JP4200970B2 - Swing control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の操作性および安定性を向上させる旋回制御装置に関する。 The present invention relates to a turning control device that improves operability and stability of a vehicle.
従来、車両の目標ヨーレートを演算するためのステアリングギア比を適宜に変更することにより、車両の目標ヨーレートを高精度に演算する基準ヨーレート演算装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の基準ヨーレート演算装置においては、スタビリティファクタの上昇勾配又は下降勾配に基づいて、車両を制御しているわけではない。また、車両のアンダーステアリング又はオーバーステアリングの指標となるスタビリティファクタの変化に基づいて、車両の旋回が制御されているとは言えず、車両に生じたアンダーステアリング又はオーバーステアリングを運転者に対して違和感を感じさせることなく、抑制できるとは言い難い。 However, in the above-described conventional reference yaw rate calculation device, the vehicle is not controlled based on the rising slope or the falling slope of the stability factor. In addition, it cannot be said that the turning of the vehicle is controlled based on a change in the stability factor that is an indicator of vehicle under-steering or over-steering. It is hard to say that it can be suppressed without feeling uncomfortable.
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両の操作性および安定性を向上させることを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and has as its main object to improve the operability and stability of the vehicle.
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両の状態量を取得する状態量取得手段と、上記状態量取得手段から取得された上記車両の状態量に基づいて、旋回状態の上記車両のスタビリティファクタを算出するスタビリティファクタ算出手段と、を備える旋回制御装置であって、上記スタビリティファクタ算出手段により算出された上記スタビリティファクタに基づいて、上記スタビリティファクタの上昇勾配又は下降勾配を算出する勾配算出手段と、上記勾配算出手段により算出される上記上昇勾配又は上記下降勾配が所定値以下となるように、上記車両の挙動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする旋回制御装置である。 One aspect of the present invention for achieving the above object is a state quantity acquisition unit that acquires a state quantity of a vehicle, and the vehicle in a turning state based on the state quantity of the vehicle acquired from the state quantity acquisition unit. A stability control unit for calculating the stability factor of the vehicle, and a turn control device comprising: an increase gradient or a decrease in the stability factor based on the stability factor calculated by the stability factor calculation unit A slope calculating means for calculating a slope; and a control means for controlling the behavior of the vehicle so that the ascending slope or the descending slope calculated by the slope calculating means is not more than a predetermined value. This is a turning control device.
なお、この一態様において、上記スタビリティファクタの上昇勾配又は下降勾配とは、上記スタビリティファクタの単位時間当たりの変化量をいう。 In this aspect, the rising or falling slope of the stability factor refers to the amount of change per unit time of the stability factor.
また、この一態様において、上記車両の挙動を制御するとは、例えばエンジンの出力、トランスミッションにおけるトルク伝達率等、を調整することである。 In this aspect, controlling the behavior of the vehicle means, for example, adjusting engine output, torque transmission rate in the transmission, and the like.
この一態様によれば、上記スタビリティファクタ算出手段により算出された上記スタビリティファクタに基づいて、上記スタビリティファクタの上昇勾配又は下降勾配を算出する勾配算出手段と、上記勾配算出手段により算出される上記上昇勾配又は上記下降勾配が所定値以下となるように、上記車両の挙動を制御する制御手段と、を備える。これにより、上記スタビリティファクタの上記上昇勾配および上記下降勾配は緩やかな状態となるように車両の挙動は制御される。したがって、車両のアンダーステアリングおよびオーバーステアリングが抑制され、車両の操作性および安定性が向上する。 According to this aspect, based on the stability factor calculated by the stability factor calculation unit, the gradient calculation unit that calculates the rising gradient or the falling gradient of the stability factor, and the gradient calculation unit calculates the gradient. Control means for controlling the behavior of the vehicle so that the ascending gradient or the descending gradient is equal to or less than a predetermined value. Thereby, the behavior of the vehicle is controlled so that the rising slope and the falling slope of the stability factor are in a gradual state. Therefore, understeering and oversteering of the vehicle are suppressed, and operability and stability of the vehicle are improved.
