米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 車両 -> 株式会社日立製作所

発明の名称 車両の走行制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−38886(P2007−38886A)
公開日 平成19年2月15日(2007.2.15)
出願番号 特願2005−226058(P2005−226058)
出願日 平成17年8月4日(2005.8.4)
代理人 【識別番号】100119644
【弁理士】
【氏名又は名称】綾田 正道
発明者 山口 直 / 佐々木 光雄 / 山野 和也 / 高橋 哲 / 樋熊 元宏
要約 課題
制動制御の効果を十分発揮させ、かつ走行フィーリングを向上させた車両の走行制御装置を提供する。

解決手段
車両の横すべり角と車両のオーバーステア状態を検出する横すべり角検出手段と、ステアリングホイールに操舵アシスト力を付与する操舵アシスト手段と、車両のスリップが減少するように各車輪の制動力または駆動力をそれぞれ制御する車輪速制御手段とを備え、操舵アシスト手段は、横すべり角検出手段によって横すべり角が検出され、かつオーバーステア状態が検出されたとき、横すべり角が減少する方向に操舵アシスト力を発生し、車輪速制御手段は、操舵アシスト手段が横すべり角を減少させる方向に操舵アシスト力を発生し、かつ横すべり角が所定値以上のとき、車両のスリップが減少するように各車輪を制御することとした。
特許請求の範囲
【請求項1】
車両の進行方向とステアリングホイールの操舵方向との差を車両の横すべり角として検出し、かつ前記車両のオーバーステア状態を検出する横すべり角検出手段と、
前記ステアリングホイールに操舵アシスト力を付与する操舵アシスト手段と、
前記車両のスリップが減少するように各車輪の制動力または駆動力をそれぞれ制御する車輪速制御手段と
を備え、
前記操舵アシスト手段は、前記横すべり角検出手段によって横すべり角が検出され、かつ前記オーバーステア状態が検出されたとき、前記横すべり角が減少する方向に操舵アシスト力を発生し、
前記車輪速制御手段は、前記操舵アシスト手段が前記横すべり角を減少させる方向に操舵アシスト力を発生し、かつ前記横すべり角が所定値以上のとき、前記横すべり角が減少するように前記各車輪を制御すること
を特徴とする車両の走行制御装置。
【請求項2】
請求項1に記載の車両の走行制御装置において、
前記操舵アシスト手段は、前記横すべり角が第1閾値以上のとき、前記横すべり角が減少する方向に操舵アシスト力を発生させ、
前記車輪速制御手段は、前記操舵アシスト手段が前記横すべり角を減少させる方向に操舵アシスト力を発生し、かつ前記横すべり角が前記第1閾値よりも大きい第2閾値以上のとき、前記車両のスリップが減少するように前記各車輪を制御すること
を特徴とする車両の走行制御装置。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の横すべり角を制御する車両の走行制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1に開示される車両の走行状態検出装置は、ヨーレイト、横方向加速度、車速の関係式から車両横すべり角を演算している。さらに、この車両横すべり角に基づき、前後、左右の各車輪への制動力を制御することにより、車両の横滑りやスピンを抑制している。
【特許文献1】特開2000−62594号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら上記従来技術にあっては、車両横すべり角や路面摩擦係数を横加速度センサの検出値に基づき推定しているため、カント路面では平坦路面に比べ横加速度センサの検出値が小さくなってしまう。そのため、車両のヨーレイトに対して横加速度が小さく、車両がスピン状態にあると誤判断し、路面摩擦力を実際値よりも低く推定してしまう。そのため、不要な制動力制御が実行されてしまい、走行フィーリングが悪化するという問題があった。
【0004】
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、カント路面等横加速度センサが誤検出を行った場合であっても、不要な制動力制御を行わないことで走行フィーリングを向上させた車両の走行制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の目的を達成するため、本発明では、車両の進行方向とステアリングホイールの操舵方向との差を車両の横すべり角として検出し、かつ前記車両のオーバーステア状態を検出する横すべり角検出手段と、前記ステアリングホイールに操舵アシスト力を付与する操舵アシスト手段と、前記車両のスリップが減少するように各車輪の制動力または駆動力をそれぞれ制御する車輪速制御手段とを備え、前記操舵アシスト手段は、前記横すべり角検出手段によって横すべり角が検出され、かつ前記オーバーステア状態が検出されたとき、前記横すべり角が減少する方向に操舵アシスト力を発生し、前記車輪速制御手段は、前記操舵アシスト手段が前記横すべり角を減少させる方向に操舵アシスト力を発生し、かつ前記横すべり角が所定値以上のとき、前記車両のスリップが減少するように前記各車輪を制御することとした。
