JPH1159364A - 車輪スリップ制御装置付き車両の挙動制御装置 - Google Patents
車輪スリップ制御装置付き車両の挙動制御装置Info
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- JPH1159364A JPH1159364A JP9224539A JP22453997A JPH1159364A JP H1159364 A JPH1159364 A JP H1159364A JP 9224539 A JP9224539 A JP 9224539A JP 22453997 A JP22453997 A JP 22453997A JP H1159364 A JPH1159364 A JP H1159364A
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Abstract
速度の上限を、アンチスキッド制御との干渉でハンチン
グを生ずることのないよう制限する。 【解決手段】 81で制限前目標制動力F0 * と車輪の制
駆動剛性係数kS から制限前目標スリップ率S1 * を求
め、82でS1 * が制御可能最大スリップ率Smaxより大
きいと判定する時、84で制限後目標スリップ率S2 * を
Smax に制限し、S2 * とkS の乗算により求める制限
後目標制動力の上限をスリップ制御可能な最大値に制限
する。85ではS2 * と、前回の目標スリップ率S0 * と
の偏差ΔS * を目標スリップ変化速度とし、86でΔS*
が設定値ΔS0 よりも速いと判断する時、87で判定した
目標スリップ率変化方向に応じ、89,90 で目標スリップ
率S * の変化速度がΔS0 以下になるよう率S* を決定
する。よって、S* とkS の乗算により求める目標制動
力の変化速度の上限を制限することができる。
Description
個々に制御して車両の挙動を適切なものにする車両の挙
動制御装置に関し、特に、車輪スリップ制御装置を搭載
した車両における挙動制御装置に係わる。
が知られており、例えば特開平8−310366号公報
に記載されているように、車輪のホイールシリンダ液圧
(制動力)を個々に制御して、車両が旋回中や操舵中に
スピンやドリフトアウト等の不所望な挙動状態になるの
を防止するようにしたものが知られている。すなわち、
操舵量、車輪速、ヨーレート、タイヤのグリップ限界を
検出し、これらからグリップ限界のもとでの目標ヨーレ
ートを演算するとともに、車両がオーバーステア若しく
はアンダーステアといったタイヤのグリップ限界を越え
る旋回状態に入ったか否かを判定する。
入った時、実ヨーレートが上記の目標ヨーレートに近づ
くよう該当車輪のホイールシリンダ液圧を個々に制御し
て車両をタイヤグリップ域で走行させるようにする共
に、旋回時に発生し得る不自然な車両挙動を防止すると
いうものである。
動力)を制御するものとしては、アンチスキッド制御装
置などのように、車輪のスリップ率が所定のスリップ率
になるようにホイールシリンダ液圧(制動力)を制御す
るものがあり、これは通常、車輪速から車体速を推定
し、これら車輪速および車体速の対比により車輪のスリ
ップ率を算出し、当該スリップ率が、路面との間の摩擦
係数を最大にする理想スリップ率となるようホイールシ
リンダ液圧(制動力)を制御する構成を持つ。
車両挙動制御装置および車輪スリップ制御装置を並設し
た車両においては、挙動制御のための車輪制動力が車両
のスピンを防止するなどの場合は特に急で大きな制動力
となるため、車輪を制動ロックさせることがあり、この
車輪ロックを防止するために車輪スリップ制御装置が制
動力を低下させるよう機能する。しかして、かかる制動
力の低下が挙動制御の干渉を受けて安定し難く、これが
原因で、挙動制御もスリップ制御の干渉を受けて安定し
難いために、スリップ制御による制動力の低下時に車両
挙動が再度不所望な挙動になり、これを防止すべく挙動
制御が行われる時に車輪がロックして再びスリップ制御
による制動力低下が行われるというサイクルを繰り返
す、ハンチング現象を生ずることとなる。
速度を一定の速度に制限したのでは、挙動制御の要求応
答に対して遅すぎることがあり、車両挙動を目標のもの
に回復させるためのヨーモーメントを路面摩擦係数や車
輪荷重などで決まる実現可能応答で発生させることがで
きず、挙動制御性能の低下を免れない。例えば、高摩擦
路においては挙動制御のための制動力変化速度が遅くに
過ぎ、実現可能な応答よりも挙動の回復がおくれること
となり、逆に低摩擦路では挙動制御のための制動力変化
速度が速すぎて、上記した両制御間の相互干渉によるハ
ンチング現象を生ずる。
チング現象を生ずることのないよう車両挙動制御中にお
ける制動力目標値の上限および制動力目標値変化速度の
上限の少なくとも一方を制限することで、上記の問題を
解消した挙動制御装置を提案することを目的とする。
明における制動力目標値の制限に関した更に具体的な提
案をして、第1発明の作用効果を一層確実にすることを
目的とする。
おいて制動力目標値の制限に関した更に簡便な手法を提
案することを目的とする。
明における制動力目標値の変化速度の制限に関した更に
具体的な提案をして、第1発明の作用効果を一層確実に
