JP2005189044A - Vehicle evaluator, vehicle controller with vehicle evaluation function, vehicle evaluation method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行時の車両制御装置に関し、とくに走行時の車両の安定性を高める車両制御装置、評価装置、およびそれらを実現するためのプログラムに関する。 The present invention relates to a vehicle control device during traveling, and more particularly, to a vehicle control device, an evaluation device, and a program for realizing them, which increase the stability of the vehicle during traveling.
走行中の車両には様々な力が働くため、車両は、ヨー方向、ピッチ方向、およびロール方向に挙動する。例えば、加減速時には車両は主にピッチ方向に挙動し、旋回時にはヨー方向およびロール方向に挙動する。一般に、そうした挙動は、車両の速度に比例して大きくなる。急発進や急停車を行うと、車両はピッチ方向に大きく挙動する。また、高速で旋回したり、小半径で旋回したりすると、車両はロール方向に大きく挙動する。 Since various forces act on the traveling vehicle, the vehicle behaves in the yaw direction, the pitch direction, and the roll direction. For example, the vehicle behaves mainly in the pitch direction during acceleration / deceleration, and behaves in the yaw direction and roll direction during turning. In general, such behavior increases in proportion to the speed of the vehicle. When suddenly starting or stopping, the vehicle behaves greatly in the pitch direction. Further, when turning at a high speed or turning at a small radius, the vehicle behaves greatly in the roll direction.
こうした挙動を抑え、車両の走行安定性を向上させる技術がある。特許文献1には、車両のロール角が所定の基準ロール角を超えた場合、旋回時外側にある車輪を制動し、その車輪を路面に対して滑らせることでロール角の増大を抑制することが開示されている。
ロール角の増大を抑制する制御を行うか否かの判断は、実際のロール角と基準ロール角とに基づいて行われる。一般に、車両を安全に操舵できる限界点が、基準ロール角に設定される。しかしながら、車両を安全に操舵できる限界点は、車両に装着されたタイヤと路面の接地状態に応じて変化する。 The determination as to whether or not to perform the control to suppress the increase in the roll angle is made based on the actual roll angle and the reference roll angle. In general, a limit point at which the vehicle can be safely steered is set as a reference roll angle. However, the limit point at which the vehicle can be safely steered changes according to the grounding state of the tire mounted on the vehicle and the road surface.
本発明はこうした点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロール方向の挙動に対する車両の走行安定性の評価を行う装置、ロール方向の挙動を適切に制御し、旋回時の車両の走行安定性を向上させるための装置の提供にある。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide an apparatus for evaluating the running stability of a vehicle with respect to the behavior in the roll direction, appropriately controlling the behavior in the roll direction, and running the vehicle during a turn. The object is to provide an apparatus for improving the stability.
本発明のある態様は、車両のロール方向の挙動を示すロール評価値と、前記車両における走行安定性を評価するための基準となるロール評価基準値とに基づいて、前記車両の走行安定性を評価する装置に関する。この車両用評価装置は、前記車両に装着されたタイヤの状態に基づいて、前記ロール評価基準値を変更する変更手段と、前記ロール評価値と、前記タイヤの状態に基づいて変更した前記ロール評価基準値とに基づいて、前記車両の走行安定性を評価する評価手段とを備える。 An aspect of the present invention provides the vehicle running stability based on a roll evaluation value indicating the behavior of the vehicle in the roll direction and a roll evaluation reference value serving as a reference for evaluating the running stability of the vehicle. It relates to a device to be evaluated. The vehicle evaluation apparatus is configured to change the roll evaluation reference value based on a state of a tire mounted on the vehicle, the roll evaluation value, and the roll evaluation changed based on the state of the tire. Evaluation means for evaluating the running stability of the vehicle based on a reference value.
この態様によれば、車両に装着されたタイヤの状態に基づいて、ロール評価基準値を変更することにより、タイヤの接地状態に応じたロール評価基準値を適切に設定できる。これにより、タイヤの接地状態に応じた、車両の走行安定性を適切に評価できる。「ロール評価値」は、例えばロール角や横加速度など車両のロール方向の挙動を示す運動特性量の実測値もしくは実測値に基づいて算出された値であってよい。「ロール評価基準値」は、例えば車両が安全に走行可能なロール角や横加速度など車両のロール方向の挙動を示す運動特性量の限界値であってよく、車両の走行安定性を評価する際の基準となる値である。「走行安定性を評価する手段」は、例えば車両の走行安定性を維持するために、角車輪に対して制御を行う必要があるか否かの判断をしてもよい。 According to this aspect, the roll evaluation reference value according to the ground contact state of the tire can be appropriately set by changing the roll evaluation reference value based on the state of the tire mounted on the vehicle. Thereby, the running stability of the vehicle according to the ground contact state of the tire can be appropriately evaluated. The “roll evaluation value” may be, for example, an actual value or a value calculated based on an actual measurement value of a movement characteristic amount indicating the behavior of the vehicle in the roll direction such as a roll angle and a lateral acceleration. The “roll evaluation reference value” may be a limit value of a motion characteristic amount indicating a behavior in the roll direction of the vehicle such as a roll angle or a lateral acceleration at which the vehicle can safely travel, and is used when evaluating the running stability of the vehicle. This is the standard value. The “means for evaluating running stability” may determine whether or not it is necessary to control the angular wheels in order to maintain the running stability of the vehicle, for example.
