24FL、24RR、24RLの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路22はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル26の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ28により制御され、また必要に応じて後に説明する如く電子制御装置30により制御される。
車輪12FR〜12RLのホイールシリンダにはそれぞれ対応するホイールシリンダの圧力Pi(i=fr、fl、rr、rl)を検出する圧力センサ32FR〜32RLが設けられ、ステアリングホイール14が連結されたステアリングコラムには操舵角θを検出する操舵角センサ34が設けられている。
また車両10にはそれぞれ車両の実ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ36、車両の前後加速度Gxを検出する前後加速度センサ38、車両の横加速度Gyを検出する横加速度センサ40、各車輪の車輪速度Vwi(i=fr、fl、rr、rl)を検出する車輪速度センサ42FR〜42RLが設けられている。尚操舵角センサ34、ヨーレートセンサ36及び横加速度センサ40は車両の左旋回方向を正としてそれぞれ操舵角、実ヨーレート及び横加速度を検出する。
図示の如く、圧力センサ32FR〜32RLにより検出された圧力Piを示す信号、操舵角センサ34により検出された操舵角θを示す信号、ヨーレートセンサ36により検出された実ヨーレートγを示す信号、前後加速度センサ38により検出された前後加速度Gxを示す信号、横加速度センサ40により検出された横加速度Gyを示す信号、車輪速度センサ42FR〜42RLにより検出された車輪速度Vwiを示す信号は電子制御装置30に入力される。
尚図には詳細に示されていないが、電子制御装置30は例えばCPUとROMとEEPROMとRAMとバッファメモリと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。ROMは規範ヨーレートγtの演算に使用されるスタビリティファクタKh及び操舵応答時定数係数Tpのデフォルト値を記憶している。これらのデフォルト値は車両の出荷時に車両毎に設定される。またEEPROMは操舵応答時定数係数Tpの推定値等を記憶し、操舵応答時定数係数Tpの推定値等は後に詳細に説明する如く車両が旋回状態にあるときの車両の走行データに基づいて演算されることによって適宜更新される。
電子制御装置30は、後述の如く図2に示されたフローチャートに従い、車両が旋回を開始すると、操舵角の如き旋回走行データに基づいて定常規範ヨーレートγtを演算し、大きさが互いに異なる操舵応答時定数係数Tpの五つの基準値について、定常規範ヨーレートγtに対し一次遅れの関係をなす五つの過渡ヨーレートγtrn(n=1〜5)を演算する。
そして電子制御装置30は、車両の実ヨーレートγと過渡ヨーレートγtrnとの偏差の大きさが最も小さくなる操舵応答時定数係数Tpの基準値に基づいて、予め設定された条件が成立しているときに操舵応答時定数係数Tpの推定値を演算し、それらをバッファメモリに記憶する。また電子制御装置30は、操舵応答時定数係数Tpの推定値を演算すると、その推定値に基づいて操舵応答時定数係数Tpの五つの基準値を演算するための標準値Tp0及び基準値間隔ΔTpを更新する。
更に電子制御装置30は、EEPROMに記憶されている操舵応答時定数係数Tpの推定値を使用して過渡ヨーレートγtrに対応する目標ヨーレートγttを演算し、ヨーレート検出値γと目標ヨーレートγttとの偏差としてヨーレート偏差Δγを演算する。そして電子制御装置30は、ヨーレート偏差Δγの大きさが上記基準値γo(正の値)を越えているか否かの判別により車両の旋回挙動が悪化しているか否かを判定し、車両の旋回挙動が悪化しているときには車両の旋回挙動が安定化するよう車両の運動を制御する。尚電子制御装置30が行う車両の運動制御は操舵応答時定数係数Tpの推定値を使用して演算される目標ヨーレートγttに基づいて車両の運動を制御するものである限り、任意の制御であってよい。
次に図2に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンについて説明する。尚図2に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。このことは後述の他の実施形態についても同様である。
まずステップ10より制御が開始され、ステップ20に於いては各センサにより検出された操舵角θを示す信号等の読み込みが行われる。
ステップ30に於いてはステップ20に於いて読み込まれた操舵角θ等に対し高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ処理が行われる。この場合のローパスフィルタ処理は例えば3.4Hzをカットオフ周波数とする一次のローパスフィルタ処理であってよい。
ステップ40に於いてはスタビリティファクタKhが車両の出荷時に予め設定されているデフォルト値に設定される。尚車両の走行データに基づいてスタビリティファクタが推定される場合には、スタビリティファクタKhはその推定された値に設定されてよい。
ステップ50に於いては車輪速度Vwiに基づいて車速Vが演算され、操舵角θに基づいて前輪の舵角δが演算されると共に、上記式11に従って規範ヨーレートγtが演算される。
ステップ60に於いては前サイクルのステップ150に於いて更新された操舵応答時定数係数Tpの標準値Tp0、及び前サイクルのステップ160に於いて更新された基準値間隔ΔTpに基づき、下記の式12〜16に従って五つの基準値Tpn(n=1〜5)が設定される。尚標準値Tp0及び基準値間隔ΔTpがまだ更新されていないときには、それぞれEEPROMに記憶されているそれらのデフォルト値に設定される。
Tp1=Tp0−2ΔTp ……(12)
Tp2=Tp0−ΔTp ……(13)
Tp3=Tp0 ……(14)
Tp4=Tp0+ΔTp ……(15)
Tp5=Tp0+2ΔTp ……(16)
ステップ70に於いては五つの基準値Tpnについて上記式8及び11に対応する下記の式17に従って過渡ヨーレートγtrn(n=1〜5)が演算される。
ステップ80に於いてはステップ30に於いてローパスフィルタ処理された実ヨーレートγ及びステップ70に於いて演算された過渡ヨーレートγtrnに対しセンサの零点オフセットの影響を除去するためのハイパスフィルタ処理が行われる。この場合のハイパスフィルタ処理は例えば0.2Hzをカットオフ周波数とする一次のハイパスフィルタ処理であってよい。
上述の如くステップ30に於いてローパスフィルタ処理が行われているので、上記ハイパスフィルタ処理が行われることにより実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtrnに対しバンドパスフィルタ処理が行われることと同様の結果が得られる。よってステップ80に於いてハイパスフィルタ処理された実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtrnをそれぞれバンドパスフィルタ処理後の実ヨーレートγbpf及び過渡ヨーレートγtrbpfn(n=1〜5)と表記する。
