説明

車両制御装置

【課題】より多い頻度でホイールベースの値を取得して、より的確な車両制御が行えるようにする。
【解決手段】車両安定化制御において車両諸元としてホイールベースLを使用する場合に、ホイールベースLが変更されている場合にも対応できるようにホイールベースLの値を推定演算する。そして、少なくとも車両旋回中の車速もしくは車輪速度と、操舵角StrあるいはヨーレートYrのいずれかに基づいてホイールベースLの推定演算を行うようにすることで、より多い頻度でホイールベースLの値を取得する。また、このように推定演算したホイールベースLに基づいて、車両安定化制御を行う。これにより、ホイールベースLが変更されたとしても、的確なホイールベースLに基づいて的確な車両安定化制御を行うことが可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ホイールベースを含む車両諸元に基づいて例えば車両横方向運動の制御等を行う車両制御装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、車両の横方向運動制御のような車両安定化制御等では、車両状態推定などの基本的な車両諸元としてホイールベースが使われている。例えば、舵角と車速から車両がスリップしない状態に設定される目標ヨーレートを推定する場合、舵角(タイヤの切れ角)とホイールベースから旋回中心までの距離である旋回半径を求め、旋回半径から求めた旋回周長と車速から目標ヨーレートを求める。そして、目標ヨーレートと実際のヨーレートとを比較して車両の旋回安定状態を検出し、車両安定化制御等を実施している。
【0003】
また、アンチスキッド制御(以下、ABS制御という)でも、前輪が段差を通過した時点から車速とホイールベースに基づいて後輪の段差通過時点を推定し、後輪の制御を変更するなど、ホイールベースを基準にした制御が実施されている。このため、車両安定化制御などの車両制御を行うためにホイールベースが必要になる。
【0004】
一方、ホイールベースの値を取得し、そのホイールベースを用いて車両運動の制御を行う装置として、特許文献1に示される車載制御装置が提案されている。この装置では、車両が走行中に前輪と後輪が路面の凹凸を通過したときに発生する振動を利用し、前輪が凹凸を通過したときの振動が信号が発生した時間とこの振動に対応した振動が後輪に発生した時間との時間差を求め、この時間差に対して走行中の車速を乗算することで、ホイールベースの値を取得している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−90829号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記従来の装置のように、車両の前輪と後輪が路面の凹凸を通過したときに発生する振動を利用してホイールベースの値を取得する場合、路面の段差など明確に振動が発生し得る状況下でしかホイールベースの値を取得することができない。特に、市街地等の舗装路面では、ホイールベースの取得に必要な程度の大きさの振動を発生させ得る段差などに遭遇する頻度は低く、また、ドライバは段差等を回避しようとするため、さらにホイールベースの値を取得できる機会が減少してしまう。このため、ホイールベースの値を取得できる頻度が低く、より多い頻度でホイールベースの値を取得できるようにすることが望まれる。
【0007】
本発明は上記点に鑑みて、より多い頻度でホイールベースの値を取得して、より的確な車両制御が行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、車両状態検出手段(S105〜S115)にて検出した車両状態に基づいて、ホイールベース推定手段(S140)にてホイールベースを推定し、このホイールベースに基づいて制御手段(S155)が車両運動制御を行っており、車両状態検出手段では、少なくとも車輪速度もしくは車速に加えて、操舵角とヨーレートのいずれかを検出し、ホイールベース推定手段は、車両旋回中の車輪速度もしくは車速に加えて、車両旋回中の操舵角とヨーレートのいずれかに基づいてホイールベースの推定値を演算するホイールベース推定演算を行うようにし、制御手段では、ホイールベース推定演算手段が演算したホイールベースの推定値に基づいて、車両運動制御を変更することを特徴としている。
【0009】
このように、車両運動制御において車両諸元としてホイールベースを使用する場合に、ホイールベースが変更されている場合にも対応できるようにホイールベースの値を推定演算している。そして、少なくとも車両旋回中の車速もしくは車輪速度と、操舵角あるいはヨーレートのいずれかに基づいてホイールベースの推定演算を行うようにしている。このため、より多い頻度でホイールベースの値を取得することが可能となる。
【0010】
また、このように推定演算したホイールベースに基づいて、車両安定化制御を行うようにしている。これにより、ホイールベースが変更されたとしても、的確なホイールベースに基づいて的確な車両安定化制御を行うことが可能となる。
【0011】
請求項2に記載の発明では、ホイールベース推定演算手段は、ホイールベースの推定値の演算を許可するか否かの判定を行う許可判定手段(S120〜S135)をさらに有し、ホイールベース推定演算手段は、許可判定手段が許可すると判定した際に、ホイールベースの推定値を演算することを特徴としている。
【0012】
このように、許可判定手段を備えることで、ホイールベース推定演算を行うのに相応しい状況下であるか否かを判定し、ホイールベース推定演算を行うのに相応しい状況であればホイールベース推定演算を許可し、ホイールベース推定演算を行うのに相応しくない状況であればホイールベース推定演算の許可しないようにすることができる。
【0013】
