(57)【要約】本発明による車両の旋回特性推定装置は、車両の旋回特性を示すスタビリティファクタを推定する。旋回特性推定装置は、車両の定常規範ヨーレートに対し一次遅れの関係にある車両の過渡ヨーレートを演算し、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差を演算する。車両の過渡ヨーレートが真のヨーレートに近づくよう、車両の規範ヨーレートの演算に供されたスタビリティファクタの初期値をヨーレートの偏差と車両の横加速度との関係に基づいて修正することにより、スタビリティファクタの推定値を真のスタビリティファクタに近づくよう修正する。
2011036820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の規範ヨーレートに対し一次遅れの関係にある車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の指標値をヨーレート偏差指標値として、第一の所定周波数以下の成分が除去された車両の横加速度と、第二の所定周波数以下の成分が除去されたヨーレート偏差指標値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタを推定する車両の旋回特性推定装置。
【請求項２】
複数回に亘り車両の横加速度及びヨーレート偏差指標値を取得し、第一の所定周波数以下の成分が除去された車両の横加速度の積算値と、第二の所定周波数以下の成分が除去されたヨーレート偏差指標値の積算値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタを推定することを特徴とする請求項１に記載の車両の旋回特性推定装置。
【請求項３】
スタビリティファクタの推定値の変化度合に応じた第一の調整ゲインを演算し、車両の横加速度の前回の積算値に第一の調整ゲインを乗じた値と今回取得された車両の横加速度との和を今回の車両の横加速度の積算値とし、ヨーレート偏差指標値の前回の積算値に第一の調整ゲインを乗じた値と今回取得されたヨーレート偏差指標値との和を今回のヨーレート偏差指標値の積算値とし、今回の車両の横加速度の積算値と今回のヨーレート偏差指標値の積算値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタを推定することを特徴とする請求項２に記載の車両の旋回特性推定装置。
【請求項４】
一次遅れの時定数の車速にかかる係数を操舵応答時定数係数として、車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの関係に基づいて操舵応答時定数係数を推定し、操舵応答時定数係数の推定値の変化度合に応じた第二の調整ゲインを演算し、車両の横加速度の前回の積算値に第二の調整ゲインを乗じた値と今回取得された車両の横加速度との和を今回の車両の横加速度の積算値とし、ヨーレート偏差指標値の前回の積算値に第二の調整ゲインを乗じた値と今回取得されたヨーレート偏差指標値との和を今回のヨーレート偏差指標値の積算値とし、今回の車両の横加速度の積算値と今回のヨーレート偏差指標値の積算値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタを推定することを特徴とする請求項２に記載の車両の旋回特性推定装置。
【請求項５】
車両のスタビリティファクタの推定値の変化度合に応じた第一の調整ゲインを演算し、一次遅れの時定数の車速にかかる係数を操舵応答時定数係数として、車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの関係に基づいて操舵応答時定数係数を推定し、操舵応答時定数係数の推定値の変化度合に応じた第二の調整ゲインを演算し、第一及び第二の調整ゲインに基づいて最終の調整ゲインを決定し、車両の横加速度の前回の積算値に最終の調整ゲインを乗じた値と今回取得された車両の横加速度との和を今回の車両の横加速度の積算値とし、ヨーレート偏差指標値の前回の積算値に最終の調整ゲインを乗じた値と今回取得されたヨーレート偏差指標値との和を今回のヨーレート偏差指標値の積算値とし、今回の車両の横加速度の積算値と今回のヨーレート偏差指標値の積算値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタを推定することを特徴とする請求項２に記載の車両の旋回特性推定装置。
【請求項６】
ヨーレート偏差指標値は車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差を前輪の舵角の偏差に換算した値であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の車両の旋回特性推定装置。
【請求項７】
単位時間当たりの運転者による往復操舵の多さの指標値に応じて前記第一の所定周波数若しくは前記第二の所定周波数を変更することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載の車両の旋回特性推定装置。
【請求項８】
車両の前後加速度の大きさに応じて前記第一の所定周波数若しくは前記第二の所定周波数を変更することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載の車両の旋回特性推定装置。
【請求項９】
車両の右旋回及び左旋回について個別に車両のスタビリティファクタを推定することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一つに記載の車両の旋回特性推定装置。
【請求項１０】
車両の横加速度の大きさの領域毎に車両のスタビリティファクタを推定することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一つに記載の車両の旋回特性推定装置。
【請求項１１】
車両の横加速度の積算値とヨーレート偏差指標値の積算値との関係に基づくスタビリティファクタの修正量と、車両の過渡ヨーレートの演算に供されたスタビリティファクタの初期値との和をスタビリティファクタの推定値とすることを特徴とする請求項３乃至１０の何れか一つに記載の車両の旋回特性推定装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０の何れか一つに記載の車両の旋回特性推定装置により推定される車両のスタビリティファクタを使用して車両の運動制御を行う車両の運動制御装置にして、車両のスタビリティファクタの推定値の収束度合に応じて前記車両の運動制御の不感帯を変更することを特徴とする車両の運動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の旋回特性推定装置に係り、更に詳細には車両が旋回する際の規範ヨーレートと過渡ヨーレートとの関係に基づき車両の旋回特性を示す車両のスタビリティファクタを推定する車両の旋回特性推定装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
車両の規範ヨーレートに対し車両の実ヨーレートが一次遅れの関係にあり、一次遅れの時定数の車速にかかる係数を操舵応答時定数係数とすると、車両のスタビリティファクタ及び操舵応答時定数係数は車両の旋回特性を表す。ＡＲＸ（ａｕｔｏ−ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ  ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ  ｍｏｄｅｌ）を使用し、規範ヨーレートから実ヨーレートへの離散時間伝達関数のパラメータａ及びｂを推定することにより、車両のスタビリティファクタ及び操舵応答時定数係数を推定することができる。
例えば特開２００４−２６０７４号公報には、車両が旋回する際の走行データに基づき規範ヨーレートを推定し、規範ヨーレートから実ヨーレートへの離散時間伝達関数のパラメータａ及びｂを推定し、パラメータａ、ｂ及び車速Ｖに基づいて車両のスタビリティファクタの推定誤差ΔＫｈを演算し、スタビリティファクタの初期値と推定誤差ΔＫｈとの和を車両のスタビリティファクタの推定値とする車両の旋回特性推定装置が記載されている。
規範ヨーレートを演算するための車両の状態量や実ヨーレートはセンサにより検出されるが、それらの検出値にはセンサの零点オフセットの如き検出誤差が含まれることがある。そのため上記公開公報に記載されている如き従来の旋回特性推定装置に於いては、スタビリティファクタの推定が検出誤差の悪影響を受け易く、そのためスタビリティファクタの推定精度を高くすることが困難である。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の主要な目的は、従来の旋回特性推定装置に於ける上述の如き問題に鑑み、車両の定常規範ヨーレートに対し一次遅れの関係にある車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差及び車両の横加速度に基づいて、検出誤差の影響を抑えつつスタビリティファクタの推定値が真のスタビリティファクタに近付くようスタビリティファクタの推定値を学習によって修正することにより、従来に比して高い精度にてスタビリティファクタを推定することである。
本発明によれば、車両の定常規範ヨーレートに対し一次遅れの関係にある車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の指標値をヨーレート偏差指標値として、第一の所定周波数以下の成分が除去された車両の横加速度と、第二の所定周波数以下の成分が除去されたヨーレート偏差指標値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタを推定する車両の旋回特性推定装置が提供される。
車両の横加速度の検出値より所定周波数以下の成分を除去することにより、車両の横加速度を検出する検出手段の零点オフセットに起因する誤差の如き定常的な検出誤差を除去することができる。同様にヨーレート偏差指標値を演算するための値より所定周波数以下の成分を除去することにより、車両の状態量を検出する検出手段の零点オフセットに起因する誤差の如き定常的な検出誤差を除去することができる。
また後に詳細に説明する如く、車両の定常規範ヨーレートに対し一次遅れの関係にある車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の指標値を演算することにより、車両の横加速度とヨーレート偏差指標値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタを推定することができる。
上記本発明の構成によれば、第一の所定周波数以下の成分が除去された車両の横加速度と、第二の所定周波数以下の成分が除去されたヨーレート偏差指標値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタが推定される。従って零点オフセットに起因する誤差の如き定常的な検出誤差を低減した車両の横加速度及びヨーレート偏差指標値に基づいてスタビリティファクタを推定することができ、これにより従来に比して高い精度にてスタビリティファクタを推定することができる。
また規範ヨーレートから実ヨーレートへの離散時間伝達関数のパラメータを推定することは不要であり、従来に比して短時間にてスタビリティファクタを推定することができる。
上記構成に於いて、複数回に亘り車両の横加速度及びヨーレート偏差指標値を取得し、第一の所定周波数以下の成分が除去された車両の横加速度の積算値と、第二の所定周波数以下の成分が除去されたヨーレート偏差指標値の積算値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタを推定するようになっていてよい。
この構成によれば、車両の横加速度及びヨーレート偏差指標値の位相差の如何に関係なく車両の横加速度とヨーレート偏差指標値との関係を求めることができる。よって車両の横加速度とヨーレート偏差指標値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタが推定される場合に比して、車両の横加速度及びヨーレート偏差指標値の位相差の如何に関係なく車両のスタビリティファクタを高精度に推定することができる。