ステップ90に於いては車両が旋回走行状態にあるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ20へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ100へ進む。この場合車両が旋回走行状態にあるか否かの判別は、車両が基準値以上の車速にて走行している状況にて、車両の横加速度Gyの絶対値が基準値以上であるか否か、車両の実ヨーレートγの絶対値が基準値以上であるか否か、車両のヨーレートγと車速Vとの積の絶対値が基準値以上であるか否かの何れかの判別により行われてよい。
ステップ100に於いてはステップ120に於いて演算されるヨーレート偏差指標値の積算値Δγan(n=1〜5)を調整する必要があるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはステップ110に於いてヨーレート偏差指標値の積算値Δγanが0にクリアされ、否定判別が行われたときには制御はステップ120へ進む。
この場合下記の(A1)及び(A2)の何れかが成立するときに、ヨーレート偏差指標値の積算値Δγanを調整する必要があると判定されてよい。
(A1)前サイクルのステップ150に於いて操舵応答時定数係数Tpの標準値Tp0が更新された。
(A2)前サイクルのステップ160に於いて基準値間隔ΔTpが更新された。
またステップ40に於いてスタビリティファクタKhが推定される場合には、下記の(A3)が判断条件に追加され、(A1)〜(A3)の何れかが成立するときに、ヨーレート偏差指標値の積算値Δγanを調整する必要があると判定されてよい。
(A3)ヨーレート偏差指標値の積算値Δγanが前回調整されたときのスタビリティファクタKhと現サイクルのステップ40に於いて推定されたスタビリティファクタKhとの偏差ΔKhの絶対値がスタビリティファクタの偏差についての基準値以上である。
ステップ120に於いてはバンドパスフィルタ処理後の実ヨーレートγbpfと過渡ヨーレートγtrbpfnとの偏差の大きさが前輪の舵角の偏差の大きさに置き換えられたヨーレート偏差指標値の積算値Δγan(n=1〜5)が下記の式18に従って演算される。
尚ヨーレート偏差指標値の積算値Δγanは下記の式19に従ってバンドパスフィルタ処理後の実ヨーレートγbpfと過渡ヨーレートγtrbpfnとの偏差の大きさの積算値として演算されてもよい。
Δγan=現在のΔγan+|γtrbpfn−γbpf| ……(19)
ステップ130に於いては操舵応答時定数係数Tpの推定が許可される状況であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ20へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ140へ進む。
この場合下記の(B1)又は(B2)が成立するときに、操舵応答時定数係数Tpの推定が許可される状況であると判定されてよい。
(B1)前回ステップ110に於いてヨーレート偏差指標値の積算値Δγanが0にクリアされた時点より基準時間以上が経過している。
(B2)五つのヨーレート偏差指標値の積算値Δγa1〜Δγa5のうちの最小値が積算値の基準値以上である。
ステップ140に於いては五つのヨーレート偏差指標値の積算値Δγa1〜Δγa5のうち最も小さい値Δγam(mは1〜5の何れか)が決定される。そしてヨーレート偏差指標値の積算値の最小値Δγamに対応する操舵応答時定数係数Tpmが操舵応答時定数係数Tpの推定値とされる。
ステップ150に於いては次サイクルのステップ60に於ける五つの基準値Tpnの設定に供される標準値Tp0が、ステップ140に於いて推定された操舵応答時定数係数Tp(=Tpm)に更新され、バッファメモリに記憶される。
ステップ160に於いてはKaを0よりも大きく1よりも小さい係数とし、基準値間隔ΔTpのガード最小値をΔTpmin(正の定数)として、基準値間隔ΔTpがKa×現在の基準値間隔ΔTp及びガード最小値ΔTpminのうちの大きい方の値に更新され、バッファメモリに記憶される。
ステップ170に於いてはEEPROMへの操舵応答時定数係数Tpの推定値の記憶が許可される状況であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ20へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ180に於いて操舵応答時定数係数Tpの推定値がEEPROMに記憶され、これによりEEPROMに記憶されている操舵応答時定数係数Tpの推定値が更新される。
この場合ステップ160に於いて更新された基準値間隔ΔTpとガード最小値ΔTpminとの偏差の大きさΔTpaが偏差の基準値(0以上の値)以下であるときに、EEPROMへの操舵応答時定数係数Tpの推定値の記憶が許可される状況であると判定されてよい。
上述の如く構成された第一の実施形態の作動に於いては、ステップ50に於いて定常規範ヨーレートγtが演算され、ステップ60に於いて大きさが異なる五つの基準値Tpnが設定される。そしてステップ70に於いて定常規範ヨーレートγtに基づき五つの基準値Tpnについて過渡ヨーレートγtrnが演算される。
またステップ120に於いてバンドパスフィルタ処理後の実ヨーレートγbpfと過渡ヨーレートγtrbpfnとの偏差の大きさが前輪の舵角の偏差の大きさに置き換えられた五つのヨーレート偏差指標値の積算値Δγa1〜Δγa5が演算される。
そしてステップ140に於いて五つのヨーレート偏差指標値の積算値Δγa1〜Δγa5のうち最も小さい値Δγamが決定され、ヨーレート偏差指標値の積算値の最小値Δγamに対応する操舵応答時定数係数Tpmが操舵応答時定数係数Tpの推定値とされる。
かくして第一の実施形態によれば、五つの基準値Tpnについて過渡ヨーレートγtrnが演算され、過渡ヨーレートγtrnと実ヨーレートγとの偏差の大きさが最も小さくなる基準値が操舵応答時定数係数Tpの推定値とされる。従って実ヨーレートγに最も近い過渡ヨーレートγtrnに対応する操舵応答時定数係数、即ち実際の操舵応答時定数係数に最も近い基準値を操舵応答時定数係数Tpの推定値とすることができる。
また第一の実施形態によれば、ステップ150に於いて標準値Tp0がステップ140にて推定された舵応答時定数係数Tp(=Tpm)に更新される。またステップ160に於いて基準値間隔ΔTpがその大きさが小さくなるよう更新される。更にステップ60に於いて、更新された操舵応答時定数係数Tpの標準値Tp0及び基準値間隔ΔTpに基づき、大きさが異なる五つの基準値Tpnが設定される。
従って過渡ヨーレートγtrnと実ヨーレートγとの偏差の大きさを漸次小さくして過渡ヨーレートγtrnを漸次実ヨーレートγに近づけることができる。よって実ヨーレートγに最も近い過渡ヨーレートγtrnに対応する操舵応答時定数係数、即ち操舵応答時定数係数Tpの推定値を漸次実際の操舵応答時定数係数に近づけることができる。
また第一の実施形態によれば、ステップ30にてローパスフィルタ処理された操舵角θ等に基づいて定常規範ヨーレートγtが演算される。またステップ80に於いてステップ70にて定常規範ヨーレートγtに基づいて演算された過渡ヨーレートγtrn及び実ヨーレートγに対しハイパスフィルタ処理が行われる。
