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【発明の名称】 自動車の姿勢制御装置と無段変速機の総合制御装置
【発明者】 【氏名】津山 俊明

【氏名】岡崎 晴樹

【氏名】佐々木 寛

【要約】 【課題】エンジン出力制御とブレーキ力制御とで車両の旋回時のヨーイング方向の姿勢を制御するシステムにおいて、無段変速機の変速比制御によってブレーキ制御の介入を極力抑制することにより、姿勢制御中の車両挙動の不安定化を防止することを課題とする。

【解決手段】旋回中にアンダーステア状態が検出された場合において、スロットル開度が全閉であるなどエンジン出力が小さいため、その低減制御によってはアンダーステア状態を解消することができないときに、無段変速機の変速比を予め設定された変速特性上の変速比よりシフトダウン側へ変更することによりエンジンブレーキ力を生成する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 エンジンの出力と左右の車輪のブレーキ力とを個々に制御することによって車両の旋回時のヨーイング方向の姿勢を制御する姿勢制御装置と、予め設定された変速特性に基づいて変速比を無段階に変更可能な無段変速機とを備えた自動車の総合制御装置であって、旋回時に車両のアンダーステア状態を検出するアンダーステア検出手段と、無段変速機の変速比を上記変速特性上の変速比から変化させる変速比変更手段と、上記アンダーステア検出手段によりアンダーステア状態が検出された場合において、所定の運転状態にあるときに、上記変速比変更手段による変速比のシフトダウン側への変更によりエンジンブレーキを生成させる制御手段とが備えられていることを特徴とする自動車の姿勢制御装置と無段変速機の総合制御装置。
【請求項2】 所定の運転状態は、エンジンのスロットル開度が全閉であることを特徴とする請求項1に記載の自動車の姿勢制御装置と無段変速機の総合制御装置。
【請求項3】 制御手段は、車速及びハンドル舵角の少なくとも一方に応じて予め設定された値を限界として変速比のシフトダウン量を制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の自動車の姿勢制御装置と無段変速機の総合制御装置。
【請求項4】 制御手段は、エンジンブレーキに起因する駆動輪のスキッド量に応じて変速比のシフトダウン量を制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の自動車の姿勢制御装置と無段変速機の総合制御装置。
【請求項5】 制御手段は、車両に生じているヨーレートの目標値に対する偏差に応じてシフトダウン量を制御することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の自動車の姿勢制御装置と無段変速機の総合制御装置。
【請求項6】 エンジンの出力と左右の車輪のブレーキ力とを個々に制御することによって車両の旋回時のヨーイング方向の姿勢を制御する姿勢制御装置と、予め設定された変速特性に基づいて変速比を無段階に変更可能な無段変速機とを備えた自動車の総合制御装置であって、旋回時に車両のアンダーステア状態を検出するアンダーステア検出手段と、無段変速機の変速比を上記変速特性上の変速比から変化させる変速比変更手段と、上記アンダーステア検出手段によりアンダーステア状態が検出された場合において、上記姿勢制御装置によるブレーキ制御が行われるときに、変速比変更手段による変速比のシフトダウン側への変更によりエンジンブレーキを生成させる制御手段とが備えられていることを特徴とする自動車の姿勢制御装置と無段変速機の総合制御装置。
【請求項7】 制御手段は、エンジンブレーキ力がほぼ一定となるように、車速に応じて変速比のシフトダウン量を制御することを特徴とする請求項6に記載の自動車の姿勢制御装置と無段変速機の総合制御装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の旋回時の姿勢、特にアンダーステア状態の解消を目的とした車両の総合制御装置に関し、車両の走行制御技術の分野に属する。
【0002】
【従来の技術】近年、車両には、制動時に各車輪ごとのブレーキ力を個々に制御して良好な制動性能を実現するアンチスキッドブレーキシステムや、駆動輪に伝達されるトルクが過大であることによる車輪のスリップをエンジン出力やブレーキ力の制御によって解消して、良好な発進性能や加速性能を実現するトラクションコントロールシステム等が搭載されるようになっているが、さらに、これらのシステムとは別に或いはこれらのシステムの機能を利用して、旋回時における車両の挙動を安定化させる姿勢制御システムが実用化されつつある。