前記変更手段は、前記タイヤの内圧の状態に基づいて前記ロール評価基準値を変更してもよい。「タイヤの内圧」は、タイヤの内部に装填された、例えば空気、窒素などの気体や、水などの液体の圧力状態であってよい。 The changing means may change the roll evaluation reference value based on an internal pressure state of the tire. The “internal pressure of the tire” may be a pressure state of a gas such as air or nitrogen or a liquid such as water loaded in the tire.
この装置は、前記車両の旋回方向を特定する手段を更に備え、前記変更手段は、前記車両の旋回半径方向の外側に位置するタイヤの内圧の状態に基づいて、前記ロール評価基準値を変更してもよい。「車両の旋回方向を特定する手段」は、例えば前輪の舵角、遠心加速度などに基づいて旋回方向を特定してもよい。また、前記変更手段は、前記車両の旋回半径方向の外側に位置する前輪のタイヤの内圧の状態に基づいて、前記ロール評価基準値を変更してもよい。 The apparatus further includes means for specifying a turning direction of the vehicle, and the changing means changes the roll evaluation reference value based on a state of an internal pressure of a tire located outside the turning radius direction of the vehicle. May be. The “means for specifying the turning direction of the vehicle” may specify the turning direction based on, for example, the steering angle of the front wheels, centrifugal acceleration, or the like. The changing means may change the roll evaluation reference value based on a state of an internal pressure of a tire of a front wheel located outside the turning radius direction of the vehicle.
本発明の別の形態は、車両のロール方向の挙動を示すロール評価値が、前記車両における走行安定性を評価するための基準となるロール評価基準値より大きい場合に、前記車両のロール方向の挙動を抑制する装置に関する。この車両制御装置は、前記ロール評価値を特定する第1特定手段と、前記車両に装着されたタイヤのタイヤ状態を特定する第2特定手段と、前記タイヤ状態に基づいて、前記ロール評価基準値を変更する変更手段と、前記ロール評価値と前記ロール評価基準値とに基づいて、前記車両のロール方向の挙動を抑制する制御を行うか否かを判断する判断手段と、前記判断手段に指示された場合、前記車両のロール方向の挙動を抑制する制御を行う制御手段とを備える。 According to another aspect of the present invention, when the roll evaluation value indicating the behavior of the vehicle in the roll direction is larger than the roll evaluation reference value serving as a reference for evaluating the running stability in the vehicle, The present invention relates to an apparatus for suppressing behavior. The vehicle control device includes: a first specifying unit that specifies the roll evaluation value; a second specifying unit that specifies a tire state of a tire mounted on the vehicle; and the roll evaluation reference value based on the tire state. A change means for changing the vehicle, a determination means for determining whether or not to perform control for suppressing the behavior of the vehicle in the roll direction based on the roll evaluation value and the roll evaluation reference value, and an instruction to the determination means And a control means for controlling to suppress the behavior of the vehicle in the roll direction.
この態様によれば、車両に装着されたタイヤの状態に基づいて、ロール評価基準値を変更することにより、タイヤと路面の接地状態に応じた車両の走行安定性を適切に評価できるので、適切なタイミングで車両のロール方向の挙動を抑制する制御を行うことができる。これにより、旋回時における車両の走行安定性が向上し、走行時の車両の安全性が高くなる。 According to this aspect, since the roll evaluation reference value is changed based on the state of the tire mounted on the vehicle, the running stability of the vehicle according to the ground contact state between the tire and the road surface can be appropriately evaluated. Control that suppresses the behavior of the vehicle in the roll direction can be performed at an appropriate timing. Thereby, the running stability of the vehicle during turning is improved, and the safety of the vehicle during running is increased.
本発明の更に別の態様は、車両のロール方向の挙動を示すロール評価値が、前記車両における走行安定性を評価するための基準となるロール評価基準値より大きい場合に、前記車両のロール方向の挙動を抑制するための制御処理をコンピュータに実行させるプログラムに関する。このプログラムは、前記ロール評価値を特定するステップと、前記車両に装着されたタイヤのタイヤ状態を特定するステップと、前記タイヤ状態に基づいて、前記ロール評価基準値を変更するステップと、前記ロール評価値と前記ロール評価基準値とに基づいて、前記車両のロール方向の挙動を抑制する制御を行うか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップに指示された場合、前記車両のロール方向の挙動を抑制する制御を行うステップとを含む。 Still another aspect of the present invention provides the vehicle roll direction when a roll evaluation value indicating the behavior of the vehicle in the roll direction is larger than a roll evaluation reference value serving as a reference for evaluating running stability in the vehicle. The present invention relates to a program for causing a computer to execute a control process for suppressing the behavior of the computer. The program includes a step of specifying the roll evaluation value, a step of specifying a tire state of a tire mounted on the vehicle, a step of changing the roll evaluation reference value based on the tire state, and the roll Based on the evaluation value and the roll evaluation reference value, a determination step for determining whether or not to perform control for suppressing the behavior of the vehicle in the roll direction, and when instructed by the determination step, the roll direction of the vehicle Controlling to suppress the behavior of the.
この態様によれば、車両に装着されたタイヤの状態に基づいて、ロール評価基準値を変更することにより、タイヤと路面の接地状態に応じた車両の走行安定性を適切に評価し、適切なタイミングで車両のロール方向の挙動を抑制する制御をコンピュータに実行させることができる。 According to this aspect, by changing the roll evaluation reference value based on the state of the tire mounted on the vehicle, the running stability of the vehicle according to the ground contact state between the tire and the road surface is appropriately evaluated, and an appropriate Control that suppresses the behavior of the vehicle in the roll direction at the timing can be executed by the computer.