なお、上記一態様において、上記車両の状態量は、上記車両の速度、上記車両のヨーレート、上記車両の操舵角、上記車両のステアリングギア比、および上記車両のホイールベースである。 In the above aspect, the state quantities of the vehicle are the speed of the vehicle, the yaw rate of the vehicle, the steering angle of the vehicle, the steering gear ratio of the vehicle, and the wheelbase of the vehicle.
また、上記一態様において、上記制御手段は上記車両のアンダーステアリング又はオーバーステアリングを抑制するように、上記車両の挙動を制御するのが好ましい。 In the aspect, it is preferable that the control unit controls the behavior of the vehicle so as to suppress under steering or over steering of the vehicle.
本発明によれば、車両の操作性および安定性を向上させることができる。 According to the present invention, the operability and stability of the vehicle can be improved.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両用の制御装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The basic concept, main hardware configuration, operating principle, basic control method, and the like of the control device for a vehicle are known to those skilled in the art, and thus detailed description thereof is omitted.
図1は、本発明の一実施例に係る旋回制御装置を示すシステム構成の概略図である。図1に示す如く、本実施例に係る旋回制御装置1は、電子制御ユニット(以下、「ECU」と称す)3を中心に構成されている。ECU3はバスを介して相互に接続されたCPU、ROM、及びRAM等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ROMには、CPUが実行するプログラム等が格納されている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a system configuration showing a turning control device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
ECU3にはステアリングホイールに連結されたステアリングコラムに設けられ、操舵角MAを取得する操舵角センサ5、車両のヨーレートYRを取得するヨーレートセンサ7、車両の横加速度Gを取得する横加速度センサ9、車速Vを取得する車速センサ11、車両のステアリングギア比NGを取得するギア比センサ13、アクセルの踏込み量を取得する踏込量センサ15等の状態量取得手段が接続されている。なお、ステアリングギア比とは、ステアリングホイールの操作力を軽減する為にステアリングホイールの回転を減速したときの減速比をいう。また、車両のホイールベースLはECU3のROMに予め記憶されており、このROMからホイールベースLの値は取得される。
The
ECU3は上述した操舵角センサ5からの操舵角MAと、ヨーレートセンサ7からのヨーレートYRと、車速センサ11からの車速Vと、ギア比センサ13からのステアリングギア比NGと、および予め記憶された車両のホイールベースLとに基づいて、以下の(1)式により車両のスタビリティファクタKν(s2/m2)を算出する。
The
スタビリティファクタKν=
1/V2×(V/(YR×L×NG/MA)−1)×10−2 (1)式
なお、一般にスタビリティファクタKνの値が大きくなると、車両のアンダーステアリング傾向が大きくなる。一方、スタビリティファクタKνの値が小さくなると、車両のオーバーステアリング傾向が大きくなる。
Stability factor Kν =
1 / V 2 × (V / (YR × L × NG / MA) -1) × 10 −2 (1) Equation In general, as the value of the stability factor Kν increases, the tendency of the vehicle to understeer increases. On the other hand, when the value of the stability factor Kν decreases, the vehicle's over-steering tendency increases.