【0003】このシステムは、旋回時にアンダーステア状態やオーバーステア状態を検出したときに、エンジン出力の低減制御や各車輪ごとのブレーキ力制御等により車両のヨーイング方向の姿勢を制御して、安定した旋回走行を実現することを目指すものであるが、このシステムを実用化する場合、このシステムによる制御と当該車両の変速制御とをどのように両立させるかという課題があり、この課題を解決するものとして、例えば特開平10−236186号公報には、旋回時の姿勢制御中は自動変速機の変速動作を禁止し、変速段を固定するようにした発明が提案されている。
【0004】また、これに関連するものとして、特開平11−44359号公報には、上記のアンチスキッドブレーキシステムとベルト式の無段変速機とが備えられた車両において、アンチスキッドブレーキシステムの作動中、無段変速機のベルトのスリップを防止するためにライン圧を増圧補正するようにした発明が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の姿勢制御システムによって旋回時のアンダーステア状態を解消する場合は、例えばエンジンの燃焼気筒数の削減制御や点火時期のリタード制御或いはスロットル開度の低減制御等により、エンジン出力ないし車両駆動トルクを抑制して車速を低下させ、また、内輪側の車輪にブレーキ力を付与することによって車両駆動トルクを低減させながら車両に旋回方向のモーメントを作用させ、これにより回頭性を高めるのであるが、この場合、次のような不具合の発生が考えられる。
【0006】即ち、例えば雪道等の低μ路においてスロットル開度が全閉もしくはこれに近いエンジンの低出力状態でアンダーステア状態が発生した場合、エンジン出力の低減によっては車両駆動トルクを効果的に低減させることができないから、比較的弱いアンダーステア状態の場合にも、制御開始初期からブレーキ制御を介入させなければならないことになるが、このようなブレーキ制御の早期介入は車両の挙動を徒に不安定化させる要因となるのである。
【0007】また、ブレーキ制御の介入が必要な比較的アンダーステア状態が強い場合にも、その介入量は少ないことが望ましく、そのためエンジン出力低減制御を併用することになるが、エンジン出力の制御は応答性が悪いため、アンダーステア状態が効果的に解消されないという問題がある。
【0008】そこで、本発明は、無段変速機が搭載されている車両の場合に、上記のような旋回時のアンダーステア状態解消のための姿勢制御に無段変速機の変速比制御を併用し、これにより、良好な応答性を確保しながらブレーキ制御の介入を極力抑制して、当該制御中における車両挙動の安定化を図ることを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明に係る自動車の総合制御装置は次のように構成したことを特徴とする。
【0010】まず、請求項1に記載の発明(以下、第1発明という)は、エンジンの出力と左右の車輪のブレーキ力とを個々に制御することによって車両の旋回時のヨーイング方向の姿勢を制御する姿勢制御装置と、予め設定された変速特性に基づいて変速比を無段階に変更可能な無段変速機とを備えた自動車において、旋回時に車両のアンダーステア状態を検出するアンダーステア検出手段と、無段変速機の変速比を上記変速特性上の変速比から変化させる変速比変更手段と、上記アンダーステア検出手段によりアンダーステア状態が検出された場合において、所定の運転状態にあるときに、上記変速比変更手段による変速比のシフトダウン側への変更によりエンジンブレーキを生成させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0011】また、請求項2に記載の発明(以下、第2発明という)は、上記第1発明において、所定の運転状態は、エンジンのスロットル開度が全閉であることを特徴とする。
【0012】また、請求項3に記載の発明(以下、第3発明という)は、上記第1発明または第2発明において、制御手段は、車速及びハンドル舵角の少なくとも一方に応じて予め設定された値を限界として変速比のシフトダウン量を制御することを特徴とする。
【0013】また、請求項4に記載の発明(以下、第4発明という)は、上記第1発明から第3発明までのいずれかにおいて、制御手段は、エンジンブレーキに起因する駆動輪のスキッド量に応じて変速比のシフトダウン量を制御することを特徴とする。