従って検出される操舵角θ等に含まれる高周波ノイズを除去することができるだけでなく、ヨーレートセンサ36等の零点オフセットの影響を除去することができる。よってセンサの零点オフセットの影響を排除して実ヨーレートと過渡ヨーレートとの偏差を演算することができるので、実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtrnに対しハイパスフィルタ処理が行われない場合に比して操舵応答時定数係数Tpを正確に推定することができる。また定常規範ヨーレートγtの演算に供される操舵角θ及び横加速度Gyに対しハイパスフィルタ処理が行われる場合に比して、ハイパスフィルタ処理の回数を低減することができ、これにより電子制御装置30の演算負荷を低減することができる。
尚、操舵角θ等に対しローパスフィルタ処理されることなく実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtrnに対しバンドパスフィルタ処理が行われてもよい。その場合には高周波ノイズを効果的に除去しつつ、上述の第一の実施形態の場合に比してフィルタ処理に要する演算の回数を低減することができ、これにより電子制御装置30の演算負荷を低減することができる。
また第一の実施形態によれば、バンドパスフィルタ処理後の実ヨーレートγbpfと過渡ヨーレートγtrbpfnとの偏差の大きさに基づくヨーレート偏差指標値の積算値Δγanに基づいて操舵応答時定数係数Tpの推定値が求められる。従ってバンドパスフィルタ処理後の実ヨーレートγbpfと過渡ヨーレートγtrbpfnとの偏差の大きさに基づいて操舵応答時定数係数Tpの推定値が求められる場合に比して、実ヨーレートγや過渡ヨーレートγtrの瞬間的な変動に起因して操舵応答時定数係数Tpが不正確に推定される虞れを低減することができる。
また第一の実施形態によれば、ヨーレート偏差指標値の積算値Δγanは実ヨーレートγbpfと過渡ヨーレートγtrbpfnとの偏差の大きさが前輪の舵角の偏差の大きさに置き換えられた値の積算値である。従って車速Vの影響を受けることなく操舵応答時定数係数Tpを推定することができる。よってヨーレート偏差指標値の積算値Δγanが例えば実ヨーレートγbpfと過渡ヨーレートγtrbpfnとの偏差の大きさの積算値である場合に比して、操舵応答時定数係数Tpを正確に推定することができる。また車速V毎に操舵応答時定数係数Tpを推定したり、目標ヨーレートγttの演算に供される操舵応答時定数係数Tpを車速Vによって変更したりする煩雑さを回避し、必要な演算回数や記憶手段の容量を低減することができる。
また第一の実施形態によれば、ステップ100に於いてヨーレート偏差指標値の積算値Δγanを調整する必要があるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ110に於いてヨーレート偏差指標値の積算値Δγanが0にクリアされる。従って操舵応答時定数係数Tpの標準値Tp0や基準値間隔ΔTpが変更されたような状況に於いて、それ以前のヨーレート偏差指標値の積算値Δγanが操舵応答時定数係数Tpの推定に悪影響を及ぼすことを確実に防止することができる。
また第一の実施形態によれば、ステップ130に於いて操舵応答時定数係数Tpの推定が許可される状況であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにステップ140以降が実行される。従って操舵応答時定数係数Tpの推定や標準値Tp0及び基準値間隔ΔTpの更新が不必要に頻繁に行われたり、ヨーレート偏差指標値の積算値が小さい状況に於いて行われたりすることを防止することができる。
また第一の実施形態によれば、ステップ170に於いて操舵応答時定数係数Tpの推定値の記憶が許可される状況であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにステップ180に於いて操舵応答時定数係数Tpの推定値がEEPROMに記憶される。従って操舵応答時定数係数Tpの推定値が実質的に実際の操舵応答時定数係数に一致した段階で操舵応答時定数係数Tpの推定値をEEPROMに記憶することができる。換言すれば、操舵応答時定数係数Tpの推定値が実際の操舵応答時定数係数に実質的に一致するまで、操舵応答時定数係数Tpの推定値をEEPROMに不必要に記憶することなく操舵応答時定数係数Tpの推定を繰り返し、操舵応答時定数係数Tpの推定値を漸次実際の操舵応答時定数係数に近づけることができる。
また第一の実施形態によれば、ステップ90に於いて車両が旋回走行状態にあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにステップ100以降が実行される。従って車両が旋回走行状態にはなく、操舵応答時定数係数Tpの正確な推定ができない状況に於いてステップ100以降が不必要に実行されること及び操舵応答時定数係数Tpが不正確に推定されることを防止することができる。
第二の実施形態
図3は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第二の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。尚図3に於いて、図2に示されたステップに対応するステップには図2に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されており、このことは後述の他の実施形態のフローチャートについても同様である。
この第二の実施形態に於いては、ステップ70が完了すると、ステップ72に於いて単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が操舵周波数fsとして演算される。また操舵周波数fsが低いほどステップ80に於けるハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fhcが小さくなるよう、操舵周波数fsに基づき図4に示されたグラフに対応するマップよりカットオフ周波数fhcが演算される。
そしてステップ80に於ける実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtrnのハイパスフィルタ処理に於いては、カットオフ周波数がステップ72に於いて演算されたカットオフ周波数fhcに設定される。
上述の第一の実施形態に於いては、ステップ80に於けるハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fhcは一定である。従ってセンサの零点オフセットの影響が確実に除去されるようカットオフ周波数fhcが高い値に設定されると、単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が少ない状況に於いて操舵応答時定数係数Tpを推定することができなくなる虞れがある。逆にカットオフ周波数fhcが低い値に設定されると、単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が多い状況に於いてセンサの零点オフセットの影響を効果的に除去することができなくなる虞れがある。
これに対し第二の実施形態によれば、操舵周波数fsが低いほどカットオフ周波数fhcが小さくなるよう、操舵周波数fsに応じてカットオフ周波数fhcが可変設定される。従って単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が多い状況に於いてセンサの零点オフセットの影響を効果的に除去しつつ、単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が少ない状況に於いて操舵応答時定数係数Tpを推定することができなくなることを防止することができる。
