(57)【要約】【課題】  車両ごとの運動性能の違いに合わせた制御パラメータを設定することを可能とした車両挙動制御装置の調整方法を提供する。【解決手段】  工場出荷時等において、定常円旋回走行を行い（ステップＳ２５）、その際の車両特性を測定し（ステップＳ２６）、車両特性から制御パラメータであるスタビリティファクタＫｈを算出し（ステップＳ２９）、マップ記憶部４３に格納されているスタビリティファクタＫｈと比較して（ステップＳ３０）、必要ならば格納されているスタビリティファクタＫｈを置き換える（ステップＳ３１）。これにより、車両特性に合致した制御パラメータが得られる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の検査、調整時における車両挙動制御装置の調整方法であって、
一定車速で所定の操舵パターンで走行しながら、車両の特性値を求める工程と、
求めた特性値に基づいて車両挙動制御装置の制御の基準値を設定する工程と、
を備えていることを特徴とする車両挙動制御装置の調整方法。
【請求項２】
前記制御の基準値はスタビリティファクタであり、前記所定の操舵パターンとは一定操舵角であって、求める車両の特性値は、横加速度およびヨーレートであることを特徴とする請求項１記載の車両挙動制御装置の調整方法。
【請求項３】
前記一定車速を異ならせて、各車速に対応するスタビリティファクタを求めることを特徴とする請求項２記載の車両挙動制御装置の調整方法。
【請求項４】
前記制御の基準値は操舵トルクに対するアシスト操舵トルクのアシスト比であり、前記所定の操舵パターンとは、一定周期で所定の操舵角を振幅とする操舵パターンであって、求める車両の特性値は、スリップ角であることを特徴とする請求項１記載の車両挙動制御装置の調整方法。
【請求項５】
振幅となる操舵角を異ならせた複数の操舵パターンについてスリップ角を求めて、アシスト比を設定することを特徴とする請求項４記載の車両挙動制御装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両挙動制御装置の調整方法に関し、特に、車両挙動制御装置の制御パラメータを出荷時や点検時に調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の発進時、制動時、旋回時等の挙動を安定的に制御させるための各種の車両挙動制御装置が知られている。例えば、特許文献１の技術では、車両の走行安定性を高めるために、車両のヨーレートを予め求められた目標ヨーレートに一致させるように制御する車両用ヨーレート制御装置が開示されている。この装置では、舵角δ、車速Ｖ、左右加速度Ｇｙと、予め設定されているスタビリティファクタ、ホイールベース、ステアリングギヤ比に基づいて目標ヨーレートの算出を行うとともに、この目標ヨーレートが目標ヨーレート上限値に達しないように制限することで、車両の走行安定性が大きく損なわれることのないように制御している。
【特許文献１】特開２００２−２１９９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の制御において目標ヨーレート算出に用いられるスタビリティファクタは、車速に依存する車両固有の関数値である。その他の車両挙動制御装置においてもこのような車両固有の定数、関数等が制御パラメータとして用いられている。
【０００４】
これらの制御パラメータは、試作車等のモデル車両等の特性を基にして同一車種では、同じ制御パラメータ値が設定されている。しかしながら、実際に製造される車両においては、部品の寸法差や組み立て状態の違い等に伴うアライメントの差があるほか、質量バランス、タイヤ性能等のモデル車両との差に伴い、車両の運動性能は同一ではなく、ずれが発生する。したがって、モデル車両に合わせた制御パラメータで量産車を制御した場合には、運動性能の違いに起因して制御結果にずれが生じうる。
【０００５】
