JP2004345446A - 車両の走行制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前車軸20側および後車軸22側の車高レベルを検出する車高検出手段31a、31bと、前車軸20および後車軸22の軸重を検出する軸重検出手段32a、32bと、駆動輪34のスリップ状態を検出するスリップ検出手段35、36とを備え、発進時に、前車軸20側および後車軸22側の車高レベルと、前車軸20および後車軸22の軸重とに基づき、駆動輪34のスリップ状態を生じた場合、駆動輪34に動的荷重を付与するべく駆動車軸のエアサスペンション23a、23bを伸動もしくは縮動するよう弁手段26a、26bを制御すると共に、発進後は、元の車高レベルに戻すように弁手段26a、26bを制御する発進制御手段30を備える。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の走行制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両のサスペンションに乗り心地を向上するためにエアサスペンションを用いるものがある。
【0003】
大型車両のように、後輪2軸のうち、一方(例えば後前軸)を駆動軸、もう一方(例えば後後軸)を従動軸としたものは、駆動軸の荷重(軸重)が小さすぎる場合、走行に影響するため、駆動軸のエアサスペンションの空気圧を相対的に高くして、駆動軸の荷重分担を大きくするようにしている。
【0004】
したがって、積載量等が少なく、滑りやすい路面(低摩擦係数路面)や登坂路面にて発進するとき等、駆動力が低下することなく、またスリップを抑えて、発進できるようになっている(特許文献1〜3)。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−109645号
【特許文献2】
特開平9−202123号
【特許文献3】
特開2001−213130
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような軸重配分は、後輪2軸車にあっては行えるが、前輪1軸、後輪1軸の車両には適用できない。
【0007】
後輪1軸車の場合にも、積載量等が少なく、滑りやすい路面や登坂路面にて発進する際は、駆動力が低下したり、スリップが発生して、良好な発進を得にくいことがあるが、駆動軸のエアサスペンションの空気圧を相対的に高くしても、荷重分担は変わるわけではない。
【0008】
この発明は、このような課題に注目してなされたものであり、駆動輪に動的荷重を付与して、後輪1軸車でも良好な発進を確保し得る車両の走行制御装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、前車軸ならびに後車軸に備えるエアサスペンションに対して、エアタンクからエアサスペンションへの所定圧のエアの供給とエアサスペンションのエアの排出とを行う弁手段を備える車両において、前車軸側および後車軸側の車高レベルを検出する車高検出手段と、前車軸および後車軸の軸重を検出する軸重検出手段と、駆動輪のスリップ状態を検出するスリップ検出手段とを備え、発進時に、前車軸側および後車軸側の車高レベルと、前車軸および後車軸の軸重とに基づき、駆動輪のスリップ状態を生じた場合、駆動輪に動的荷重を付与するべく駆動車軸のエアサスペンションを伸動もしくは縮動するよう弁手段を制御すると共に、発進後は、元の車高レベルに戻すように弁手段を制御する発進制御手段を備える。
【0010】
第2の発明は、前車軸ならびに後車軸に備えるエアサスペンションに対して、エアタンクからエアサスペンションへの所定圧のエアの供給とエアサスペンションのエアの排出とを行う弁手段を備える車両において、前車軸側および後車軸側の車高レベルを検出する車高検出手段と、前車軸および後車軸の軸重を検出する軸重検出手段と、登坂路を検出する登坂路検出手段とを備え、登坂路の発進時に、前車軸側および後車軸側の車高レベルと、前車軸および後車軸の軸重とに基づき、駆動輪に動的荷重を付与するべく駆動車軸のエアサスペンションを伸動もしくは縮動するよう弁手段を制御すると共に、発進後は、元の車高レベルに戻すように弁手段を制御する発進制御手段を備える。
【0011】
第3の発明は、第1、第2の発明において、前記発進制御手段は、駆動車軸以外のエアサスペンションを駆動車軸のエアサスペンションと反対方向に動作するように弁手段を制御する。
【0012】
第4の発明は、第1〜第3の発明において、エンジンならびに回転電機によって走行可能な車両にあって、前記発進制御手段の制御は、回転電機の出力のみによる発進時およびエンジンの出力と回転電機の出力を併用しての発進時に実行する。
【0013】
【発明の効果】