することを目的とする。
おいて制動力目標値の変化速度の制限に関した更に簡便
な手法を提案することを目的とする。
はそれぞれ、第2発明〜第5発明において用いる制駆動
剛性係数の具体的な演算手法を提案することを目的とす
る。
おいて演算した制駆動剛性係数を一層正確にするための
補正技術を提案することを目的とする。
ず第1発明による車輪スリップ制御装置付き車両の挙動
制御装置は、各車輪の制動力を個々に制御して車両の挙
動を狙い通りのものにするようにした車両挙動制御装置
と、各車輪の制動力を車輪のスリップ率が所定のスリッ
プ率になるよう制御するようにした車輪スリップ制御装
置とを並設する車両において、前記狙い通りの車両挙動
を実現するための制動力目標値の上限、および該制動力
目標値の変化速度の上限の少なくとも一方を、前記車両
挙動制御装置および車輪スリップ制御装置間での相互干
渉が生じない範囲で最も大きな値に制限するよう構成し
たことを特徴とするものである。
車両の挙動制御装置は、上記第1発明において、車輪の
スリップ率と制駆動力との関係を表す制駆動剛性係数を
推定し、前記制限前の制動力目標値を前記制駆動剛性係
数で除算して目標スリップ率を求め、該目標スリップ率
がスリップ率設定値を越える時に、前記制動力目標値の
制限を行うよう構成したことを特徴とするものである。
車両の挙動制御装置は、上記第2発明において、前記目
標スリップ率の最大値を制限することにより前記制動力
目標値の制限を行うよう構成したことを特徴とするもの
である。
車両の挙動制御装置は、上記第1発明において、車輪の
スリップ率と制駆動力との関係を表す制駆動剛性係数を
推定し、前記制限前の制動力目標値を前記制駆動剛性係
数で除算して目標スリップ率を求め、該目標スリップ率
の変化速度がスリップ率変化速度設定値を越える時、前
記制動力目標値の変化速度の制限を行うよう構成したこ
とを特徴とするものである。
車両の挙動制御装置は、上記第4発明において、前記目
標スリップ率の変化速度の最大値を制限することにより
前記制動力目標値の変化速度の制限を行うよう構成した
ことを特徴とするものである。
車両の挙動制御装置は、上記第2発明乃至第5発明のい
ずれかにおいて、車輪スリップ率の絶対値が車輪スリッ
プ率設定値を越えている時は、エンジン駆動力から実制
動力を減算して求めた車輪駆動力を車輪スリップ率で除
算することにより前記制駆動剛性係数を算出するよう構
成したことを特徴とするものである。
車両の挙動制御装置は、上記第2発明乃至第5発明のい
ずれかにおいて、車輪スリップ率の絶対値が車輪スリッ
プ率設定値を越えており、且つ、エンジン駆動力から実
制動力を減算して求めた車輪駆動力の絶対値が車輪駆動
力設定値を越えている時、該車輪駆動力を車輪スリップ
率で除算することにより前記制駆動剛性係数を算出する
よう構成したことを特徴とするものである。
車両の挙動制御装置は、上記第2発明乃至第5発明のい
ずれかにおいて、車輪スリップ率の絶対値が車輪スリッ
プ率設定値未満であるか、または、エンジン駆動力から
実制動力を減算して求めた車輪駆動力の絶対値が車輪駆
動力設定値未満である時、前記制駆動剛性係数を車輪荷
重から検索して求めるよう構成したことを特徴とするも
のである。
車両の挙動制御装置は、上記第8発明において、前記車
輪荷重から求めた制駆動剛性係数を路面摩擦係数および
車輪スリップ角の少なくとも一方により補正するよう構
成したことを特徴とするものである。
は、各車輪の制動力を個々に制御して、車輪輪間の制動
力差により車両の挙動を狙い通りのものにするよう機能
し、車輪スリップ制御装置は、車輪のスリップ率が所定
のスリップ率になるよう各車輪の制動力を制御する。
りの車両挙動を実現するための制動力目標値の上限、お
よび該制動力目標値の変化速度の上限の少なくも一方
を、車両挙動制御装置および車輪スリップ制御装置間で
相互干渉が生じない範囲で最も大きな値に制限する構成
にしたため、当該相互干渉を生ずることがなく、これに
伴う制御のハンチング、つまり挙動制御中に車輪がロッ
クし、ロック解消のためのスリップ制御がなされ、これ
が原因で挙動が不所望なものとなって再び挙動制御がな
され、これにより車輪が再度ロックしてスリップ制御が
なされるというサイクルが繰り返される弊害を解消する
ことができる。しかも、上記した制動力目標値の上限の
決定、その変化速度の上限の決定によれば、不必要にこ
れら上限を制限することにならないため、高摩擦路にお
いて実現可能な応答よりも挙動の回復が遅れてしまうと
いった弊害を生ずることなく、上記の作用効果を達成す
ることができる。
制駆動力との関係を表す制駆動剛性係数を推定し、上記
制限前の制動力目標値を当該制駆動剛性係数で除算して
目標スリップ率を求め、この目標スリップ率がスリップ
率設定値を越える時に、第1発明における制動力目標値
の制限を行うことから、本当に必要なスリップ条件の時
のみに制動力目標値の制限を行うこととなり、上記第1
発明の作用効果を一層確実なものにすることができる。
の最大値を制限することにより制動力目標値の制限を行
うことから、制動力目標値の制限を一層簡便に行うこと
ができて有利である。
制駆動力との関係を表す制駆動剛性係数を推定し、前記
制限前の制動力目標値を当該制駆動剛性係数で除算して