【0014】さらに、請求項5に記載の発明(以下、第5発明という)は、上記第1発明から第4発明までのいずれかにおいて、制御手段は、車両に生じているヨーレートの目標値に対する偏差に応じてシフトダウン量を制御することを特徴とする。
【0015】一方、請求項6に記載の発明(以下、第6発明という)は、上記第1発明と同様に、エンジンの出力と左右の車輪のブレーキ力とを個々に制御することによって車両の旋回時のヨーイング方向の姿勢を制御する姿勢制御装置と、予め設定された変速特性に基づいて変速比を無段階に変更可能な無段変速機とを備えた自動車において、旋回時に車両のアンダーステア状態を検出するアンダーステア検出手段と、無段変速機の変速比を上記変速特性上の変速比から変化させる変速比変更手段と、上記アンダーステア検出手段によりアンダーステア状態が検出された場合において、上記姿勢制御装置によるブレーキ制御が行われるときに、変速比変更手段による変速比のシフトダウン側への変更によりエンジンブレーキを生成させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0016】そして、請求項7に記載の発明(以下、第7発明という)は、上記第6発明において、制御手段は、エンジンブレーキ力がほぼ一定となるように、車速に応じて変速比のシフトダウン量を制御することを特徴とする。
【0017】上記のように構成したことにより、本願各発明は次のように作用する。
【0018】まず、第1発明によれば、旋回中にアンダーステア状態が検出された場合において、所定の運転状態にあるとき、例えばエンジンのスロットル開度が比較的小さい場合等に、変速比変更手段によって無段変速機の変速比が予め設定された変速特性上の変速比よりシフトダウン側へ変更されることになり、これによりエンジンブレーキが生成されることになる。
【0019】したがって、エンジン出力の低減によるアンダーステア状態解消が困難な場合においても、エンジンブレーキが作動する分だけ車輪に対するブレーキ力の付与が遅らされ、或いはブレーキ力の付与が不要となるなど、ブレーキ制御の介入を抑制しながら、アンダーステア状態が解消されることになる。
【0020】そして、第2発明によれば、エンジンのスロットル開度が全閉であるため、エンジン出力の低減の余地が殆どない場合に、エンジンブレーキの作動により、ブレーキ制御の介入を抑制しながら、アンダーステア状態が解消されることになる。
【0021】また、第3発明によれば、エンジンブレーキ生成のための無段変速機の変速比のシフトダウン側への変更量が、車速及びハンドル舵角の少なくとも一方に応じて予め設定された値を限界とされるので、例えば高車速状態、或いはハンドル舵角が大きなで変速比を大幅にシフトダウンすることによる車両挙動の不安定化が防止されることになる。
【0022】さらに、第4発明によれば、エンジンブレーキに起因する駆動輪のスキッド量に応じて、第5発明によれば、実ヨーレートの目標値に対する偏差に応じて、それぞれシフトダウン量が制御されるので、例えば必要以上のシフトダウンによる過剰なエンジンブレーキによって駆動輪がロックし、或いはロック気味となるスキッド状態の発生や、実ヨーレートが目標値に収束している状態での必要以上のシフトダウン等が防止されることになる。
【0023】一方、第6発明によれば、旋回中にアンダーステア状態が検出された場合において、例えば比較的アンダーステア状態が強い等の理由で、ブレーキ制御によってこのアンダーステア状態を解消する場合に、上記各発明と同様に、変速比変更手段によって無段変速機の変速比が予め設定された変速特性上の変速比よりシフトダウン側へ変更されることにより、エンジンブレーキが生成されることになる。したがって、このエンジンブレーキ分だけブレーキ制御の制御量が減少され、或いはエンジン出力低減制御を不要とすることができ、比較的強いアンダーステア状態の場合にも、車両挙動の安定性を損なうことなく、かつ応答性よく、これを解消することが可能となる。