第1の発明においては、発進時に駆動輪のスリップ状態を生じた場合、前車軸側および後車軸側の車高レベルと、前車軸および後車軸の軸重とに基づき、駆動輪に動的荷重が付与され、接地圧が瞬時的に高まって、発進が行われる。したがって、滑りやすい路面にて発進する場合、スリップによる駆動力の低下を抑えて、積載量に合った発進を行え、良好な発進を得ることができる。
【0014】
第2の発明においては、登坂路の発進時に、前車軸側および後車軸側の車高レベルと、前車軸および後車軸の軸重とに基づき、駆動輪に動的荷重が付与され、発進が行われる。したがって、登坂路にて発進する場合、スリップによる駆動力の低下を抑えて、積載量に合った発進を行え、良好な発進を得ることができる。
【0015】
第3の発明においては、駆動輪の動的動作をアシストできる。
【0016】
第4の発明においては、ハイブリッド車両において回転電機の出力の変化によるスリップを抑制して発進を行える。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は、前輪1軸(前車軸:遊動輪)、後輪1軸(後車軸:駆動輪)のハイブリッド車両におけるシステム構成図を示す。
【0018】
図1において、1はエンジン、2はインバータ3を備える回転電機(モータジェネレータ)であり、エンジン1ならびに回転電機2はそれぞれクラッチ4、5を介して変速機6に連結され、変速機6の出力は後車軸22の駆動輪34に伝達される。
【0019】
エンジン1は、ディーゼルエンジン(または圧縮天然ガスを燃料とするCNGエンジン)が採用される。回転電機2は、高効率および小形軽量化の面から、永久磁石型同期電動機(IPM同期モータ)が使用される。
【0020】
エンジン1、回転電機2、クラッチ4、5、変速機6は、車両コントロールユニット10によって、アクセルペダルの踏み量(アクセル操作量:アクセル開度)、エンジン1の回転速度、回転電機2の回転速度、車速、ブレーキペダル11の踏み量、蓄電装置12のSOC(state of chage)等に基づいて制御される。
【0021】
蓄電装置12には、ブレーキエネルギを短時間で無駄なく高効率に回生するため、車両の電池許容質量に対して必要な出力密度を確保しやすい、電気二重層キャパシタが使用される。
【0022】
車両コントロールユニット10は、蓄電装置12のSOCをパラメータに、所定の制御マップに回転電機2の出力とエンジン1の出力との分担比を設定してあり、その制御マップから蓄電装置12のSOCに応じた出力分担比を求め、この分担比と要求駆動力(アクセル操作量)に基づいて、回転電機2の出力およびエンジン1の出力を制御する。
【0023】
回転電機2の出力分担比=1(エンジン1の出力分担比=0)の場合、クラッチ4を切断した状態(クラッチ5は接続)において、アクセル操作量に相当する出力が回転電機2から得られるようにインバータ3を制御する。回転電機2の出力分担比<1(エンジン1の出力分担比>0)の場合、クラッチ4を接続した状態において、蓄電装置12のSOCの低下に連れて回転電機2の分担出力が小さくなり、それに応じてエンジン1の分担出力が大きくなるようにエンジン1の出力およびインバータ3を制御する。エンジン1の出力分担比=1(回転電機2の出力分担比=0)の場合、アクセル操作量に相当する出力がエンジン1から得られるようにエンジン1の出力を制御する。
【0024】
また、アクセルを解放する減速時に、蓄電装置12への充電が可能な限り、クラッチ4を切断した状態において、回転電機2の発電(回生発電)を行うようにインバータ3を制御する。サービスブレーキ時は、ブレーキペダル11の踏み量(要求制動力)に基づいて、蓄電装置12への充電が可能な限り、クラッチ4を切断した状態において、回転電機2の発電(回生発電)を行うようにインバータ3を制御する。
【0025】
車両の発進に際しては、キースイッチがST(スタート)に入ると、エンジン1が始動され、クラッチ4が断かつエンジン1がアイドル運転の停車状態において、蓄電装置12のSOC等を基に発進モードが選択される。
【0026】
回転電機2の単独発進の場合、クラッチ5が接続された状態(変速機6は発進段にシフト)で、アクセルペダルの踏み込みにしたがって、回転電機2が要求駆動力を発生するように制御され、車両は走り始めることになる。
【0027】
エンジン1の出力と回転電機2の出力との併用発進の場合、クラッチ5が接続された状態(変速機6は発進段にシフト)で、アクセルペダルの踏み込みにしたがって、クラッチ4が接続されると共にエンジン1および回転電機2がそれぞれの分担出力を発生するように制御され、車両は走り始めることになる。
【0028】
エンジン1の単独発進の場合、クラッチ5が切断された状態(変速機6は発進段にシフト)で、アクセルペダルの踏み込みにしたがって、クラッチ4が接続されると共にエンジン1が要求駆動力を発生するように制御され、車両は走り始めることになる。
【0029】
一方、車両の前車軸20と車体との間にエアサスペンション21a、21bが、後車軸(駆動軸)22と車体との間にエアサスペンション23a、23bが設けられる。