目標スリップ率を求め、該目標スリップ率の変化速度が
スリップ率変化速度設定値を越える時、前記制動力目標
値の変化速度の制限を行うようことから、本当に必要な
スリップ条件の時のみに制動力目標値の変化速度の制限
を行うこととなり、上記第1発明の作用効果を一層確実
なものにすることができる。
の変化速度の最大値を制限することにより制動力目標値
の変化速度の制限を行うことから、制動力目標値変化速
度の制限を一層簡便に行うことができて有利である。
しては、第6発明のように、車輪スリップ率の絶対値が
車輪スリップ率設定値を越えている場合、エンジン駆動
力から実制動力を減算して求めた車輪駆動力を車輪スリ
ップ率で除算することにより当該制駆動剛性係数を算出
したり、第7発明のように、車輪スリップ率の絶対値が
車輪スリップ率設定値を越えており、且つ、エンジン駆
動力から実制動力を減算して求めた車輪駆動力の絶対値
が車輪駆動力設定値を越えている場合、該車輪駆動力を
車輪スリップ率で除算することにより制駆動剛性係数を
算出したり、第8発明のように、車輪スリップ率の絶対
値が車輪スリップ率設定値未満であるか、または、エン
ジン駆動力から実制動力を減算して求めた車輪駆動力の
絶対値が車輪駆動力設定値未満である場合、制駆動剛性
係数を車輪荷重から検索して求めたりすることができ
る。
絶対値が車輪スリップ率設定値未満であるか、または、
車輪駆動力の絶対値が車輪駆動力設定値未満である場
合、制駆動剛性係数が車輪荷重だけでなく路面摩擦係数
や車輪スリップ角によっても異なるため、第8発明のよ
うに車輪荷重から求めた制駆動剛性係数は、第9発明の
ように路面摩擦係数および車輪スリップ角の少なくとも
一方により補正するのが好ましく、この場合、制駆動剛
性係数の高精度化を図ることができる。
に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形
態になる車両の挙動制御装置をなす車両のブレーキシス
テムを示し、1はブレーキペダル、2はマスターシリン
ダ、3はブレーキ液リザーバである。図示のブレーキシ
ステムは基本的には、ブレーキペダル1の踏み込み時に
マスターシリンダ2から回路4,5へ出力されたマスタ
ーシリンダ液圧をそれぞれ、左右前輪6L,6Rのホイ
ールシリンダ8L,8Rおよび左右後輪7L,7Rのホ
イールシリンダ9L,9Rに向かわせて通常の制動作用
を行うものとする。
スターシリンダ2と共に圧力源を構成するポンプ11お
よびこれからのポンプ吐出圧を蓄えるアキュムレータ1
2を設け、ポンプ11はマスターシリンダ2とブレーキ
液リザーバ3を共有するものとする。そして、左右前輪
6L,6Rのホイールシリンダ8L,8Rおよび左右後
輪7L,7Rのホイールシリンダ9L,9Rに、マスタ
ーシリンダ2からの圧力を向かわせるのか、アキュムレ
ータ12に蓄えられている圧力を向かわせるのかを決定
する、常開の圧力源切換弁13,14および常閉の圧力
源切換弁15,16を設ける。ここで常開の圧力源切換
弁13,14および常閉の圧力源切換弁15,16を全
てOFFする間、左右前輪6L,6Rのホイールシリン
ダ8L,8Rおよび左右後輪7L,7Rのホイールシリ
ンダ9L,9Rにはマスターシリンダ2からのマスター
シリンダ液圧が供給され、常開の圧力源切換弁13,1
4および常閉の圧力源切換弁15,16を全てONする
間、左右前輪6L,6Rのホイールシリンダ8L,8R
および左右後輪7L,7Rのホイールシリンダ9L,9
Rにはアキュムレータ12に蓄えられている圧力が供給
されるものとする。
7Rのブレーキ液圧回路にはそれぞれ、常開の増圧弁1
7L,17Rおよび18L,18Rを挿置すると共に、
常閉の減圧弁19L,19Rおよび20L,20Rが挿
置された減圧回路を接続し、各減圧回路を前輪用アキュ
ムレータ21および後輪用アキュムレータ22に至らし
める。ここで増圧弁17L,17Rおよび18L,18
RをOFFし、減圧弁19L,19Rおよび20L,2
0RもOFFすると、左右前輪6L,6Rおよび左右後
輪7L,7Rのホイールシリンダ液圧は圧力源の圧力に
向けて増圧され、増圧弁17L,17Rおよび18L,
18RをONして閉じると共に、減圧弁19L,19R
および20L,20RをOFFして閉状態に維持する
と、左右前輪6L,6Rおよび左右後輪7L,7Rのホ
イールシリンダ液圧はこの時の圧力に保圧され、増圧弁
17L,17Rおよび18L,18RをONして閉じる
と共に、減圧弁19L,19Rおよび20L,20Rも
ONして開くと、左右前輪6L,6Rおよび左右後輪7
L,7Rのホイールシリンダ液圧は、対応するアキュム
レータ21,22に向けて排除され、減圧されることと
なる。なお、この時に蓄えられたアキュムレータ21,
22の内圧はそれぞれのポンプ23,24により前輪ブ
レーキ液圧回路および後輪ブレーキ液圧回路に戻すよう
にする。
後輪7L,7Rのホイールシリンダ液圧は個々に制御さ
れ得るが、以下にホイールシリンダ液圧の制御態様を概
略説明する。常態では、圧力源切換弁13,14,1
5,16、増圧弁17L,17R,18L,18R、減
圧弁19L,19R,20L,20Rが全てOFFされ
ており、ここでブレーキペダル1を踏み込むと、マスタ