尚カットオフ周波数fhcは操舵周波数fsに基づきマップより演算されるようになっているが、操舵周波数fsの関数として演算されてもよい。
第三の実施形態
図5は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第三の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
この第三の実施形態に於いては、ステップ70が完了すると、ステップ74に於いて単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が操舵周波数fsとして演算される。また操舵周波数fsが低いほどハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fhcが小さくなると共に、車両の前後加速度Gxの絶対値が大きいほどハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fhcが大きくなるよう、操舵周波数fs及び車両の前後加速度Gxの絶対値に基づき図6に示されたグラフに対応するマップよりカットオフ周波数fhcが演算される。
そしてステップ80に於ける実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtrnのハイパスフィルタ処理に於いては、カットオフ周波数がステップ74に於いて演算されたカットオフ周波数fhcに設定される。
また車両のヨーレートγ、横加速度Gy、前輪の舵角δについてセンサの零点オフセットの誤差をそれぞれγ0、Gy0、δ0とすると、車両のヨーレート、横加速度、前輪の舵角の検出値はそれぞれγ+γ0、Gy+Gy0、δ+δ0である。よってスタビリティファクタの設計値及び真の値をそれぞれKhde及びKhreとして、車両の定常旋回時に於ける定常規範ヨーレートγtと検出ヨーレートとの偏差Δγtは下記の式20により表わされる。
上記式20の両辺にL/Vを掛けてヨーレート偏差Δγtを前輪の舵角の偏差Δδtに換算すると、前輪の舵角の偏差Δδtは下記の式21により表わされる。
よってセンサの零点オフセットの影響はδ0−KhdeGy0L−γ0L/Vである。このうちδ0−KhdeGy0Lは定数であるが、γ0L/Vは車速Vに応じて変化する。従って車速Vの変化、即ち車両の前後加速度Gxの大きさが大きいほど、ヨーレート偏差指標値に与えるセンサの零点オフセットの影響が大きくなり、逆に車両の前後加速度Gxの大きさが小さいほど、ヨーレート偏差指標値に与えるセンサの零点オフセットの影響が小さくなる。
第三の実施形態によれば、車両の前後加速度Gxの絶対値が大きいほどハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fhcが大きくなるよう、車両の前後加速度Gxの絶対値にも基づいてカットオフ周波数fhcが可変設定される。従って上述の第二の実施形態と同様の作用効果が得られると共に、車速Vの変化に拘らずセンサの零点オフセットの影響を効果的に除去することができる。
尚カットオフ周波数fhcは操舵周波数fs及び車両の前後加速度Gxの絶対値に基づきマップより演算されるようになっているが、操舵周波数fs及び車両の前後加速度Gxの絶対値の関数として演算されてもよい。
第四の実施形態
図7は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第四の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
この第四の実施形態に於いては、ステップ90に於いて車両が旋回走行状態にあると判定されると、ステップ100に先立ってステップ95が実行される。ステップ95に於いては車両が高い信頼性にて操舵応答時定数係数Tpを推定し得る状況にあるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ20へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ100へ進む。
この場合下記の(C1)〜(C3)の全てが成立するときに、車両が高い信頼性にて操舵応答時定数係数Tpを推定し得る状況にあると判定されてよい。
(C1)操舵角θの時間微分値である操舵角速度θdの絶対値が操舵角速度の基準値以上である。
(C2)走行路が悪路ではない。
(C3)制動中ではない。
尚C1の条件は、操舵応答時定数係数Tpが車両の過渡旋回の特性を表すものであり、操舵角速度の大きさが小さい状況に於いては操舵応答時定数係数Tpを精度よく推定することができないことを考慮したものである。またC2の条件は、悪路に於いては実ヨーレートγにノイズが畳重すること、路面に対するタイヤのグリップ状態が変動し易いことを考慮したものである。更にC3の条件は、上記式11による定常規範ヨーレートγtの演算に於いては制動力の影響がないことが前提となっていることを考慮したものである。
従って第四の実施形態によれば、車両が高い信頼性にて操舵応答時定数係数Tpを推定し得る状況にあるか否かの判別が行われない第一乃至第三の実施形態の場合に比して、操舵応答時定数係数Tpを精度よく推定することができる。
第五の実施形態
図8及び図9はそれぞれ第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第五の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの前半部及び後半部を示すフローチャートである。
この第五の実施形態に於いては、ステップ50が完了すると、ステップ52に於いて車両が右旋回しているか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはステップ60乃至180に於いて車両の右旋回について第一の実施形態のステップ60乃至180と同様の制御が行われる。これに対し否定判別が行われたときにはステップ65乃至185に於いて車両の左旋回について第一の実施形態のステップ60乃至180と同様の制御が行われる。
即ちステップ60に於いては基準値Tpnに対応する右旋回時の五つの基準値Tprn(n=1〜5)が設定され、ステップ70に於いては五つの基準値Tprnについて過渡ヨーレートγtrrn(n=1〜5)が演算される。
ステップ80に於いては実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtrrnに対しハイパスフィルタ処理が行われる。そしてステップ100に於いてステップ120にて演算されるヨーレート偏差指標値の積算値Δγarn(n=1〜5)を調整する必要があるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはステップ110に於いてヨーレート偏差指標値の積算値Δγarnが0にクリアされ、否定判別が行われたときには制御はステップ120へ進む。
ステップ120に於いては右旋回時のヨーレート偏差指標値の積算値Δγarn(n=1〜5)が演算される。そしてステップ140に於いて五つのヨーレート偏差指標値の積算値Δγar1〜Δγar5のうち最も小さい値Δγarm(mは1〜5の何れか)が決定される。またヨーレート偏差指標値の積算値の最小値Δγarmに対応する操舵応答時定数係数Tprmが右旋回時の操舵応答時定数係数Tprの推定値とされる。