また上記構成に於いて、スタビリティファクタの推定値の変化度合に応じた第一の調整ゲインを演算し、車両の横加速度の前回の積算値に第一の調整ゲインを乗じた値と今回取得された車両の横加速度との和を今回の車両の横加速度の積算値とし、ヨーレート偏差指標値の前回の積算値に第一の調整ゲインを乗じた値と今回取得されたヨーレート偏差指標値との和を今回のヨーレート偏差指標値の積算値とし、今回の車両の横加速度の積算値と今回のヨーレート偏差指標値の積算値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタを推定するようになっていてよい。
この構成によれば、スタビリティファクタの推定値の変化度合に応じて車両の横加速度の積算値及びヨーレート偏差指標値の積算値を適正に演算することができる。よってスタビリティファクタの推定値の変化度合に応じた第一の調整ゲインが演算されない場合に比して、スタビリティファクタの推定値の変化度合が高い状況に於いても車両のスタビリティファクタを高精度に推定することができる。
また上記構成に於いて、一次遅れの時定数の車速にかかる係数を操舵応答時定数係数として、車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの関係に基づいて操舵応答時定数係数を推定し、操舵応答時定数係数の推定値の変化度合に応じた第二の調整ゲインを演算し、車両の横加速度の前回の積算値に第二の調整ゲインを乗じた値と今回取得された車両の横加速度との和を今回の車両の横加速度の積算値とし、ヨーレート偏差指標値の前回の積算値に第二の調整ゲインを乗じた値と今回取得されたヨーレート偏差指標値との和を今回のヨーレート偏差指標値の積算値とし、今回の車両の横加速度の積算値と今回のヨーレート偏差指標値の積算値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタを推定するようになっていてよい。
この構成によれば、車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの関係に基づいて操舵応答時定数係数が推定される。よって車両の積載状況等が変化する場合にも、操舵応答時定数係数が一定の値に設定される場合に比して、車両の過渡ヨーレートを正確に演算することができる。
また操舵応答時定数係数の推定値の変化度合に応じた第二の調整ゲインが演算され、車両の横加速度の前回の積算値に第二の調整ゲインを乗じた値と今回取得された車両の横加速度との和が今回の車両の横加速度の積算値とされる。またヨーレート偏差指標値の前回の積算値に第二の調整ゲインを乗じた値と今回取得されたヨーレート偏差指標値との和が今回のヨーレート偏差指標値の積算値とされる。よって操舵応答時定数係数の推定値の変化度合に応じた第二の調整ゲインが演算されない場合に比して、操舵応答時定数係数の推定値の変化度合が高い状況に於いても車両のスタビリティファクタを高精度に推定することができる。
また上記構成に於いて、車両のスタビリティファクタの推定値の変化度合に応じた第一の調整ゲインを演算し、一次遅れの時定数の車速にかかる係数を操舵応答時定数係数として、車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの関係に基づいて操舵応答時定数係数を推定し、操舵応答時定数係数の推定値の変化度合に応じた第二の調整ゲインを演算し、第一及び第二の調整ゲインに基づいて最終の調整ゲインを決定し、車両の横加速度の前回の積算値に最終の調整ゲインを乗じた値と今回取得された車両の横加速度との和を今回の車両の横加速度の積算値とし、ヨーレート偏差指標値の前回の積算値に最終の調整ゲインを乗じた値と今回取得されたヨーレート偏差指標値との和を今回のヨーレート偏差指標値の積算値とし、今回の車両の横加速度の積算値と今回のヨーレート偏差指標値の積算値との関係に基づいて車両のスタビリティファクタを推定するようになっていてよい。
この構成によれば、車両の過渡ヨーレートが車両の実ヨーレートに近づくよう車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの関係に基づいて操舵応答時定数係数が推定される。よって車両の積載状況等が変化する場合にも、操舵応答時定数係数が一定の値に設定される場合に比して、車両の過渡ヨーレートを正確に演算することができる。
またこの構成によれば、第一及び第二の調整ゲインに基づいて最終の調整ゲインが決定されない場合に比して、スタビリティファクタの推定値の変化度合や操舵応答時定数係数の推定値の変化度合が高い状況に於いても車両のスタビリティファクタを高精度に推定することができる。
また上記構成に於いて、ヨーレート偏差指標値は車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差を前輪の舵角の偏差に換算した値であってよい。
後に詳細に説明する如く、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差は車速に依存するが、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差を前輪の舵角の偏差に換算した値は車速に依存しない。尚前輪の舵角の偏差とは、車両の過渡ヨーレートを達成するための前輪の舵角と前輪の実舵角との差である。
従って上記構成によれば、車速に依存しないヨーレート偏差指標値に基づいてスタビリティファクタの推定値を求めることができ、これにより車速の影響を受けることなく車両のスタビリティファクタを推定することができる。また車速毎に車両のスタビリティファクタを推定する必要性を排除することができる。
上記構成に於いて、単位時間当たりの運転者による往復操舵の多さの指標値に応じて第一の所定周波数若しくは第二の所定周波数を変更するようになっていてよい。
車両の状態量や車両の実ヨーレートを検出する検出手段の零点オフセットの如き定常的な検出誤差がスタビリティファクタの推定精度に与える影響は、単位時間当たりの運転者による往復操舵の多さによって変動する。上記構成によれば、単位時間当たりの運転者による往復操舵の多さに応じて適正に定常的な検出誤差を排除することができる。
また上記構成に於いて、車両の前後加速度の大きさに応じて第一の所定周波数若しくは第二の所定周波数を変更するようになっていてよい。
車両の状態量や車両の実ヨーレートを検出する検出手段の零点オフセットの如き定常的な検出誤差は、車速の変化の大きさ、即ち車両の前後加速度の大きさによっても変動する。上記構成によれば、車両の前後加速度の大きさに応じて適正に定常的な検出誤差を排除することができる。
また上記構成に於いて、車両の右旋回及び左旋回について個別に車両のスタビリティファクタを推定するようになっていてよい。
この構成によれば、例えば車両の重心が車両の横方向の中心にない場合や車両の横方向に変動する場合の如く、車両の旋回方向によって車両の旋回特性が異なる場合にも、車両の右旋回及び左旋回の各々について車両のスタビリティファクタを推定することができる。
また上記構成に於いて、車両の横加速度の大きさの領域毎に車両のスタビリティファクタを推定するようになっていてよい。
車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差の大きさは車両の横加速度の大きさによっても変動する。上記構成によれば、車両の横加速度の大きさの領域毎に車両のスタビリティファクタを推定し、これにより車両の横加速度の大きさの影響を排除して車両のスタビリティファクタを推定することができる
また上記構成に於いて、車両の横加速度の積算値とヨーレート偏差指標値の積算値との関係に基づくスタビリティファクタの修正量と、車両の過渡ヨーレートの演算に供されたスタビリティファクタの初期値との和をスタビリティファクタの推定値とするようになっていてよい。
車両の横加速度の積算値とヨーレート偏差指標値の積算値との関係に基づくスタビリティファクタの修正量は、車両の過渡ヨーレートの演算に供されたスタビリティファクタの値を補正することによってスタビリティファクタの推定値を真のスタビリティファクタに近づけるための補正値である。よって上記構成によれば、車両の過渡ヨーレートの演算に供されたスタビリティファクタの値をスタビリティファクタの修正量にて補正することにより、スタビリティファクタの推定値を真のスタビリティファクタに近づけることができる。
また本発明によれば、上記構成の車両の旋回特性推定装置により推定される車両のスタビリティファクタを使用して車両の運動制御を行う車両の運動制御装置であって、車両のスタビリティファクタの推定値の収束度合に応じて車両の運動制御の不感帯を変更することを特徴とする車両の運動制御装置が提供される。
この構成によれば、車両のスタビリティファクタの推定値の収束度合、即ち推定毎の推定値の変動幅の小ささは、スタビリティファクタの推定精度に対応している。よってスタビリティファクタの推定精度に応じて車両の運動制御の不感帯を変更することができる。
図１８に示された車両の二輪モデルに於いて、車両の質量及びヨー慣性モーメントをそれぞれＭ及びＩとし、車両の重心１０２と前輪車軸及び後輪車軸との間の距離をそれぞれＬｆ及びＬｒとし、車両のホイールベースをＬ（＝Ｌｆ＋Ｌｒ）とする。また前輪１００ｆ及び後輪１００ｒのコーナリングフォースをそれぞれＦｆ及びＦｒとし、前輪及び後輪のコーナリングパワーをそれぞれＫｆ及びＫｒとする。また前輪１００ｆの実舵角をδとし、前輪及び後輪のスリップ角をそれぞれβｆ及びβｒとし、車体のスリップ角をβとする。更に車両の横加速度をＧｙとし、車両のヨーレートをγとし、車速をＶとし、車両のヨー加角速度（ヨーレートγの微分値）をγｄとする。車両の力及びモーメントの釣合い等により下記の式１〜６が成立する。
ＭＧｙ＝Ｆｆ＋Ｆｒ    ……（１）
Ｉγｄ＝ＬｆＦｆ−ＬｒＦｒ    ……（２）
Ｆｆ＝−Ｋｆβｆ    ……（３）
Ｆｒ＝−Ｋｒβｒ    ……（４）
βｆ＝β＋（Ｌｆ／Ｖ）γ−δ    ……（５）
βｒ＝β−（Ｌｒ／Ｖ）γ    ……（６）
上記式１〜６より下記の式７が成立する。
2011036820.tif 000003
車速Ｖが実質的に一定であると仮定し、ラプラス演算子をｓとして上記式７をラプラス変換し、ヨーレートγについて整理することにより、下記の式８〜１０が成立し、よってこれらの式により規範ヨーレートγ（ｓ）が求められる。
2011036820.tif 000004
上記式９のＫｈはスタビリティファクタであり、上記式１０のＴｐは車速依存の時定数をもつ一次遅れ系の車速Ｖにかかる係数、即ち本明細書に於いて「操舵応答時定数係数」と呼ぶ係数である。これらの値は車両のヨー運動に関する操舵応答を特徴付けるパラメータであり、車両の旋回特性を示す。また上記式８は前輪の実舵角δ、車速Ｖ、横加速度Ｇｙより車両のヨーレートγを演算する式である。この線形化モデルより演算されるヨーレートを過渡ヨーレートγｔｒとすると、過渡ヨーレートγｔｒは下記の式１１にて表される定常規範ヨーレートγｔに対する一次遅れの値である。
2011036820.tif 000005
よって上記構成に於いて、過渡ヨーレートγｔｒは上記式８に対応する下記の式１２に従って演算されてよい。
2011036820.tif 000006
車両の定常旋回時に於ける定常規範ヨーレートγｔと検出ヨーレートγとの偏差Δγｔは、スタビリティファクタの設計値及び真の値をそれぞれＫｈｄｅ及びＫｈｒｅとして、下記の式１３により表わされる。
2011036820.tif 000007
2011036820.tif 000008
上記式１３の両辺にＬ／Ｖを掛けてヨーレート偏差Δγｔを前輪の舵角の偏差Δδｔに換算すると、前輪の舵角の偏差Δδｔは下記の式１４により表わされる。この前輪の舵角の偏差Δδｔは定常規範ヨーレートγｔと検出ヨーレートγとの偏差の指標値の一つであり、車速に依存しない。
Δδｔ＝（Ｋｈｒｅ−Ｋｈｄｅ）ＧｙＬ    ……（１４）