請求項3に記載の発明では、許可判定手段は、車両の旋回度がホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能旋回状態であるか否かを判定する旋回度判定手段(S120、S125)を有し、旋回度判定手段は、車両の旋回度が、車両が旋回中であることを示す閾値である第1旋回度閾値以上で、かつ、車両がグリップ状態であることを示す閾値である第2旋回度閾値未満の場合に、推定可能旋回状態であると判定すると共に、第1旋回度閾値未満もしくは第2旋回度閾値以上の場合に、推定可能旋回状態ではないと判定し、許可判定手段は、旋回度判定手段が推定可能旋回状態であると判定するとホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、旋回度判定手段が推定可能旋回状態ではないと判定するとホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴としている。
【0014】
旋回度が旋回不足領域にある場合、旋回が不十分であり、車両が十分に旋回中であると言えず、ホイールベース推定演算を行うには適していない。一方、スリップが発生し得る旋回度をスリップ領域とすると、この場合にはグリップしている状態ではないため、ホイールベース推定演算を行うには適していない。このため、車両が旋回中であることを示す第1旋回度閾値以上、かつ、グリップ状態であることを示す第2旋回度閾値未満の状態を推定可能旋回状態として、旋回度がこの推定可能旋回状態にある場合には、ホイールベース推定演算の許可条件の1つがクリアされたとすることができる。
【0015】
請求項4に記載の発明では、許可判定手段は、車両の加減速度がホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能加減速度であるか否かを判定する加減速度判定手段(S130)を有し、加減速度判定手段は、車両の加減速度が、加速スリップが発生し得る加速閾値未満かつ減速スリップが発生し得る減速閾値未満の場合に、推定可能加減速度であると判定すると共に、加速度閾値以上または減速閾値以上の場合に、推定可能加減速度ではないと判定し、許可判定手段は、加減速度判定手段が推定可能加減速度であると判定するとホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、加減速度判定手段が推定可能加減速度ではないと判定するとホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴としている。
【0016】
ホイールベース推定演算に車輪速度や車速を用いる場合、車輪速度や車速が正確である必要がある。そして、車体の加減速度が所定範囲を超えているような場合には、車輪速度や車速が加減速スリップの影響を受けている可能性がある。このため、加速スリップが発生し得る加速閾値未満かつ減速スリップが発生し得る減速閾値未満の場合に、推定可能加減速度であるとして、加減速度が推定可能加減速である場合には、ホイールベース推定演算の許可条件の1つがクリアされたとすることができる。
【0017】
請求項5に記載の発明では、許可判定手段は、車両の走行路面の悪路度がホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能な悪路度であるか否かを判定する悪路度判定手段(S135)を有し、悪路度判定手段は、車両の走行路面の悪路度が、悪路であることを示す悪路度閾値未満の場合に、推定可能な悪路度であると判定すると共に、悪路度閾値以上の場合に、推定可能な悪路度ではないと判定し、許可判定手段は、悪路度判定手段が推定可能な悪路度であると判定するとホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、悪路度判定手段が推定可能な悪路度ではないと判定するとホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴としている。
【0018】
悪路の走行中には、走行路面の凹凸の影響によって正確な車輪速度が得られない可能性がある。このため、悪路度を演算し、この悪路度が悪路を走行していることを示す悪路度閾値所定値以上の場合に悪路を走行中であるとして、悪路度が悪路度閾値未満の場合には、ホイールベース推定演算の許可条件の1つがクリアされたとすることができる。
【0019】
例えば、ホイールベース推定手段は、請求項6に記載したように、ホイールベース推定手段は、車速をV、操舵角をStr、ホイールベースをL、スタビリティファクターをSFとして、
(数1) Yr=V*Str/L(1+SF*V2
の関係式を満たすホイールベースLを推定値の決定に用いる1つの推定値として用いることができる。
【0020】
また、請求項7に記載したように、ホイールベース推定手段は、車両に実際に発生しているヨーレートをYr、外前輪旋回半径をRf、外後輪旋回半径をRr、ホイールベースをLとして、
(数2) Rf=(外前輪速度)2/Yr
(数3) Rr=(外後輪速度)2/Yr
の関数式から外前輪旋回半径Rfおよび外後輪旋回半径Rrを演算すると共に、当該外前輪旋回半径Rfおよび外後輪旋回半径Rrを用いて、
(数4) L=(Rf2−Rr21/2
の関数式を満たすホイールベースLを推定値の決定に用いる1つの推定値として用いることができる。
【0021】
さらに、請求項8に記載したように、ホイールベース推定手段は、予め求めておいたホイールベース毎のヨーレートに対する外前輪速度と内後輪速度の差との関係を示す特性に基づき、車両に実際に発生しているヨーレートと外前輪速度と内後輪速度の差とに対応するホイールベースLを選択し、そのホイールベースLを推定値の決定に用いる1つの推定値として用いることもできる。
【0022】
請求項9に記載の発明では、制御手段は、ホイールベースの推定値に基づいて、車両運動制御の制御開始基準値を変更することを特徴としている。
【0023】
このように、多い頻度で取得されたホイールベースの値を用いて車両運動制御の制御開始基準を変更するようにすれば、ホイールベースの変更を伴う改造が行われたとしても、変更後の正確なホイールベースに基づいて車両運動制御を行うことができるため、車両安定化制御やABS制御等が本来の性能を発揮することができ、車両に求められる性能を十分発揮することが可能となる。
【0024】
請求項10に記載の発明では、制御手段は、ホイールベースの推定値が規定の範囲を超える値となったときには、警報もしくは車両運動制御の制御禁止の少なくとも一方を実行することを特徴としている。
【0025】