本発明の更に別の態様は、車両のロール方向の挙動を示すロール評価値に基づいて前記車両の走行安定性を評価する装置である。この装置は、車両に装着されたタイヤのタイヤ状態を示す第1状態量を検出する第1検出手段と、前記タイヤ状態とは異なる前記車両の状態を示す第2状態量を検出する第2検出手段と、前記第1状態量と前記第2状態量とに基づいてロール評価値を算出し、前記ロール評価値に基づいて前記車両の走行安定性を評価する評価手段とを備える。「第2状態量」は、例えば車両に生じる横加速度、ロール角、左右の車輪のストロークなど車両の挙動や姿勢を検出するための種々のセンサから得られた測定値、もしくはそれらの測定値から得られた車両の状態を示す値であってよい。この態様によれば、車両のロール方向の挙動を示すロール評価値に基づいて車両の走行安定性を評価する装置において、ロール評価値の算出にタイヤ状態が車両のロール方向の挙動に及ぼす影響を加味できるので、車両の走行安定性を適切に評価できる。 Yet another aspect of the present invention is an apparatus for evaluating the running stability of a vehicle based on a roll evaluation value indicating a behavior of the vehicle in the roll direction. The apparatus includes a first detection unit that detects a first state quantity that indicates a tire state of a tire mounted on the vehicle, and a second detection that detects a second state quantity that indicates a state of the vehicle different from the tire state. And a means for calculating a roll evaluation value based on the first state quantity and the second state quantity, and evaluating a running stability of the vehicle based on the roll evaluation value. The “second state quantity” is, for example, measured values obtained from various sensors for detecting the behavior and posture of the vehicle such as lateral acceleration generated in the vehicle, roll angle, left and right wheel strokes, or those measured values. It may be a value indicating the state of the obtained vehicle. According to this aspect, in the apparatus for evaluating the running stability of the vehicle based on the roll evaluation value indicating the behavior in the roll direction of the vehicle, the influence of the tire condition on the behavior in the roll direction of the vehicle is calculated in the roll evaluation value. Since this can be taken into account, the running stability of the vehicle can be appropriately evaluated.
本発明の更に別の態様は、車両のロール方向の挙動を示すロール評価値に基づいて前記車両の走行安定性を評価する方法である。この方法は、車両に装着されたタイヤのタイヤ状態を示す第1状態量を特定するステップと、前記タイヤ状態とは異なる前記車両の状態を示す第2状態量を特定するステップと、前記第1状態量と前記第2状態量とに基づいてロール評価値を算出し、前記ロール評価値に基づいて前記車両の走行安定性を評価するステップとを含む。 Yet another aspect of the present invention is a method for evaluating the running stability of a vehicle based on a roll evaluation value indicating a behavior of the vehicle in a roll direction. The method includes a step of specifying a first state quantity indicating a tire state of a tire mounted on a vehicle, a step of specifying a second state quantity indicating a state of the vehicle different from the tire state, and the first Calculating a roll evaluation value based on the state quantity and the second state quantity, and evaluating the running stability of the vehicle based on the roll evaluation value.
本発明の更に別の態様は、車両のロール方向の挙動を示すロール評価値に基づいて前記車両の走行安定性を評価するための処理をコンピュータに実行させるプログラムである。このプログラムは、前記車両に装着されたタイヤのタイヤ状態を示す第1状態量を特定するステップと、前記タイヤ状態とは異なる前記車両の状態を示す第2状態量を特定するステップと、前記第1状態量と前記第2状態量とに基づいてロール評価値を算出し、前記ロール評価値に基づいて前記車両の走行安定性を評価するステップとを含む。 Yet another aspect of the present invention is a program that causes a computer to execute a process for evaluating the running stability of the vehicle based on a roll evaluation value indicating a behavior of the vehicle in the roll direction. The program includes a step of specifying a first state quantity indicating a tire state of a tire mounted on the vehicle, a step of specifying a second state quantity indicating a state of the vehicle different from the tire state, Calculating a roll evaluation value based on the one state quantity and the second state quantity, and evaluating the running stability of the vehicle based on the roll evaluation value.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、旋回時の車両の安全性を高くできる。 According to the present invention, the safety of the vehicle during turning can be increased.