そこで本発明は、車両ごとの運動性能の違いに合わせた制御パラメータを設定することを可能とした車両挙動制御装置の調整方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明にかかる車両挙動制御装置は、車両の検査、調整時における車両挙動制御装置の調整方法であって、一定車速で所定の操舵パターンで走行しながら、車両の特性値を求める工程と、求めた特性値に基づいて車両挙動制御装置の制御の基準値を設定する工程と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
車両ごとに一定車速で所定の操舵パターンで走行することで、車両の運動性能に関わる特性値を求め、求めた特性値に基づいて制御の基準値となる制御パラメータを求めて調整を行う。これにより、各車両ごとの運動性能に適した制御が行われるので、モデル車両で得られた特性により近い制御特性を得ることができる。
【０００８】
この制御の基準値はスタビリティファクタであり、所定の操舵パターンとは一定操舵角であって、求める車両の特性値は、横加速度およびヨーレートであることが好ましい。すなわち、定常円旋回走行時のヨーレート、横加速度を基にして車両固有のスタビリティファクタを決定する。
【０００９】
このスタビリティファクタは、車速により変化しうるから、この一定車速を異ならせて、各車速に対応するスタビリティファクタを求めるとよい。
【００１０】
あるいは、この制御の基準値は操舵トルクに対するアシスト操舵トルクのアシスト比であり、所定の操舵パターンとは、一定周期で所定の操舵角を振幅とする操舵パターンであって、求める車両の特性値は、スリップ角であることが好ましい。操舵角の時間変化量を例えば、サインカーブや鋸歯波形状となるよう周期的に変化させて走行する。このときのスリップ角を例えば、車速、ヨーレート、横加速度から求め、ギア比やアシストトルク比等のアシスト操舵特性を変更する。
【００１１】
振幅となる操舵角を異ならせた複数の操舵パターンについてスリップ角を求めて、アシスト比を設定するとよい。操舵角−スリップ角特性を精度良く把握するには、複数の操舵角に対してスリップ角特性を求めることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両ごとにその走行結果に基づいて制御パラメータを調整するため、車両の個体差によらずに精度良く制御を行うことができ、安定性・制御性が向上する。この調整は、例えば、出荷時や車両の点検時に行うとよい。また、タイヤ交換や各種の部品交換・調整時に行ってもよい。
【００１３】
スタビリティファクタをこのようにして調整することで、安定した旋回時の制御を行うことができる。
【００１４】
また、アシスト操舵特性をこのようにして調整することで、パワーステアリング装置の作動時における操舵の制御性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明にかかる車両挙動制御装置の調整方法の対象となる車両挙動制御装置を備えた車両の概略構成図であり、図２は、この車両の制御部分のブロック構成図である。この車両は、車両挙動制御装置として、自動操舵（パワーステアリング機能を含む。）装置、ＶＳＣ（Vehicle Stability Control＝車両安定性制御）システムを備えている。
【００１７】
この車両は、４輪１０ＦＬ〜１０ＲＲのそれぞれに配置されたブレーキ装置３ＦＬ〜３ＲＲにより付加される制動力を独立して調整可能な構成を有している。各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲにはブレーキ装置３ＦＬ〜３ＲＲのほか、車輪速を検出するための車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲが配置されている。
【００１８】