ーシリンダ2から回路4,5へのマスターシリンダ液圧
が圧力源切換弁13,14、および増圧弁17L,17
R,18L,18Rを経て左右前輪6L,6Rおよび左
右後輪7L,7Rのホイールシリンダ液圧を上昇させ、
これら車輪をブレーキペダル1の踏力に応じて制動す
る。
した車輪に係わる増圧弁17L,17R,18L,18
RをONして閉じることで、該当車輪のホイールシリン
ダ液圧を保圧したり、減圧弁19L,19R,20L,
20RをもONして開くことで、該当車輪のホイールシ
リンダ液圧を低下させることにより車輪のロックを防止
するアンチスキッド制御を行うことができる。
生ずると、圧力源切換弁13,14をONして閉じると
共に、圧力源切換弁15,16をOFFして開くことに
より、左右前輪6L,6Rおよび左右後輪7L,7Rの
ホイールシリンダ液圧をアキュムレータ12の内圧で上
昇可能にする。そして、ホイールスピンを生じていない
車輪に係わる増圧弁17L,17R,18L,18Rは
ONして閉じ、該当車輪のホイールシリンダ液圧を発生
させないが、ホイールスピンを生じた車輪に係わる増圧
弁17L,17R,18L,18RをOFFして開くこ
とにより、該当車輪のホイールシリンダ液圧をアキュム
レータ12の内圧で上昇させてホイールスピンを防止
し、当該ホイールシリンダ液圧が過剰になったところ
で、減圧弁19L,19R,20L,20RをもONし
て開くことにより、当該過剰分を排除するトラクション
コントロールを行うことができる。
ョンコントロールはコントローラ30により実行し、こ
のコントローラ30はこれらの他に、本発明が狙いとす
る後述の挙動制御を行うこともあって、左右前輪6L,
6Rの車輪速VW1, V W2 および左右後輪7L,7Rの
車輪速VW3, VW4に対応したパルス信号を出力する車輪
速センサ31〜34からの信号と、車両の横加速度GY
を検出する横加速度センサ35からの信号と、車両の前
後加速度GX を検出する車両加速度センサ36からの信
号と、車両のヨーレート(d/dt)φを検出するヨーレート
センサ37からの信号と、ステアリングホイールの操舵
角θを検出する舵角センサ38からの信号と、ブレーキ
ペダルの踏み込み時にONになるブレーキスイッチ39
からの信号と、マスターシリンダ液圧を検出するマスタ
ーシリンダ液圧センサ40からの信号を取り込む。
挙動制御を説明するに、これは図2〜図4、および図7
のごときものである。これらは定時割り込みにより一定
時間Δt毎に実行されるもので、図2は挙動制御用ホイ
ールシリンダ液圧目標値の演算プログラムを示し、図3
は制駆動剛性係数の演算プログラムを示し、図4は目標
スリップ率の演算プログラムを示し、図7は各輪のホイ
ールシリンダ液圧制御プログラムを示す。
を説明するに先立ち、先ず本発明の根拠となっている車
輪のスリップ率と、路面に伝達可能な力との関係を以下
に説明する。一般的に車輪のタイヤが発生し得る力の最
大値は、図9の摩擦円で模式的に表され、車両前後方向
の制駆動力Fx と、コーナリングフォース等の旋回のた
めの横力Fy との合力Fの大きさが摩擦円の大きさに等
しく、最大摩擦係数をμmax、車輪荷重をWとすると、 F=(Fx 2 +Fy 2 )1/2 =μmax ×W で表される。これがため、前後力Fx の最大値は直進時
に限り摩擦円と同じになり、旋回などで横力Fy が発生
しているときは摩擦円よりも小さい。
の関係を説明するに、直進時は車輪のスリップ率Sに対
する摩擦係数μS が路面μによって最大摩擦係数をμ
max は異なるものの、概ね図10(b)に示すような傾
向であることから、これと同じ傾向を持つ前後力Fx は
直進時、車輪スリップ率Sに対して図10(a)に示す
ような変化特性となる。ところで車両の旋回時は、車輪
横滑り角βが発生し、これに対して摩擦係数μ S が図1
0(c)のように変化し、横滑り角βが大きくなるにつ
れて摩擦係数μ S は小さくなる。
され、これにより前述の特性を表現すると、 Fx =kS ×S≒μS ×W×S・・・(2) ∵kS =μS ×W が得られる。従って制駆動剛性係数kS は、基本的には 車輪荷重Wに対して、図11(a)に示すように高荷
重で非線形になるものの、ほぼ比例的に増大し、 摩擦係数μS に対してほぼ比例的に増大するが、当該
路面摩擦係数μS は、直進時は車輪スリップ率Sに対し
て図11(b)に示すように変化するも、旋回時に発生
する車輪横滑り角βに対して同図(c)に示すように変
化することから、 制駆動剛性係数kS は、車輪横滑り角βに対して反比
例的に減少する。
ップ率Sとの関係が、(2)式に表されるように制動力
Fx と制駆動剛性係数kS との関係に同じであるため、 単純に、車輪荷重Wと路面μで決まる摩擦円の値(μ
max ・W)が最大値ではなく、旋回中の車輪横滑り角β
を考慮する必要があり、また、 路面に伝達する制動力Fx はスリップ率Sとの関係で Fx =kS ×S・・・(3) と決まるのみで、路面μに応じ図11(b)のようにス
リップ率Sに対する最大摩擦係数μmax の位置が異なる
ためや、車輪横滑り角βによる路面摩擦係数μSの図1
1(c)に示す低下に伴う制動力Fx の減少があるため
に、リアルタイムで時系列的に路面摩擦係数μS のピー
クを探さなければならないが、車両の運転状態や路面状