【0006】
よって、不要な制動力制御を行わないことで走行フィーリングを向上させた車両の走行制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、本発明の車両の走行制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例1】
【0008】
[車両の走行制御装置のシステム構成]
実施例1につき図1ないし図10に基づき説明する。図1は、本願車両の走行制御装置を搭載した車両のシステム構成図である。
【0009】
運転者がステアリングホイール1を操舵すると、シャフト2を介して所謂ラック&ピニオン機構4により前輪FL,FRを操舵する。運転者の操舵トルクはトルクセンサ3により検出され、操舵制御装置100に対しトルク信号を出力する。また、シャフト2には操舵角θを検出する操舵角センサ10が設けられ、操舵角θを操舵制御装置100(操舵アシスト手段)及び制動制御装置200(車輪速制御手段)へ出力する。
【0010】
ラック&ピニオン機構4は運転者の操舵トルクに応じてアシストトルクを発生させるパワーステアリング機構であり、軸方向に隔成された左右のシリンダ4a,4bはぞれぞれ油路9を介してモータM、双方向ポンプPに接続する。モータMは操舵制御装置100からの指令により駆動され、双方向ポンプPにより左右のシリンダ4a,4b内の圧力を変化させることでラック軸5を軸方向移動させ、前輪FL,FRにアシストトルクを付与する。
【0011】
操舵制御装置100にはトルクセンサ3、操舵角センサ10、車輪速センサ11から入力されたトーションバートルクT、操舵角θ、車輪速VSPに基づき目標アシストトルク指令値T*を演算し、T*に基づきモータMを駆動する。
【0012】
制動制御装置200には操舵角センサ10、車輪速センサ11、ヨーレイトセンサ12、横加速度センサ13から入力された操舵角θ、車輪速VSP、ヨーレイトγ'、横加速度YGに基づき制動アクチュエータ14を駆動し、各車輪FL〜RRの制動力を制御する。なお、本願実施例では操舵制御装置100と制動制御装置200の協調制御を行って車両挙動の最適化を行う。
【0013】
[操舵制御装置及び制動制御装置の詳細]
図2は、操舵制御装置100及び制動制御装置200の制御ブロック図である。操舵制御装置100は操舵アシスト指令値算出部110、アクティブ制御指令値算出部120、及び加算部130を有し、制動制御装置200は走行状態推定処理部210(横すべり角検出手段)、制動力制御指令値算出部220を有する。
【0014】
走行状態推定処理部210は、検出された操舵角θ、車輪速VSP、横加速度YG及びヨーレイトγ'に基づき車速V、推定路面μ、及び横すべり角αを推定し、操舵アシスト指令値算出部110へは車速V、アクティブ制御指令値算出部120には推定路面μ及び横すべり角α、制動力制御指令値算出部220にはV、μ、α全てを出力する。
【0015】
操舵アシスト指令値算出部110はトーションバートルクT、車速Vに基づきトーションバートルク−アシストトルク指令値マップ(図7参照)から目標アシストトルク指令値T*を算出し、加算部130へ出力する。
【0016】
アクティブ制御指令値算出部120は推定路面μ、横すべり角αに基づきアクティブ制御トルク指令値Taを算出し、加算部130へ出力する。また、アクティブ制御実行フラグFを制動力制御指令値算出部220へ出力する。
【0017】
加算部130は、アクティブ制御トルク指令値Taの符号を反転させて目標アシストトルク指令値T*と加算し、モータMへ出力する。
【0018】
制動力制御指令値算出部220は、横すべり角α、推定路面μ、車速V、ヨーレイトγ'、アクティブ制御実行フラグFに基づき制動力制御指令値Sを算出し、制動アクチュエータ14へ出力する。
【0019】
[車両挙動制御]
図3は、車両横すべり角αとコーナリングフォースの関係を示す図、図4はオーバーステア状態における車両状態を示す図である。車両横すべり角αや推定路面μは横加速度センサ13の検出値に基づいて推定されるため、カント路面では横加速度センサ13の検出値に誤差が生じて推定路面μを実際値よりも低く推定してしまう。すなわち、カント路面では、横すべり角αの実際値はα2に達していないにもかかわらず、横加速度センサ13の誤検出によりα2と誤検出し、不要な制動力制御が実行されてしまい、走行フィーリングが悪化するおそれがある。
【0020】
ここで、オーバーステア状態の場合、α1時におけるコーナリングフォースは後輪よりも前輪のほうが大きく、差はcf1である。したがって、操舵によってカウンターステアを当てることにより、車両横すべり角をαxに減少させる。αx時における前後輪のコーナリングフォース差はcfx(<cf1)であり、前後輪のコーナリングフォース差を小さくして車両挙動を安定させることが可能である。一方、車両がアンダーステア状態の場合はコーナリングフォースがタイヤ性能の限界に達しているため、アクティブステアを実施しても車両の回頭性は改善しない。
【0021】