ステップ150に於いては次サイクルのステップ60に於ける五つの基準値Tprnの設定に供される標準値Tpr0が、ステップ140に於いて推定された右旋回時の操舵応答時定数係数Tpr(=Tprm)に更新され、バッファメモリに記憶される。
ステップ160に於いては基準値間隔ΔTprがKa×現在の基準値間隔ΔTpr及びガード最小値ΔTpminのうちの大きい方の値に更新され、バッファメモリに記憶される。
更にステップ170に於いて肯定判別が行われたときには、ステップ180に於いて右旋回時の操舵応答時定数係数Tprの推定値がEEPROMに記憶され、これによりEEPROMに記憶されている右旋回時の操舵応答時定数係数Tprの推定値が更新される。
またステップ65乃至185に於いては、右旋回を示す「r」が左旋回を示す「l」に置き換えられることにより、左旋回について上記ステップ60乃至180と同様の制御が行われる。
右旋回時の旋回特性及び左旋回時の旋回特性が互いに異なる場合がある。例えば乗車状況若しくは荷物の積載状況に起因して重心が車両の横方向の中心にない場合や、人の昇降若しくは積載荷物の積み下ろしにより重心位置が横方向に大きく変動する場合には、車両の旋回方向によって車両の旋回特性が異なる。そのため操舵応答時定数係数も車両の旋回方向によって異なる。
第五の実施形態によれば、上述の第一の実施形態と同様の作用効果が得られると共に、車両の旋回方向毎に操舵応答時定数係数が推定されるので、車両の旋回方向によって車両の旋回特性が異なる場合にも、車両の右旋回及び左旋回の各々について操舵応答時定数係数Tpr及びTplを精度よく推定することができる。
第六の実施形態
図10及び図11はそれぞれ第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第六の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンの前半部及び後半部を示すフローチャートである。
この第六の実施形態に於いては、ステップ50が完了すると、ステップ54に於いて車両の横加速度Gyの絶対値が第一の基準値Gy1(正の定数)よりも大きいか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ20へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ56へ進む。
ステップ56に於いては車両の横加速度Gyの絶対値が第二の基準値Gy2(Gy1よりも大きい正の定数)よりも大きいか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはステップ60乃至180に於いて車両の横加速度Gyの絶対値が第一の基準値Gy1よりも大きく第二の基準値Gy2以下である場合(横加速度Gyの第一の領域)について第一の実施形態のステップ60乃至180と同様の制御が行われる。これに対し肯定判別が行われたときにはステップ65乃至185に於いて車両の横加速度Gyの絶対値が第二の基準値Gy2よりも大きい場合(横加速度Gyの第二の領域)について第一の実施形態のステップ60乃至180と同様の制御が行われる。
即ちステップ60に於いては横加速度Gyの第一の領域について基準値Tpnに対応する五つの基準値Tp1n(n=1〜5)が設定され、ステップ70に於いては五つの基準値Tp1nについて過渡ヨーレートγtr1n(n=1〜5)が演算される。
ステップ80に於いては実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtr1nに対しハイパスフィルタ処理が行われる。そしてステップ100に於いてステップ120にて演算されるヨーレート偏差指標値の積算値Δγa1n(n=1〜5)を調整する必要があるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはステップ110に於いてヨーレート偏差指標値の積算値Δγa1nが0にクリアされ、否定判別が行われたときには制御はステップ120へ進む。
ステップ120に於いては横加速度Gyの第一の領域についてヨーレート偏差指標値の積算値Δγa1n(n=1〜5)が演算される。そしてステップ140に於いて五つのヨーレート偏差指標値の積算値Δγa11〜Δγa15のうち最も小さい値Δγa1m(mは1〜5の何れか)が決定される。またヨーレート偏差指標値の積算値の最小値Δγa1mに対応する操舵応答時定数係数Tp1mが横加速度Gyの第一の領域ついての操舵応答時定数係数Tp1の推定値とされる。
ステップ150に於いては次サイクルのステップ60に於ける五つの基準値Tp1nの設定に供される標準値Tp10が、ステップ140に於いて推定された舵応答時定数係数Tp1(=Tp1m)に更新され、バッファメモリに記憶される。
ステップ160に於いては基準値間隔ΔTp1がKa×現在の基準値間隔ΔTp1及びガード最小値ΔTpminのうちの大きい方の値に更新され、バッファメモリに記憶される。
更にステップ170に於いて肯定判別が行われたときには、ステップ180に於いて操舵応答時定数係数Tp1の推定値がEEPROMに記憶され、これによりEEPROMに記憶されている横加速度Gyの第一の領域ついての操舵応答時定数係数Tp1の推定値が更新される。
またステップ65乃至185に於いては、横加速度Gyの第一の領域を示す「1」が横加速度Gyの第二の領域を示す「2」に置き換えられることにより、横加速度Gyの第二の領域について上記ステップ60乃至180と同様の制御が行われる。
一般に車両の旋回特性は車両の横加速度Gyの大きさによって異なる。第六の実施形態によれば、車両の横加速度Gyの大きさの領域毎に操舵応答時定数係数Tpが推定されるので、上述の第一の実施形態と同様の作用効果が得られると共に、車両の横加速度Gyの大きさが大きく変動する場合にも、横加速度Gyの大きさの各領域について操舵応答時定数係数Tpを精度よく推定することができる。
第七の実施形態
図12は車両の運動制御装置に適用された本発明による旋回特性推定装置の第七の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンを示すフローチャートである。
この第七の実施形態に於いては、上述の第一の実施形態のステップ60及びステップ100〜180は実行されない。従ってステップ70に於いては上記式17に対応する下記の式22に従って過渡ヨーレートγtrが演算される。またステップ90に於いて肯定判別が行われると、制御はステップ200へ進み、図13に示されたフローチャートに従って操舵応答時定数係数Tpが推定される。
図13に示されている如く、ステップ210に於いてはバンドパスフィルタ処理後の過渡ヨーレートγtrbpf及び実ヨーレートγbpfの位相差Dyの絶対値が基準値Dy0(正の定数)より大きいか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには操舵応答時定数係数Tpの推定値の増減修正は不要であるので、制御はステップ20へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ220へ進む。
ステップ220に於いては過渡ヨーレートγtrbpfの位相が実ヨーレートγbpfの位相より早いか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ240へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ230へ進む。