【0024】その場合に、第7発明によれば、ブレーキ制御に対しては外乱として作用するエンジンブレーキ力がほぼ一定となるように制御されるので、ブレーキ力の制御が良好に行われることになる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0026】まず、図1によりこの実施の形態の制御システムを説明すると、このシステムはコントロールユニット10を有し、このユニット10に、各車輪の車輪速度をそれぞれ検出する車輪速センサ11…11、ハンドルの操舵角を検出する舵角センサ12、車両に発生しているヨーレートを検出するヨーレートセンサ13、車両の横方向の加速度を検出する横加速度センサ14、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ15、アンチスキッドブレーキシステムの制御をキャンセルするためのストップランプスイッチ16、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ17、無段変速機の前進後退等のシフト位置を検出するシフト位置センサ18、ブレーキシステムにおける液圧発生源としてのマスターシリンダの液圧を検出する液圧センサ19、同じくブレーキシステムにおけるリザーバタンク内のブレーキ液面レベルを検出する液面レベルスイッチ20、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ21からの信号が入力されるようになっている。
【0027】また、このコントロールユニット10からは、アンチスキッドブレーキシステムが作動していることを示すABSランプ31、ブレーキシステムに第2液圧発生源として備えられた加圧ポンプを作動させる加圧モータ32、各車輪にそれぞれ備えられたブレーキ装置に対してブレーキ液の給排を行う加減圧手段としてのフロントソレノイドバルブ33およびリヤソレノイドバルブ34、マスターシリンダと各車輪のブレーキ装置との間を連通、遮断する加減圧手段としてのTSWソレノイドバルブ35、マスターシリンダと上記加圧ポンプとの間を連通、遮断する加減圧手段としてのASWソレノイドバルブ36、エンジン出力の制御を行なうエンジンコントローラ37、旋回時の車両姿勢制御が行なわれているときに、これを運転者に知らせる警報装置38、無段変速機のライン圧をコントロールするライン圧アクチュエータ39、同じく無段変速機の変速比をコントロールする変速アクチュエータ40に制御信号を出力するようになっている。
【0028】そして、このコントロールユニット10は、上記の各センサまたはスイッチ11〜21からの信号を入力し、所定の処理を行って上記の各装置31〜40に制御信号を出力するために、次のように構成されている。
【0029】すなわち、このコントロールユニット10は、アンチスキッドブレーキシステム(ABS)51と、制動時に後輪がロックしないように制動力の配分を行なう制動力配分装置52と、駆動輪に伝達される駆動力が過大であることによる該駆動輪のスリップを防止するトラクションコントロールシステム(TCS)53と、旋回時における車両のヨーイング方向の姿勢を制御する姿勢制御装置54と、無段変速機の作動によって車両の姿勢制御を行なうべく上記ライン圧アクチュエータ39および変速アクチュエータ40の動作を制御する変速機制御装置55とを備えている。
【0030】そして、このコントロールユニット10においては、上記各車輪速センサ11…11からの信号に基づき、車輪速演算部61および推定車体速演算部62によって各車輪の車輪速および推定車体速が演算されると共に、これらの値が上記ABS51、制動力配分装置52、TCS53および姿勢制御装置54に入力されるようになっている。
【0031】また、上記ストップランプスイッチ16からの信号は、ストップランプ判断部63を介して、上記ABS51、制動力配分装置52、TCS53および姿勢制御装置54にそれぞれ入力される。
【0032】また、上記エンジン回転数センサ17、スロットル開度センサ15およびシフト位置センサ18からの各信号は、それぞれエンジン回転数演算部64、スロットル開度取込み部65およびシフト位置判断部66を介して、上記TCS53、姿勢制御装置54および変速機制御装置55に入力される。
【0033】また、上記舵角センサ12、ヨーレートセンサ13、横加速度センサ14および液圧センサ19からの信号は、それぞれ舵角演算部67、ヨーレート演算部68、横加速度演算部69および液圧演算部70に入力され、これらの信号に基づいて舵角、ヨーレート、横加速度およびマスタシリンダ液圧がそれぞれ演算される。そして、これらの値が上記姿勢制御装置54、変速機制御装置55に入力される。
【0034】さらに、上記液面レベルスイッチ20からの信号は、液面レベル判断部71を介して上記TCS53および姿勢制御装置54にそれぞれ入力され、また、アクセル開度センサ21からの信号はアクセル開度演算部72を介して変速機制御装置55に入力される。