よって定常規範ヨーレートと実ヨーレートγとの偏差の指標値として、式１４に従って前輪の舵角の偏差Δδｔを演算することができる。
式１４より、横加速度Ｇｙに対する前輪の舵角の偏差Δδｔの関係、換言すれば横加速度Ｇｙ及び前輪の舵角の偏差Δδｔの直交座標系に於ける両者の関係の勾配（Ｋｈｒｅ−Ｋｈｄｅ）Ｌを最小二乗法等により求めることにより、下記の式１５に従ってスタビリティファクタの推定値Ｋｈｐを求めることができることが解る。
Ｋｈｐ＝Ｋｈｄｅ＋勾配／Ｌ    ……（１５）
また車両のヨーレートγ、横加速度Ｇｙ、前輪の舵角δについてセンサの零点オフセットの誤差をそれぞれγ０、Ｇｙ０、δ０とすると、車両のヨーレート、横加速度、前輪の舵角の検出値はそれぞれγ＋γ０、Ｇｙ＋Ｇｙ０、δ＋δ０である。よって車両の定常旋回時に於ける定常規範ヨーレートγｔと検出ヨーレートとの偏差Δγｔは下記の式１６により表わされる。
2011036820.tif 000009
上記式１６の両辺にＬ／Ｖを掛けてヨーレート偏差Δγｔを前輪の舵角の偏差Δδｔに換算すると、前輪の舵角の偏差Δδｔは下記の式１７により表わされる。下記の式１７により表わされる車両の横加速度Ｇｙと前輪の舵角の偏差Δδｔとの関係は、図１９に示される通りである。
2011036820.tif 000010
上記式１７に於けるδ０−ＫｈｄｅＧｙ０Ｌは定数であるが、γ０Ｌ／Ｖは車速Ｖに応じて変化する。よって図１９に示されたグラフの縦軸の切片が車速Ｖによって変化する。従って車両のヨーレートγの検出値にセンサの零点オフセットの誤差が含まれている場合には、横加速度Ｇｙに対する前輪の舵角の偏差Δδｔの関係が車速によって変化するため、スタビリティファクタを精度よく推定することができない。
またスタビリティファクタの推定精度を高くするためには、車速毎にスタビリティファクタを推定する等の対策が必要である。従ってスタビリティファクタの推定に必要なヨーレートγ等のデータが膨大になり、旋回特性推定装置の演算負荷が過大になると共に、スタビリティファクタの推定に長い時間を要するという問題がある。
ここで第一の所定周波数以下の成分が除去された車両の横加速度をＧｙｆｔとし、第二の所定周波数以下の成分が除去された前輪の舵角の偏差をΔδｔｆｔとする。第一及び第二の所定周波数が車速Ｖに変化に伴うγ０Ｌ／Ｖの変化速度よりも十分に高い値であれば、Ｇｙｆｔには誤差Ｇｙ０は含まれておらず、Δδｔｆｔにも誤差γ０、δ０に起因する誤差は含まれていない。従って上記式１４に対応する下記の式１８が成立する。下記の式１８により表わされる車両の横加速度Ｇｙｆｔと前輪の舵角の偏差Δδｔｆｔとの関係は、図２０に示される通りであり、式１８の直線は車速Ｖに関係なく原点を通る。
Δδｔｆｔ＝（Ｋｈｒｅ−Ｋｈｄｅ）ＧｙｆｔＬ    ……（１８）
よって横加速度Ｇｙｆｔに対する前輪の舵角の偏差Δδｔｆｔの関係、換言すれば横加速度Ｇｙｆｔ及び前輪の舵角の偏差Δδｔｆｔの直交座標系に於ける両者の関係の勾配（Ｋｈｒｅ−Ｋｈｄｅ）Ｌを求め、上記式１５に従ってスタビリティファクタの推定値Ｋｈｐを求めることにより、センサの零点オフセットの誤差の影響を受けることなくスタビリティファクタの推定値Ｋｈｐを求めることができる。
よって上記構成に於いて、横加速度Ｇｙｆｔに対する前輪の舵角の偏差Δδｔｆｔの比を勾配として上記式１５に従ってスタビリティファクタの推定値が演算されてよい。
図２１乃至図２３は時系列波形Ｘ、時系列波形Ｙ、及びＸとＹとのリサージュ波形を示すグラフである。特に図２１は二つの時系列波形Ｘ及びＹに位相差がない場合を示し、図２２は時系列波形Ｙの位相が時系列波形Ｘの位相よりも遅れている場合を示し、図２３は時系列波形Ｙの位相が時系列波形Ｘの位相よりも進んでいる場合を示している。特に図２２及び２３に於いて、太い一点鎖線はＸの積算値とＹの積算値とのリサージュ波形を示している。
図２１乃至図２３より、Ｘの積算値に対するＹの積算値の比によれば、二つの時系列波形Ｘ及びＹに位相差がある場合にもその影響を低減して比Ｙ／Ｘを求めることができることが解る。
よって上記構成に於いて、横加速度Ｇｙｆｔの積算値Ｇｙｆｔａに対する前輪の舵角の偏差Δδｔｆｔの積算値Δδｔｆｔａの比を勾配として、上記式１５に従ってスタビリティファクタの推定値が演算されてよい。
尚以上に於いては車両の定常旋回時について説明したが、車両の過渡旋回時については前輪の舵角の偏差Δδｔｆｔ及びその積算値Δδｔｆｔａに対し一次遅れのフィルタ処理が行われると共に、横加速度Ｇｙｆｔ及びその積算値Ｇｙｆｔａに対し一次遅れのフィルタ処理が行われる。その場合一次遅れのフィルタ処理の時定数を同一にすることにより、一次遅れのフィルタ処理後の値に基づいて車両の定常旋回時の場合と同様に勾配を演算し、上記式１５に従ってスタビリティファクタの推定値を演算することができる。
また上記構成に於いて、ハイパスフィルタ処理によって車両の横加速度より第一の所定周波数以下の成分が除去され、ハイパスフィルタ処理によってヨーレート偏差指標値より第二の所定周波数以下の成分が除去されてよい。
また上記構成に於いて、第一及び第二の所定周波数は同一の周波数であってよい。
また上記構成に於いて、車速をＶとし、車両のホイールベースをＬとして、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差にＬ／Ｖが乗算されることにより、車両の過渡ヨーレートと車両の実ヨーレートとの偏差を前輪の舵角の偏差に換算した値が演算されてよい。
また上記構成に於いて、スタビリティファクタの推定値の収束度合が高いときには、スタビリティファクタの推定値の収束度合が低いときに比して、車両の運動制御の不感帯が小さくなるよう変更されてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は車両の運動制御装置に適用された本発明による旋回特性推定装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
図２は第一の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンを示すフローチャートである。
図３はスタビリティファクタの推定値の収束度Ｃｋｈと基準値γ０との関係を示すグラフである。
図４は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第二の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
図５は操舵周波数ｆｓとハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆｈｃとの関係を示すグラフである。
図６は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第三の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
図７は操舵周波数ｆｓとハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆｈｃと車両の前後加速度Ｇｘの絶対値との関係を示すグラフである。
図８は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第四の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
図９は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第五の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの前半部の要部を示すフローチャートである。
図１０は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第五の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの後半部を示すフローチャートである。
図１１は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第六の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの前半部の要部を示すフローチャートである。
図１２は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第六の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの後半部を示すフローチャートである。
図１３は本発明による旋回特性推定装置の第七の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
図１４はスタビリティファクタの偏差ΔＫｈの絶対値と積算値の下限値Δδａｍｉｎｋとの関係を示すグラフである。
図１５はスタビリティファクタの偏差ΔＫｈの絶対値と積算値の下限値ΔＧｙａｍｉｎｋとの関係を示すグラフである。
図１６は操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの絶対値と積算値の下限値Δδａｍｉｎｔとの関係を示すグラフである。
図１７は操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの絶対値と積算値の下限値ΔＧｙａｍｉｎｔとの関係を示すグラフである。
図１８はスタビリティファクタを推定するための車両の二輪モデルを示す説明図である。
図１９は車両の横加速度Ｇｙと前輪の舵角の偏差Δδｔとの関係を示すグラフである。
図２０は第一の所定周波数以下の成分が除去された車両の横加速度Ｇｙｆｔと第二の所定周波数以下の成分が除去された前輪の舵角の偏差Δδｔｆｔとの関係を示すグラフである。
図２１は二つの時系列波形Ｘ及びＹに位相差がない場合について、二つの時系列波形Ｘ、Ｙ、及びＸとＹとのリサージュ波形を示すグラフである。
図２２は時系列波形Ｙの位相が時系列波形Ｘの位相よりも遅れている場合について、二つの時系列波形Ｘ、Ｙ、及びＸとＹとのリサージュ波形を示すグラフである。
図２３は時系列波形Ｙの位相が時系列波形Ｘの位相よりも進んでいる場合について、二つの時系列波形Ｘ、Ｙ、及びＸとＹとのリサージュ波形を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
第一の実施形態
図１は車両の運動制御装置に適用された本発明による旋回特性推定装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
図１に於いて、５０は車両１０の運動制御装置を全体的に示しており、本発明による旋回特性推定装置は運動制御装置５０の一部をなしている。車両１０は左右の前輪１２ＦＬ及び１２ＦＲ及び左右の後輪１２ＲＬ及び１２ＲＲを有している。操舵輪である左右の前輪１２ＦＬ及び１２ＦＲは運転者によるステアリングホイール１４の転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式のパワーステアリング装置１６によりタイロッド１８Ｌ及び１８Ｒを介して操舵される。
各車輪の制動力は制動装置２０の油圧回路２２によりホイールシリンダ２４ＦＲ、２４ＦＬ、２４ＲＲ、２４ＲＬの制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路２２はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル２６の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ２８により制御され、また必要に応じて後に説明する如く電子制御装置３０により制御される。
車輪１２ＦＲ〜１２ＲＬのホイールシリンダにはそれぞれ対応するホイールシリンダの圧力Ｐｉ（ｉ＝ｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌ）を検出する圧力センサ３２ＦＲ〜３２ＲＬが設けられ、ステアリングホイール１４が連結されたステアリングコラムには操舵角θを検出する操舵角センサ３４が設けられている。