ステップ230に於いては操舵応答時定数係数Tpの前回の推定値Tpfと前回のステップ260に於いて設定された増減修正量ΔTpbとの和Tpf+ΔTpb及び予め設定された操舵応答時定数係数の最大値Tpmaxのうち小さい方の値が操舵応答時定数係数Tpの推定値とされる。
ステップ240に於いては操舵応答時定数係数Tpの前回の推定値Tpfより増減修正量ΔTpbを減算した値Tpf−ΔTpb及び予め設定された操舵応答時定数係数の最小値Tpmin(Tpmaxよりも小さい正の定数)のうち大きい方の値が操舵応答時定数係数Tpの推定値とされる。
ステップ250に於いては今回の操舵応答時定数係数Tpの推定値と前回の推定値Tpfとの偏差の絶対値が記憶判定の基準値Tpe(正の定数)未満であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときには制御はステップ270へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ260へ進む。
ステップ260に於いては次サイクルの制御のための「前回の推定値Tpf」が操舵応答時定数係数Tpの推定値に書き換えられると共に、Kbを例えば0.5の如く0よりも大きく1よりも小さい係数として、増減修正量ΔTpbが係数Kbと現在の増減修正量ΔTpbとの積に書き換えられる。
ステップ270に於いては舵応答時定数係数Tpの推定値がEEPROMに記憶され、ステップ280に於いては前回の推定値Tpfが0にクリアされると共に、増減修正量ΔTpbが0にクリアされる。
かくして第七の実施形態によれば、過渡ヨーレートγtrbpfの位相が実ヨーレートγbpfの位相より早いときには、ステップ220に於いて肯定判別が行われ、ステップ230に於いて操舵応答時定数係数Tpの推定値が増大補正される。これに対し過渡ヨーレートγtrbpfの位相が実ヨーレートγbpfの位相より遅いときにはステップ220に於いて否定判別が行われ、ステップ240に於いて操舵応答時定数係数Tpの推定値が低減補正される。
従って第七の実施形態によれば、車両の過渡ヨーレートγtrと車両の実ヨーレートγとの位相差が小さくなることによって操舵応答時定数係数Tpの推定値が真の操舵応答時定数係数に近づくよう操舵応答時定数係数Tpの推定値を修正することができる。よって操舵応答時定数係数Tpを真の操舵応答時定数係数に近い値に推定することができる。
また第七の実施形態によれば、ステップ50に於いてステップ30にてローパスフィルタ処理された操舵角θ等に基づいて定常規範ヨーレートγtが演算される。またステップ80に於いてステップ70にて定常規範ヨーレートγtに基づいて演算された過渡ヨーレートγtr及び実ヨーレートγに対しハイパスフィルタ処理が行われる。
従って上述の第一乃至第六の実施形態の場合と同様、検出される操舵角θ等に含まれる高周波ノイズを除去することができるだけでなく、ヨーレートセンサ36等の零点オフセットの影響を除去することができる。よってセンサの零点オフセットの影響を排除して実ヨーレートと過渡ヨーレートとの偏差を演算することができるので、実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtrに対しハイパスフィルタ処理が行われない場合に比して操舵応答時定数係数Tpを正確に推定することができる。
また第七の実施形態によれば、ステップ90に於いて車両が旋回走行状態にあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにステップ200以降が実行される。従って上述の第一乃至第六の実施形態の場合と同様、車両が旋回走行状態にはなく、操舵応答時定数係数Tpの正確な推定ができない状況に於いてステップ200以降が不必要に実行されること及び操舵応答時定数係数Tpが不正確に推定されることを防止することができる。
特に第七の実施形態によれば、操舵応答時定数係数Tpと前回の推定値Tpfとの偏差の絶対値が記憶判定の基準値Tpe以上であるときには、ステップ250に於いて否定判別が行われる。そしてステップ260に於いて増減修正量ΔTpbが係数Kbと現在の増減修正量ΔTpbとの積に書き換えられることにより低減される。
従って増減修正量ΔTpbが低減されない場合に比して、過渡ヨーレートγtrと実ヨーレートγとの位相差を効率的に小さくすることができ、これにより操舵応答時定数係数Tpの推定値を効率的に真の値に近づけることができる。
また第七の実施形態によれば、操舵応答時定数係数Tpと前回の推定値Tpfとの偏差の絶対値が記憶判定の基準値Tpe未満になっときにステップ250に於いて肯定判別が行われ、ステップ270に於いて舵応答時定数係数Tpの推定値がEEPROMに記憶され更新される。
従ってステップ250の判別が行われない場合に比して、操舵応答時定数係数Tpの推定値が真の操舵応答時定数係数に近い値にならない段階で舵応答時定数係数Tpの推定値がEEPROMに記憶され更新されることを防止することができ、また舵応答時定数係数Tpの推定値の記憶及び更新の頻度を低減することができる。
更に第七の実施形態によれば、バンドパスフィルタ処理後の過渡ヨーレートγtrbpf及び実ヨーレートγbpfの位相差Dyの絶対値が基準値Dy0より小さいときには、ステップ210に於いて否定判別が行われ、ステップ220以降のステップは実行されない。
従って操舵応答時定数係数Tpの推定値が真の操舵応答時定数係数に近い値である状況に於いて、操舵応答時定数係数Tpの推定や更新が不必要に繰り返し行われることを防止することができる。
第八の実施形態
図14は第七の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第八の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンを示すフローチャートである。
この第八の実施形態に於いては、ステップ50が完了すると、上述の第五の実施形態の場合と同様にステップ52が実行される。そしてステップ52に於いて肯定判別が行われたときには制御はステップ70へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ75へ進む。
ステップ70に於いては後述の右旋回時の操舵応答時定数係数Tprに基づき上記式17に対応する下記の式23に従って右旋回時の過渡ヨーレートγtrrが演算される。
ステップ80に於いては実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtrrに対しハイパスフィルタ処理が行われ、これによりハイパスフィルタ処理後の実ヨーレートγbpf及び過渡ヨーレートγtrrbpfが演算される。
またステップ90に於いて肯定判別が行われると、制御はステップ200へ進み、図15に示されたフローチャートに従って右旋回時の操舵応答時定数係数Tprが推定され、舵応答時定数係数Tprの推定値がEEPROMに記憶される。
同様にステップ75に於いては後述の左旋回時の操舵応答時定数係数Tplに基づき上記式17に対応する下記の式24に従って左旋回時の過渡ヨーレートγtrlが演算される。
ステップ85に於いては実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtrlに対しハイパスフィルタ処理が行われ、これによりハイパスフィルタ処理後の実ヨーレートγbpf及び過渡ヨーレートγtrlbpfが演算される。