【0035】そして、上記ABS51は、上記の各入力信号に基づいて制御量を演算し、その演算結果に応じて、ABSランプ31、加圧モータ32、フロントソレノイドバルブ33、リヤソレノイドバルブ34に信号を出力し、これらの作動を制御する。また、上記制動力配分装置52は、リヤソレノイドバルブ34の作動を制御する。
【0036】また、上記TCS53は、加圧モータ32、フロントソレノイドバルブ33、リヤソレノイドバルブ34、TSWソレノイドバルブ35およびエンジンコントローラ37に対して信号を出力し、これらの作動を制御する。
【0037】さらに、上記姿勢制御装置54は、加圧モータ32、フロントソレノイドバルブ33、リヤソレノイドバルブ34、TSWソレノイドバルブ35、ASWソレノイドバルブ36、エンジンコントローラ37および警報装置38に対して信号を出力し、これらの作動を制御する。
【0038】そして、変速機制御装置55は、ライン圧アクチュエータ39および変速アクチュエータ40に対して信号を出力し、これらの作動を制御する。
【0039】ここで、この変速機制御装置55によって制御される無段変速機の一例として、この実施の形態で用いられるトロイダル型無段変速機について説明すると、図2に示すように、この無段変速機80は、エンジン81の出力軸82と駆動輪83、83の駆動軸84との間に介設され、上記エンジン81の出力回転を無段階に変速して駆動輪83、83に伝達するように構成されている。
【0040】すなわち、このトロイダル型無段変速機80は、エンジン81の出力軸82に連結された一対の入力側ディスク85、85と、両面がこれらの入力ディスク85、85と対向するように配置されて上記駆動軸84に連結された出力側ディスク86と、入力側ディスク85と出力側ディスク86との各対向面間にそれぞれ配置されてこれらに摩擦接触することにより、両ディスク85、86間でトルクの伝達を行なう摩擦ローラ87…87とを有し、油圧によりこれらの摩擦ローラ87の傾転角度を変更させて上記両ディスク85、86との接触点の回転半径を変化させることにより、上記エンジン出力軸82から駆動軸84への動力伝達を無段階に変速させるように構成されている。
【0041】そして、この無段変速機80は、図3に示すように、上記変速機制御装置55に記憶されている変速マップに従い、車速とスロットル開度に応じた目標エンジン回転数となるように変速比が制御されるようになっている。
【0042】次に、上記コントロールユニット10における姿勢制御装置54および変速機制御装置55による旋回時の車両のヨーイング方向の姿勢制御について説明する。なお、この実施の形態では、オーバーステア解消の制御は姿勢制御装置54のみによって行い、アンダーステア解消の制御は、姿勢制御装置54と変速機制御装置55とで行うようになっている。
【0043】まず、これらの制御の概略を説明すると、オーバーステア解消制御は、ヨーレートセンサ13によって検出される実際に車両に生じている実ヨーレートψが目標ヨーレートψ0よりも所定量以上大きいことが検出されたとき、即ち車両のヨーイング角の増加速度が早すぎるときに、旋回方向外側の前輪にブレーキ力を付与することによって車両に旋回方向と反対方向のモーメントを発生させることにより行われ、これによりオーバーステア状態が解消されることになる。
【0044】また、アンダーステア解消制御は、実ヨーレートψが目標ヨーレートψ0よりも所定量以上小さいことが検出されたとき、即ち車両のヨーイング角の増加速度が十分でないときに、エンジン出力低下制御や無段変速機80の変速比制御を行って車両駆動トルクないし車速を低下させることにより行われ、また、必要な場合には、旋回方向内側の車輪に対してブレーキ力を付与する制御が行われる。これにより、車両に作用する遠心力に対抗するためのコーナリングフォースが復元すると共に、旋回方向のモーメントが与えられることにもなって、アンダーステア状態が解消されることになる。
【0045】次に、この姿勢制御の全体動作を図4に示すフローチャートに従って説明する。
【0046】まず、コントロールユニット10は、ステップS1で、図2に示す各種センサおよびスイッチ11〜21からの信号を読み込むと共に、ステップS2で、舵角センサ12からの信号に基づいて舵角演算部67で算出された舵角θに応じた第1目標ヨーレートψ(θ)と、横加速度センサ14からの信号に基づいて横加速度演算部69で算出された横加速度Gに応じた第2目標ヨーレートψ(G)とをそれぞれ演算する。
【0047】この第1目標ヨーレートψ(θ)は、具体的には、車輪速センサ11…11からの信号に基づいて推定車体速演算部62で算出された推定車体速Vと、上記舵角演算部67で算出された舵角θとを用い、次式(1)に従って演算する。ここで、式(1)中、Kは当該車両のスタビリティファクタであり、Lはホイールベースである。