また車両１０にはそれぞれ車両の実ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ３６、車両の前後加速度Ｇｘを検出する前後加速度センサ３８、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサ４０、各車輪の車輪速度Ｖｗｉ（ｉ＝ｆｒ、ｆｌ、ｒｒ、ｒｌ）を検出する車輪速度センサ４２ＦＲ〜４２ＲＬが設けられている。尚操舵角センサ３４、ヨーレートセンサ３６及び横加速度センサ４０は車両の左旋回方向を正としてそれぞれ操舵角、実ヨーレート及び横加速度を検出する。
図示の如く、圧力センサ３２ＦＲ〜３２ＲＬにより検出された圧力Ｐｉを示す信号、操舵角センサ３４により検出された操舵角θを示す信号、ヨーレートセンサ３６により検出された実ヨーレートγを示す信号、前後加速度センサ３８により検出された前後加速度Ｇｘを示す信号、横加速度センサ４０により検出された横加速度Ｇｙを示す信号、車輪速度センサ４２ＦＲ〜４２ＲＬにより検出された車輪速度Ｖｗｉを示す信号は電子制御装置３０に入力される。
尚図には詳細に示されていないが、電子制御装置３０は例えばＣＰＵとＲＯＭとＥＥＰＲＯＭとＲＡＭとバッファメモリと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータを含んでいる。ＲＯＭは規範ヨーレートγｔの演算に使用されるスタビリティファクタＫｈ及び操舵応答時定数係数Ｔｐのデフォルト値を記憶している。これらのデフォルト値は車両の出荷時に車両毎に設定される。またＥＥＰＲＯＭはスタビリティファクタＫｈの推定値等を記憶し、スタビリティファクタＫｈの推定値等は後に詳細に説明する如く車両が旋回状態にあるときの車両の走行データに基づいて演算されることによって適宜更新される。
電子制御装置３０は、後述の如く図２に示されたフローチャートに従い、車両が旋回を開始すると、操舵角の如き旋回走行データに基づいて定常規範ヨーレートγｔを演算し、定常規範ヨーレートγｔに対し操舵応答時定数係数Ｔｐによる一次遅れのフィルタ演算を行うことにより、一次遅れの過渡ヨーレートγｔｒを演算する。また電子制御装置３０は、過渡ヨーレートγｔｒと車両の実ヨーレートγとの偏差を前輪の舵角の偏差に置き換えたヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδを演算する。
また電子制御装置３０は、車両の横加速度Ｇｙに対し操舵応答時定数係数Ｔｐによる一次遅れのフィルタ演算を行うことにより、一次遅れのフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔを演算する。そして電子制御装置３０は、車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδに基づき、バンドパスフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆを演算する。
また電子制御装置３０は、ヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａを演算し、積算値の比Δδａ／ΔＧｙａを演算する。また電子制御装置３０は、定常規範ヨーレートγｔの演算に供されたスタビリティファクタＫｈの初期値と、積算値の比Δδａ／ΔＧｙａに基づく修正量との和としてスタビリティファクタＫｈの推定値を演算する。そして電子制御装置３０は、予め設定された条件が成立しているときにスタビリティファクタＫｈの推定値をＥＥＰＲＯＭに記憶する。
また電子制御装置３０は、ＥＥＰＲＯＭに記憶されているスタビリティファクタＫｈの推定値を使用して過渡ヨーレートγｔｒに対応する目標ヨーレートγｔｔを演算し、ヨーレート検出値γと目標ヨーレートγｔｔとの偏差としてヨーレート偏差Δγを演算する。そして電子制御装置３０は、ヨーレート偏差Δγの大きさが上記基準値γｏ（正の値）を越えているか否かの判別により車両の旋回挙動が悪化しているか否かを判定し、車両の旋回挙動が悪化しているときには車両の旋回挙動が安定化するよう車両の運動を制御する。尚電子制御装置３０が行う車両の運動制御はスタビリティファクタＫｈの推定値を使用して演算される目標ヨーレートγｔｔに基づいて車両の運動を制御するものである限り、任意の制御であってよい。
更に電子制御装置３０はスタビリティファクタＫｈの推定値の収束度Ｃｋｈを演算を演算する。そして電子制御装置３０は収束度Ｃｋｈに基づき基準値γｏを可変設定することにより、車両の運動制御の不感帯を可変設定する。
次に図２に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンについて説明する。尚図２に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。このことは後述の他の実施形態についても同様である。
まずステップ１０より制御が開始され、ステップ１０に於いては前回の走行時にステップ１９０に於いて更新された最新の値がスタビリティファクタＫｈの初期値Ｋｈ０とされることにより、スタビリティファクタＫｈの初期化が行われる。なおＥＥＰＲＯＭにスタビリティファクタＫｈの記憶値がない場合には、車両の出荷時に予め設定されているデフォルト値がスタビリティファクタＫｈの初期値Ｋｈ０とされる。
ステップ２０に於いては各センサにより検出された操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ３０に於いてはステップ２０に於いて読み込まれた操舵角θ等に対し高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ処理が行われる。この場合のローパスフィルタ処理は例えば３．４Ｈｚをカットオフ周波数とする一次のローパスフィルタ処理であってよい。
ステップ４０に於いては車輪速度Ｖｗｉに基づいて車速Ｖが演算され、操舵角θに基づいて前輪の舵角δが演算されると共に、上記式１１に従って定常規範ヨーレートγｔが演算される。
ステップ５０に於いては操舵応答時定数係数Ｔｐが車両の出荷時に予め設定されているデフォルト値に設定される。尚車両の走行データに基づいて操舵応答時定数係数Ｔｐが推定される場合には、操舵応答時定数係数Ｔｐはその推定された値に設定されてよい。
ステップ６０に於いては上記式１２に従って操舵応答時定数係数Ｔｐによる一次遅れのフィルタ演算が行われることにより、ステップ４０にて演算された規範ヨーレートγｔに基づく過渡ヨーレートγｔｒが演算される。
ステップ７０に於いては車両の横加速度Ｇｙに対し下記の式１９に従って操舵応答時定数係数Ｔｐによる一次遅れのフィルタ演算が行われることにより、一次遅れのフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔが演算される。
2011036820.tif 000011
ステップ８０に於いては過渡ヨーレートγｔｒと実ヨーレートγとの偏差が前輪の舵角の偏差に置き換えられたヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδが下記の式２０に従って演算される。
2011036820.tif 000012
ステップ９０に於いてはステップ７０に於いて演算された一次遅れのフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びステップ８０に於いて演算されたヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδに対しセンサの零点オフセットの影響を除去するためのハイパスフィルタ処理が行われる。この場合のハイパスフィルタ処理は例えば０．２Ｈｚをカットオフ周波数とする一次のハイパスフイルタ処理であってよい。
上述の如くステップ３０に於いてローパスフィルタ処理が行われているので、上記ハイパスフィルタ処理が行われることにより一次遅れのフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδに対しバンドパスフィルタ処理が行われることと同様の結果が得られる。よってステップ９０に於いてハイパスフィルタ処理された車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδをそれぞれバンドパスフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆと表記する。
ステップ１００に於いては車両が旋回走行状態にあるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ２０へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ１１０へ進む。この場合車両が旋回走行状態にあるか否かの判別は、車両が基準値以上の車速にて走行している状況にて、車両の横加速度Ｇｙの絶対値が基準値以上であるか否か、車両の実ヨーレートγの絶対値が基準値以上であるか否か、車両のヨーレートγと車速Ｖとの積の絶対値が基準値以上であるか否かの何れかの判別により行われてよい。
ステップ１１０に於いては前サイクルのステップ１３０に於いて演算された現在のバンドパスフィルタ処理後のヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａを調整する必要があるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ１３０へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ１２０へ進む。
この場合下記の（Ａ１）又は（Ａ２）が成立するときに、積算値Δδａ及びΔＧｙａを調整する必要があると判定されてよい。尚（Ａ２）は操舵応答時定数係数Ｔｐが推定され、ステップ５０に於いて操舵応答時定数係数Ｔｐが推定された値に設定される場合の判定条件である。
（Ａ１）積算値Δδａ及びΔＧｙａが前回調整されたときのスタビリティファクタＫｈと、前サイクルのステップ１５０に於いて推定された現在のスタビリティファクタＫｈとの偏差ΔＫｈの絶対値がスタビリティファクタの偏差についての基準値を越えている。
（Ａ２）積算値Δδａ及びΔＧｙａが前回調整されたときの操舵応答時定数係数Ｔｐと、現サイクルのステップ５０に於いて設定された現在の操舵応答時定数係数Ｔｐとの偏差ΔＴｐの絶対値が操舵応答時定数係数の偏差についての基準値を越えている。
ステップ１２０に於いてはバンドパスフィルタ処理後のヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａの予め設定された下限値をΔδａｍｉｎ（正の定数）とし、バンドパスフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａの予め設定された下限値をΔＧｙａｍｉｎ（正の定数）として、下記の式２１に従って調整ゲインＧａｊが演算される。尚下記の式２１のＭＩＮは括弧内の値の最小値を選択することを意味し、ＭＡＸは括弧内の値の最大値を選択することを意味する。このことは同様の他の式についても同一である。
2011036820.tif 000013
またステップ１２０に於いては下記の式２２及び２３に従って調整後のヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａが演算される。
Δδａ＝現在のΔδａ×Ｇａｊ  ……（２２）
ΔＧｙａ＝現在のΔＧｙａ×Ｇａｊ  ……（２３）
ステップ１３０に於いては車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆが正の値であるときには、ヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａがそれぞれ下記の式２４及び２５に従って演算される。
Δδａ＝現在のΔδａ＋Δδｂｐｆ  ……（２４）
ΔＧｙａ＝現在のΔＧｙａ＋Ｇｙｆｔｂｐｆ  ……（２５）