これにより、ドライバに対して、車両安定化制御が行われないことを知らせ、注意しながら運転することを喚起したり、不正確なホイールベースに基づく不適切な車両安定化制御が行われることを防止することができる。
【0026】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の第1実施形態にかかる車両運動制御を実現する車両用のブレーキ制御システム1の全体構成を示した模式図である。
【図2】ブレーキECU70の信号の入出力の関係を示すブロック図である。
【図3】ブレーキECU70がプログラムに従って実行する車両安定化制御処理の全体を示したフローチャートである。
【図4】ホイールベース推定演算の許可判定の判定基準を示したマップである。
【図5】ステップ140で行うホイールベース推定演算の全体フローである。
【図6】ホイールベース推定演算1の詳細を示したフローチャートである。
【図7】ホイールベース推定演算2の詳細を示したフローチャートである。
【図8】外前輪旋回半径Rfおよび外後輪旋回半径Rrを説明するための模式図である。
【図9】ホイールベース推定演算3の詳細を示したフローチャートである。
【図10】車両安定化制御処理の詳細を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【0029】
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本発明の第1実施形態にかかる車両運動制御を実現する車両用のブレーキ制御システム1の全体構成を示したものである。本実施形態では、車両の運転制御として車両安定化制御を行う場合について説明する。
【0030】
図1において、ドライバがブレーキペダル11を踏み込むと、倍力装置12にて踏力が倍力され、マスタシリンダ(以下、M/Cという)13に配設されたマスタピストン13a、13bを押圧する。これにより、これらマスタピストン13a、13bによって区画されるプライマリ室13cとセカンダリ室13dとに同圧のM/C圧が発生する。M/C圧は、ブレーキ液圧制御用アクチュエータ50を通じて各ホイールシリンダ(以下、W/Cという)14、15、34、35に伝えられる。
【0031】
ここで、M/C13は、プライマリ室13cおよびセカンダリ室13dそれぞれと連通する通路を有するマスタリザーバ13eを備える。
【0032】
ブレーキ液圧制御用アクチュエータ50は、第1配管系統50aと第2配管系統50bとを有している。第1配管系統50aは、左前輪FLと右後輪RRに加えられるブレーキ液圧を制御し、第2配管系統50bは、右前輪FRと左後輪RLに加えられるブレーキ液圧を制御する。
【0033】
第1配管系統50aと第2配管系統50bとは、同様の構成であるため、以下では第1配管系統50aについて説明し、第2配管系統50bについては説明を省略する。
【0034】
第1配管系統50aは、上述したM/C圧を左前輪FLに備えられたW/C14及び右後輪RRに備えられたW/C15に伝達し、W/C圧を発生させる主管路となる管路Aを備える。
【0035】
管路Aは、連通状態と差圧状態に制御できる第1差圧制御弁16を備えている。この第1差圧制御弁16は、ドライバがブレーキペダル11の操作を行う通常ブレーキ時(運動制御が実行されていない時)には連通状態となるように弁位置が調整されており、第1差圧制御弁16に備えられるソレノイドコイルに電流が流されると、この電流値が大きいほど大きな差圧状態となるように弁位置が調整される。
【0036】
この第1差圧制御弁16が差圧状態のときには、W/C14、15側のブレーキ液圧がM/C圧よりも所定以上高くなった際にのみ、W/C14、15側からM/C13側へのみブレーキ液の流動が許容される。このため、常時W/C14、15側がM/C13側よりも所定圧力以上高くならないように維持される。
【0037】
そして、管路Aは、この第1差圧制御弁16よりも下流になるW/C14、15側において、2つの管路A1、A2に分岐する。管路A1にはW/C14へのブレーキ液圧の増圧を制御する第1増圧制御弁17が備えられ、管路A2にはW/C15へのブレーキ液圧の増圧を制御する第2増圧制御弁18が備えられている。
【0038】
第1、第2増圧制御弁17、18は、連通・遮断状態を制御できる2位置電磁弁により構成されている。これら第1、第2増圧制御弁17、18は、第1、第2増圧制御弁17、18に備えられるソレノイドコイルへの制御電流がゼロとされる時(非通電時)には連通状態となり、ソレノイドコイルに制御電流が流される時(通電時)に遮断状態に制御されるノーマルオープン型となっている。
【0039】
管路Aにおける第1、第2増圧制御弁17、18及び各W/C14、15の間と調圧リザーバ20とを結ぶ減圧管路としての管路Bには、連通・遮断状態を制御できる2位置電磁弁により構成される第1減圧制御弁21と第2減圧制御弁22とがそれぞれ配設されている。そして、これら第1、第2減圧制御弁21、22はノーマルクローズ型となっている。
【0040】
調圧リザーバ20と主管路である管路Aとの間には還流管路となる管路Cが配設されている。この管路Cには調圧リザーバ20からM/C13側あるいはW/C14、15側に向けてブレーキ液を吸入吐出するモータ60によって駆動される自吸式のポンプ19が設けられている。モータ60はモータリレー61に備えられる半導体スイッチ61aのオンオフによってモータ60への電圧供給が制御される。
【0041】
そして、調圧リザーバ20とM/C13の間には補助管路となる管路Dが設けられている。この管路Dを通じ、ポンプ19にてM/C13からブレーキ液を吸入し、管路Aに吐出することで、車両安定化制御やトラクション(TCS)制御などの運動制御時において、W/C14、15側にブレーキ液を供給し、対象となる車輪のW/C圧を加圧する。
【0042】
また、ブレーキECU70は、ブレーキ制御システム1の制御系を司る本発明の車両運動制御装置に相当するもので、CPU、ROM、RAM、I/Oなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ROMなどに記憶されたプログラムに従って各種演算などの処理を実行する。図2は、ブレーキECU70の信号の入出力の関係を示すブロック図である。
【0043】