【0030】
エアサスペンション21a、21b、23a、23bのベローズ(エアスプリング)に対して、それぞれエアリザーバタンク24からベローズへの所定圧のエアの供給とベローズのエアの排出とを行うソレノイドバルブ25a、25b、26a、26bが設けられる。
【0031】
ソレノイドバルブ25a、25b、26a、26bは、エアサスコントロールユニット30によって、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルを検出する車高センサ31a、31bの検出信号、エアサスペンション21a、21b、23a、23bのベローズの内圧(前車軸20、後車軸22の軸重)を検出する内圧センサ32a、32bの検出信号、車両コントロールユニット10の情報(停車、発進、走行等)、ブレーキペダル11の踏み込み、各車輪(前輪33、後輪34)の回転速度を検出する車輪速センサ35、36の検出信号、登坂路を検出する傾斜センサ37の検出信号、車高レベル操作スイッチ(図示しない)の信号等に基づいて制御される。
【0032】
エアサスコントロールユニット30は、車高レベル操作スイッチによる要求レベルに前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルを設定するようにソレノイドバルブ25a、25b、26a、26bを制御する。
【0033】
車両の発進時には、駆動輪(後輪34)のスリップ状態を生じた場合あるいは登坂路の場合、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベル、エアサスペンション21a、21b、23a、23bのベローズの内圧(前車軸20、後車軸22の軸重)等に基づいて、駆動輪(後輪34)にエアサスペンション23a、23bの伸び方向あるいは縮方向に動的荷重を付与するようにソレノイドバルブ26a、26b等を制御する。
【0034】
図2は、発進時の制御機能のブロック構成(駆動輪のスリップに対して)を表すものであり、要求駆動トルク算出手段40、回転電機2の回転加速度を算出する手段41、回転電機2の駆動軸の慣性トルクを算出する手段42、駆動輪のスリップ状態を判定する手段43、回転電機2のトルク値を補正して出力する手段44、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルを判定する手段45、エアサスペンション21a、21b、23a、23bのベローズの内圧より前車軸20、後車軸22の軸重(配分)を判定する手段46、動的荷重を選択する手段47が備えられる。
【0035】
要求トルク算出手段40は、アクセル開度と車速とから要求駆動トルクを算出する。回転電機2の要求駆動トルクは蓄電装置12のSOCに基づく出力分担比によって設定する。
【0036】
駆動輪のスリップ判定手段43は、各車輪(前輪33、後輪34)の回転速度より駆動輪34のスリップ状態を判定する。
【0037】
発進時に、回転電機トルク値補正出力手段44は、回転電機2が出力分担比の要求駆動トルクを発生するようにトルク指令値をインバータ3へ出力する。
【0038】
発進時に、動的荷重選択手段47は、駆動輪34のスリップ状態が検出された場合、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベル(発進前の値)と、前車軸20、後車軸22の軸重(発進前の値)とに基づき、駆動輪(後輪34)に動的荷重を付与するべくエアサスバルブ(ソレノイドバルブ)25a、25b、26a、26bを制御するように、エアスプリングバルブ制御手段48に指令する。
【0039】
この場合、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルが所定レベル以下のときは、後車軸22のエアサスペンション23a、23bのベローズへエアリザーバタンク24から所定圧のエアを瞬時的に供給するようにエアスプリングバルブ制御手段48に指令する。同時に、前車軸20のエアサスペンション21a、21bのベローズのエアの瞬時的な排出動作を行う。
【0040】
また、前車軸20、後車軸22の軸重が所定値以下で、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルが所定レベルを越えているときは、後車軸22のエアサスペンション23a、23bのベローズのエアの瞬時的な排出動作を行うようにエアスプリングバルブ制御手段48に指令する。
【0041】
駆動輪34のスリップ状態が検出されなくなると、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルを元の車高レベルに戻すように、エアスプリングバルブ制御手段48に指令する。
【0042】