したがって、本願実施例では操舵角θ、車速V、トーションバートルクTに基づく操舵制御に加え、推定路面μが所定値以下、かつ車両がオーバーステア状態にある場合の車両すべり角をα1と設定し、車両横すべり角αが第1閾値α1以上の場合に、車両横すべり角αを低減させる方向(カウンターステア方向)にアクティブ制御を実行する。
【0022】
アクティブ制御を行った後、なおも車両すべり角推定値がα2以上である場合は、オーバーステア傾向が大きく制動力制御を実行するが、α2未満である場合には制動力制御を行わない。これにより、カント路面等において横加速度センサ12の誤検出に基づく不要な制動力制御が行われることを回避し、走行フィーリングの向上を図る。
【0023】
ここで、操舵アシスト指令値算出部において算出される目標アシストトルク指令値T*に基づき操舵アシストが行われるが、この目標アシストトルク指令値T*により車両横すべり角αがさらに増大することを回避するため、加算部130においてアクティブ制御トルク指令値Taの符号を反転させて目標アシストトルク指令値T*に加算し、車両横すべりを早期に収束させる(図2参照)。
【0024】
[車両挙動制御メインフロー]
図5は、車両挙動制御のメインフローである。以下、各ステップにつき説明する。
ステップS101では制動力制御を実行し、ステップS102へ移行する。
ステップS102ではアクティブ制御を実行し、ステップS103へ移行する。
ステップS103では操舵制御を実行し、ステップS104へ移行する。
ステップS104ではモータMへ指令値を出力し、制御を終了する。
【0025】
[操舵制御処理]
図6は、操舵制御処理フローである。
ステップS201では操舵角θ、車速V、トーションバートルクTを読み込み、ステップS202へ移行する。
ステップS202では操舵トルク−アシスト指令値マップ(図7参照)から目標アシストトルク指令値T*を算出し、制御を終了する。
【0026】
[アクティブ制御処理]
図8は、アクティブ制御処理フローである。アクティブ制御を実行する閾値が第1閾値α1のみであると、車両すべり角αがこの第1閾値α1付近に存在する場合にアクティブ制御がON/OFFを断続的に繰り返し、操舵フィーリングを悪化させるおそれがある。したがって、アクティブ制御を解除する第3閾値α3を設定し、第3閾値α3を第1閾値α1よりも小さい値としてα3<α1とし、制御ハンチングを回避してアクティブ制御が断続的に行われることを防止する。
【0027】
ステップS301では推定路面μを読み込み、ステップS302へ移行する。
【0028】
ステップS302ではアクティブ制御実行フラグF=1であるかどうかが判断され、YESであればステップS303へ移行し、NOであればステップS304へ移行する。
【0029】
ステップS303では横すべり角αが第3閾値α3以上であるかどうかが判断され、YESであればステップS309へ移行し、NOであればステップS308へ移行する。
【0030】
ステップS304では低μ路走行中かつオーバーステアであるかどうかが判断され、YESであればステップS305へ移行し、NOであればステップS309へ移行する。
【0031】
ステップS305では横すべり角αが第1閾値α1以上であるかどうかが判断され、YESであればステップS306へ移行し、NOであればステップS307へ移行する。
【0032】
ステップS306ではアクティブ制御フラグF=1とし、ステップS309へ移行する。
【0033】
ステップS307ではアクティブ制御フラグF=0とし、ステップS309へ移行する。
【0034】
ステップS308ではアクティブ制御フラグF=0とし、ステップS309へ移行する。
【0035】
ステップS309ではアクティブ制御フラグF=1であるかどうかが判断され、YESであればステップS310へ移行し、NOであればステップS311へ移行する。
【0036】
ステップS310では横すべり角−アクティブ制御トルク指令値マップ(図9参照)を参照してアクティブ制御トルク指令値Taを決定し、ステップS312へ移行する。
【0037】
ステップS311ではアクティブ制御トルク指令値Taを0とし、ステップS312へ移行する。
【0038】
ステップS312ではアクティブ制御トルク指令値Taを決定し、制御を終了する。
【0039】
[制動力制御処理]
図10は、制動力制御処理フローである。制動力制御にあっては車両横すべり角αの減少方向に制動力を付与する。例えば旋回路を走行中に車両がスリップし、横すべり角が減少する方向に操舵アシスト力を付与した場合においても、制動制御により車両の姿勢制御を行うことによって安全性をより高めるものである。
【0040】
ステップS401では各制御パラメータ(トーションバートルクT、操舵角θ、車輪速VSP、横加速度YG、ヨーレイトγ')を読み込み、ステップS402へ移行する。
【0041】
ステップS402では走行状態(車速V、推定路面μ、横すべり角α)を推定し、ステップS403へ移行する。
【0042】
ステップS403ではアクティブ制御フラグF=1であるかどうかが判断され、YESであればステップS404へ移行し、NOであればステップS406へ移行する。