図2に示すように、ブレーキECU70は、各車輪FL〜RRに備えられた車輪速度センサ71〜74、舵角センサ75、ヨーレートセンサ76および横加速度センサ77からの検出信号を受け取り、各種物理量を求める。例えば、ブレーキECU70は、各検出信号に基づいて各車輪FL〜RRの車輪速度や車速(推定車体速度)、各車輪のスリップ率、舵角、ヨーレート、横加速度などを求めている。また、これらに基づいて車両安定化制御を実行するか否かを判定すると共に、車両安定化制御を実行する場合の制御対象輪を判別したり、制御対象輪に発生させる制動力に対応する制御量、すなわち制御対象輪のW/Cに発生させるW/C圧を求める。その結果に基づいて、ブレーキECU70が各制御弁16〜18、21、22、36〜38、41、42への電流供給制御およびポンプ19、39を駆動するためのモータ60の電流量制御を実行する。
【0044】
例えば、左前輪FLを制御対象輪としてW/C圧を発生させる場合には、第1差圧制御弁16を差圧状態にしてモータリレー61をオンさせてモータ60によってポンプ19を駆動する。これにより、第1差圧制御弁16の下流側(W/C側)のブレーキ液圧は第1差圧制御弁16で発生させられる差圧により高くなる。このとき、非制御対象輪となる右後輪RRに対応する第2増圧制御弁18を遮断状態とすることで、W/C15が加圧されないようにしつつ、制御対象輪となる左前輪FLに対応する第1増圧制御弁17と第1減圧制御弁21を制御することで、W/C14に所望のW/C圧を発生させる。
【0045】
具体的には、第1増圧制御弁17を遮断状態にしつつ第1減圧制御弁21の連通遮断をデューティ制御することでW/C圧の減圧を行う減圧モードと、第1増圧制御弁17および第1減圧制御弁21を共に遮断状態にしてW/C圧を保持する保持モードと、第1減圧制御得弁21を遮断状態にしつつ第1増圧制御弁17の連通遮断をデューティ制御することでW/C圧を増圧する増圧モードとを適宜切り替え、W/C圧を調整する。これにより、所望の目標W/C圧Ptoが得られるようにW/C圧が調整され、制動力が制御される。
【0046】
なお、モータ60によりポンプ39も駆動されるが、第2差圧制御弁36を差圧状態にしていなければ、ブレーキ液が循環するだけでW/C34、35は加圧されない。
【0047】
以上のようにして、本実施形態のブレーキ制御システム1が構成されている。次に、このブレーキ制御システム1の具体的な作動について説明する。なお、本ブレーキ制御システム1では、通常ブレーキだけでなく、運動制御としてアンチスキッド(ABS)制御等も実行できるが、これらの基本的な作動に関しては従来と同様であるため、ここでは本発明の特徴に関わる車両安定化制御における作動について説明する。
【0048】
図3は、ブレーキECU70がプログラムに従って実行する車両安定化制御処理の全体を示したフローチャートである。車両安定化制御処理は、車両に備えられた図示しないイグニッションスイッチがオンされたとき、もしくは車両走行中において、所定の演算周期ごとに実行される。
【0049】
まず、ステップ100において各種初期化処理を行ったのち、ステップ105に進み、車両状態を検出すべく、各種センサ信号読み込みの処理を行う。具体的には、車輪速度センサ71〜74、舵角センサ75、ヨーレートセンサ76および横加速度センサ77の検出信号等、車両安定化制御に必要な各種検出信号の読み込みを行い、それらから各物理値が求められる。これにより、各車輪FL〜RRそれぞれの車輪速度、操舵角Str、実際に発生しているヨーレートYrおよび横加速度Gyが求められる。なお、操舵角StrやヨーレートYrおよび横加速度Gyは、例えば右方向と左方向とで正負の符号が反転することになるが、いずれの方向を正としても良い。
【0050】
また、ステップ110に進んで車輪加速度を演算すると共に、ステップ115に進んで車速(推定車体速度)、車体の加減速度および前輪および後輪のスリップ角を演算する。これら車輪加速度、車速、車体の加減速度およびスリップ角の演算手法については、周知であるため、ここでは説明を省略する。
【0051】
続く、ステップ120〜ステップ135では、ホイールベース推定演算の許可判定を行う。つまり、ホイールベース推定演算を行うのに相応しい状況下であるか否かを判定し、ホイールベース推定演算を行うのに相応しい状況であればホイールベース推定演算を許可し、ホイールベース推定演算を行うのに相応しくない状況であればホイールベース推定演算の許可しないようにする。図4は、ホイールベース推定演算の許可判定の判定基準を示したマップである。この図を参照しながら、ホイールベース推定演算の許可判定について説明する。
【0052】
ステップ120では、グリップしている状態であるか否かを判定する。ここでグリップしている状態とは、車両が横滑り無く旋回している状態を意味している。グリップしていない状態の場合、各種センサ信号が横滑りの影響を受けている可能性があり、このような状況下においてホイールベース推定演算を行うのは好ましくない。このため、グリップ状態であることをホイールベース推定演算の許可条件の1つとしている。
【0053】
また、ステップ125では、旋回中であるか否かを判定している。本実施形態では、後述するように、ホイールベース推定演算に車両旋回中における車輪の旋回半径などを用いることから、ホイールベース推定演算を行うには旋回中であることが必要となる。このため、車両が旋回中であることをホイールベース推定演算の許可条件の1つとしている。
【0054】
例えば、グリップしている状態であるか否かや、旋回中であるか否かについては、旋回度で表すことができる。旋回度は、車両の旋回状態を表すものであり、例えばヨーレートYrや横加速度Gy等が該当する。図4(a)に示すように、旋回度が旋回不足領域にある場合、旋回が不十分であり、車両が十分に旋回中であると言えず、ホイールベース推定演算を行うには適していない。一方、スリップが発生し得る旋回度をスリップ領域とすると、この場合にはグリップしている状態ではないため、ホイールベース推定演算を行うには適していない。このため、車両が旋回中であることを示す閾値として第1旋回度閾値を設定すると共に、車両がグリップ状態であることを示す閾値として第2旋回度閾値を設定し、これらの間が旋回不足領域とスリップ領域の間に相当する推定可能旋回状態として、旋回度がこの推定可能旋回状態にある場合には、ホイールベース推定演算の許可条件の1つがクリアされたとしている。