態が時々刻々変化していることを考えると、正確に制動
力の最大値およびその時のスリップ率の位置を検出した
り設定することは不可能である。
ングの問題を解消するためには、狙いとする車両挙動を
実現するための目標制動力と、制駆動剛性係数kS とか
ら求めた目標スリップ率をもとに、制動力を路面状態や
走行状態で決まる伝達可能制動力に制限して適切な値に
するべきであり、また、車輪タイヤの運動を考慮してタ
イヤのスリップ状態が急激にならないように、スリップ
状態を示す目標スリップ率の変化速度を制限する必要が
あるとの観点から、この着想を実現したものである。
に付言するに、タイヤの運動状態は次式で表される。 但し、It :車輪の回転慣性 ω:車輪回転速度 TB :ブレーキによる制動トルク ra :車輪静荷重半径 Fx :車輪から路面に伝えられる制動力 FB :ブレーキによる車輪制動力 この式から明らかなように、車輪はブレーキにより与え
られた制動力FB と、車輪から路面に伝えられる制動力
Fx との差分により回転加速度を増大されることにな
る。
車輪ロックや、ハンチング現象が生じないようにするた
めには、車輪から路面に伝わる制動力を考慮して徐々に
ブレーキによる制動力を増減させるのが良いことが判
る。その際、車輪の回転運動方程式(4)の右辺から、
徐々にスリップ率を大きくするためには、ブレーキによ
り与えられた制動力FB と、車輪から路面に伝えられる
制動力Fx との差ΔFについて、 但し、 S:車輪の実スリップ率 S* :車輪の目標スリップ率 の式を満足する必要がある。ここで実際の制御系を考え
ると、ブレーキによる制動力の増減中はスリップ率目標
値S* が変化して、 S* =S0 * +ΔS* ・・・(6) 但し、S0 * :1制御周期前の目標スリップ率 ΔS* :増減圧スリップ率 となる。
標スリップ率S* が変化していない一定の時は、従来の
アンチスキッド機能として目標と合わせるようなフィー
ドバック制御が行われる。ところで実際は目標スリップ
率は一定でなく車両挙動制御の要求制動力により変化す
るため、これが外乱となって前記のハンチング現象が発
生してしまう。そこで前記の(6)式において、車輪の
回転運動が急ではない目標スリップ率変化量ΔS* に制
限することで、アンチスキッド機能の安定した追従性を
確保し、これに従った制動力増減量ΔF* =kS ×ΔS
* に制限することで前述した問題を解消する。当然なが
ら制動力増減量ΔF* は目標スリップ率変化量ΔS* に
比例するが、制駆動剛性係数kS により路面μや、車輪
荷重Wや、車輪横滑り角βなどにより変化して適切な値
となる。
いては、 S=(v−rω)/v =1−rω/v 但し、v:車輪移動速度 の式において、短時間の変化で1輪のみを制動した場合
を想定すると、車体速≒車輪移動速度が減速せずに、車
輪のみがロックする状況となるため、 ΔS≒−(r/v)Δω であり、従って、目標スリップ率の変化速度ΔS* は車
輪の目標回転加速度Δω〔≒(d/dt)ω〕で制限すること
も可能である。
説明する。先ず、図2の挙動制御用ホイールシリンダ液
圧目標値の演算処理を説明するに、ステップ51におい
ては、左右前輪6L,6Rの車輪速VW1, V W2 および
左右後輪7L,7Rの車輪速VW3, VW4をそれぞれ演算
し、ステップ52で、その他の走行状態を表すセンサ値
として操舵角θ、横加速度GY 、前後加速度GX 、およ
びヨーレート(d/dt)φなどを読み込む。
Vi を作成する。この際本実施の形態においては、上記
の車輪速VW1, V W2 ,VW3, VW4にフィルタをかけて
求めたフィルタ処理値のうち、制動中であれば最高値の
ものが、また非制動時であれば最低値のものが実際の車
速に最も近いことから、当該実際の車速に最も近いフィ
ルタ処理値を選択し、これに基づいてアンチスキッド制
御装置などで常用されている手法により疑似車速Vi を
求め、これを車体速推定値とする。なお、車体速推定値
Vi を求めるに当たっては上記の代えて、車両の前後加
速度GX を積分して求めた積分値に補正を加え、車体速
推定値Vi とするものでも良いし、これと上記を併用す
るのも可能であることは勿論である。
の横滑り角βを算出する。先ず横加速度GY と、車体速
推定値Vi と、ヨーレート(d/dt)φとから、車輪の横滑
り加速度βddを βdd=GY −Vi ・(d/dt)φ の演算により求める。そして、この横滑り加速度βddを
積分することにより横滑り速度βd を求め、この横滑り
速度βd を車体速推定値Vi で除算することにより横滑
り角β(=βd /Vi )を演算することができる。
値Vi とから目標ヨーレート(d/dt)φ* を求める。この
目標ヨーレート(d/dt)φ* を本実施の形態では、各車輪
において予定通りのコーナリングフォースが発生し、ニ
ュートラルステアが達成されている場合のヨーレートと
する。そしてこの場合、目標ヨーレート(d/dt)φ* が操
舵角θと車体速推定値Vi とで規定されることから、こ
れら操舵角θと車体速推定値Vi のマップとして予め設
定しておき、当該マップを検索することにより目標ヨー
レート(d/dt)φ* を求めることとする。
レートを制御するために、上記の目標ヨーレート(d/dt)