図1は、実施の形態に係る車両100の構成図である。この車両100は、ホイルインモータ型の電気自動車であり、四輪すべてにモータが組み込まれている。すなわち、右前輪10FRは、内部に駆動用の右前輪モータ12FRを有し、左前輪10FLは、内部に左前輪モータ12FLを有する。同様に、右後輪10RRは内部に右後輪モータ12RRを有し、左後輪10RLは内部に左後輪モータ12RLを有する。右前輪10FRは、タイヤ(図示しない)およびタイヤを固定するホイル(図示しない)を有し、右前輪モータ12FRがホイルを回転することによりタイヤが回転し、車両100に駆動力を与える。左前輪10FL、右後輪10RR、および左後輪10RLは、右前輪10FRと同様の構成を有する。
FIG. 1 is a configuration diagram of a
バッテリ32は、右前輪モータ12FR、左前輪モータ12FL、右後輪モータ12RR、および左後輪モータ12RLへの駆動電力供給源であり、電力を右前輪インバータ34FR、左前輪インバータ34FL、右後輪インバータ34RR、ならびに左後輪インバータ34RLに供給する。右前輪インバータ34FRは、バッテリ32から供給された電力を、右前輪モータ12FRが動作可能な電力形式に変換する。すなわち、右前輪インバータ34FRは、右前輪モータ制御部36FRの制御に基づいて、バッテリ32の直流の放電出力を、右前輪モータ12FRに適した三相交流の電力形式に変換する。右前輪モータ制御部36FRは、車両制御部38からの右前輪トルク指令TFRに応じて、右前輪インバータ34FRを制御する。
The
右前輪部分の駆動系と同様に左前輪インバータ34FL、右後輪インバータ34RR、および左後輪インバータ34RLは、バッテリ32から供給された電力を、それぞれ左前輪モータ12FL、右後輪モータ12RR、ならびに左後輪モータ12RLが動作可能な電力形式に変換する。左前輪モータ制御部36FL、右後輪モータ制御部36RR、および左後輪モータ制御部36RLは、車両制御部38からの左前輪トルク指令TFL、右後輪トルク指令TRR、ならびに左後輪トルク指令TRLに応じて、左前輪インバータ34FL、右後輪インバータ34RR、ならびに左後輪インバータ34RLを制御する。
Similar to the drive system for the right front wheel portion, the left front wheel inverter 34FL, the right rear wheel inverter 34RR, and the left rear wheel inverter 34RL respectively convert the electric power supplied from the
アクセルセンサ42は、アクセルペダル(図示しない)の踏込量を検出し、アクセル開度VAを示す情報を車両制御部38に出力する。ブレーキセンサ44は、ブレーキペダル56の踏込量を検出し、ブレーキ力FBを示す情報を車両制御部38に出力する。シフトポジションスイッチ46は、シフトレバー(図示しない)の投入レンジを検出し、シフトポジションを示す情報を車両制御部38に出力する。舵角センサ48は、ステアリングホイル(図示しない)の操作に応じて変化する舵角δtを検出し、舵角δtを示す情報を車両制御部38に出力する。
The
右前輪車輪速センサ40FRは、右前輪10FRの車輪回転速度を検出し、右前輪車輪速VFRを車両制御部38に出力する。例えば右前輪車輪速センサ40FRは、レゾルバであってよく、右前輪10FRの微小角度位置変位毎のパルス信号を右前輪車輪速VFRとして車両制御部38に出力してもよい。同様に、左前輪車輪速センサ40FL、右後輪車輪速センサ40RR、および左後輪車輪速センサ40RLは、それぞれ左前輪10FL、右後輪10RR、ならびに左後輪10RLの車輪速を検出し、左前輪車輪速VFL、右後輪車輪速VRR、ならびに左後輪車輪速VRLを車両制御部38に出力する。
The right front wheel speed sensor 40FR detects the wheel rotational speed of the right front wheel 10FR and outputs the right front wheel speed VFR to the
右前輪ブレーキホイル62FRは、右前輪10FRの車軸と固定されており、走行時には右前輪10FRのタイヤ(図示しない)とともに回転する。ブレーキペダル56が踏まれた場合、マスタシリンダ58はブレーキペダル56の踏込量に応じた油圧を発生する。プロポーショニングバルブ59は、マスタシリンダ58にて発生した油圧を右前輪ホイルシリンダ60FR、左前輪ホイルシリンダ60FL、右後輪ホイルシリンダ60RR、および左後輪ホイルシリンダ60RLに分配する。 The right front wheel brake wheel 62FR is fixed to the axle of the right front wheel 10FR, and rotates with a tire (not shown) of the right front wheel 10FR when traveling. When the brake pedal 56 is depressed, the master cylinder 58 generates hydraulic pressure corresponding to the depression amount of the brake pedal 56. The proportioning valve 59 distributes the hydraulic pressure generated in the master cylinder 58 to the right front wheel wheel cylinder 60FR, the left front wheel wheel cylinder 60FL, the right rear wheel wheel cylinder 60RR, and the left rear wheel wheel cylinder 60RL.
右前輪ホイルシリンダ60FRは、シリンダ(図示しない)に連動して動作するブレーキパッド(図示しない)を、右前輪ブレーキホイル62FRを挟み込む方向に動かす。このブレーキパッドが、右前輪ブレーキホイル62FRを挟み込むことでブレーキ、すなわち制動トルクが右前輪ブレーキホイル62FRに印加される。これにより、右前輪10FRに制動力が働く。同様に左前輪ホイルシリンダ60FL、右後輪ホイルシリンダ60RR、および左後輪ホイルシリンダ60RLは、それぞれ左前輪ブレーキホイル62FL、右後輪ブレーキホイル62RR、ならびに左後輪ブレーキホイル62RLに制動トルクを印加する。 The right front wheel wheel cylinder 60FR moves a brake pad (not shown) that operates in conjunction with a cylinder (not shown) in a direction to sandwich the right front wheel brake wheel 62FR. This brake pad sandwiches the right front wheel brake wheel 62FR so that a brake, that is, a braking torque is applied to the right front wheel brake wheel 62FR. Thereby, a braking force acts on the right front wheel 10FR. Similarly, left front wheel wheel cylinder 60FL, right rear wheel wheel cylinder 60RR, and left rear wheel wheel cylinder 60RL apply braking torque to left front wheel brake wheel 62FL, right rear wheel brake wheel 62RR, and left rear wheel brake wheel 62RL, respectively. To do.