前輪１０ＦＬ、１０ＦＲは転舵輪であり、操舵系に接続されている。操舵系は、車室内にその回転軸を中心に回転自在に配置されて運転者による操舵入力を受けるステアリングホイール２０と、これに連結されてその回転力を伝達するステアリングシャフト２１と、ステアリングシャフト２１の回転を直線運動に変換するラックアンドピニオン型のギア機構であるステアリングギアボックス２２と変換された直線運動を前輪１０ＦＬ、１０ＦＲに伝えるリレーロッド２３、タイロッド２４Ｌ、２４Ｒを備える。そして、ステアリングシャフト２１には、運転者による操舵角δを検出する操舵角センサ２６と、操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ２５と、電動により操舵トルクを付与する操舵モータ２７が配置されている。運転者の操舵時にその操舵トルクに応じてアシスト操舵トルクを付与すればパワーステアリング装置として機能する。また、図示していない走行レーン識別装置により識別した走行レーンを維持するよう自動的に操舵を行う自動操舵装置としても機能させることができる。
【００１９】
４輪１０ＦＬ〜１０ＲＲのそれぞれに配置されたブレーキ装置３ＦＬ〜３ＲＲは例えば油圧式のブレーキ装置であり、それぞれにホイールシリンダ３１ＦＬ〜３１ＲＲが配置され、ブレーキアクチュエータ３０と接続されて、それぞれへの付加油圧を制御することで制動力配分を制御するものである。
【００２０】
制御装置であるＥＣＵ（Electric Control Unit）４は、ＣＰＵ４０、ＲＡＭ４１、ＲＯＭ４２等によって構成され、不揮発性の書き換え可能なメモリ等からなるマップ記憶部４３を備えている。ＥＣＵ４には、車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、操舵トルクセンサ２５、操舵角センサ２６のほか、ヨーレートセンサ５１、横Ｇセンサ５２の出力が入力されており、操舵モータ２７、ブレーキアクチュエータ３０のほか、エンジンを含む駆動系６の制御を行う。この駆動系６制御は、ＥＣＵ４が直接行ってもよいし、駆動系６専用の制御装置に対して制御指令を発することで行ってもよい。
【００２１】
本発明にかかる調整方法を説明する前に、この車両における車両挙動制御について簡単に説明する。まず、ＶＳＣ制御について説明する。図３は、このＶＳＣ制御の制御処理例を示すフローチャートである。この制御はＥＣＵ４によって、車両のエンジン作動中は、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００２２】
最初に、車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲの出力である各車輪速と、操舵角センサ２６の出力である操舵角δ、ヨーレートセンサ５１の出力である実ヨーレートγａを読み込む（ステップＳ１）。車輪速から車速Ｖを推定し（ステップＳ２）、車速Ｖと操舵角δ、スタビリティファクタＫｈを基にして、目標ヨーレートγｔを求める（ステップＳ３）。目標ヨーレートは以下の式により算出できる。
【００２３】
【数１】
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ここで、Ｌはホイールベース長、ｎは、ステアリングギヤボックスのギヤ比である。次に、実ヨーレートγａと目標ヨーレートγｔの偏差の絶対値をしきい値Δγthと比較する（ステップＳ４）。偏差がしきい値Δγth以内（未満としてもよい。）の場合には、車両挙動は安定していると判断し、安定化制御を行わないまま処理を終了する。この場合には、運転者の操作量に応じた操舵量、制動力、駆動力制御が実行される。
【００２４】
一方、偏差がしきい値Δγthを超えている場合（先の判定をしきい値Δγth未満とした場合には、しきい値Δγth以上の場合）には、安定化制御を実行する（ステップＳ５）。具体的には、旋回量が足りない場合には、ブレーキアクチュエータ３０を制御して旋回内側後輪のホイールシリンダ３１へ付与されるブレーキ油圧を増加させ、付与される制動力を大きくするとともに、必要なら駆動系６に対してエンジン出力を低下させるよう指示して、車を旋回内側へと向ける。車がスピン傾向にある場合には、ブレーキアクチュエータ３０を制御して旋回外側前輪のホイールシリンダ３１へ付与されるブレーキ油圧を増加させ、付与される制動力を大きくしてスピン量の抑制を図る。これにより、旋回時の車両挙動を安定化させる。
【００２５】