φ* と実ヨーレート(d/dt)φとの偏差(又はその変化
量)、および前記スリップ角β(またはスリップ角速度
βd )を基に車両挙動制御量を演算し、例えば走行状態
に応じた制御ゲインを付加して上記の車両挙動制御量を
達成するための各車輪の目標制動力ΔF0 * を演算す
る。
剛性係数kS を図3により推定する。図3においては、
先ずステップ71で車輪の実スリップ率Si を Si =(v−rω)/v または、 Si =(v−rω)/rω 但し、rω:車輪速 v:車輪移動速度 (車体速推定値Vi を車両重心と仮定し、これをヨーレ
ート(d/dt)φや、横速度で各輪位置に変化したもの) により算出して推定する。
率Si の絶対値がスリップ率設定値S0 よりも大きいか
否かを判定し、|Si |>S0 である時に選択されるス
テップ73においては、車輪に与えられている駆動力F
i * を、エンジン駆動力Faおよびブレーキによる制動
力FB から、Fi * =Fa −FB の演算により求めて推
定する。ここでエンジン駆動力Fa は、スロットル開
度、エンジン回転数、ギヤ比から推定することができ、
また、ブレーキによる制動力FB はホイールシリンダ液
圧に定数(パッドの摩擦係数や、有効半径で決まる)を
掛けて求めることができる。
* の絶対値が車輪駆動力設定値F0よりも大きいか否か
を判定し、|Fi * |>F0 である時は、ステップ75
において各車輪の制駆動剛性係数kSiをkSi=Fi * /
Si により求める。なお、ステップ72で実スリップ率
Si が大きな車輪スリップ状態であると判定し、且つ、
ステップ74で車輪駆動力Fi * が大きいと判定する時
に、上記制駆動剛性係数kSiの演算方式を採用すること
としたが、これは、制駆動剛性係数kSiの推定誤差を防
ぐためであり、ステップ72で実スリップ率Si が大き
な車輪スリップ状態であると判定したときに直ちに上記
制駆動剛性係数kSiの演算方式を採用するようにしても
よいことはいうまでもない。
i がスリップ率設定値S0 以下であると判定した場合
や、若しくは、ステップ74で車輪駆動力Fi * が車輪
駆動力設定値F0 以下であると判定した時は、ステップ
76において制駆動剛性係数k Siを、車輪荷重Wi 、車
輪横滑り角βi 、路面摩擦係数推定値μmax から、 kSi=f(Wi ,βi ,μmax ) =f(Wi )×μmax × f(βi ) により求める。なお、上記のf(Wi )は図5に示すよ
うな乾燥路での車輪荷重Wi による制駆動剛性係数kS
の変化特性を表し、また、f(βi )は図6に示すよう
な車輪横滑り角βi ごとに定めた補正係数の変化特性を
表す。ここで車輪荷重Wi は、静的な設計荷重に対して
車両前後加速度および車両横加速度を考慮し、動的な荷
重として推定することができ、車輪横滑り角βi は、車
体スリップ角推定値が車両重心にあると仮定して各輪の
位置および操舵角から求めることがきる。
輪の制駆動剛性係数kS を求めた後は、同図のステップ
58において、以下のように各車輪の目標スリップ率S
* を設定する。この処理は図4に詳述するごときもの
で、先ずステップ81において、図2のステップ56で
求めた、制限前の目標制動力F0 * を上記の制駆動剛性
係数kSで除算することにより制限前の目標スリップ率
S1 * =F0 * /kS を演算する。
標スリップ率S1 * がスリップ制御可能な最大スリップ
率(例えば25%程度)に対応した設定値Smax よりも
大きいか否かにより、前記ハンチングの問題を生ずるよ
うな制御不能なスリップ域か、当該問題を生ずることが
ない制御可能なスリップ域かを判定する。スリップ制御
可能な小さいスリップ域であれば、ステップ83におい
て、制限後の目標スリップ率S2 * を制限前の目標スリ
ップ率S1 * と同じにセットし、スリップ制御不能な大
きいスリップ域であれば、ステップ84において、制限
後の目標スリップ率S2 * をスリップ制御可能な限界値
Smax に制限する。
定めることにより、結果として目標スリップ率を制御可
能な範囲内の値に制限することとなり、これから後述の
ように求める目標制動力F* を制限することができる。
のようにして目標スリップ率の変化速度を制限する。つ
まり、先ずステップ85において、制限後の目標スリッ
プ率S2 * と、1制御周期前における目標スリップ率S
0 * との偏差の絶対値ΔS*=|S2 * −S0 * |を、
目標スリップ変化速度として求める。次いでステップ8
6において、当該目標スリップ率変化速度ΔS* が目標
スリップ率変化速度設定値ΔS0 よりも速いか否かによ
り、前記ハンチングの問題を生ずるような目標スリップ
率変化速度域か否かをを判定し、ステップ87におい
て、制限後の目標スリップ率S2 * と、1制御周期前の
目標スリップ率S0 * との対比により目標スリップ率の
増減方向を判定する。
生じない目標スリップ率変化速度域ΔS* ≦ΔS0 であ
ると判定する場合、ステップ88において、目標スリッ
プ率S* を前記により求めた制限後の目標スリップ率S
2 * に同じとする。ステップ86で、前記ハンチングの
問題を生ずる目標スリップ率変化速度域ΔS* >ΔS0
であると判定する場合、ステップ87により判定した目