また車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆが正の値ではないときには、ヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａがそれぞれ下記の式２６及び２７に従って演算される。
Δδａ＝現在のΔδａ−Δδｂｐｆ  ……（２６）
ΔＧｙａ＝現在のΔＧｙａ−Ｇｙｆｔｂｐｆ  ……（２７）
ステップ１４０に於いてはヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａを車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａにて除算することにより、積算値の比Δδａ／ΔＧｙａが演算される。
ステップ１５０に於いては上記式１５に於けるスタビリティファクタの設計値Ｋｈｄｅがスタビリティファクタの初期値Ｋｈ０とされた下記の式２８に従ってスタビリティファクタＫｈの推定値が演算される。
Ｋｈ＝Ｋｈ０＋（Δδａ／ΔＧｙａ）／Ｌ  ……（２８）
ステップ１６０に於いてはＴｃを例えば０．０５Ｈｚをカットオフ周波数として下記の式２９に従ってスタビリティファクタＫｈの推定値に対し一次のローパスフィルタ処理が行われることにより、ローパスフィルタ処理後のスタビリティファクタＫｈの推定値Ｋｈｌｐｆが演算される。
2011036820.tif 000014
またステップ１６０に於いてはスタビリティファクタＫｈの推定値とローパスフィルタ処理後のスタビリティファクタＫｈの推定値Ｋｈｌｐｆとの偏差の絶対値に対し下記の式３０に従って一次のローパスフィルタ処理が行われることにより、ローパスフィルタ処理後のスタビリティファクタＫｈの推定値の偏差ΔＫｈｌｐｆが演算される。そして偏差ΔＫｈｌｐｆの逆数１／ΔＫｈｌｐｆとしてスタビリディファクタＫｈの推定値の収束度Ｃｋｈが演算される。
2011036820.tif 000015
ステップ１７０に於いてはヨーレート検出値γと目標範ヨーレートγｔｔとの偏差Δγに基づく車両の運動制御の基準値γｏが、スタビリティファクタの推定値の収束度Ｃｋｈに基づき図３に基づいて演算され、これにより車両の運動制御の不感帯が可変設定される。
ステップ１８０に於いてはスタビリティファクタの推定値の収束度Ｃｋｈが記憶判定の基準値（正の値）を越えているか否かの判別により、ＥＥＰＲＯＭへのスタビリティファクタＫｈの推定値の記憶が許可される状況であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ２０へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ１９０に於いてスタビリティファクタＫｈの推定値がＥＥＰＲＯＭに記憶され、これによりＥＥＰＲＯＭに記憶されているスタビリティファクタＫｈの推定値が更新される。
上述の如く構成された第一の実施形態の作動に於いては、ステップ４０に於いて定常規範ヨーレートγｔが演算され、ステップ６０に於いて定常規範ヨーレートγｔに基づき過渡ヨーレートγｔｒが演算される。またステップ７０に於いて一次遅れのフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔが演算され、ステップ８０に於いて過渡ヨーレートγｔｒと実ヨーレートγとの偏差が前輪の舵角の偏差に置き換えられたヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδが演算される。
ステップ９０に於いては車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδに対しハイパスフィルタ処理が行われることにより、バンドパスフィルタ処理後の実ヨーレートγｂｐｆと過渡ヨーレートγｔｒｂｐｆとの偏差の大きさが前輪の舵角の偏差の大きさに置き換えられた値としてバンドパスフィルタ処理後のヨーレート偏差指標値の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆが演算される。
そしてステップ１３０に於いてヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａが演算される。またステップ１４０に於いてヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａを車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａにて除算することにより、積算値の比Δδａ／ΔＧｙａが演算される。
更にステップ１５０に於いて定常規範ヨーレートγｔの演算に供されたスタビリティファクタＫｈの初期値Ｋｈ０と、積算値の比Δδａ／ΔＧｙａに基づく修正量との和として、スタビリティファクタＫｈの推定値が演算される。
かくして第一の実施形態によれば、車両の過渡ヨーレートγｔｒが真のヨーレートに近づくよう、車両の定常規範ヨーレートγｔの演算に供されたスタビリティファクタの初期値をヨーレートの偏差と車両の横加速度との関係に基づいて修正した値としてスタビリティファクタＫｈの推定値を演算することができる。よってスタビリティファクタの推定値が真のスタビリティファクタに近づくようスタビリティファクタの推定値を修正し、これにより真のスタビリティファクタに近い値としてスタビリティファクタの推定値を求めることができる。
特に第一の実施形態によれば、ステップ３０にてローパスフィルタ処理された操舵角θ等に基づいて定常規範ヨーレートγｔが演算される。そしてステップ９０に於いて車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδに対しハイパスフィルタ処理が行われることにより、バンドパスフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆが演算される。更にステップ１３０に於いてヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａが演算され、それらの比として積算値の比Δδａ／ΔＧｙａが演算される。
従って検出される操舵角θ等に含まれる高周波ノイズを除去することができるだけでなく、ヨーレートセンサ３６等の零点オフセットの影響を除去することができる。よってセンサの零点オフセットの影響を排除して車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆを演算することができるので、ハイパスフィルタ処理が行われない場合に比してスタビリティファクタＫｈを正確に推定することができる。また定常規範ヨーレートγｔの演算に供される操舵角θ、横加速度Ｇｙ及び実ヨーレートγに対しハイパスフィルタ処理が行われる場合に比して、ハイパスフィルタ処理の回数を低減することができ、これにより電子制御装置３０の演算負荷を低減することができる。
尚、操舵角θ等に対しローパスフィルタ処理されることなく車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδに対しバンドパスフィルタ処理が行われてもよい。その場合には高周波ノイズを効果的に除去しつつ、スタビリティファクタＫｈを正確に推定することができると共に、上述の第一の実施形態の場合に比してフィルタ処理に要する演算の回数を低減することができ、これにより電子制御装置３０の演算負荷を低減することができる。
また第一の実施形態によれば、バンドパスフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａに基づいて、定常規範ヨーレートγｔの演算に供されたスタビリティファクタＫｈの初期値Ｋｈ０に対する修正量を演算するための比Δδａ／ΔＧｙａが演算される。
従ってバンドパスフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆに基づいて修正量を演算するための比Δδｂｐｆ／ΔＧｙｆｔｂｐｆが求められる場合に比して、車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆ若しくはヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの瞬間的な変動に起因してスタビリティファクタＫｈが不正確に推定される虞れを低減することができる。
また第一の実施形態によれば、積算値Δδａは過渡ヨーレートγｔｒと実ヨーレートγとの偏差が前輪の舵角の偏差に置き換えられたヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδの積算値である。従って車速Ｖの影響を受けることなくスタビリティファクタＫｈを推定することができる。よってヨーレート偏差指標値の積算値が例えば過渡ヨーレートγｔｒと実ヨーレートγとの偏差の積算値である場合に比して、スタビリティファクタＫｈを正確に推定することができる。また車速Ｖ毎にスタビリティファクタＫｈを推定したり、目標ヨーレートγｔｔの演算に供されるスタビリティファクタＫｈを車速Ｖによって変更したりする煩雑さを回避し、必要な演算回数や記憶手段の容量を低減することができる。
また第一の実施形態によれば、ステップ１１０に於いてはヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａを調整する必要があるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはステップ１２０に於いて１以下の調整ゲインＧａｊが演算される。そして調整ゲインＧａｊにて調整された後のヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａが演算される。
従って例えば車両の積載状況が大きく変化することにより、前回積算値Δδａ及びΔＧｙａが調整されたときのスタビリティファクタＫｈと、前サイクルのステップ１５０に於いて推定された現在のスタビリティファクタＫｈとの偏差ΔＫｈの大きさが大きくなったような状況に於いて、それ以前のヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａがスタビリティファクタＫｈの推定に悪影響を及ぼすことを確実に防止することができる。
また第一の実施形態によれば、ステップ１２０に於いてヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａに基づいて式２１に従って調整ゲインＧａｊが演算される。従ってヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａの大きさ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａの大きさに応じて調整ゲインＧａｊを可変設定することができる。よって調整ゲインＧａｊが一定である場合に比して、調整ゲインＧａｊが大きすぎることに起因してスタビリティファクタの推定誤差が大きくなる虞れを低減することができると共に、逆に調整ゲインＧａｊが小さすぎることに起因してスタビリティファクタの推定のＳ／Ｎ比が低下する虞れを低減することができる。
また第一の実施形態によれば、ステップ１８０に於いてスタビリティファクタＫｈの推定値の記憶が許可される状況であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにステップ１９０に於いてスタビリティファクタＫｈの推定値がＥＥＰＲＯＭに記憶される。従ってスタビリティファクタＫｈの推定値が実際のスタビリティファクタに実質的に一致した段階でスタビリティファクタＫｈの推定値をＥＥＰＲＯＭに記憶することができる。換言すれば、スタビリティファクタＫｈの推定値が実質的に実際のスタビリティファクタに一致するまで、スタビリティファクタＫｈの推定値をＥＥＰＲＯＭに不必要に記憶することなくスタビリティファクタＫｈの推定を繰り返してスタビリティファクタＫｈの推定値を漸次実際のスタビリティファクタに近づけることができる。
また第一の実施形態によれば、ステップ１００に於いて車両が旋回走行状態にあるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにステップ１１０以降が実行される。従って車両が旋回走行状態にはなく、スタビリティファクタＫｈの正確な推定ができない状況に於いてステップ１１０以降が不必要に実行されること及びスタビリティファクタＫｈが不正確に推定されることを防止することができる。