【0048】
ψ(θ)=V×θ/{(1+K×V2)×L}………(1)
また、上記第2目標ヨーレートψ(G)は、上記推定車体速Vと、上記横加速度演算部69で算出された横加速度Gとを用い、次式(2)に従って演算する。
【0049】
ψ(G)=G/V ………(2)
次に、コントロールユニット10は、ステップS3で、上記第1目標ヨーレートψ(θ)の絶対値が第2目標ヨーレートψ(G)の絶対値よりも小さいか否かを判定する。この判定は、第1、第2目標ヨーレートψ(θ)、ψ(G)のうちの絶対値の小さい方を、以下の車両姿勢制御のための目標ヨーレートψ0に設定するために行われるものである。
【0050】つまり、ステップS3でYESと判定されたとき(|ψ(θ)|<|ψ(G)|)はステップS4を実行し、舵角θに応じた第1目標ヨーレートψ(θ)を制御目標ヨーレートψ0とし、ステップS5で、この制御目標ヨーレートψ0と、ヨーレートセンサ13からの信号に基づいてヨーレート演算部68で算出された実ヨーレートψとの偏差Δψを演算する。ここで、偏差Δψは、実ヨーレートψと制御目標ヨーレートψ0の差の絶対値として定義される(Δψ=|ψ−ψ0|)。
【0051】また、上記ステップS3でNOと判定されたとき(|ψ(θ)|≧|ψ(G)|)はステップS6を実行し、横加速度Gに応じた第2目標ヨーレートψ(G)に基づいて制御目標ヨーレートψ0を設定する。このとき、該制御目標ヨーレートψ0は、次式(3)に従い、舵角成分を用いて補正される。ここで、式(3)中、kは1より小さな定数である。
【0052】
ψ0=ψ(G)+k×[ψ(θ)−ψ(G)] ………(3)
そして、上記ステップS5で、この補正した制御目標ヨーレートψ0と実ヨーレートψとの偏差Δψを演算する。
【0053】ここで、横加速度Gに応じた第2目標ヨーレートψ(G)を制御目標ヨーレートψ0とする場合に、舵角成分を用いた補正を行うのは、運転者が意図的にアンダーステア状態を生成している場合、すなわち駆動アンダーの場合に、不必要な姿勢制御の介入を回避するためである。
【0054】すなわち、アンダーステア状態には、オーバースピードのため、運転者の操舵に対して車両の旋回動作が追従しきれない場合のものと、舵角を一定にして駆動力を上げるような運転者の操作によって行われるものとの2種類がある。そして、横加速度Gに基づく第2目標ヨーレートψ(G)が制御目標ヨーレートψ0となる場合、横加速度Gのみからは上記の2種類のアンダーステア状態のいずれであるかが判別できないのである。
【0055】そこで、第2目標ヨーレートψ(G)を制御目標ヨーレートψ0とするときは、その目標値を大きくするように舵角成分を用いて補正ことにより、運転者がハンドルを切り込んでいるオーバースピード時には姿勢制御を積極的に行う一方、駆動アンダーの場合には姿勢制御の介入を抑制するようにしているのである。その場合に、上記定数kを路面摩擦係数等に対応する横加速度Gに応じて変化させることにより、路面の摩擦状態に応じて常に適切なタイミングで姿勢制御装置が介入されるように図られる。
【0056】上記のようにして、ステップS5で、制御目標ヨーレートψ0に対する実ヨーレートψの偏差Δψが算出されると、次に、コントロールユニット10はステップS7を実行し、オーバーステア解消制御を行なうか否かのしきい値Δψos、およびアンダーステア解消制御を行なうか否かのしきい値Δψusをそれぞれ設定する。
【0057】そして、コントロールユニット10は、実ヨーレートψが制御目標ヨーレートψ0より大きい場合(オーバーステア時)において、その差の絶対値である偏差Δψが上記しきい値Δψosより大きいときに、ステップS8からステップS9を実行して、オーバーステア状態を解消する制御を行い、また、実ヨーレートψが制御目標ヨーレートψ0より小さい場合(アンダーステア時)において、同じくその差の絶対値である偏差Δψが上記しきい値Δψusより大きいときに、ステップS10からステップS11実行して、アンダーステア状態を解消する制御を行う。
【0058】次に、本発明の特徴部である上記ステップS11のアンダーステア解消制御について、さらに詳しく説明する。
【0059】この制御は、図5に示すフローチャートに従って行われ、まず、ステップS21で、実ヨーレートψの制御目標ヨーレートψ0に対する偏差Δψが所定値Δψ0より大きいか否かを判定する。