標スリップ率増減方向に応じ、増大中ならステップ89
で1制御周期前の目標スリップ率S 0 * を所定量ΔSだ
け減じた値を目標スリップ率S* とすることにより、ま
た、減少中ならステップ90で1制御周期前の目標スリ
ップ率S0 * を所定量ΔSだけ増大した値を目標スリッ
プ率S* とすることにより、目標スリップ率S* の変化
速度が上記の設定値ΔS0 以下になるようにする。
設定値ΔS0 以下になるよう制限することにより、目標
スリップ率S* をもとに後述のように求める目標制動力
F*の変化速度を制限することができる。
輪の目標スリップ率S* を設定した後は、同図のステッ
プ59において、この目標スリップ率S* と、前記の制
駆動剛性係数kS とを用い、各車輪の目標制動力F* を
F* =kS ・S* の演算により求める。ところで、目標
スリップ率S* およびその変化速度が既に上記したごと
くに上限を定められて、それらを越えることがないよう
制限されていることから、目標制動力F* も対応した制
限を付加される。次のステップ60においては、各車輪
ごとの上記目標制動力F* を発生させるための左右前輪
6L,6Rのホイールシリンダ液圧目標値P1 * ,P2
* 、および左右後輪7L,7Rのホイールシリンダ液圧
目標値P3 * ,P4 * を演算する。これら目標ホイール
シリンダ液圧をP* とすると、P* =A・F* により求
めることができ、ここでAは、各車輪のブレーキユニッ
トの諸元により決まる定数である。
上記のようにして求められた目標値P1 * ,P2 * ,P
3 * ,P4 * に基づいて制御するためのプログラムで、
自己のホイールシリンダ液圧PW が上記により演算した
対応する目標値P* になるよう、図1の弁13〜16,
17L,17R,18L,18R,19L,19R,2
0L,20RをON,OFF制御およびデューティ制御
する。つまり、ステップ91において自己のホイールシ
リンダ液圧目標値P* と現在のホイールシリンダ液圧P
W との液圧偏差ΔP* =P* −PW を求め、次のステッ
プ92において、液圧サーボにより当該液圧偏差ΔP*
が小さくなるよう対応する増圧弁17L,17R,18
L,18Rまたは減圧弁19L,19R,20L,20
Rをデューティ制御するものとする。なお、デューティ
制御されない減圧弁または増圧弁は、上記のホイールシ
リンダ液圧制御に符合するようONまたはOFF状態に
保つものとする。
50msec)中における増圧弁または減圧弁の開時間の割
合を決定するもので、このデューティ制御に当たって
は、図8(a)に示す増圧特性または同図(b)に示す
減圧特性を用いる。これら特性は増圧弁または減圧弁を
開状態に保った時の増減圧割合±ΔP/msecをマップ化
したもので、これらを基に増圧弁または減圧弁の開時
間、つまり増圧弁または減圧弁の駆動デューティを決定
して出力することで、液圧偏差ΔP*を小さくし、自己
のホイールシリンダ液圧PW を対応する目標値P* に一
致させることができる。
する自己のホイールシリンダ液圧P W を、PW =PW ±
ΔP・Δtにより演算して推定し、これを次回の制御に
おけるステップ91での演算に資する。
挙動制御によれば、挙動制御中の目標制動力およびその
変化速度の上限をそれぞれ前記のように制限することか
ら、路面状態や走行状態に応じて異なるが、挙動制御と
アンチスキッド制御との間で前記した相互干渉が生じな
い範囲内で最も大きな値に目標制動力およびその変化速
度の上限が制限されることとなり、当該相互干渉に伴う
制御のハンチング、つまり挙動制御中に車輪がロック
し、ロック解消のためのスリップ制御がなされ、これが
原因で挙動が不所望なものとなって再び挙動制御がなさ
れ、これにより車輪が再度ロックしてスリップ制御がな
されるというサイクルが繰り返される弊害を解消するこ
とができる。しかも、上記した制動力目標値の上限の決
定、その変化速度の上限の決定によれば、不必要にこれ
ら上限を制限することにならないため、高摩擦路におい
て実現可能な応答よりも挙動の回復が遅れてしまうとい
った弊害を生ずることなしに、上記の作用効果を達成す
ることができる。
スリップ率変化速度ΔS* を操作して制動力変化速度を
制限することとしたが、短時間内においては目標スリッ
プ率変化速度が車輪回転加速度と同じであるため、この
車輪回転加速度に相当する値で制動力変化速度を制限し
ても良いことは言うまでもない。また上記の実施形態に
おいては、制動力とスリップ率の関係を規定するものと
して、制駆動剛性係数を設定して用いたが、その特性が
代表的には前述した車輪荷重や、路面摩擦係数や、タイ
ヤスリップ角であるため、それぞれの特性を単独で用い
て関係づけても同様の作用効果が得られること勿論であ
る。
置を担うブレーキシステムを示すシステム図である。
挙動制御用ホイールシリンダ液圧目標値の演算プログラ
ムを示すフローチャートである。
算に際して用いる制駆動剛性係数の演算プログラムを示
すフローチャートである。
算に際して用いる目標スリップ率の演算プログラムを示
すフローチャートである。
示す線図である。
数を示す線図である。
シリンダ液圧制御プログラムを示すフローチャートであ
る。