次に、パワーステアリング装置の制御動作を説明する。図４は、この制御処理のフローチャートである。この制御もＥＣＵ４によって、車両のエンジン作動中は、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００２６】
最初に、車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲの出力である各車輪速と、操舵トルクセンサ２５の出力である操舵トルクＴを読み込む（ステップＳ１１）。車輪速から車速Ｖを推定し（ステップＳ１２）、求めた車速Ｖと操舵トルクＴを基にして所定のマップに応じて付与するアシスト操舵トルクＴａを決定し（ステップＳ１３）、そのアシスト操舵トルクＴａが得られるよう操舵モータ２７を制御して処理を終了する（ステップＳ１４）。ここで、アシスト操舵トルクＴａは操舵トルクＴａが大きいほど大きく、また車速Ｖが低いほど大きく、車速Ｖが十分に速い場合には小さく（０にしてもよい。）なるよう設定される。操舵モータ２７により付与されるアシスト操舵トルクによって運転者がステアリングホイール２０を操作する操舵トルクが軽減される。そして、運転者の操舵トルクと操舵モータ２７によるアシスト操舵トルクによってステアリングシャフト２１を回転させ、この回転運動はステアリングギヤボックス２２によってリレーロッド２３の左右方向の運動に変換され、各タイロッド２４Ｌ、２４Ｒにより各前輪１０ＦＬ、１０ＦＲに伝えられて、その転舵を行う。これにより、操舵時の負荷を軽減し、車速に応じた適度な操舵感を実現するものである。
【００２７】
ＶＳＣ制御では、目標ヨーレートγｔを（１）式により算出しており、パワーステアリング制御では、車速と操舵トルクからマップによりアシスト操舵トルクを算出している。従来は（１）式におけるスタビリティファクタＫｈや、アシスト操舵トルク算出に用いるマップは、試作車両の車両特性を基にして設定されていた。しかし、車両を構成する個々の部品の交差やアライメントのばらつきなどから、同様の性能が発揮されないことがある。そこで本発明では、出荷時や点検時において個々の車両に合致した制御パラメータを設定する。
【００２８】
まず、スタビリティファクタの設定手法について説明する。図５は、この設定方法について説明するフローチャートである。ここでは、工場出荷時に行う場合を例に説明するが、修理・点検時等の調整時に行うようにしてもよい。この工程は車両の艤装が終了してから行われる。
【００２９】
まず、後艤装工程として、ＥＣＵ４のマップ記憶部４３に必要なマップを記憶する（ステップＳ２１）。次に、機能検査工程に入る。ヨーレートセンサ５１、横Ｇセンサ５２の０点書き込みを行う（ステップＳ２２）。そして、ヨーレートセンサ５１、横Ｇセンサ５２をチェックし（ステップＳ２３）、チェックに不合格の場合には、ステップＳ２２に戻って０点を修正する。チェックに合格した場合には、各車輪の制動力の確認とバランス調整を行う（ステップＳ２４）。
【００３０】
次に、一定車速Ｖ０で半径Ｒの定常円旋回走行（図６にその軌跡を示す。）を開始し（ステップＳ２５）、その際の操舵角センサ２６の出力である操舵角δ、ヨーレートセンサ５１の出力である実ヨーレートγａ、横Ｇセンサ５２の出力である横Ｇ・Ｇｙを読み込む（ステップＳ２６）。この定常円旋回走行は、操舵モータ２７を制御して、操舵角δが一定となるように行うとよい。
【００３１】
次に、走行終了条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ２７）。スタビリティファクタ設定に十分な車両特性データが取得できていない場合には、終了条件を満たしていないと判定し、ステップＳ２６へと戻り、定常円旋回走行を継続する。一方、スタビリティファクタ設定に十分な車両特性データが取得できた場合には、終了条件を満たしていると判定し、定常円旋回走行を終了し（ステップＳ２８）、以下の（２）式に基づいてスタビリティファクタＫｈを求める（ステップＳ２９）。
【００３２】
【数２】