一方、車両制御部38は、ブレーキセンサ44から供給されたブレーキ力FBに応じて、回生に係るトルク指令を車輪毎に決定する。制動時にモータを発電機として作動させることにより、車両制御部38はモータを制動手段として利用する。車両制御部38は、右前輪トルク指令TFR、左前輪トルク指令TFL、右後輪トルク指令TRR、および左後輪トルク指令TRLを、それぞれ右前輪モータ制御部36FR、左前輪モータ制御部36FL、右後輪モータ制御部36RR、ならびに左後輪モータ制御部36RLに出力する。これにより、各車輪には、回生により制動トルクが印加される。
On the other hand, the
本実施の形態では、油圧系統と回生系統とが設けられており、それぞれの系統は独立している。このため、油圧系統および回生系統のいずれか一方がフェイルした場合でも、他方の系統により車両100を制動できるので、走行時の車両100の安全性を向上できる。
In the present embodiment, a hydraulic system and a regenerative system are provided, and each system is independent. For this reason, even when one of the hydraulic system and the regenerative system fails, the
横加速度センサ72は、車両100に生じる横方向、すなわち進行方向に直行し、車両100に対して水平方向の加速度を検出し、検出した横加速度を車両制御部38に出力する。遠心加速度センサ74は、車両100に生じる遠心加速度、すなわち旋回時に遠心力方向に生じる加速度を検出し、検出した遠心加速度を車両制御部38に出力する。横加速度センサ72および遠心加速度センサ74は、例えば所定の周期のクロックに基づいて、定期的に横加速度ならびに遠心加速度の測定を行い、測定値を車両制御部38に出力する。他の例では、横加速度センサ72および遠心加速度センサ74は、車両制御部38から要求された場合に、横加速度ならびに遠心加速度の測定を行い、測定値を車両制御部38に出力してもよい。
The
右前輪タイヤ状態センサ70FRは、例えばタイヤ(図示しない)の空気圧、タイヤと路面の摩擦係数といったタイヤの状態など、とくに車両100の走行安定性に関わる情報を検出する。そして右前輪タイヤ状態センサ70FRは、タイヤの状態を示す右前輪状態情報CFRを車両制御部38に出力する。右前輪タイヤ状態センサ70FRは、タイヤ状態を直接的に検出してもよいし、間接的に検出してもよい。検出する項目は、ひとつでもよいし複数でもよい。本実施の形態では、右前輪タイヤ状態センサ70FRは右前輪10FRのタイヤの空気圧を測定し、測定値を右前輪状態情報CFRとして車両制御部38に出力する。
The right front wheel tire condition sensor 70FR detects information related to the running stability of the
右前輪タイヤ状態センサ70FRは、例えば所定の周期のクロックに基づいて、一定の間隔で右前輪10FRのタイヤの空気圧を測定し、その都度、右前輪状態情報CFRを車両制御部38に出力する。他の例では、右前輪タイヤ状態センサ70FRは、車両制御部38から要求された場合に、空気圧の測定を行い、右前輪状態情報CFRを車両制御部38に出力してもよい。同様に、左前輪タイヤ状態センサ70FL、右後輪タイヤ状態センサ70RR、および左後輪タイヤ状態センサ70RLは、それぞれ左前輪10FL、右後輪10RR、ならびに左後輪10RLのタイヤの空気圧を測定する。そして、それぞれのタイヤ状態センサは、測定値を左前輪状態情報CFL、右後輪状態情報CRR、ならびに左後輪状態情報CRLとして車両制御部38に出力する。
The right front wheel tire state sensor 70FR measures the tire air pressure of the right front wheel 10FR at regular intervals based on, for example, a clock with a predetermined period, and outputs right front wheel state information CFR to the
車両制御部38は、アクセルセンサ42、ブレーキセンサ44、シフトポジションスイッチ46、舵角センサ48、横加速度センサ72、遠心加速度センサ74、右前輪車輪速センサ40FR、左前輪車輪速センサ40FL、右後輪車輪速センサ40RR、左後輪車輪速センサ40RL、右前輪タイヤ状態センサ70FR、左前輪タイヤ状態センサ70FL、右後輪タイヤ状態センサ70RR、および左後輪タイヤ状態センサ70RLから受け付けた情報に基づいて、車両100の走行安定性を保つための所定の演算を行う。
The
車両制御部38は、演算結果として、右前輪モータ制御部36FR、左前輪モータ制御部36FL、右後輪モータ制御部36RR、および左後輪モータ制御部36RLに対して、右前輪トルク指令TFR、左前輪トルク指令TFL、右後輪トルク指令TRR、および左後輪トルク指令TRLを出力する。これにより、右前輪モータ12FR、左前輪モータ12FL、右後輪モータ12RR、および左後輪モータ12RLのトルクが適宜制御され、運転者の操作に従順、かつ安定性の高い車両100が実現される。また、車両制御部38は、図示しない油圧ポンプを制御し、右前輪ホイルシリンダ60FR、左前輪ホイルシリンダ60FL、右後輪ホイルシリンダ60RR、および左後輪ホイルシリンダ60RLに個別に油圧を印加して、各車輪を制動する。
The
具体的には、車両制御部38は、走行時における車両100の様々な挙動に対して、各車輪のトルクを適宜制御することで、不安定な挙動を抑制し、車両100の走行安定性を確保する。車両制御部38におけるひとつの制御として、旋回時に車両に生じるロール方向の挙動に対する制御がある。以下、このロール方向の挙動を抑制するための制御について説明する。
Specifically, the