減圧弁の開状態での圧力変化特性で、(a)は、増圧弁
による増圧割合の変化特性を示し、(b)は、減圧弁に
よる減圧割合の変化特性を示す。
率と、車両前後力と、制駆動剛性係数との関係を示す線
図、(b)は、車両直進時における車輪スリップ率と、
摩擦係数との関係を示す線図、(c)は、車両旋回時に
おける車輪横滑り角と、摩擦係数との関係を示す線図で
ある。
の変化特性を示す線図、(b)は、車両直進時における
車輪スリップ率と、摩擦係数との関係を、路面μごとに
示す線図、(c)は、車両旋回時における車輪横滑り角
と、摩擦係数との関係を示す線図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 各車輪の制動力を個々に制御して車両の
挙動を狙い通りのものにするようにした車両挙動制御装
置と、各車輪の制動力を車輪のスリップ率が所定のスリ
ップ率になるよう制御するようにした車輪スリップ制御
装置とを並設する車両において、 前記狙い通りの車両挙動を実現するための制動力目標値
の上限、および該制動力目標値の変化速度の上限の少な
くとも一方を、前記車両挙動制御装置および車輪スリッ
プ制御装置間での相互干渉が生じない範囲で最も大きな
値に制限するよう構成したことを特徴とする車輪スリッ
プ制御装置付き車両の挙動制御装置。 - 【請求項2】 請求項1において、車輪のスリップ率と
制駆動力との関係を表す制駆動剛性係数を推定し、前記
制限前の制動力目標値を前記制駆動剛性係数で除算して
目標スリップ率を求め、該目標スリップ率がスリップ率
設定値を越える時に、前記制動力目標値の制限を行うよ
う構成したことを特徴とする車輪スリップ制御装置付き
車両の挙動制御装置。 - 【請求項3】 請求項2において、前記目標スリップ率
の最大値を制限することにより前記制動力目標値の制限
を行うよう構成したことを特徴とする車輪スリップ制御
装置付き車両の挙動制御装置。 - 【請求項4】 請求項1において、車輪のスリップ率と
制駆動力との関係を表す制駆動剛性係数を推定し、前記
制限前の制動力目標値を前記制駆動剛性係数で除算して
目標スリップ率を求め、該目標スリップ率の変化速度が
スリップ率変化速度設定値を越える時、前記制動力目標
値の変化速度の制限を行うよう構成したことを特徴とす
る車輪スリップ制御装置付き車両の挙動制御装置。 - 【請求項5】 請求項4において、前記目標スリップ率
の変化速度の最大値を制限することにより前記制動力目
標値の変化速度の制限を行うよう構成したことを特徴と
する車輪スリップ制御装置付き車両の挙動制御装置。 - 【請求項6】 請求項2乃至5のいずれか1項におい
て、車輪スリップ率の絶対値が車輪スリップ率設定値を
越えている時は、エンジン駆動力から実制動力を減算し
て求めた車輪駆動力を車輪スリップ率で除算することに
より前記制駆動剛性係数を算出するよう構成したことを
特徴とする車輪スリップ制御装置付き車両の挙動制御装
置。 - 【請求項7】 請求項2乃至5のいずれか1項におい
て、車輪スリップ率の絶対値が車輪スリップ率設定値を
越えており、且つ、エンジン駆動力から実制動力を減算
して求めた車輪駆動力の絶対値が車輪駆動力設定値を越
えている時、該車輪駆動力を車輪スリップ率で除算する
ことにより前記制駆動剛性係数を算出するよう構成した
ことを特徴とする車輪スリップ制御装置付き車両の挙動
制御装置。 - 【請求項8】 請求項2乃至5のいずれか1項におい
て、車輪スリップ率の絶対値が車輪スリップ率設定値未
満であるか、または、エンジン駆動力から実制動力を減
算して求めた車輪駆動力の絶対値が車輪駆動力設定値未
満である時、前記制駆動剛性係数を車輪荷重から検索し
て求めるよう構成したことを特徴とする車輪スリップ制
御装置付き車両の挙動制御装置。 - 【請求項9】 請求項8において、前記車輪荷重から求
めた制駆動剛性係数を路面摩擦係数および車輪スリップ
角の少なくとも一方により補正するよう構成したことを
特徴とする車輪スリップ制御装置付き車両の挙動制御装
置。
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP22453997A JP3610738B2 (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 車輪スリップ制御装置付き車両の挙動制御装置 |
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| JPH1159364A true JPH1159364A (ja) | 1999-03-02 |
| JP3610738B2 JP3610738B2 (ja) | 2005-01-19 |
Family
ID=16815393
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| JP22453997A Expired - Fee Related JP3610738B2 (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 車輪スリップ制御装置付き車両の挙動制御装置 |
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