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求めたスタビリティファクタＫｈとマップ記憶部４３内に格納されているスタビリティファクタＫｈ’との差分ΔＫｈを求め（ステップＳ３０）、この差分ΔＫｈの絶対値が所定のしきい値ΔＫｈthを超えている場合には、マップ記憶部４３内のスタビリティファクタＫｈ’の値を求めたスタビリティファクタＫｈに置き換え（ステップＳ３１）、ステップＳ２５へ戻り、スタビリティファクタＫｈの再検証を行う。一方、差分ΔＫｈの絶対値が所定のしきい値ΔＫｈth以下である場合には、制御パラメータであるスタビリティファクタＫｈと車両特性とが合致していると判定し、処理を終了する。
【００３３】
これにより、個々の車両によって異なる車両特性に合致したスタビリティファクタＫｈを設定することができるので、このスタビリティファクタＫｈを用いたＶＳＣ制御等の制御精度が向上するので、車両制御の安定性も向上する。さらに、車両特性が異なる車両で共通のスタビリティファクタＫｈを用いる場合には、本来の車両特性と制御で前提としている車両特性とに差があることを考慮して、きめ細かい制御を行うことが難しいが、本発明により個々の車両に合致した制御パラメータを設定することで、車両ごとの特性に合わせた制御を行うことができ、きめ細かい制御が行えるようになる。
【００３４】
ここでは、車速によらずに一つのスタビリティファクタＫｈを設定する場合を例に説明したが、定常円旋回走行を複数の車速で行い、車速に応じてスタビリティファクタＫｈを変更するようにしてもよい。また、半径の異なる複数の円において、定常円旋回走行を行うことで、スタビリティファクタＫｈの算出精度を向上させてもよい。
【００３５】
また、ここでは、仮のスタビリティファクタＫｈをマップ記憶部４３内に事前に初期値として格納しておいたが、測定によって設定を行う制御パラメータ（ここではスタビリティファクタＫｈ）については、ステップＳ２１では、設定を行わなくてもよく、あるいは設計値等の仮の値を設定するようにしてもよい。
【００３６】
次に、操舵特性の設定方法について説明する。図７は、この設定方法について説明するフローチャートである。スタビリティファクタＫｈ設定の場合と同じく、工場出荷時に行う場合を例に説明するが、修理・点検時等の調整時に行うようにしてもよい。この工程は車両の艤装が終了してから行われる。ここでは、図５におけるステップＳ２５〜Ｓ３０に対応する設定部分のみを説明する。その他の部分は図５の処理と同一であるため説明を省略する。
【００３７】
まず、一定車速Ｖで操舵角δを所定の周期で変化させるテスト走行を開始し（ステップＳ４１）、その際の操舵角センサ２６の出力である操舵角δ、ヨーレートセンサ５１の出力である実ヨーレートγａ、横Ｇセンサ５２の出力である横Ｇ・Ｇｙを読み込む（ステップＳ４２）。この定常円旋回走行は、操舵モータ２７を制御して、操舵角δの変化が所望の周期となるように行うとよい。このテスト走行のときの操舵角δの周期変化例を図８に示す。ここでは、δ＝δmax×sin(ｔ×ω)となるよう変化させている。周期変化例はこのようなサイン操舵に限られるものではなく、図９に示されるように、操舵角速度一定で最大操舵角δmaxまで操舵した後に逆方向へ同じ操舵角速度で操舵角−δmaxまで操舵し、再び最初と同じ操舵方向へ同じ操舵角速度で操舵角０まで戻す鋸歯波状の周期変化としてもよい。
【００３８】
次に、走行終了条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ４３）。周期変化を終了していない場合には、ステップＳ４２へと戻り、テスト走行を継続する。一方、周期変化を終了した場合には、テスト走行を終了し（ステップＳ４４）、以下の（３）式に基づいてスリップ角θｓを算出する（ステップＳ４５）。
【００３９】
【数３】
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（３）式における実ヨーレートγｔと横加速度Ｇｙは、いずれも最大値である。次に、このθｓを最大操舵角δmaxの異なる所定個数の組み合わせ（最低３個）について取得したか否かを判定する（ステップＳ４６）。所定個数に達していない場合には、δmaxを変えてテスト条件を変更し（ステップＳ４７）、ステップＳ４１へと戻り、再度テスト走行を行う。所定個数に達している場合には、操舵角δとスリップ角θｓとの対応を調べる（ステップＳ４８）。