【0055】
例えば、横加速度GyやヨーレートYrに旋回状態であることを示す閾値である第1横加速度閾値や第1ヨーレート閾値を設定すると共に、スリップ状態であることを示す閾値である第2横加速度閾値や第2ヨーレート閾値を設定する。そして、横加速度Gyの絶対値|Gy|が第1横加速度閾値以上かつ第2横加速度閾値未満、もしくは、ヨーレートYrの絶対値|Yr|が第1ヨーレート閾値以上かつ第2ヨーレート閾値未満場合に、グリップ状態であり、かつ、車両が旋回中であと判定することができる。
【0056】
また、ステップ130において、車体の加減速度が所定範囲内であるか否かを判定する。後述するように、ホイールベース推定演算には車輪速度や車速を用いており、車輪速度や車速が正確である必要がある。そして、車体の加減速度が所定範囲を超えているような場合には、車輪速度や車速が加減速スリップの影響を受けている可能性がある。このため、車体の加減速度が所定範囲以内であることをホイールベース推定演算の許可条件の1つとしている。本処理では、例えば、図4(b)に示すように、加速スリップが発生し得る加速度閾値以上の領域を加速過多領域、減速スリップが発生し得る減速度閾値以上の領域を減速過多領域として、その間の領域を推定可能加減速状態としている。そして、ステップ115で演算した車体の加減速度を用いて、加速度が加速度閾値未満かつ減速度が減速度閾値未満である場合に加減速スリップが発生していないと判定している。
【0057】
さらに、ステップ135において悪路を走行中であるか否かを判定する。悪路の走行中には、走行路面の凹凸の影響によって正確な車輪速度が得られない可能性がある。したがって、この場合にも正確なホイールベース推定演算が行えなくなる可能性があるため、悪路ではないことをホイールベース推定演算の許可条件の1つとしている。本処理では、悪路度を演算し、この悪路度が悪路を走行していることを示す悪路度閾値以上の場合に悪路を走行中であると判定している。悪路度は、走行路面の凹凸を現すパラメータである。例えば、走行路面の凹凸が大きいほど、車輪の浮き上がりによって車輪加減速度が大きくなることから、車輪加減速度を悪路度を示す値として用いることができる。そして、例えば図4(c)に示すように、悪路度閾値以上の領域を悪路領域とし、それ未満を推定可能路面状態として、悪路度が推定可能路面状態に相当していれば悪路ではなく、悪路領域に相当していれば悪路であると判定している。
【0058】
これらステップ120〜135のいずれに関してもホイールベース推定演算の許可条件を満たしていれば、ステップ140に進み、ホイールベース推定演算を行う。図5は、ステップ140で行うホイールベース推定演算の全体フローである。
【0059】
まず、ステップ1401では、第1の演算手法によってホイールベースLの演算を行うホイールベース推定演算1を実行する。図6は、このホイールベース推定演算1の詳細を示したフローチャートである。図6中のステップ1401Aに示したように、ヨーレートYrは、次式のように表すことができる。なお、次式において、Vは車速、Strは操舵角、Lはホイールベース、SFはスタビリティファクターを意味している。
【0060】
(数1) Yr=V*Str/L(1+SF*V2
この式にホイールベースLが含まれることから、この式をホイールベースLの式に変換し、その式にステップ105で演算した操舵角Strやステップ115で演算した車速およびスタビリティファクターSFを代入することで、ホイールベースLを演算する。これにより、第1の演算手法によってホイールベースLを演算することができる。
【0061】
次に、ステップ1402に進み、第2の演算手法によってホイールベースLの演算を行うホイールベース推定演算2を実行する。図7は、このホイールベース推定演算2の詳細を示したフローチャートである。図7中のステップ1402A、1402Bでは、外前輪旋回半径Rfおよび外後輪旋回半径Rrを演算する。外前輪旋回半径Rfおよび外後輪旋回半径Rrは、図8に示す模式図のように、車両の旋回中心から旋回外側前輪までの距離や旋回外側後輪までの距離を意味している。そして、このときに発生しているヨーレートYrおよび外前輪速度や外後輪速度に基づいて、外前輪旋回半径Rfおよび外後輪旋回半径Rrは、次式によって求められる。
【0062】
(数2) Rf=(外前輪速度)2/Yr
(数3) Rr=(外後輪速度)2/Yr
そして、ステップ1401Cにて、外前輪旋回半径Rfおよび外後輪旋回半径Rrを用いてホイールベースLを演算する。具体的には、ホイールベースLは、これら外前輪旋回半径Rfおよび外後輪旋回半径Rrを用いて次式で表されることから、この式を用いてホイールベースLを演算することにより、第2の演算手法によってホイールベースLを演算することができる。
【0063】
(数4) L=(Rf2−Rr21/2
続いて、ステップ1403に進み、第3の演算手法によってホイールベースLの演算を行うホイールベース推定演算3を実行する。ここでは、予め実験などによって求めておいたヨーレートと外前輪速度と内後輪速度の差との関係を示す特性線を利用して、ホイールベースLを演算する。図9は、このホイールベース推定演算3の詳細を示したフローチャートである。図9中のステップ1403Aに示す特性線のように、ホイールベースLの大きさに応じて異なる特性線を描く。ここで、ホイールベースLの大小とは、変更される可能性のある特定のホイールベース値を表しており、大小それぞれのホイールベース値に対応した特性線を予め求めてある。
【0064】
この特性線に示されるように、ヨーレートに応じて外前輪速度と内後輪速度の差が変化し、その変化はホイールベースLの大小に応じて決まる。このため、図9中の1403Aに示した特性線より、ステップ105で読み込んだ実際に発生しているヨーレートYrや車輪速度とから、大小いずれのホイールベースLと対応しているかを選択する。これにより、第3の演算手法によってホイールベースLを演算することができる。なお、ここでは特性線を利用したが、特性線に対応する関数式によってヨーレートと外前輪速度と内後輪速度の差との関係を表しておき、その関数式に基づいてホイールベースLを演算するようにしても良い。