旋回時、車両100には、旋回半径方向の外側に向かって遠心力が働き、旋回半径方向の内側に向かって向心力が働く。向心力は、タイヤと路面との摩擦力により生じる。例えば、遠心力が摩擦力より大きければ、車両100は旋回半径方向の外側に向かって滑りだし、遠心力が摩擦力より小さければ、車両100は滑ることなく旋回を続ける。一般に、遠心力は、車両100の重心位置に作用しているとして考える。そして、その遠心力は、旋回半径方向の外側にある車輪の接地部分回りのモーメント(以下、単に「ロールモーメント」という)として働く。このロールモーメントが、車両100にロール方向の挙動を与える原因となる。車両100の重心位置が高くなれば、ロールモーメントが大きくなるのでロール方向の挙動、すなわちロール角は大きくなる。
During turning, the
車両制御部38は、個々の車輪を適切に制動または解放することで、車両100のロール評価値としてのロール角が、ロール評価基準値としての所定の基準ロール角より大きくならないように車両100を制御する。具体的には、車両100のロール角が基準ロール角より大きい場合、車両制御部38は、旋回時外側にある車輪、すなわち旋回時の外輪を適切に制動して、意図的に制動滑り状態にする。これにより、タイヤが伝達できる横方向の力は、制動滑り前より小さくなる。その結果、旋回時外側にある車輪は、作用する横方向の力に耐えることができず、場合によっては偏向角が増大し、車両前部または車両後部が横加速度モーメントの方向に若干回転する。同時に、ロールモーメントが減少するので、ロール角の増大を抑制し、ロール角を小さくできる。
The
このロール方向の挙動を抑制するための制御では、車両100のロール角が基準ロール角より大きいか否かを判定し、車両100のロール角が基準ロール角より大きい場合、旋回時外側の車輪を適切に制動する。このため、基準ロール角が適切に設定される必要がある。車両を安全に操舵可能な限界点を基準ロール角として設定することが好ましいが、その限界点は例えばタイヤの空気圧の状態によって変動する。そこで、車両制御部38は、タイヤの空気圧の状態に応じて、基準ロール角を補正する。
In the control for suppressing the behavior in the roll direction, it is determined whether or not the roll angle of the
車両制御部38は、右前輪タイヤ状態センサ70FR、左前輪タイヤ状態センサ70FL、右後輪タイヤ状態センサ70RR、および左後輪タイヤ状態センサ70RLから取得した、右前輪状態情報CFR、左前輪状態情報CFL、右後輪状態情報CRR、ならびに左後輪状態情報CRLのいずれかに基づいて、基準ロール角を補正する。つまり、車両制御部38は、車両100に装着中のタイヤの空気圧の状態に応じて、基準ロール角を補正する。
The
旋回時の車両100の加重は、旋回半径方向の外側の車輪に集中する。また、車両100の挙動は、進行方向を決める前輪の影響が大きい。このため、車両制御部38は、旋回半径方向の外側の前輪の空気圧の状態に基づいて、基準ロール角を補正する。他の例では、車両制御部38は、旋回半径方向の外側の前輪および後輪の空気圧の状態に基づいて、基準ロール角を補正してもよい。前輪および後輪の空気圧の状態に基づいて、基準ロール角を補正する場合、車両制御部38は、例えば車両100の前輪および後輪の重量配分に応じて、補正値に重み付けを行ってもよい。
The weight of the
車両制御部38は、例えばタイヤ空気圧の理想値とタイヤ空気圧の実測値とに基づいて、その都度基準ロール角を算出してもよいし、予め基準ロール角のテーブルを有し、タイヤ空気圧の実測値をキーにそのテーブルを参照して、基準ロール角を決定してもよい。
The
タイヤの空気圧の状態に応じて基準ロール角を変更することにより、車両制御部38は、例えばタイヤの空気圧が理想値と異なる場合でも、その空気圧における適切な基準ロール角を設定できるので、車両のロール方向の安定性を向上できる。さらに、車両制御部38は、例えば、気温や気圧により変化するタイヤの状態にも、リアルタイムに対応して、その時のタイヤ状態において適切な基準ロール角を設定することができる。
By changing the reference roll angle according to the tire air pressure state, the
図2は、図1の車両制御部38におけるロール方向の挙動を抑制するための制御のフローチャートである。車両制御部38は、横加速度センサ72から供給される測定値に基づいて、所定の演算を施して後段のロール角を算出するために利用する横加速度を算出する(S10)。車両制御部38は、遠心加速度センサ74から供給される測定値に基づいて、所定の演算処理を施して後段のロール角を算出するために利用する遠心加速度を算出する(S12)。車両制御部38は、ステップ10およびステップ12で算出した横加速度ならびに遠心加速度に基づいて、車両100のロール角θを算出する(S14)。他の例では、車両100は、ロール角を直接測定するための手段を備え、その手段から取得したロール角を後段の処理に利用してもよい。車両100は各種のセンサを備えるので、各種の情報を制御に利用できる。利用可能な情報としては、例えば、横加速度、横加速度の時間的変化、偏向角、偏向角速度、偏向角速度の時間変化、および横滑り角などの車両運動特性量がある。車両制御部38は、こうした車両運動特性量を直接的もしくは間接的に利用して、ロール角θを算出してもよい。
FIG. 2 is a flowchart of control for suppressing the behavior in the roll direction in the
車両制御部38は、右前輪10FRおよび左前輪10FLの空気圧を入力する(S16)。車両制御部38は、入力した空気圧と舵角δtとに基づいて、基準ロール角θTHを補正する(S18)。そして、車両制御部38は、ロール角θと基準ロール角θTHとを比較する(S20)。ロール角θが基準ロール角θTHより大きい場合(S20のY)、車両制御部38は、旋回時の外側の車輪を適宜制動または解放してロール角θを抑制する制御を行う(S22)。
The
車両制御部38は、ステップ22の制御として、図1の右前輪ホイルシリンダ60FR、左前輪ホイルシリンダ60FL、右後輪ホイルシリンダ60RR、および左後輪ホイルシリンダ60RLを含む油圧系統を使って各車輪を制動してもよいし、右前輪モータ12FR、左前輪モータ12FL、右後輪モータ12RR、ならびに左後輪モータ12RLを含む回生系統を使って車輪を制動してもよい。ステップ20で、ロール角θが基準ロール角θTHより小さい場合(S20のN)、車両制御部38は、ロール方向の挙動を抑制するための一連の制御ルーチンを完了し、ステップ10に戻る。すなわち、旋回時に、車両制御部38は、この制御ルーチンを繰り返す。