エンジン制御手段50は、エンジン1の出力分担比を基にエンジン1の出力を制御する。また、走行中、駆動輪(後輪32)のスリップ状態を生じた場合、エンジン出力補正手段51の補正指令に基づきエンジン1の出力を下げるように制御する。
【0043】
トランスミッション制御手段52は、ギヤ変速制御手段53からの指令に基づき変速機6をシフトする。ギヤ変速制御手段53は、走行中、駆動輪(後輪32)のスリップ状態を生じた場合、変速を禁止する。
【0044】
図3は、エアサスコントロールユニット30の発進制御のフローチャートを示す。
【0045】
S1においては、ハイブリッド車両のシステムの起動条件信号を読み込む。
【0046】
S2においては、発進条件が成立しているかを判定する。
【0047】
S3においては、発進条件が成立している場合、エアサスペンション21a、21b、23a、23bのベローズの内圧より前車軸20、後車軸22の軸重を演算する。
【0048】
S4においては、車両の発進状態かを見る。回転電機2の単独発進の場合、クラッチ5が接続された状態(変速機6は発進段にシフト)で、アクセルペダルが踏み込まれた状態か、エンジン1の出力と回転電機2の出力との併用発進の場合、クラッチ5が接続された状態(変速機6は発進段にシフト)で、アクセルペダルが踏み込まれて、クラッチ4が接続された状態(半クラッチを含む)か、エンジン1の単独発進の場合、クラッチ5が切断された状態(変速機6は発進段にシフト)で、アクセルペダルが踏み込まれて、クラッチ4が接続された状態(半クラッチを含む)かを見る。
【0049】
S5においては、駆動輪34のスリップがあるかどうかを見る。
【0050】
駆動輪34のスリップがある場合、S6において前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルを見る。
【0051】
S7においては、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルが所定レベル以下のときは、後車軸22のエアサスペンション23a、23bのベローズへエアリザーバタンク24から所定圧のエアを瞬時的に供給するようにソレノイドバルブ26a、26bを制御する。同時に、前車軸20のエアサスペンション21a、21bのベローズのエアの瞬時的な排出動作を行うようにソレノイドバルブ25a、25bを制御する。
【0052】
また、前車軸20、後車軸22の軸重が所定値以下で、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルが所定レベルを越えているときは、後車軸22のエアサスペンション23a、23bのベローズのエアの瞬時的な排出動作を行うようにソレノイドバルブ26a、26bを制御する。
【0053】
S8において、駆動輪34のスリップがなくなると、S9において、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルを元の車高レベルに戻すように、ソレノイドバルブ25a、25b、26a、26bを制御する。
【0054】
一方、S4において、登坂路での発進状態かを見て、登坂路での発進状態の場合、駆動輪34のスリップに関わらず、S6以降の処理を行う。
【0055】
このように構成したため、発進時に駆動輪34のスリップ状態を生じた場合、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルと、前車軸20、後車軸22の軸重とに基づき、瞬時的に後車軸22のエアサスペンション23a、23bが伸動もしくは縮動される。
【0056】
すなわち、駆動輪(後輪34)に動的荷重が付与され、これによって接地圧が瞬時的に高まって、変速機6を介して伝えられる駆動力によって、発進が行われる。
【0057】
この場合、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルが所定レベル以下のときは、後車軸22のエアサスペンション23a、23bのベローズへのエア供給によるエアサスペンション23a、23bの瞬時的な伸動によって、駆動輪(後輪34)が路面に押圧動される。同時に前車軸20のエアサスペンション21a、21bのベローズのエア排出によって駆動輪(後輪34)の押圧動がアシストされる。
【0058】
また、前車軸20、後車軸22の軸重が所定値以下で、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルが所定レベルを越えているときは、後車軸22のエアサスペンション23a、23bのベローズのエア排出によるエアサスペンション23a、23bの縮動に対する反動によって、駆動輪(後輪34)が路面に押圧動される。
【0059】
一方、登坂路での発進の場合は、前車軸20側、後車軸(駆動軸)22側の車高レベルと、前車軸20、後車軸22の軸重とに基づき、前述のように駆動輪(後輪34)に動的荷重が付与され、変速機6を介して伝えられる駆動力によって、発進が行われる。