【0065】
このようにして、第1〜第3の演算手法という複数の異なる演算手法によってホイールベースLを演算したら、ステップ1404に進んで最終的なホイールベースLの値を決定する。すなわち、第1〜第3の演算手法によって演算したホイールベースLに基づいて、最終的にホイールベースLとすべき値を決定する。最終的なホイールベースLの値の決定方法としては、様々な手法を用いることができる。例えば、第1〜第3の演算手法によって演算したホイールベースLの平均値もしくは中間値を最終的なホイールベースLに決定したりできる。また、車速が所定の第1速度閾値よりも小さいような極低速時には、第1の演算手法によって演算したホイールベースLは誤差が大きいと考えられることから、第2、第3の演算手法によって演算したホイールベースLのいずれか一方、もしくはそれらの平均値を最終的なホイールベースLの値に決定するようにしても良い。逆に、車速が所定の第2速度閾値よりも大きいような高速時には、第3の演算手法によって演算したホイールベースLは誤差が大きいと考えられることから、第1、第2の演算手法によって演算したホイールベースLのいずれか一方、もしくはそれらの平均値を最終的なホイールベースLの値に決定するようにしても良い。
【0066】
この後、ステップ1405に進み、ホイールベースLの値として、ステップ1404で決定した最終的なホイールベースLの値を記憶する。また、同時に、比較値として、それまで記憶してあったホイールベースLの前回値と今回記憶したホイールベースLの今回値の比を演算する。そして、ホイールベース推定演算の処理を終了する。
【0067】
続いて、図3のステップ145に進み、ホイールベース推定演算で取得したホイールベースLの値が正確であると想定される規定の範囲内にあるか否かを判定する。ここでは、ステップ140のホイールベース推定演算において求めた比較値が制御許可範囲を超えているか否かを判定することにより、ホイールベースLの値が規定の範囲内にあるか否かを判定している。制御許可範囲とは、ホイールベースLが正確な値であり、車両安定化制御を実行しても良いと考えられる範囲内を意味しており、それを超えている場合にはホイールベースLの値の信頼性が乏しく、演算したホイールベースLの値に基づいて車両安定化制御を行うことは好ましくないことを意味している。ここでは、例えば比較値が0.5〜1.5の範囲である場合を制御許可範囲として設定している。
【0068】
ここで肯定判定されればステップ150に進み、図示しない警報ランプなどを点灯することなどによって車両安定化制御が行われない旨を示す警報を出すと共に、車両安定化制御を禁止する。これにより、ドライバに対して、車両安定化制御が行われないことを知らせ、注意しながら運転することを喚起できると共に、不正確なホイールベースLに基づく不適切な車両安定化制御が行われることを防止することができる。そして、否定判定されれば、ステップ155に進んで車両安定化制御を実行する。図10は、車両安定化制御処理の詳細を示したフローチャートである。
【0069】
まず、ステップ1551では、目標ヨーレートYr_stを演算する。ここでいう目標ヨーレートYr_stは、操舵角Strに基づいて演算されるスリップが発生していない理想的なヨーレートである操舵角ヨーレートのことを意味している。目標ヨーレートYr_stは、次式に基づいて演算される。
【0070】
(数5) Yr_st=V*Str/L(1+SF*V2
この数式は、基本的には上述した数式1と同じものであるが、Lとして、上記ステップ140のホイールベース推定演算により演算した最終的なホイールベースLの値を用いるようにしている。
【0071】
続いて、ステップ1552に進み、ヨーレート偏差を演算する。ヨーレート偏差は、ステップ105で読み込んだ実際に発生しているヨーレートYrとステップ1551で演算した目標ヨーレートYr_stの差として演算される。そして、ステップ1553に進み、制御開始条件を満たしているか否かを判定する。ここで、ステップ1552で演算したヨーレート偏差が所定の許可開始閾値以上であれば、開始条件が成立したためステップ1554に進み、許可開始閾値未満であれば、開始条件が成立していないため車両安定化制御を実行することなくそのまま処理を終了する。
【0072】
ステップ1554では、オーバステア状態であるか否かを判定する。例えば、ステップ115で演算した後輪のスリップ角が第1閾値よりも大きい場合に、オーバステア状態であると判定している。そして、オーバステア状態でなければ、ステップ1555に進み、アンダーステア状態であるか否かを判定する。例えば、ステップ115で演算した前輪のスリップ角が第2閾値よりも大きければアンダーステア状態であると判定している。
【0073】
このようにして、ステップ1554およびステップ1555でオーバステア状態もしくはアンダーステア状態であると判定された場合には、ステップ1556やステップ1557に進み、オーバステア状態やアンダーステア状態を抑制すべく、オーバステア制御もしくはアンダーステア制御を実行する。
【0074】
例えば、オーバステア状態の場合には外向きのヨーレートを発生させるように、旋回外側前輪を制御対象輪、アンダーステア状態の場合には内向きのヨーレートを発生させるように、旋回内側後輪を制御対象輪として、所望の制動力が加えられる。このときに発生させる所望の制動力は、ヨーレート偏差の大きさに応じて設定される。この所望の制動力の大きさに応じて、そのような制動力を発生させるために必要な目標W/C圧Ptoを演算すると共に、それを実現するためのブレーキ液圧制御用アクチュエータ50に備えられた各種制御弁やモータ60をどのように駆動するかという電流値や制御時間等を求め、それを実現することで所望の制動力を発生させる。
【0075】
なお、ここでは、制御対象輪として旋回外側前輪もしくは旋回内側後輪を例に挙げて説明したが、旋回外輪や旋回内輪の両輪もしくはそのうちの一方としても構わない。旋回外輪もしくは旋回内輪の前輪と後輪のいずれを制御対象輪とするかに関しては、例えば、目標ヨーレートYr_stの大きさや操舵角Strの大きさ等によって決定すればよい。
【0076】