The
図3は、図2のステップ18の詳細なフローチャートである。図1の車両制御部38は、図1の舵角センサ48から供給された舵角δtに基づいて、右前輪10FRおよび左前輪10FLの操舵方向を判定する(S30)。右前輪10FRおよび左前輪10FLが右方向に向いている場合(S30のR)、車両制御部38は、旋回半径方向の外側に位置する左前輪10FLの空気圧を実測空気圧Pflとして入力する(S32)。そして、車両制御部38は、左前輪10FLの理想空気圧P0と実測空気圧Pflとに基づいて補正係数Kを算出する(S34)。本実施の形態では、車両制御部38は、理想空気圧P0と実測空気圧Pflとの圧力差に所定の係数αを乗じることにより補正係数Kを算出する。車両制御部38は、基準ロール角θTHに補正係数Kによる補正を施して、基準ロール角θTHを補正する(S40)。すなわち、車両制御部38は、理想空気圧P0に対応付けて基準ロール角θTHを保持しており、その基準ロール角θTHに対して補正処理を施す。
FIG. 3 is a detailed flowchart of
ステップ30で、右前輪10FRおよび左前輪10FLが左方向に向いている場合(S30のL)、車両制御部38は、旋回半径方向の外側に位置する右前輪10FRの空気圧を実測空気圧Pfrとして入力する(S36)。そして、車両制御部38は、右前輪10FRの理想空気圧P0と実測空気圧Pfrとに基づいて補正係数Kを算出する(S38)。そして、車両制御部38は補正係数Kに基づいて、基準ロール角θTHを補正する(S40)。
In
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、その様々な変形例もまた本発明の範囲に含まれることは当業者には理解されるところである。こうした変形例を以下に列挙する。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it is understood by those skilled in the art that various modifications thereof are also included in the scope of the present invention. Such modifications are listed below.
第1の変形例として、図1の車両制御部38におけるロール方向の挙動を抑制するための制御は、電気自動車に限らず、ハイブリット車両、エンジン車両など車輪毎に制動可能な任意の形態の車両に搭載されてよい。
As a first modification, the control for suppressing the behavior in the roll direction in the
第2の変形例として、図1の車両制御部38におけるロール方向の挙動を抑制するための制御手順は、例えば車両の運動シミュレータに搭載されてよい。すなわち、既存の運動シミュレータに搭載されている、車両のロール方向の挙動を抑制するための制御を模擬的に実現するプログラムルーチンに、図2のステップ16からステップ18に該当する車輪の空気圧を設定し、その空気圧に基づいて基準ロール角を補正する手順を追加すればよい。
As a second modification, a control procedure for suppressing the behavior in the roll direction in the
第3の変形例として、図1の車両制御部38におけるロール方向の挙動を抑制するための制御は、各種の制御手法に応用することができる。すなわち、本実施の形態では、タイヤ状態に応じて、ロール評価基準値を変更したが、タイヤ状態による影響を考慮してロール評価値を算出してもよい。タイヤ状態が車両のロール角に及ぼす影響を考慮してロール評価値を算出する手法は任意でよい。車両制御部38がタイヤの状態を示す値を入力して演算を行うことにより、適切なロール方向の評価を行い、車両の走行安定性を向上すればよい。
As a third modification, the control for suppressing the behavior in the roll direction in the
以下、本発明の実施の形態の車両100を構成する部材と特許請求の範囲に記載した部材との対応関係を例示する。図1における車両制御部38は、請求項における「変更手段」および「評価手段」に対応してもよい。図1における車両制御部38および舵角センサ48は、請求項における「車両の旋回方向を特定する手段」に対応してもよい。図1における車両制御部38、横加速度センサ72、および遠心加速度センサ74は、請求項における「第1特定手段」、および「第2検出手段」に対応してもよい。図1における右前輪タイヤ状態センサ70FR、左前輪タイヤ状態センサ70FL、右後輪タイヤ状態センサ70RR、および左後輪タイヤ状態センサ70RLは、請求項における「第2特定手段」、および「第1検出手段」に対応してもよい。図1における車両制御部38は、請求項における「変更手段」、「判断手段」、および「制御手段」に対応してもよい。
Hereinafter, the correspondence between the members constituting the
38 車両制御部、48 舵角センサ、70FR 右前輪タイヤ状態センサ、70FL 左前輪タイヤ状態センサ、70RR 右後輪タイヤ状態センサ、70RL 左後輪タイヤ状態センサ、72 横加速度センサ、74 遠心加速度センサ、100 車両。 38 Vehicle control unit, 48 Steering angle sensor, 70FR Right front wheel tire condition sensor, 70FL Left front wheel tire condition sensor, 70RR Right rear wheel tire condition sensor, 70RL Left rear wheel tire condition sensor, 72 Lateral acceleration sensor, 74 Centrifugal acceleration sensor, 100 vehicles.