【0060】
したがって、滑りやすい路面や登坂路にて発進する場合、スリップによる駆動力の低下を抑えて、積載量に合った発進を行え、路面状態、積載状態に対する高度な運転技術を必要とせず、良好な発進を得ることができる。
【0061】
この発進時のエアサスペンション21a、21b、23a、23bの制御は、特に回転電機2の単独発進の場合およびエンジン1の出力と回転電機2の出力との併用発進の場合に行うようにして良い。
【0062】
ハイブリッド車両において、回転電機2の出力による発進時に駆動輪34のスリップ状態を生じると、回転電機2の出力が変化して駆動輪34の回転が急に高まることがあるが、こうしたスリップを抑えて発進を行える。
【0063】
図4は本発明の別の実施の形態を示す。
【0064】
これは、板バネ方式の後輪2軸(後前軸60、後後軸61)車の後後軸(駆動軸)61と車体62との間にエアサスペンション63a、63bを設け、車両の発進時に、後前軸60、後後軸(駆動軸)61の軸重に基づき、駆動輪(後輪64)のスリップ状態を生じた場合あるいは登坂路の場合、駆動輪(後輪64)に動的荷重を付与するように、ソレノイドバルブ(図示しない)を制御して、エアサスペンション63a、63bのベローズへエアリザーバタンクから所定圧のエアの供給を行う。
【0065】
このようにすれば、板バネ方式の後輪2軸車に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を表すシステム構成図である。
【図2】発進時の制御ブロック構成図である。
【図3】発進時の制御内容を説明するフローチャートである。
【図4】別の実施形態を表す部分概要図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 回転電機
3 インバータ
4、5 クラッチ
6 変速機
10 車両コントロールユニット
12 蓄電装置
20 前車軸
21a、21b エアサスペンション
22 後車軸
23a、23b エアサスペンション
24 エアリザーバタンク
25a、25b、26a、26b ソレノイドバルブ
30 エアサスコントロールユニット
31a、31b 車高センサ
32a、32b 内圧センサ
33 前輪
34 後輪
35、36 車輪速センサ
40 要求駆動トルク算出手段
43 駆動輪のスリップ状態判定手段
44 回転電機のトルク値補正出力手段
45 車高レベル判定手段
46 軸重判定手段
47 動的荷重選択手段
48 エアスプリングバルブ制御手段
50 エンジン制御手段
Claims (4)
- 前車軸ならびに後車軸に備えるエアサスペンションに対して、エアタンクからエアサスペンションへの所定圧のエアの供給とエアサスペンションのエアの排出とを行う弁手段を備える車両において、
前車軸側および後車軸側の車高レベルを検出する車高検出手段と、
前車軸および後車軸の軸重を検出する軸重検出手段と、
駆動輪のスリップ状態を検出するスリップ検出手段とを備え、
発進時に、前車軸側および後車軸側の車高レベルと、前車軸および後車軸の軸重とに基づき、駆動輪のスリップ状態を生じた場合、駆動輪に動的荷重を付与するべく駆動車軸のエアサスペンションを伸動もしくは縮動するよう弁手段を制御すると共に、発進後は、元の車高レベルに戻すように弁手段を制御する発進制御手段を備えることを特徴とする車両の走行制御装置。 - 前車軸ならびに後車軸に備えるエアサスペンションに対して、エアタンクからエアサスペンションへの所定圧のエアの供給とエアサスペンションのエアの排出とを行う弁手段を備える車両において、
前車軸側および後車軸側の車高レベルを検出する車高検出手段と、
前車軸および後車軸の軸重を検出する軸重検出手段と、
登坂路を検出する登坂路検出手段とを備え、
登坂路の発進時に、前車軸側および後車軸側の車高レベルと、前車軸および後車軸の軸重とに基づき、駆動輪に動的荷重を付与するべく駆動車軸のエアサスペンションを伸動もしくは縮動するよう弁手段を制御すると共に、発進後は、元の車高レベルに戻すように弁手段を制御する発進制御手段を備えることを特徴とする車両の走行制御装置。 - 前記発進制御手段は、駆動車軸以外のエアサスペンションを駆動車軸のエアサスペンションと反対方向に動作するように弁手段を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の車両の走行制御装置。
- エンジンならびに回転電機によって走行可能な車両にあって、
前記発進制御手段の制御は、回転電機の出力のみによる発進時およびエンジンの出力と回転電機の出力を併用しての発進時に実行することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の車両の走行制御装置。
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