さらに、ECU3は上記(1)式により算出されたスタビリティファクタKνに基づいて、スタビリティファクタKνの上昇勾配及び下降勾配(単位時間当たり、例えば1秒間当たりの変化量)を算出する。
Further, the
ECU3にはエンジン制御部17およびトランスミッション制御部19が接続されている。エンジン制御部17はECU3からの制御信号に基づいて、エンジン21の出力を増加または減少させる。また、トランスミッション制御部19はECU3からの制御信号に基づいて、エンジン21とプロペラシャフト等との間に介在するトランスミッション23を制御し、エンジン21からトランスミッション23を介してプロペラシャフト等へ伝達されるトルクの伝達率を変化させる。
An
次に旋回制御装置1の制御方法について説明する。
Next, a control method of the
図2は本発明の一実施例に係る旋回制御装置1の制御処理を示すフローチャートである。なお、図2に示す制御処理はイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰り返し実行される。
FIG. 2 is a flowchart showing a control process of the
まず、ECU3は操舵角センサ5からの操舵角MAが所定値以上(例えば、操舵角50deg以上)であり、かつ車速センサ11からの車速Vが所定値以上(例えば、車速50km/h以上)であり、車両が旋回状態にあるか否かを判定する(S100)。なお、ECU3は横加速度センサ9からの横加速度が所定値以上であるときに、車両が旋回状態にあると判定してもよい。次に、ECU3は車両が旋回状態にあると判定したとき、踏込量センサ15からの踏込量が所定値以上であり、アクセルが踏込まれた状態(例えば、スロットバルブ開度が50%以上等の大きい状態)であるか否かを判定する(S110)。その後、ECU3はアクセルが踏込まれた状態にあると判定したとき、スタビリティファクタKνの上昇勾配が所定値以上(例えば、0.15/sec以上)であるか否かを判定する(S120)。ECU3はスタビリティファクタKνの上昇勾配が所定値以上であり(図3(a)に示すΔT)、車両のアンダーステアリング傾向が大きいと判定したとき、エンジン制御部17に制御信号を送信し、エンジン21の出力を低下させる(S130)。なお、図3(a)は車両が旋回状態にあり、スタビリティファクタKνが上昇する状態を示す図である。また、後述する図3(b)は旋回制御装置1の制御により、スタビリティファクタKνの勾配が緩やかになった状態を示す図である。
First, the
エンジン制御部17によりエンジン21の出力が低下させられると、車両の加速度Gは例えば図4(a)に示す状態から図4(b)に示す状態のように低下する。これにより、スタビリティファクタKνの上昇勾配は緩やかな状態となり(図3(b))、車両のアンダーステアリングが抑制される(S140)。なお、図4(a)は旋回状態でアクセルが踏込まれたときの車両の加速度Gを示す図であり、図4(b)は旋回制御装置1によりエンジン21の出力が低下させられたときの車両の加速度Gを示す図である。また、車両のアンダーステアリングとは、車両が一定のハンドル角度で大きく旋回しているとき、速度が上昇するに従って、フロントタイヤが横滑りを起こし、車両の軌道が外側へ膨らむステアリングの特性をいう。
When the output of the
以上、ECU3はスタビリティファクタKνが所定値以上であり、車両のアンダーステアリング傾向が大きいと判定したとき、エンジン21の出力を低下させる。これにより、スタビリティファクタKνの上昇勾配は緩やかな状態となり車両のアンダーステアリングが抑制され、車両の安定性が向上する。また、旋回限界付近において、アンダーステアリングが抑制されることから、運転者に対してアクセルを踏込めない、車両が曲がらない等の違和感を与えることなく、車両の操作フィーリングを向上させることができる。すなわち、車両の操作性および安定性を向上させることができる。
As described above, when the
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 As mentioned above, although the best mode for carrying out the present invention has been described using one embodiment, the present invention is not limited to such one embodiment, and within the scope not departing from the gist of the present invention, Various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiment.