以上説明したように、本実施形態では、車両安定化制御において車両諸元としてホイールベースLを使用する場合に、ホイールベースLが変更されている場合にも対応できるようにホイールベースLの値を推定演算している。そして、少なくとも車両旋回中の車速もしくは車輪速度と、操舵角StrあるいはヨーレートYrのいずれかに基づいてホイールベースLの推定演算を行うようにしている。このため、より多い頻度でホイールベースLの値を取得することが可能となる。
【0077】
また、このように推定演算したホイールベースLに基づいて、車両安定化制御を行うようにしている。これにより、ホイールベースLが変更されたとしても、的確なホイールベースLに基づいて的確な車両安定化制御を行うことが可能となる。
【0078】
さらに、許可判定においてホイールベース推定演算を行っても良いとの許可が出された時に、随時、ホイールベースLの推定演算を行うことができるため、多い頻度でホイールベースLの値を取得しつつ、より正確にホイールベース推定演算を行うことが可能となる。
【0079】
例えば、トラック等では、メーカーからキャブ(運転台)とシャシー(フレーム、エンジン、駆動系、操舵懸架系および電装系を組み合わせたもの)の状態で出荷され、架装会社にて荷台等が取り付けられてユーザに出荷されることが広く行われている。この場合、架装会社にて架装する荷台等に合うようにホイールベースの変更を伴う改造が行われることがあり、実際のホイールベースがメーカー出荷時のホイールベースから変わってしまうため、車両安定化制御やABS制御等が本来の性能を発揮できず、車両に求められる性能が十分発揮できなくなる可能性がある。
【0080】
このような場合に対して、本実施形態のように、ホイールベースLの値を多い頻度で取得することにより、ホイールベースLの変更を伴う改造が行われたとしても、変更後の正確なホイールベースLを取得することができる。したがって、ホイールベースLの変更後にも、変更後の正確なホイールベースに基づいて車両安定化制御を行うことができるため、車両安定化制御が本来の性能を発揮することができ、車両に求められる性能を十分発揮することが可能となる。
【0081】
(他の実施形態)
上記実施形態では、第1の演算手法により車速と操舵角に基づいてホイールベースLを推定演算し、第2、第3の演算手法により車輪速度とヨーレートに基づいてホイールベースLを推定演算した。すなわち、少なくとも車輪速度もしくは車速に加えて、操舵角とヨーレートのいずれかを用いてホイールベースLの推定演算を行う場合の一例について説明したが、これらを用いた他の手法によってホイールベースLの推定演算を行っても良い。例えば図8の旋回外側後輪の車輪速度Vroutと旋回外側前輪の操舵角StroutとヨーレートYrと次式からホイールベースLを演算することができる。
【0082】
(数6) L=Vrout/(Yr*2π*tan(90°−Srout))
また、旋回中のヨーレートと操舵角と横加速度の間には相関関係がある為、ヨーレートまたは操舵角を横加速度に基づいて求めるようにしても良い。これらの演算手法によれば、より多い頻度でホイールベースLの値を推定演算することが可能となる。
【0083】
また、上記図3のステップ120では、グリップ状態であることを旋回度が第2旋回度閾値以下であるか否かに基づいて判定しているが、このときに用いる第2旋回度閾値については一定値である必要はなく、路面摩擦係数μに基づいて可変にできる。すなわち、グリップ状態であるか否かは路面摩擦係数μに応じて変化することから、路面摩擦係数μに応じて第2旋回度閾値を可変とすれば、路面状態に応じてより適切にグリップ状態であるか否かを判定することが可能となる。
【0084】
また、上記実施形態では、ホイールベースLに基づいて実行される車両運動制御として、車両に発生するヨーレートが目標ヨーレートとなるように横方向運動を制御する車両安定化制御を例に挙げて説明した。しかしながら、これはホイールベースLに基づいて実行される車両運動制御の一例を挙げたに過ぎない。例えば、ABS制御等において前輪が段差を通過した時点から車速とホイールベースに基づいて後輪の段差通過時点を推定し、後輪の制御を変更するなど、他のホイールベースを基準にした車両運動制御に対しても、上記のように推定演算したホイールベースLに基づいて車両運動制御の変更、例えば制御開始閾値の変更などを行うことができる。
【0085】
なお、各図中に示したステップは、各種処理を実行する手段に対応するものである。すなわち、ステップ105〜115の処理を実行する部分は車両状態検出手段、ステップ120〜135の処理を実行する部分は許可判定手段、ステップ140の処理を実行する部分はホイールベース推定手段、ステップ155の処理を実行する部分は制御手段に相当する。また、ステップ120〜130の処理を実行する部分にて構成される許可判定手段のうち、ステップ120、125の処理を実行する部分は旋回度判定手段、ステップ130の処理を実行する部分は加減速度判定手段、ステップ135の処理を実行する部分は悪路度判定手段に相当する。
【符号の説明】
【0086】
1…ブレーキ制御システム、13…M/C、14、15、34、35…W/C、16、36…差圧制御弁、17、18、37、38…増圧制御弁、19、39…ポンプ、20、40…調圧リザーバ、21、22、41、42…減圧制御弁、50…ブレーキ液圧制御用アクチュエータ、50a、50b…第1、第2配管系統、60…モータ、70…ブレーキECU、71〜74…車輪速度センサ、75…舵角センサ、76…ヨーレートセンサ、77…横加速度センサ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両状態を検出する車両状態検出手段(S105〜S115)と、
前記車両状態検出手段が検出した車両状態に基づいて、ホイールベースを推定するホイールベース推定手段(S140)と、
車両運動制御を行う制御手段(S155)とを有し、
前記車両状態検出手段は、少なくとも車輪速度もしくは車速に加えて、操舵角とヨーレートのいずれかを検出し、
前記ホイールベース推定手段は、車両旋回中の車輪速度もしくは車速に加えて、車両旋回中の操舵角とヨーレートのいずれかに基づいてホイールベースの推定値を演算するホイールベース推定演算を行い、
前記制御手段は、前記ホイールベース推定演算手段が演算した前記ホイールベースの推定値に基づいて、前記車両運動制御を変更することを特徴とする車両制御装置。