【0060】そして、偏差Δψが所定値Δψ0より大きいとき、即ち実ヨーレートψが目標ヨーレートψ0に対して小さい方向(アンダーステア側)へ大きく逸脱しているときは、ステップS22を実行し、エンジン制御を中心としたアンダーステア解消制御を行うことなく、直ちにブレーキによるアンダーステア解消制御を行う。つまり、この場合は、速やかに車速を低下させると共に、旋回方向のモーメントを車両に付与して確実にアンダーステア状態を解消させる必要があるからである。
【0061】そして、このブレーキ制御を行う場合は、同時にステップS23を実行し、無段変速機の変速比を図3の変速特性マップから求められる変速比よりもシフトダウン側に変更することによるエンジンブレーキ制御を行う。したがって、この制御で得られるエンジンブレーキ力の分だけ、上記ステップS22によるブレーキ制御の制御量が減少されることになり、これにより、旋回中に車輪に大きなブレーキ力を付与することによる車両挙動の不安定化が抑制されることになる。また、変速比のシフトダウンによるエンジンブレーキ力の生成は、エンジン出力低減制御による車両駆動トルクの低減よりも応答性がよいので、アンダーステア状態解消制御が良好に、かつ応答性よく行われることになる。
【0062】また、ステップS23でのエンジンブレーキ制御に際しては、アンダーステア状態解消制御中、車速の低下に応じて変速比をシフトダウン側に変更することにより、エンジンブレーキ力がほぼ一定に保持されるようにしてもよい。このようにすれば、ブレーキ制御に対する外乱としのエンジンブレーキが変動することによるブレーキ制御の混乱を回避することができ、該ブレーキ制御を良好に行うことが可能となる。
【0063】また、上記ステップ21で偏差Δψが所定値Δψ0以下と判定されたとき、即ちアンダーステア状態が比較的弱いときは、次にステップS24を実行し、マスタシリンダの液圧を検出する液圧センサ19からの信号に基づき、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいるか否かを判定する。そして、踏み込んでいるときは上記ステップS22を実行し、偏差Δψが所定値Δψ0より大きい場合と同様に、ブレーキによるアンダーステア解消制御を実行する。これは、ブレーキペダルが踏み込まれているときは、車両姿勢はブレーキの状態によって支配され、ステップS25以下のエンジン制御や変速比制御が殆ど意味をもたなくなるからである。
【0064】一方、上記偏差Δψが所定値Δψ0以下であり、しかも運転者がブレーキペダルを踏み込んでいないときは、次にステップS25を実行し、スロットル開度センサ15からの信号に基づいて算出されるエンジンのスロットル開度がほぼ全閉か否かを判定する。
【0065】そして、スロットル開度がほぼ全閉ではないとき、すなわち運転者によってアクセルペダルがある程度以上踏み込まれているときは、ステップS26で、例えば点火時期のリタード制御により、或いはスロットル開度を電気的に制御するスロットル開度制御装置が備えられている場合にはスロットル開度の減少制御により、エンジン出力を低減させる制御を行う。これにより、車両駆動トルクないし車速が低下し、アンダーステア状態が解消されることになる。
【0066】これに対し、スロットル開度がほぼ全閉であるとき、即ちエンジン出力低減の余地が殆どなく、エンジン制御によってはアンダーステア状態を解消することができないときは、上記ステップS25からステップS27以下の無段変速機の変速比制御によるエンジンブレーキ制御を行う。
【0067】つまり、まずステップS27で、駆動輪のスキッド量、即ち駆動輪がロック気味となって実回転量が車速に対応する回転量より少なくなっている量が所定値より大きいか否かを判定し、大きくない場合には、さらにステップS28で、上記ヨーレート偏差Δψの縮小率が所定値より大きいか否かを判定する。
【0068】制御開始直後は、駆動輪にエンジンブレーキによる制動力が未だ作用していなからスキッド量は上記所定値以下であり、また、ヨーレート偏差Δψも未だ縮小する状態には至っていないから、該偏差Δψの縮小率も上記所定値以下である。したがって、上記ステップS27、S28からステップS29を実行し、制御開始時から現時点までの変速比のシフトダウン量ΔRが所定の許容量ΔRaより大きいか否かを判定する。そして、制御開始直後はシフトダウン量ΔRはゼロであって許容量ΔRa以下であるから、次にステップS30を実行し、無段変速機の変速比を現時点の変速比より所定量だけシフトダウン側に変更する。
【0069】そして、スキッド量が上記所定値を超えず、偏差Δψの縮小率も上記所定値を超えず、かつ、現時点までの変速比のシフトダウン量ΔRが許容量ΔRa以内である間、ステップS30を繰り返し実行する。