【0043】
ステップS404では横すべり角αが第2閾値α2以下であるかどうかが判断され、YESであればステップS405へ移行し、NOであればステップS406へ移行する。
【0044】
ステップS405では制動力制御を禁止し、制御を終了する。
【0045】
ステップS406では制動力制御指令値Sを算出し、制御を終了する。
【0046】
[従来例と本願実施例における作用効果の対比]
従来の車両の走行状態検出装置は、ヨーレイト、横方向加速度、車速から車両横すべり角を演算し、この車両横すべり角に基づき、前後、左右の各車輪の制動力制御によって横滑りやスピンを抑制しているが、車両横すべり角や路面摩擦係数を横加速度センサの検出値に基づき推定しているため、カント路面では横加速度センサの検出値に誤差が生じて路面摩擦力を実際値よりも低く推定してしまう。そのため、不要な制動力制御が実行されてしまい、走行フィーリングが悪化するという問題があった。
【0047】
これに対し本願実施例では、車速V、トーションバートルクTに基づく操舵制御に加え、推定路面μが所定値以下、かつ車両がオーバーステア状態にある場合の車両すべり角をα1と設定し、車両横すべり角αが第1閾値α1以上の場合に、車両横すべり角αを低減させる方向にアクティブ制御(カウンターステア)を実行する。制動力制御は車両横すべり角αが所定値(第2閾値α2)以上の場合に行い、操舵制御のみによって車両挙動安定化が可能な場合は制動力制御を行わないこととした。
【0048】
これにより、カント路面等において横加速度センサ12の誤検出に基づく不要な制動力制御が行われることを回避し、走行フィーリングの向上を図ることができる。
【0049】
また、アクティブ制御を実行する第1閾値α1よりも、制動力制御を実行する第2閾値α2を大きくとることで、制動力制御を行う前に必ずアクティブ制御を行うこととで、制動力制御の作動頻度をさらに低減させることができる。
(他の実施例)
【0050】
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【0051】
更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【0052】
(イ)請求項1に記載の車両の走行制御装置において、
前記操舵アシスト手段は、前記操舵トルクを減少させる方向と車両の横すべり角が減少する方向とが一致しないとき、前記車輪の縦力と横力の和を減少させる方向に操舵アシスト力を付与することを特徴とする車両の走行制御装置。
【0053】
車両の姿勢を安定させ、早期にグリップ力を回復させることができる。
【0054】
(ロ)上記(イ)に記載の車両の走行制御装置において、
前記操舵アシスト手段は、前記横すべり角を減少させる方向に操舵アシスト力を発生するグリップ角閾値よりも、前記横すべり角を減少させる方向への操舵アシスト力の付与を停止することを特徴とする車両の走行制御装置。
【0055】
横すべり角閾値を1つだけ設けた場合、この閾値付近で操舵アシストが断続的に行われ、操舵フィーリングが悪化するおそれがあるため、横すべり角閾値を操舵アシスト開始と停止でそれぞれ設け、停止する横すべり角閾値を開始する横すべり角閾値よりも小さくすることにより、操舵アシストの断続制御を防止することができる。
【0056】
(ハ)請求項1に記載の車両の走行制御装置において、
前記車輪速制御手段は、前記横すべり角が所定値以上のとき、車両の横すべり角が減少するように各車輪の制動力を制御することを特徴とする車両の走行制御装置。
【0057】
例えば旋回路を走行中に車両がスリップし、横すべり角が減少する方向に操舵アシスト力を付与した場合においても、制動制御により車両の姿勢制御を行うことによって安全性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本願車両の走行制御装置を搭載した車両のシステム構成図である。
【図2】操舵制御装置及び制動制御装置の制御ブロック図である。
【図3】車両横すべり角αとコーナリングフォースの関係を示す図である。
【図4】オーバーステア時における車両状態を示す図である。
【図5】車両挙動制御のメインフローである。
【図6】操舵制御処理フローである。
【図7】トーションバートルク−アシストトルク指令値マップである。
【図8】アクティブ制御処理フローである。
【図9】横すべり角−アクティブ制御トルク指令値マップである。
【図10】制動力制御処理フローである。
【符号の説明】
【0059】
1 ステアリングホイール
2 シャフト
3 トルクセンサ
4 ラック&ピニオン機構
4a,4b シリンダ
5 ラック軸
6 油路
10 操舵角センサ
11 車輪速センサ
12 ヨーレイトセンサ
13 横加速度センサ
14 制動アクチュエータ
100 操舵制御装置
110 操舵アシスト指令値算出部
120 アクティブ制御指令値算出部
130 加算部
200 制動制御装置
210 走行状態推定処理部
220 制動力制御指令値算出部
P 双方向ポンプ
M モータ




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013