【００４０】
実車における操舵角δとスリップ角θｓとの対応例を図１０に示す。Ａ〜Ｄは、いずれも同一車種である。ほぼ設計値に近い仕様を示すＣ車に対し、Ａ車、Ｄ車は安定的だが旋回性が劣り、Ｂ車は、旋回追従性はよいが、安定性に劣る。
【００４１】
ステップＳ４８では、例えば、適正スリップ角θｓとの偏差の二乗の総計（二乗和）がしきい値より小さいか否かにより対応関係が適正か否かを判定する。二乗和がしきい値以下であり、対応関係が適正と判断した場合には、制御パラメータであるアシスト操舵特性が適正と判定して処理を終了する。一方、二乗和がしきい値を超えており対応関係が適正でないと判定した場合には操舵角δとスリップ角θｓとの対応関係が適正になるようマップ記憶部４３内に格納されているアシスト操舵特性を修正する（ステップＳ４９）。具体的には、アシスト比率、ギア比等を変更する。図１０に示されるＡ、Ｂ、Ｄ車の場合、Ａ、Ｄ車は、アシスト比率を大きくするなどしてステアリングホイール２０を軽くし、操舵しやすくする。一方、Ｂ車の場合は、アシスト比率を小さくするなどしてステアリングホイール２０を重くして、旋回時のスリップ角を低減する。修正後は、ステップＳ４１へ戻り、再度テスト走行を行うことで、修正データの検証を行う。
【００４２】
このように、車両特性に合わせて操舵アシスト特性を調整することで、車両の旋回特性を調整することができる。また、左右バランスの調整も可能である。ここでは、操舵角δとスリップ角θｓとの対応関係について複数個の組み合わせ（データセット）から目標状態とのずれを判定したが、特定の操舵角δｘとそのときのスリップ角θｓの目標状態からのずれを基にしてその傾向を推定して操舵アシスト特性の調整を行ってもよい。この場合は、車両特性との調整精度は劣るが、テスト走行が１回ですむという利点がある。
【００４３】
以上の説明では、製造工程の最終段階で車両特性を測定する例を説明したが、製造工程中のライン上での車両移動時に車両特性を測定しておき、これを基にして制御パラメータの調整を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明にかかる車両挙動制御装置の調整方法の対象となる車両挙動制御装置を備えた車両の概略構成図である。
【図２】図１の車両のブロック構成図である。
【図３】ＶＳＣ制御の制御処理例を示すフローチャートである。
【図４】パワーステアリング装置の制御処理例を示すフローチャートである。
【図５】本発明にかかるスタビリティファクタＫｈの設定方法について説明するフローチャートである。
【図６】定常円旋回走行の軌跡を示す図である。
【図７】本発明にかかる操舵特性の設定方法について説明するフローチャートである。
【図８】テスト走行の際の操舵角の周期変化例を示す図である。
【図９】テスト走行の際の操舵角の周期変化の別の例を示す図である。
【図１０】実車における操舵角δとスリップ角θｓとの対応例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
３ＦＬ〜３ＲＲ…ブレーキ装置、６…駆動系、１０ＦＬ〜１０ＲＲ…車輪、１２ＦＬ〜１２ＲＲ…車輪速センサ、２０…ステアリングホイール、２１…ステアリングシャフト、２２…ステアリングギアボックス、２３…リレーロッド、２４Ｌ、２４Ｒ…タイロッド、２５…操舵トルクセンサ、２６…操舵角センサ、２７…操舵モータ、３０…ブレーキアクチュエータ、３１ＦＬ〜３１ＲＲ…ホイールシリンダ、４３…マップ記憶部、５１…ヨーレートセンサ、５２…センサ。
【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】
2006131052.tif 000012
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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