またステップ95がステップ90と同様に実行される。ステップ95に於いて肯定判別が行われると、制御はステップ205へ進み、図16に示されたフローチャートに従って左旋回時の操舵応答時定数係数Tplが推定され、舵応答時定数係数Tplの推定値がEEPROMに記憶される。
図15に示されている如く、ステップ210に於いてはバンドパスフィルタ処理後の右旋回時の過渡ヨーレートγtrrbpf及び実ヨーレートγbpfの位相差Dyrの絶対値が基準値Dy0より大きいか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには操舵応答時定数係数Tprの推定値の増減修正は不要であるので、制御はステップ20へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ220へ進む。
ステップ220に於いては過渡ヨーレートγtrrbpfの位相が実ヨーレートγbpfの位相より早いか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ240へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ230へ進む。
ステップ230に於いては右旋回時の操舵応答時定数係数Tprの前回の推定値Tprfと前回のステップ260に於いて設定された右旋回時の増減修正量ΔTprbとの和Tprf+ΔTprb及び予め設定された操舵応答時定数係数の最大値Tpmaxのうち小さい方の値が右旋回時の操舵応答時定数係数Tprの推定値とされる。
ステップ240に於いては右旋回時の操舵応答時定数係数Tprの前回の推定値Tprfより増減修正量ΔTprbを減算した値Tprf−ΔTprb及び予め設定された操舵応答時定数係数の最小値Tpminのうち大きい方の値が右旋回時の操舵応答時定数係数Tprの推定値とされる。
ステップ250に於いては操舵応答時定数係数Tprの推定値と前回の推定値Tprfとの偏差の絶対値が記憶判定の基準値Tpe未満であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときには制御はステップ270へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ260へ進む。
ステップ260に於いては次サイクルの制御のための「前回の推定値Tprf」が操舵応答時定数係数Tprの推定値に書き換えられると共に、増減修正量ΔTprbが係数Kbと現在の増減修正量ΔTprbとの積に書き換えられる。
ステップ270に於いては舵応答時定数係数Tprの推定値がEEPROMに記憶され、ステップ280に於いては前回の推定値Tprfが0にクリアされると共に、増減修正量ΔTprbが0にクリアされる。
またステップ215乃至285に於いては、右旋回を示す「r」が左旋回を示す「l」に置き換えられることにより、左旋回について上記ステップ210乃至280と同様の制御が行われる。
従って第八の実施形態によれば、上述の第七の実施形態と同様の作用効果が得られると共に、車両の旋回方向によって車両の旋回特性が異なる場合にも、車両の右旋回及び左旋回の各々について操舵応答時定数係数Tpr及びTplを精度よく推定することができる。
第九の実施形態
図17は第七の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第九の実施形態に於ける操舵応答時定数係数Tpの推定演算ルーチンを示すフローチャートである。
この第九の実施形態に於いては、ステップ50が完了すると、上述の第六の実施形態の場合と同様にステップ54及び56が実行される。そしてステップ56に於いて否定判別が行われたときには制御はステップ70へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ75へ進む。
ステップ70に於いては上記式17に対応する下記の式25に従って横加速度Gyの第一の領域についての過渡ヨーレートγtr1が演算される。
ステップ80に於いては実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtr1に対しハイパスフィルタ処理が行われ、これによりハイパスフィルタ処理後の実ヨーレートγbpf及び過渡ヨーレートγtr1bpfが演算される。
またステップ90に於いて肯定判別が行われると、制御はステップ200へ進み、図18に示されたフローチャートに従って横加速度Gyの第一の領域についての操舵応答時定数係数Tp1が推定され、舵応答時定数係数Tp1の推定値がEEPROMに記憶される。
同様にステップ75に於いては上記式17に対応する下記の式26に従って横加速度Gyの第二の領域についての過渡ヨーレートγtr2が演算される。
ステップ85に於いては実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγtr2に対しハイパスフィルタ処理が行われ、これによりハイパスフィルタ処理後の実ヨーレートγbpf及び過渡ヨーレートγtr2bpfが演算される。
またステップ95がステップ90と同様に実行される。ステップ95に於いて肯定判別が行われると、制御はステップ205へ進み、図19に示されたフローチャートに従って横加速度Gyの第二の領域についての操舵応答時定数係数Tp2が推定され、舵応答時定数係数Tp2の推定値がEEPROMに記憶される。
図18に示されている如く、ステップ210に於いては横加速度Gyの第一の領域についてのバンドパスフィルタ処理後の過渡ヨーレートγtr1bpf及び実ヨーレートγbpfの位相差Dy1の絶対値が基準値Dy0より大きいか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには操舵応答時定数係数Tp1の推定値の増減修正は不要であるので、制御はステップ20へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ220へ進む。
ステップ220に於いては過渡ヨーレートγtr1bpfの位相が実ヨーレートγbpfの位相より早いか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ240へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ230へ進む。
ステップ230に於いては横加速度Gyの第一の領域についての操舵応答時定数係数Tp1の前回の推定値Tp1fと前回のステップ260に於いて設定された横加速度Gyの第一の領域についての増減修正量ΔTp1bとの和Tp1f+ΔTp1b及び予め設定された操舵応答時定数係数の最大値Tpmaxのうち小さい方の値が横加速度Gyの第一の領域についての操舵応答時定数係数Tp1の推定値とされる。
ステップ240に於いては横加速度Gyの第一の領域についての操舵応答時定数係数Tp1の前回の推定値Tp1fより増減修正量ΔTp1bを減算した値Tp1f−ΔTp1b及び予め設定された操舵応答時定数係数の最小値Tpminのうち大きい方の値が横加速度Gyの第一の領域についての操舵応答時定数係数Tp1の推定値とされる。
ステップ250に於いては操舵応答時定数係数Tp1の推定値と前回の推定値Tp1fとの偏差の絶対値が記憶判定の基準値Tpe未満であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときには制御はステップ270へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ260へ進む。