また第一の実施形態によれば、ステップ１６０に於いてローパスフィルタ処理後のスタビリティファクタＫｈの推定値の偏差ΔＫｈｌｐｆが演算され、偏差ΔＫｈｌｐｆの逆数１／ΔＫｈｌｐｆとしてスタビリティファクタＫｈの推定値の収束度Ｃｋｈが演算される。そしてステップ１７０に於いて収束度Ｃｋｈが高いほどヨーレート偏差Δγに基づく車両の運動制御の基準値γｏが小さくなるよう、基準値γｏが収束度Ｃｋｈに基づいて演算され、これにより車両の運動制御の不感帯が可変設定される。
従って収束度Ｃｋｈが低くスタビリティファクタＫｈの推定精度が低いときには、基準値γｏを大きくして車両の運動制御の不感帯を大きくし、正確ではないスタビリティファクタＫｈの推定値に基づく制御量にて不正確な車両の運動制御が行われることを防止することができる。逆に収束度Ｃｋｈが高くスタビリティファクタＫｈの推定精度が高いときには、基準値γｏを小さくして車両の運動制御の不感帯を小さくし、正確なスタビリティファクタＫｈの推定値に基づく制御量にて必要な車両の運動制御を行うことができる。
第二の実施形態
図４は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第二の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。尚図４に於いて、図２に示されたステップに対応するステップには図２に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されており、このことは後述の他の実施形態のフローチャートについても同様である。
この第二の実施形態に於いては、ステップ８０が完了すると、ステップ８２に於いて単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が操舵周波数ｆｓとして演算される。また操舵周波数ｆｓが低いほどステップ９０に於けるハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆｈｃが小さくなるよう、操舵周波数ｆｓに基づき図５に示されたグラフに対応するマップよりカットオフ周波数ｆｈｃが演算される。
そしてステップ９０に於ける車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδのハイパスフィルタ処理に於いては、カットオフ周波数がステップ８２に於いて演算されたカットオフ周波数ｆｈｃに設定される。
上述の第一の実施形態に於いては、ステップ９０に於けるハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆｈｃは一定である。従ってセンサの零点オフセットの影響が確実に除去されるようカットオフ周波数ｆｈｃが高い値に設定されると、単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が少ない状況に於いてスタビリティファクタＫｈを推定することができなくなる虞れがある。逆にカットオフ周波数ｆｈｃが低い値に設定されると、単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が多い状況に於いてセンサの零点オフセットの影響を効果的に除去することができなくなる虞れがある。
これに対し第二の実施形態によれば、操舵周波数ｆｓが低いほどカットオフ周波数ｆｈｃが小さくなるよう、操舵周波数ｆｓに応じてカットオフ周波数ｆｈｃが可変設定される。従って単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が多い状況に於いてセンサの零点オフセットの影響を効果的に除去しつつ、単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が少ない状況に於いてスタビリティファクタＫｈを推定することができなくなることを防止することができる。
尚カットオフ周波数ｆｈｃは操舵周波数ｆｓに基づきマップより演算されるようになっているが、操舵周波数ｆｓの関数として演算されてもよい。
第三の実施形態
図６は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第三の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
この第三の実施形態に於いては、ステップ８０が完了すると、ステップ８４に於いて単位時間当たりの運転者による往復操舵の回数が操舵周波数ｆｓとして演算される。また操舵周波数ｆｓが低いほどハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆｈｃが小さくなると共に、車両の前後加速度Ｇｘの絶対値が大きいほどハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆｈｃが大きくなるよう、操舵周波数ｆｓ及び車両の前後加速度Ｇｘの絶対値に基づき図７に示されたグラフに対応するマップよりカットオフ周波数ｆｈｃが演算される。
そしてステップ９０に於ける実ヨーレートγ及び過渡ヨーレートγｔｒｎのハイパスフィルタ処理に於いては、カットオフ周波数がステップ８４に於いて演算されたカットオフ周波数ｆｈｃに設定される。
操舵角センサ３４の零点オフセットに起因する前輪の舵角δの誤差をδ０とし、横加速度センサ４０の零点オフセットに起因する車両の横加速度Ｇｙの誤差をＧｙ０とする。またヨーレートセンサ３６の零点オフセットに起因する車両のヨーレートγの誤差をγ０とする。これらの誤差を考慮すると、前輪の舵角の偏差Δδｔは上記式１７にて表される。
よってセンサの零点オフセットの影響は上記式１７の第２項乃至第４項、即ちδ０−ＫｈｄｅＧｙ０Ｌ−γ０Ｌ／Ｖである。従って車速Ｖの変化、即ち車両の前後加速度Ｇｘの大きさが大きいほど、定常規範ヨーレートγｔの変化に与えるセンサの零点オフセットの影響が大きくなり、逆に車両の前後加速度Ｇｘの大きさが小さいほど、定常規範ヨーレートγｔの変化に与えるセンサの零点オフセットの影響が小さくなる。
第三の実施形態によれば、車両の前後加速度Ｇｘの絶対値が大きいほどハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆｈｃが大きくなるよう、車両の前後加速度Ｇｘの絶対値にも基づいてカットオフ周波数ｆｈｃが可変設定される。従って上述の第二の実施形態と同様の作用効果が得られると共に、車速Ｖの変化に拘らずセンサの零点オフセットの影響を効果的に除去することができる。
尚カットオフ周波数ｆｈｃは操舵周波数ｆｓ及び車両の前後加速度Ｇｘの絶対値に基づきマップより演算されるようになっているが、操舵周波数ｆｓ及び車両の前後加速度Ｇｘの絶対値の関数として演算されてもよい。
第四の実施形態
図８は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第四の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
この第四の実施形態に於いては、ステップ１００に於いて車両が旋回走行状態にあると判定されると、ステップ１１０に先立ってステップ１０５が実行される。ステップ１０５に於いては車両が高い信頼性にてスタビリティファクタＫｈを推定し得る状況にあるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときには制御はステップ２０へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ１１０へ進む。
この場合下記の（Ｂ１）及び（Ｂ２）が成立するときに、車両が高い信頼性にてスタビリティファクタＫｈを推定し得る状況にあると判定されてよい。
（Ｂ１）走行路が悪路ではない。
（Ｂ２）制動中ではない。
尚Ｂ１の条件は、悪路に於いては実ヨーレートγにノイズが畳重すること、路面に対するタイヤのグリップ状態が変動し易いことを考慮したものである。またＢ２の条件は、上記式１１による定常規範ヨーレートγｔの演算に於いては制動力の影響がないことが前提となっていることを考慮したものである。
従って第四の実施形態によれば、車両が高い信頼性にてスタビリティファクタＫｈを推定し得る状況にあるか否かの判別が行われない第一乃至第三の実施形態の場合に比して、スタビリティファクタＫｈを精度よく推定することができる。
第五の実施形態
図９及び図１０はそれぞれ第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第五の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの前半部の要部及び後半部を示すフローチャートである。
この第五の実施形態に於いては、ステップ７０が完了すると、ステップ７２に於いて車両が右旋回しているか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはステップ８０乃至１９０に於いて車両の右旋回について第一の実施形態のステップ８０乃至１９０と同様の制御が行われる。これに対し否定判別が行われたときにはステップ８５乃至１９５に於いて車両の左旋回について第一の実施形態のステップ８０乃至１９０と同様の制御が行われる。
即ちステップ８０に於いてはバンドパスフィルタ処理後の右旋回時の実ヨーレートγｒｂｐｆと過渡ヨーレートγｔｒｒｂｐｆとの偏差が前輪の舵角の偏差に置き換えられたヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｒが上記式２０に対応する下記の式３１に従って演算される。
2011036820.tif 000016
ステップ９０に於いてはステップ７０に於いて演算された一次遅れのフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びステップ８０に於いて演算されたヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｒに対しセンサの零点オフセットの影響を除去するためのハイパスフィルタ処理が行われる。この場合のハイパスフィルタ処理はも例えば０．２Ｈｚをカットオフ周波数とする一次のハイパスフィルタ処理であってよい。
上述の第一の実施形態の場合と同様、ステップ９０に於いてハイパスフィルタ処理された車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｒをそれぞれバンドパスフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｒｂｐｆと表記する。
またステップ１１０に於いては前サイクルのステップ１３０に於いて演算された現在のバンドパスフィルタ処理後のヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｒｂｐｆの積算値Δδｒａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａを調整する必要があるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ１３０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１２０へ進む。
この場合下記の（Ａ１ｒ）又は（Ａ２ｒ）が成立するときに、積算値Δδｒａ及びΔＧｙａを調整する必要があると判定されてよい。尚（Ａ２ｒ）は操舵応答時定数係数が推定され、ステップ５０に於いて操舵応答時定数係数Ｔｐｒが推定された値に設定される場合の判定条件である。
（Ａ１ｒ）積算値Δδｒａ及びΔＧｙａが前回調整されたときのスタビリティファクタＫｈｒと、前サイクルのステップ１５０に於いて推定された現在のスタビリティファクタＫｈｒとの偏差ΔＫｈｒの絶対値がスタビリティファクタの偏差についての基準値以上である。