例えば、上記一実施例の(S130)において、ECU3は車両のアンダーステアリング傾向が大きいと判定したとき、エンジン21の出力を低下させているが、トランスミッション制御部19に制御信号を送信し、トランスミッション23のトルク伝達率を低下させてもよい。これにより、エンジン21の出力を一定に維持しつつ、上述したようなエンジン21の出力を低下させた場合と同一の効果が得られる。
For example, in (S130) of the above embodiment, the
また、上記一実施例の(S120)において、ECU3はスタビリティファクタKνの上昇勾配が所定以上であるか否かを判定しているが、ECU3はスタビリティファクタKνの下降勾配が所定値以上であるか否かを判定してもよい。ECU3はスタビリティファクタKνの下降勾配が所定値以上であり、車両のオーバーステアリング傾向が大きいと判定したとき、エンジン制御部17に制御信号を送信し、エンジン21の出力を低下させる(S130)。これにより、スタビリティファクタKνの下降勾配は緩やかな状態となり、車両のオーバーステアリングが抑制される。なお、オーバーステアリングとは、一定のハンドル角度で大きく旋回しているとき、速度が上昇するに従って、リアタイヤが横滑りを起こし、車両が内側に切込んでいくステアリングの特性をいう。
In (S120) of the above embodiment, the
さらに上記一実施例の(S130)において、ECU3は車両のアンダーステアリング傾向が大きいと判定したとき、車速Vを低下させ、ヨーレートYRを増加させ、操舵角MAを減少させ、及び/又はステアリングギア比NGを増加させるように車両の挙動を制御してもよい。すなわち、スタビリティファクタKνが減少するように制御されれば、あらゆる車両の制御が適用可能である。
Further, in (S130) of the above-described embodiment, when the
本発明は、車両用の旋回制御装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。 The present invention can be used for a turning control device for a vehicle. The appearance, weight, size, running performance, etc. of the vehicle to be mounted are not limited.
1 旋回制御装置
3 ECU
5 操舵角センサ
7 ヨーレートセンサ
9 横加速度センサ
11 車速センサ
13 ギア比センサ
15 踏込量センサ
17 エンジン制御部
19 トランスミッション制御部
21 エンジン
23 トランスミッション
1 turning
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該状態量取得手段から取得された前記車両の状態量に基づいて、旋回状態の前記車両のスタビリティファクタを算出するスタビリティファクタ算出手段と、を備える旋回制御装置であって、
前記スタビリティファクタ算出手段により算出された前記スタビリティファクタに基づいて、該スタビリティファクタの単位時間当たりの変化量を算出する勾配算出手段と、
該勾配算出手段により算出される単位時間当たりの変化量が所定値以下となるように、前記車両の挙動を制御する制御手段と、
アクセルの踏み込み状態を判定する判定手段と、を備え、
前記勾配算出手段は、アクセルの踏み込み状態が所定状態となった場合に、前記スタビリティファクタの単位時間当たりの変化量を算出し、
前記制御手段は、前記変化量が所定値以上となった場合に、前記車両の挙動を制御して前記変化量を所定値未満とする、
ことを特徴とする旋回制御装置。 State quantity acquisition means for acquiring the state quantity of the vehicle;
A turn control device comprising stability factor calculation means for calculating a stability factor of the vehicle in a turning state based on the state quantity of the vehicle acquired from the state quantity acquisition means,
Based on the stability factor calculated by the stability factor calculation means, a gradient calculation means for calculating the amount of change per unit time of the stability factor;
Control means for controlling the behavior of the vehicle such that the amount of change per unit time calculated by the gradient calculating means is less than or equal to a predetermined value;
Determination means for determining the accelerator depression state,
The slope calculating means calculates the amount of change per unit time of the stability factor when the accelerator depression state becomes a predetermined state.
The control means controls the behavior of the vehicle so that the amount of change is less than a predetermined value when the amount of change is equal to or greater than a predetermined value.
A turning control device characterized by that.
前記車両の状態量は、前記車両の速度、前記車両のヨーレート、前記車両の操舵角、前記車両のステアリングギア比、および前記車両のホイールベースであることを特徴とする旋回制御装置。 The turning control device according to claim 1 ,
The vehicle state quantity includes a speed of the vehicle, a yaw rate of the vehicle, a steering angle of the vehicle, a steering gear ratio of the vehicle, and a wheel base of the vehicle.
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