【請求項2】
前記ホイールベース推定演算手段は、前記ホイールベースの推定値の演算を許可するか否かの判定を行う許可判定手段(S120〜S135)をさらに有し、
前記ホイールベース推定演算手段は、前記許可判定手段が許可すると判定した際に、前記ホイールベースの推定値を演算することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
【請求項3】
前記許可判定手段は、車両の旋回度が前記ホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能旋回状態であるか否かを判定する旋回度判定手段(S120、S125)を有し、
前記旋回度判定手段は、前記車両の旋回度が、車両が旋回中であることを示す閾値である第1旋回度閾値以上で、かつ、車両がグリップ状態であることを示す閾値である第2旋回度閾値未満の場合に、前記推定可能旋回状態であると判定すると共に、前記第1旋回度閾値未満もしくは前記第2旋回度閾値以上の場合に、前記推定可能旋回状態ではないと判定し、
前記許可判定手段は、前記旋回度判定手段が前記推定可能旋回状態であると判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、前記旋回度判定手段が前記推定可能旋回状態ではないと判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
【請求項4】
前記許可判定手段は、車両の加減速度が前記ホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能加減速度であるか否かを判定する加減速度判定手段(S130)を有し、
前記加減速度判定手段は、前記車両の加減速度が、加速スリップが発生し得る加速閾値未満かつ減速スリップが発生し得る減速閾値未満の場合に、前記推定可能加減速度であると判定すると共に、前記加速度閾値以上または前記減速閾値以上の場合に、前記推定可能加減速度ではないと判定し、
前記許可判定手段は、前記加減速度判定手段が前記推定可能加減速度であると判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、前記加減速度判定手段が前記推定可能加減速度ではないと判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴とする請求項2または3に記載の車両制御装置。
【請求項5】
前記許可判定手段は、車両の走行路面の悪路度が前記ホイールベースの推定値の演算を行うことができる推定可能な悪路度であるか否かを判定する悪路度判定手段(S135)を有し、
前記悪路度判定手段は、前記車両の走行路面の悪路度が、悪路であることを示す悪路度閾値未満の場合に、前記推定可能な悪路度であると判定すると共に、前記悪路度閾値以上の場合に、前記推定可能な悪路度ではないと判定し、
前記許可判定手段は、前記悪路度判定手段が前記推定可能な悪路度であると判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可すると判定し、前記悪路度判定手段が前記推定可能な悪路度ではないと判定すると前記ホイールベースの推定値の演算を許可しないと判定することを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1つに記載の車両制御装置。
【請求項6】
前記ホイールベース推定手段は、車速をV、操舵角をStr、ホイールベースをL、スタビリティファクターをSFとして、
Yr=V*Str/L(1+SF*V2
の関係式を満たすホイールベースLを前記推定値の決定に用いる1つの推定値として演算することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の車両制御装置。
【請求項7】
前記ホイールベース推定手段は、車両に実際に発生しているヨーレートをYr、外前輪旋回半径をRf、外後輪旋回半径をRr、ホイールベースをLとして、
Rf=(外前輪速度)2/Yr
Rr=(外後輪速度)2/Yr
の関数式から外前輪旋回半径Rfおよび外後輪旋回半径Rrを演算すると共に、
当該外前輪旋回半径Rfおよび外後輪旋回半径Rrを用いて、
L=(Rf2−Rr21/2
の関数式を満たすホイールベースLを前記推定値の決定に用いる1つの推定値として演算することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の車両制御装置。
【請求項8】
前記ホイールベース推定手段は、予め求めておいたホイールベース毎のヨーレートに対する外前輪速度と内後輪速度の差との関係を示す特性に基づき、
車両に実際に発生しているヨーレートと外前輪速度と内後輪速度の差とに対応するホイールベースLを選択し、そのホイールベースLを前記推定値の決定に用いる1つの推定値として演算することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の車両制御装置。
【請求項9】
前記制御手段は、前記ホイールベースの推定値に基づいて、前記車両運動制御の制御開始基準値を変更することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の車両制御装置。
【請求項10】
前記制御手段は、前記ホイールベースの推定値が規定の範囲を超える値となったときには、警報もしくは前記車両運動制御の制御禁止の少なくとも一方を実行することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の車両制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2012−179937(P2012−179937A)
【公開日】平成24年9月20日(2012.9.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−42268(P2011−42268)
【出願日】平成23年2月28日(2011.2.28)
【出願人】(301065892)株式会社アドヴィックス (1,291)
【Fターム(参考)】