（Ａ２ｒ）積算値Δδｒａ及びΔＧｙａが前回調整されたときの操舵応答時定数係数Ｔｐｒと、現サイクルのステップ５０に於いて設定された現在の操舵応答時定数係数Ｔｐｒとの偏差ΔＴｐｒの絶対値が操舵応答時定数係数の偏差についての基準値を越えている。
ステップ１２０に於いては上記式２１に対応する下記の式３２に従って右旋回時の調整ゲインＧａｊｒが演算される。
2011036820.tif 000017
またステップ１２０に於いては下記の式３３及び３４に従って調整後のヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｒｂｐｆの積算値Δδｒａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａが演算される。
Δδｒａ＝現在のΔδｒａ×Ｇａｊｒ  ……（３３）
ΔＧｙａ＝現在のΔＧｙａ×Ｇａｊｒ  ……（３４）
ステップ１３０に於いては車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆが正の値であるときには、ヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｒｂｐｆの積算値Δδｒａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａがそれぞれ下記の式３５及び３６に従って演算される。
Δδｒａ＝現在のΔδｒａ＋Δδｒｂｐｆ  ……（３５）
ΔＧｙａ＝現在のΔＧｙａ＋Ｇｙｆｔｂｐｆ  ……（３６）
また車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆが正の値ではないときには、ヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｒｂｐｆの積算値Δδｒａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａがそれぞれ下記の式３７及び３８に従って演算される。
Δδｒａ＝現在のΔδｒａ−Δδｒｂｐｆ  ……（３７）
ΔＧｙａ＝現在のΔＧｙａ−Ｇｙｆｔｂｐｆ  ……（３８）
ステップ１４０に於いてはヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｒｂｐｆの積算値Δδｒａを車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａにて除算することにより、積算値の比Δδｒａ／ΔＧｙａが演算される。
ステップ１５０に於いては上記式２８に対応する下記の式３９に従って右旋回時のスタビリティファクタＫｈｒの推定値が演算される。
Ｋｈｒ＝Ｋｈ０＋（Δδｒａ／ΔＧｙａ）／Ｌ  ……（３９）
ステップ１６０に於いては上記式２９に対応する下記の式４０に従ってスタビリティファクタＫｈｒの推定値に対し一次のローパスフィルタ処理が行われることにより、ローパスフィルタ処理後のスタビリティファクタＫｈｒの推定値Ｋｈｒｌｐｆが演算される。
2011036820.tif 000018
またステップ１６０に於いてはスタビリティファクタＫｈｒの推定値とローパスフィルタ処理後のスタビリティファクタＫｈｒの推定値Ｋｈｒｌｐｆとの偏差の絶対値に対し下記の式４１に従って一次のローパスフィルタ処理が行われることにより、ローパスフィルタ処理後のスタビリティファクタＫｈｒの推定値の偏差ΔＫｈｒｌｐｆが演算される。そして偏差ΔＫｈｒｌｐｆの逆数１／ΔＫｈｒｌｐｆとして右旋回時のスタビリティファクタＫｈｒの推定値の収束度Ｃｋｈｒが演算される。即ち下記の式４２に従って右旋回時のスタビリティファクタＫｈｒの推定値の収束度Ｃｋｈｒが演算される。
2011036820.tif 000019
Ｃｋｈｒ＝（１＋ｓＴｃ）／（Ｋｈｒ−Ｋｈｒｌｐｆ）    ……（４２）
ステップ１７０に於いては過渡ヨーレートγｔｒに対応する右旋回時の目標ヨーレートγｔｔｒが演算され、ヨーレート検出値γと目標ヨーレートγｔｔｒとの偏差としてヨーレート偏差Δγｒが演算される。そしてヨーレート偏差Δγｒに基づく右旋回時の車両の運動制御の基準値γｒｏが、スタビリティファクタの収束度Ｃｋｈｒに基づき図３のマップと同様のマップに基づいて演算され、これにより右旋回時の車両の運動制御の不感帯が可変設定される。
ステップ１８０に於いてはスタビリティファクタの収束度Ｃｋｈｒが記憶判定の基準値（正の値）未満であるか否かの判別により、ＥＥＰＲＯＭへのスタビリティファクタＫｈｒの推定値の記憶が許可される状況であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ２０へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ１９０に於いてスタビリティファクタＫｈｒの推定値がＥＥＰＲＯＭに記憶され、これによりＥＥＰＲＯＭに記憶されているスタビリティファクタＫｈｒの推定値が更新される。
またステップ８５乃至１９５に於いては、右旋回を示す「ｒ」が左旋回を示す「ｌ」に置き換えられることにより、左旋回について上記ステップ８０乃至１９０と同様の制御が行われる。
右旋回時の旋回特性及び左旋回時の旋回特性が互いに異なる場合がある。例えば乗車状況若しくは荷物の積載状況に起因して重心が車両の横方向の中心にない場合や、人の昇降若しくは積載荷物の積み下ろしにより重心位置が横方向に大きく変動する場合には、車両の旋回方向によって車両の旋回特性が異なる。そのためスタビリティファクタも車両の旋回方向によって異なる。
第五の実施形態によれば、上述の第一の実施形態と同様の作用効果が得られると共に、車両の旋回方向毎にスタビリティファクタが推定されるので、車両の旋回方向によって車両の旋回特性が異なる場合にも、車両の右旋回及び左旋回の各々についてスタビリティファクタＫｈｒ及びＫｈｌを精度よく推定することができる。
第六の実施形態
図１１及び図１２はそれぞれ第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第六の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの前半部の要部及び後半部を示すフローチャートである。
この第六の実施形態に於いては、ステップ７０が完了すると、ステップ７４に於いて車両の横加速度Ｇｙの絶対値が第一の基準値Ｇｙ１（正の定数）よりも大きいか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ２０へ戻り、肯定判別が行われたときには制御はステップ７６へ進む。
ステップ７６に於いては車両の横加速度Ｇｙの絶対値が第二の基準値Ｇｙ２（Ｇｙ１よりも大きい正の定数）よりも大きいか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはステップ８０乃至１９０に於いて車両の横加速度Ｇｙの絶対値が第一の基準値Ｇｙ１よりも大きく第二の基準値Ｇｙ２以下である場合（横加速度Ｇｙの第一の領域）について第一の実施形態のステップ８０乃至１９０と同様の制御が行われる。これに対し肯定判別が行われたときにはステップ８５乃至１９５に於いて車両の横加速度Ｇｙの絶対値が第二の基準値Ｇｙ２よりも大きい場合（横加速度Ｇｙの第二の領域）について第一の実施形態のステップ８０乃至１９０と同様の制御が行われる。
即ちステップ８０に於いてはバンドパスフィルタ処理後の横加速度Ｇｙの第一の領域についての実ヨーレートγ１ｂｐｆと過渡ヨーレートγｔｒ１ｂｐｆとの偏差が前輪の舵角の偏差に置き換えられたヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδ１が上記式２０に対応する下記の式４３に従って演算される。
2011036820.tif 000020
ステップ９０に於いてはステップ７０に於いて演算された一次遅れのフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びステップ８０に於いて演算されたヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδ１に対しセンサの零点オフセットの影響を除去するためのハイパスフィルタ処理が行われる。この場合のハイパスフィルタ処理も例えば０．２Ｈｚをカットオフ周波数とする一次のハイパスフィルタ処理であってよい。
上述の第一の実施形態の場合と同様、ステップ９０に於いてハイパスフィルタ処理された車両の横加速度Ｇｙｆｔ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδ１をそれぞれバンドパスフィルタ処理後の車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆ及びヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδ１ｂｐｆと表記する。
またステップ１１０に於いては前サイクルのステップ１３０に於いて演算された現在のバンドパスフィルタ処理後のヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδ１ｂｐｆの積算値Δδ１ａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａを調整する必要があるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ１３０へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ１２０へ進む。
この場合下記の（Ａ１１）又は（Ａ２１）が成立するときに、積算値Δδ１ａ及びΔＧｙａを調整する必要があると判定されてよい。尚（Ａ２ｂ）は操舵応答時定数係数が推定され、ステップ５０に於いて操舵応答時定数係数Ｔｐ１が推定された値に設定される場合の判定条件である。
（Ａ１１）積算値Δδ１ａ及びΔＧｙａが前回調整されたときのスタビリティファクタＫｈ１と、前サイクルのステップ１５０に於いて推定された現在のスタビリティファクタＫｈ１との偏差ΔＫｈ１の絶対値がスタビリティファクタの偏差についての基準値を越えている。
（Ａ２１）積算値Δδ１ａ及びΔＧｙａが前回調整されたときの操舵応答時定数係数Ｔｐ１と、現サイクルのステップ５０に於いて設定された現在の操舵応答時定数係数Ｔｐ１との偏差ΔＴｐ１の絶対値が操舵応答時定数係数の偏差についての基準値を越えている。
ステップ１２０に於いては上記式２１に対応する下記の式４４に従って横加速度Ｇｙの第一の領域についての調整ゲインＧａｊ１が演算される。
2011036820.tif 000021
またステップ１２０に於いては下記の式４５及び４６に従って調整後のヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδ１ｂｐｆの積算値Δδ１ａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａが演算される。
Δδ１ａ＝現在のΔδ１ａ×Ｇａｊ１  ……（４５）
ΔＧｙａ＝現在のΔＧｙａ×Ｇａｊ１  ……（４６）
ステップ１３０に於いては車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆが正の値であるときには、ヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδ１ｂｐｆの積算値Δδ１ａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａがそれぞれ下記の式４７及び４８に従って演算される。
Δδ１ａ＝現在のΔδ１ａ＋Δδ１ｂｐｆ  ……（４７）
ΔＧｙａ＝現在のΔＧｙａ＋Ｇｙｆｔｂｐｆ  ……（４８）
また車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆが正の値ではないときには、ヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδ１ｂｐｆの積算値Δδ１ａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａがそれぞれ下記の式４９及び５０に従って演算される。