ステップ260に於いては次サイクルの制御のための「前回の推定値Tp1f」が操舵応答時定数係数Tp1の推定値に書き換えられると共に、増減修正量ΔTp1bが係数Kbと現在の増減修正量ΔTp1bとの積に書き換えられる。
ステップ270に於いては舵応答時定数係数Tp1の推定値がEEPROMに記憶され、ステップ280に於いては前回の推定値Tp1fが0にクリアされると共に、増減修正量ΔTp1bが0にクリアされる。
またステップ215乃至285に於いては、横加速度Gyの第一の領域を示す「1」が横加速度Gyの第二の領域を示す「2」に置き換えられることにより、横加速度Gyの第二の領域について上記ステップ210乃至280と同様の制御が行われる。
従って第九の実施形態によれば、上述の第七の実施形態と同様の作用効果が得られると共に、車両の横加速度Gyの大きさが大きく変動する場合にも、横加速度Gyの大きさの各領域について操舵応答時定数係数Tpを精度よく推定することができる。
尚上述の第七乃至第九の実施形態に於いては、他の実施形態と同様に各サイクル毎に過渡ヨーレートγtrbpf等が演算されるようになっているが、各サイクル毎に読み込まれた操舵角θ等がバッファメモリに記憶され、旋回終了後に各サイクルの操舵角θ等に基づいて過渡ヨーレートγtrbpf等が演算され、それらの過渡ヨーレートγtrbpf等について第七乃至第九の実施形態のステップ200又は205の処理が行われるよう修正されてもよい。
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
例えば上述の第一乃至第六の実施形態に於いては、ステップ60に於いて操舵応答時定数係数Tpの標準値Tp0及び基準値間隔ΔTpに基づき、五つの基準値Tpn(n=1〜5)が設定されるようになっているが、基準値は例えば式13乃至15に従って三つ演算されるよう修正されてもよく、また七つ以上の基準値が演算されるよう修正されてもよい。
また上述の第一乃至第六の実施形態に於いては、基準値間隔ΔTp等が漸次小さくされるようになっているが、基準値間隔ΔTp等は一定の値であってもよい。
また上述の第一乃至第六の実施形態に於いては、ヨーレート偏差指標値の積算値Δγan等を調整する必要があると判定されると、ヨーレート偏差指標値の積算値Δγan等が0にクリアされる。しかしヨーレート偏差指標値の積算値Δγan等は例えば0に近い正の値の如く、現在の値よりも小さい正の値に調整されるよう修正されてもよい。
また上述の第六及び第九の実施形態に於いては、車両の横加速度Gyの大きさが異なる第一及び第二の領域について操舵応答時定数係数Tpが推定されるようになっているが、車両の横加速度Gyの大きさが異なる三つ以上の領域について操舵応答時定数係数Tpが推定されるよう修正されてもよい。
また上述の第七乃至第九の実施形態に於いては、増減修正量ΔTpb等が漸次小さくされるようになっているが、増減修正量ΔTpb等は一定の値であってもよい。
また上述の第五及び第六の実施形態は上述の第一の実施形態の修正例として構成されているが、第五又は第六の実施形態の構成が第二乃至第四の実施形態の何れかに適用されてもよい。同様に上述の第七の実施形態は上述の第一の実施形態の修正例として構成されているが、第七の実施形態の構成が第二乃至第四の実施形態の何れかに適用されてもよい。
Claims (12)
- 車両の規範ヨーレートに対し一次遅れの関係にある車両の過渡ヨーレートを車両の実ヨーレートに対応する値とみなし、一次遅れの時定数の車速にかかる係数である操舵応答時定数係数を推定する車両の旋回特性推定装置であって、操舵応答時定数係数の推定値を使用して車両の規範ヨーレートに基づいて車両の過渡ヨーレートを演算し、車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの関係に基づいて操舵応答時定数係数の推定値を修正する車両の旋回特性推定装置。
- 車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさ及び車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの位相差の少なくとも一方が小さくなることによって車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう操舵応答時定数係数の推定値を修正することを特徴とする請求項1に記載の車両の旋回特性推定装置。
- 記憶されている操舵応答時定数係数を第一の基準値として、前記第一の基準値、前記第一の基準値よりも大きい第二の基準値、前記第一の基準値よりも小さい第三の基準値を使用して三つの車両の過渡ヨーレートを演算し、前記第一乃至第三の基準値のうち、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさの指標値であるヨーレート偏差指標値が最も小さくなる基準値を操舵応答時定数係数の推定値とすることを特徴とする請求項2に記載の車両の旋回特性推定装置。
- 前記操舵応答時定数係数の推定値を新たな第一の基準値とし、前記新たな第一の基準値、前記新たな第一の基準値よりも大きい新たな第二の基準値、前記新たな第一の基準値よりも小さい新たな第三の基準値を使用して三つの車両の過渡ヨーレートを演算し、前記新たな第一乃至第三の基準値のうち、前記ヨーレート偏差指標値が最も小さくなる基準値を新たな操舵応答時定数係数の推定値とすることを特徴とする請求項3に記載の車両の旋回特性推定装置。
- 前記新たな第二の基準値と前記新たな第一の基準値との差は前記第二の基準値と前記第一の基準値との差よりも小さく、前記新たな第三の基準値と前記新たな第一の基準値との差は前記第三の基準値と前記第一の基準値との差よりも小さいことを特徴とする請求項4に記載の車両の旋回特性推定装置。
- 前記ヨーレート偏差指標値は、第一の所定周波数以下の成分が除去された車両の実ヨーレートと、第二の所定周波数以下の成分が除去された車両の過渡ヨーレートとの偏差の大きさに基づく値であることを特徴とする請求項3に記載の車両の旋回特性推定装置。
- 単位時間当たりの運転者による往復操舵の多さの指標値に応じて前記第一の所定周波数若しくは前記第二の所定周波数を変更することを特徴とする請求項6に記載の車両の旋回特性推定装置。
- 車両の前後加速度の大きさに応じて前記第一の所定周波数若しくは前記第二の所定周波数を変更することを特徴とする請求項6に記載の車両の旋回特性推定装置。
- 前記ヨーレート偏差指標値は車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさを前輪の舵角の偏差の大きさに換算した値であることを特徴とする請求項3に記載の車両の旋回特性推定装置。
- 車両の過渡ヨーレートの位相が車両の実ヨーレートの位相よりも早いときには操舵応答時定数係数の推定値を増大修正し、車両の過渡ヨーレートの位相が車両の実ヨーレートの位相よりも遅いときには操舵応答時定数係数の推定値を低減修正することを特徴とする請求項2に記載の車両の旋回特性推定装置。
- 車両の右旋回及び左旋回について個別に操舵応答時定数係数を推定することを特徴とする請求項1乃至10の何れか一つに記載の車両の旋回特性推定装置。
- 車両の横加速度の大きさの領域毎に操舵応答時定数係数を推定することを特徴とする請求項1乃至10の何れか一つに記載の車両の旋回特性推定装置。
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