Claims (9)
前記車両に装着されたタイヤの状態に基づいて、前記ロール評価基準値を変更する変更手段と、
前記ロール評価値と、前記タイヤの状態に基づいて変更した前記ロール評価基準値とに基づいて、前記車両の走行安定性を評価する評価手段と、
を備えることを特徴とする車両用評価装置。 In the apparatus for evaluating the running stability of the vehicle based on the roll evaluation value indicating the behavior in the roll direction of the vehicle and the roll evaluation reference value serving as a reference for evaluating the running stability in the vehicle,
Changing means for changing the roll evaluation reference value based on the state of the tire mounted on the vehicle;
Evaluation means for evaluating the running stability of the vehicle based on the roll evaluation value and the roll evaluation reference value changed based on the state of the tire;
An evaluation apparatus for a vehicle, comprising:
前記変更手段は、前記車両の旋回半径方向の外側に位置するタイヤの内圧の状態に基づいて、前記ロール評価基準値を変更することを特徴とする請求項2に記載の車両用評価装置。 Means for specifying a turning direction of the vehicle;
The vehicular evaluation apparatus according to claim 2, wherein the changing unit changes the roll evaluation reference value based on a state of an internal pressure of a tire located outside the turning radius direction of the vehicle.
前記ロール評価値を特定する第1特定手段と、
前記車両に装着されたタイヤのタイヤ状態を特定する第2特定手段と、
前記タイヤ状態に基づいて、前記ロール評価基準値を変更する変更手段と、
前記ロール評価値と前記ロール評価基準値とに基づいて、前記車両のロール方向の挙動を抑制する制御を行うか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段に指示された場合、前記車両のロール方向の挙動を抑制する制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。 In the apparatus for suppressing the behavior of the vehicle in the roll direction when the roll evaluation value indicating the behavior of the vehicle in the roll direction is larger than the roll evaluation reference value serving as a reference for evaluating the running stability in the vehicle,
First specifying means for specifying the roll evaluation value;
Second specifying means for specifying a tire state of a tire mounted on the vehicle;
Changing means for changing the roll evaluation reference value based on the tire state;
Judgment means for judging whether to perform control for suppressing the behavior of the vehicle in the roll direction based on the roll evaluation value and the roll evaluation reference value;
Control means for performing control to suppress the behavior of the vehicle in the roll direction when instructed by the determination means;
A vehicle control device comprising:
前記ロール評価値を特定するステップと、
前記車両に装着されたタイヤのタイヤ状態を特定するステップと、
前記タイヤ状態に基づいて、前記ロール評価基準値を変更するステップと、
前記ロール評価値と前記ロール評価基準値とに基づいて、前記車両のロール方向の挙動を抑制する制御を行うか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップに指示された場合、前記車両のロール方向の挙動を抑制する制御を行うステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。 When the roll evaluation value indicating the behavior of the vehicle in the roll direction is larger than the roll evaluation reference value serving as a reference for evaluating the running stability in the vehicle, processing for suppressing the behavior of the vehicle in the roll direction is performed on the computer. In the program to be executed,
Identifying the role evaluation value;
Identifying a tire condition of a tire mounted on the vehicle;
Changing the roll evaluation reference value based on the tire condition;
A determination step of determining whether to perform control for suppressing the behavior of the vehicle in the roll direction based on the roll evaluation value and the roll evaluation reference value;
When instructed in the determination step, performing a control to suppress the behavior of the vehicle in the roll direction;
A program that causes a computer to execute.
前記車両に装着されたタイヤのタイヤ状態を示す第1状態量を検出する第1検出手段と、
前記タイヤ状態とは異なる前記車両の状態を示す第2状態量を検出する第2検出手段と、
前記第1状態量と前記第2状態量とに基づいてロール評価値を算出し、前記ロール評価値に基づいて前記車両の走行安定性を評価する評価手段と、
を備えることを特徴とする車両用評価装置。 In the apparatus for evaluating the running stability of the vehicle based on the roll evaluation value indicating the behavior in the roll direction of the vehicle,
First detection means for detecting a first state quantity indicating a tire state of a tire mounted on the vehicle;
Second detection means for detecting a second state quantity indicating a state of the vehicle different from the tire state;
An evaluation unit that calculates a roll evaluation value based on the first state quantity and the second state quantity, and evaluates running stability of the vehicle based on the roll evaluation value;
An evaluation apparatus for a vehicle, comprising:
前記車両に装着されたタイヤのタイヤ状態を示す第1状態量を特定するステップと、
前記タイヤ状態とは異なる前記車両の状態を示す第2状態量を特定するステップと、
前記第1状態量と前記第2状態量とに基づいてロール評価値を算出し、前記ロール評価値に基づいて前記車両の走行安定性を評価するステップと、
を含むことを特徴とする車両用評価方法。 In the method of evaluating the running stability of the vehicle based on the roll evaluation value indicating the behavior of the vehicle in the roll direction,
Identifying a first state quantity indicating a tire state of a tire mounted on the vehicle;
Identifying a second state quantity indicating a state of the vehicle different from the tire state;
Calculating a roll evaluation value based on the first state quantity and the second state quantity, and evaluating the running stability of the vehicle based on the roll evaluation value;
The evaluation method for vehicles characterized by including.
前記車両に装着されたタイヤのタイヤ状態を示す第1状態量を特定するステップと、
前記タイヤ状態とは異なる前記車両の状態を示す第2状態量を特定するステップと、
前記第1状態量と前記第2状態量とに基づいてロール評価値を算出し、前記ロール評価値に基づいて前記車両の走行安定性を評価するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。 In a program for causing a computer to execute a process for evaluating the running stability of the vehicle based on a roll evaluation value indicating a behavior in a roll direction of the vehicle,
Identifying a first state quantity indicating a tire state of a tire mounted on the vehicle;
Identifying a second state quantity indicating a state of the vehicle different from the tire state;
Calculating a roll evaluation value based on the first state quantity and the second state quantity, and evaluating the running stability of the vehicle based on the roll evaluation value;
A program that causes a computer to execute.
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