Δδ１ａ＝現在のΔδ１ａ−Δδ１ｂｐｆ  ……（４９）
ΔＧｙａ＝現在のΔＧｙａ−Ｇｙｆｔｂｐｆ  ……（５０）
ステップ１４０に於いてはヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδ１ｂｐｆの積算値Δδ１ａを車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａにて除算することにより、積算値の比Δδ１ａ／ΔＧｙａが演算される。
ステップ１５０に於いては上記式２８に対応する下記の式５１に従って横加速度Ｇｙの第一の領域についてのスタビリティファクタＫｈ１の推定値が演算される。
Ｋｈ１＝Ｋｈ０＋（Δδ１ａ／ΔＧｙａ）／Ｌ  ……（５１）
ステップ１６０に於いては上記式２９に対応する下記の式５２に従ってスタビリティファクタＫｈ１の推定値に対し一次のローパスフィルタ処理が行われることにより、ローパスフィルタ処理後のスタビリティファクタＫｈ１の推定値Ｋｈ１ｌｐｆが演算される。
2011036820.tif 000022
またステップ１６０に於いては上記式４２に対応する下記の式５３に従って横加速度Ｇｙの第一の領域についてのスタビリティファクタＫｈ１の収束度Ｃｋｈ１が演算される。
Ｃｋｈｒ１＝（１＋ｓＴｃ）／（Ｋｈ１−Ｋｈ１ｌｐｆ）    ……（５３）
ステップ１７０に於いては横加速度Ｇｙの第一の領域について過渡ヨーレートγｔｒに対応する目標ヨーレートγｔｔ１が演算され、ヨーレート検出値γと目標ヨーレートγｔｔ１との偏差としてヨーレート偏差Δγ１が演算される。そしてヨーレート偏差Δγ１に基づく車両の運動制御の基準値γ１ｏが、スタビリティファクタの収束度Ｃｋｈ１に基づき図３のマップと同様のマップに基づいて演算され、これにより横加速度Ｇｙの第一の領域について車両の運動制御の不感帯が可変設定される。
ステップ１８０に於いてはスタビリティファクタの収束度Ｃｋｈ１が記憶判定の基準値（正の値）未満であるか否かの判別により、ＥＥＰＲＯＭへのスタビリティファクタＫｈ１の推定値の記憶が許可される状況であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ２０へ戻り、肯定判別が行われたときにはステップ１９０に於いてスタビリティファクタＫｈ１の推定値がＥＥＰＲＯＭに記憶され、これによりＥＥＰＲＯＭに記憶されているスタビリティファクタＫｈ１の推定値が更新される。
またステップ８５乃至１９５に於いては、横加速度Ｇｙの第一の領域を示す「１」が横加速度Ｇｙの第二の領域を示す「２」に置き換えられることにより、横加速度Ｇｙの第二の領域について上記ステップ８０乃至１９０と同様の制御が行われる。
一般に車両の旋回特性は車両の横加速度Ｇｙの大きさによって異なる。第六の実施形態によれば、車両の横加速度Ｇｙの大きさの領域毎にスタビリティファクタＫｈが推定されるので、上述の第一の実施形態と同様の作用効果が得られると共に、車両の横加速度Ｇｙの大きさが大きく変動する場合にも、横加速度Ｇｙの大きさの各領域についてスタビリティファクタＫｈを精度よく推定することができる。
第七の実施形態
図１３は第一の実施形態の修正例として構成された本発明による旋回特性推定装置の第七の実施形態に於けるスタビリティファクタＫｈの推定演算ルーチンの要部を示すフローチャートである。
この第七の実施形態に於いては、ステップ１１０に於いて肯定判別が行われると、第一の実施形態のステップ１２０に代えて図１３に示されたステップ１２１乃至１２６が実行される。
ステップ１２１に於いてはスタビリティファクタの偏差ΔＫｈの絶対値に基づき、それぞれ図１４及び図１５に示されたグラフに対応するマップより積算値の下限値Δδａｍｉｎｋ及びΔＧｙａｍｉｎｋが演算される。
ステップ１２２に於いては操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの絶対値に基づき、それぞれ図１６及び図１７に示されたグラフに対応するマップより積算値の下限値Δδａｍｉｎｔ及びΔＧｙａｍｉｎｔが演算される。
ステップ１２３に於いてはスタビリティファクタの偏差ΔＫｈの絶対値に基づく積算値の下限値Δδａｍｉｎｋ及び操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの絶対値に基づく積算値の下限値Δδａｍｉｎｔの大きい方が積算値の下限値Δδａｍｉｎに設定される。
ステップ１２４に於いてはスタビリティファクタの偏差ΔＫｈの絶対値に基づく積算値の下限値ΔＧｙａｍｉｎｋ及び操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの絶対値に基づく積算値の下限値ΔＧｙａｍｉｎｔの大きい方が積算値の下限値ΔＧｙａｍｉｎに設定される。
ステップ１２５に於いては積算値の下限値Δδａｍｉｎ及びΔＧｙａｍｉｎに基づき上記式２１に従って調整ゲインＧａｊが演算される。
ステップ１２６に於いては上記式２２及び２３に従って調整後のヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値Δδｂｐｆの積算値Δδａ及び車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａが演算される。
上述の第一の実施形態に於いては、ステップ１２０に於ける積算値Δδａ及びΔＧｙａを調整するための調整ゲインＧａｊは、下限値Δδａｍｉｎ及びΔＧｙａｍｉｎを定数として式２１に従って演算される。従って積算値Δδａ及びΔＧｙａが確実に低減されるよう下限値Δδａｍｉｎ及びΔＧｙａｍｉｎが小さい値に設定されると、スタビリティファクタの偏差ΔＫｈや操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの大きさが小さい状況に於いて、積算値Δδａ及びΔＧｙａが過剰に低減される虞れがある。逆に下限値Δδａｍｉｎ及びΔＧｙａｍｉｎが大きい値に設定されると、スタビリティファクタの偏差ΔＫｈや操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの大きさが大きい状況に於いて、積算値Δδａ及びΔＧｙａの低減が不十分になり、それまでの積算値Δδａ、ΔＧｙａの影響を効果的に低減することができなくなる虞れがある。
これに対し第七の実施形態によれば、スタビリティファクタの偏差ΔＫｈや操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの大きさが大きいときにはそれらが小さいときに比して積算値の下限値Δδａｍｉｎ及びΔＧｙａｍｉｎが小さくなるよう、スタビリティファクタの偏差ΔＫｈや操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの大きさに応じて積算値の下限値Δδａｍｉｎ及びΔＧｙａｍｉｎが可変設定される。
従ってスタビリティファクタの偏差ΔＫｈや操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの大きさが小さい状況に於いて、積算値Δδａ及びΔＧｙａが過剰に低減される虞れを低減することができる。逆にスタビリティファクタの偏差ΔＫｈや操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの大きさが大きい状況に於いて、積算値Δδａ及びΔＧｙａを確実に低減し、これによりそれまでの積算値Δδａ、ΔＧｙａの影響を効果的に低減することができる。
また一般に調整ゲインＧａｊが小さすぎると、スタビリティファクタの推定のＳ／Ｎ比が低下し易い。第七の実施形態によれば、積算値の下限値Δδａｍｉｎは積算値の下限値Δδａｍｉｎｋ及びΔδａｍｉｎｔの大きい方に設定され、積算値の下限値ΔＧｙａｍｉｎは積算値の下限値ΔＧｙａｍｉｎｋ及びΔＧｙａｍｉｎｔの大きい方に設定される。従って積算値の下限値Δδａｍｉｎが積算値の下限値Δδａｍｉｎｋ及びΔδａｍｉｎｔの小さい方に設定され、積算値の下限値ΔＧｙａｍｉｎが積算値の下限値ΔＧｙａｍｉｎｋ及びΔＧｙａｍｉｎｔの小さい方に設定される場合に比して、スタビリティファクタの推定のＳ／Ｎ比を高くすることができる。
また逆に調整ゲインＧａｊが大きすぎると、スタビリティファクタの推定誤差が大きくなり易い。従って積算値の下限値Δδａｍｉｎが積算値の下限値Δδａｍｉｎｋ及びΔδａｍｉｎｔに基づいて設定され、積算値の下限値ΔＧｙａｍｉｎが積算値の下限値ΔＧｙａｍｉｎｋ及びΔＧｙａｍｉｎｔｔに基づいて設定される限り、それぞれ対応する二つの積算値の下限値の小さい方の値や平均値に設定されてもよい。
尚積算値の下限値Δδａｍｉｎｋ及びΔＧｙａｍｉｎｋはスタビリティファクタの偏差ΔＫｈの絶対値に基づきマップより演算され、積算値の下限値Δδａｍｉｎｔ及びΔＧｙａｍｉｎｔは操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの絶対値に基づきマップより演算されるようになっているが、それぞれスタビリティファクタの偏差ΔＫｈの絶対値及び操舵応答時定数係数の偏差ΔＴｐの絶対値の関数として演算されてもよい。
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
例えば上述の第一乃至第七の実施形態に於いては、ステップ１６０に於いてスタビリティファクタの推定値の収束度が演算され、ステップ１７０に於いて収束度に基づき車両の運動制御の不感帯が可変設定されるようになっている。しかし収束度に基づく運動制御の不感帯の可変設定が省略されてもよい。
また上述の第一乃至第七の実施形態に於いては、ステップ８０に於いて過渡ヨーレートγｔｒと実ヨーレートγとの偏差が前輪の舵角の偏差に置き換えられたヨーレート偏差の前輪舵角偏差換算値が演算されるようになっている。しかし過渡ヨーレートγｔｒと実ヨーレートγとの偏差がハイパスフィルタ処理されることによりバンドパスフィルタ処理後のヨーレート偏差Δγｂｐｆが演算され、積算値の比Δδａ／ΔＧｙａに代えて車両の横加速度Ｇｙｆｔｂｐｆの積算値ΔＧｙａに対するヨーレート偏差Δγｂｐｆの積算値Δγａの比が演算され、積算値の比Δγｂｐｆ／ΔＧｙａに基づいて下記の式５４に従ってスタビリティファクタＫｈの推定値が演算されてもよい。
Ｋｈ＝Ｋｈ０＋（Δγｂｐｆ／ΔＧｙａ）／Ｖ  ……（５４）
また式５４に従ってスタビリティファクタＫｈの推定値が演算される場合には、複数の車速域が設定され、各車速域毎にスタビリティファクタＫｈの推定値が演算されることが好ましい。またスタビリティファクタＫｈの推定値の収束度も各車速域毎に演算され、これにより各車速域毎に車両の運動制御の不感帯が可変設定されることが好ましい。更に車両の運動制御に於ける目標ヨーレートの演算に供されるスタビリティファクタＫｈも各車速域毎に推定された値に設定されることが好ましい。
また上述の第一乃至第七の実施形態に於いては、調整ゲインＧａｊは１以下の範囲内にて第一の調整ゲイン（Δδａｍｉｎ／｜現在のΔδａ｜）及び第二の調整ゲイン（ΔＧｙａｍｉｎ／｜現在のΔＧｙａ｜）のうちの大きい方に設定されるようになっている。しかし第一及び第二の調整ゲインの一方が省略され、第一及び第二の調整ゲインの他方が調整ゲインＧａｊとされるよう修正されてもよい。
また上述の第六の実施形態に於いては、車両の横加速度Ｇｙの大きさが異なる第一及び第二の領域についてスタビリティファクタＫｈが推定されるようになっているが、車両の横加速度Ｇｙの大きさが異なる三つ以上の領域についてスタビリティファクタＫｈが推定されるよう修正されてもよい。
また上述の第五及び第六の実施形態は上述の第一の実施形態の修正例として構成されているが、第五又は第六の実施形態の構成が第二乃至第四の実施形態の何れかに適用されてもよい。同様に上述の第七の実施形態は上述の第一の実施形態の修正例として構成されているが、第七の実施形態の構成が第二乃至第六の実施形態の何れかに適用されてもよい。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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