【0070】これにより、無段変速機の変速比は、最大限、上記許容量ΔRaだけシフトダウンされることになり、これに応じたエンジンブレーキ力が発生する。そして、このエンジンブレーキにより車速が低下され、アンダーステア状態が解消されることになる。
【0071】ここで、上記シフトダウン量ΔRの許容量ΔRaは、次のように設定される。
【0072】つまり、まず図6のマップから車速に応じたシフトダウン許容量ΔRaのベース値ΔRa0を読み取り、次いで、図7のマップから、現在のハンドル舵角に応じた補正係数Kを読み取る。そして、上記許容量のベース値ΔRa0を補正係数Kの乗算により補正し、シフトダウン量ΔRの最終的な許容量ΔRa(=ΔRa0×K)を算出する。
【0073】ここで、図6に示すように、上記許容量のベース値ΔRa0は、車速が大きくなるに従って小さくなるように設定されているが、これは、シフトダウンに伴う車両挙動の不安定化が車速の増加に従って顕著になることに対処するためである。また、図7に示すように、補正係数Kは、1以下の範囲で、舵角が大きくなるほど小さな値になるように設定されているが、これは、シフトダウンに伴う車両挙動の不安定化が、舵角が大きいときほど大きくなることに対処するためである。
【0074】以上のようにして、無段変速機の変速比がシフトダウンされることによって生成されるエンジンブレーキ力により、アンダーステア状態が解消されることになるが、その制御中に駆動輪のスキッド量が所定値より大きくなったとき、換言すればエンジンブレーキ力が大きくなり過ぎたときは、ステップS27からステップS31を実行して、変速比を所定量シフトアップし、エンジンブレーキ力を低減する。これにより、エンジンブレーキ力が過大であることによる車両挙動の不安定化が回避されることになる。
【0075】また、上記のようなエンジンブレーキ制御の効果が現れてアンダーステア状態が解消され始め、ヨーレート偏差Δψの縮小率が所定値より大きくなったときは、上記ステップS28からステップS31を実行し、変速比を所定量シフトアップする。これにより、必要以上のエンジンブレーキ力の付与が防止され、必要最小限の車速の低下でアンダーステア状態が解消されることになる。
【0076】
【発明の効果】以上のように本願の第1〜第5発明によれば、エンジン出力制御とブレーキ力制御とで車両の旋回時のヨーイング方向の姿勢を制御する姿勢制御装置と、変速比を予め設定された変速特性に基づいて無段階に変更可能な無段変速機とが備えられた自動車において、旋回中にアンダーステア状態が検出された場合において、エンジンのスロットル開度が比較的小さい場合等の所定の運転状態にあるときに、無段変速機の変速比が予め設定された変速特性上の変速比よりシフトダウン側へ変更されることになり、このシフトダウン制御によってエンジンブレーキが生成されることになる。
【0077】これにより、エンジン出力の低減によるアンダーステア状態の解消が困難な場合においても、エンジンブレーキが作動する分だけ、車輪に対するブレーキ力の付与が遅らされ、或いはブレーキ力の付与が不要となるなど、ブレーキ制御の介入が抑制されることになり、例えば雪道等の低μ路等においても、車両挙動を不安定化させることなく、アンダーステア状態が解消されることになる。
【0078】また、第6、第7発明によれば、旋回中にアンダーステア状態が検出された場合において、例えば比較的アンダーステア状態が強い等の理由でブレーキ制御が行われる場合に、上記第1〜第5発明と同様に、無段変速機の変速比が予め設定された変速特性上の変速比よりシフトダウン側へ変更されることにより、エンジンブレーキが生成されることになる。
【0079】したがって、このエンジンブレーキ分だけブレーキ制御の制御量を小さくし、或いはエンジン出力低減制御を不要とすることができ、これにより、比較的強いアンダーステア状態が発生した場合にも、車両挙動の安定性を損なうことなく、かつ応答性よく、これを解消することが可能となる。
【出願人】 【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
【出願日】 平成12年10月6日(2000.10.6)
【代理人】 【識別番号】100083013
【弁理士】
【氏名又は名称】福岡 正明
【公開番号】 特開2002−115756(P2002−115756A)
【公開日】 平成14年4月19日(2002.4.19)
【出願番号】 特願2000−308196(P2000−308196)