JP2009531232A

JP2009531232A - 総輪駆動車両用のアンダーステア／オーバーステア補正

Info

Publication number: JP2009531232A
Application number: JP2009502963A
Authority: JP
Inventors: ギンサー，ブライアン・ビー
Original assignee: ボーグワーナー・インコーポレーテッド
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2009-09-03
Also published as: EP1998977A1; WO2007123634A1; KR20080108988A; US20090182468A1; CN101410269A

Abstract

車両の少なくとも１つの車軸（１４）に伝達されるトルクを変更することによって、総輪駆動車両（１０）のアンダーステア／オーバーステア状態を補正する方法が提供される。この方法には、車両の速度および横加速度を決定するステップ（１０２）が含まれる。車両速度、車両横加速度および車両ホイールベース長に少なくとも部分的に基づいた、車両のニュートラルステアリング値の計算が行われる（１０４）。車両の実際のステアリング角もまた決定される（１０８）。１つの車両物理特性および１つの車両運転状態に部分的に基づいて、シャーシ関数比が決定される（１１０）。ステアリング角の関数、ニュートラルステアリング値、横加速度およびシャーシ関数比に基づいて、誤差信号が計算される（１０６）。少なくとも１つの車軸に伝達されるトルクは、誤差信号に基づいて修正される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００６年３月２８日出願の米国仮特許出願第６０／７８６，４４８号明細書の利益を主張する。

本発明は、総輪駆動車両（ＡＷＤ）用のアンダーステア／オーバーステア補正に関する。

総輪駆動車両は、典型的にはカップリング機構を用いて、前車軸と後車軸との間でトルクを分配する。後輪主駆動ＡＷＤ車両の場合には、トルクは、ほとんど常に後車軸に伝達される。ある所定の状態が満たされると、カップリングは、前車軸または二次的車軸にトルクを伝達する。ＡＷＤ車両がカーブを回っている場合に、前輪および後輪は、異なる速度で曲がる場合がある。前車軸に印加されるトルクが大きすぎる場合には、車両は、曲がるにつれて、アンダーステアするかまたは運転者に「押される（ｐｕｓｈ）」感覚を抱かせる。後車軸に印加されるトルクが大きすぎる場合には、車両は、曲がるにつれて、オーバーステアするかまたは「引っ張られる（ｐｕｌｌ）」。これらのアンダーステアおよびオーバーステア感覚を除去するために、できる限りニュートラルに近いステアリング感覚を達成できる車両を提供するのが望ましい。すなわち、車両がコーナーを回るときに、アンダーステアリングもオーバーステアリングも、ほとんどまたは全くない。

本発明は、運転中の車両のアンダーステア／オーバーステア状態を低減する方法および構成に関する。本発明は、車両の少なくとも１つの車軸に伝達されるトルクを変更することによって、総輪駆動車両のアンダーステア／オーバーステア状態を補正する方法を提供するが、この方法には、車両の速度および横加速度を決定するステップが含まれる。車両速度、車両横加速度および車両ホイールベース長に少なくとも部分的に基づいた、車両のニュートラルステアリング値の計算が行われる。車両の実際のステアリング角もまた決定される。１つの車両物理特性および１つの車両運転状態に少なくとも部分的に基づいて、シャーシ関数比が決定される。実際のステアリング角、ニュートラルステアリング値、横加速度およびシャーシ関数比の関数に基づいて、誤差信号が計算される。少なくとも１つの車軸に伝達されるトルクは、誤差信号に基づいて修正される。

本発明の適用可能なさらなる分野は、下記で提示される詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示すが、実例のみを目的として意図しており、本発明の範囲を限定するようには意図していないことを理解されたい。

本発明は、詳細な説明および添付の図面から、より完全に理解されるであろう。

好ましい実施形態の下記の説明は、本質的には単に例示的であり、本発明、その用途または使用法を限定するようには決して意図されていない。

図１を参照すると、アンダーステア／オーバーステア補正システムを有する総輪駆動（ＡＷＤ）車両が、１０で全体的に示されている。車両１０は、主要な後車軸１６および操舵される二次的な前車軸１４へと反対方向に動作可能に接続されるエンジン１２を有する。しかしながら、主車軸が前車軸１４であってもよく、二次的車軸が後車軸１６であってもよいことを理解されたい。以下では説明のために、後車軸１６が主車軸であり、前車軸１４が二次的車軸である。

車輪１８は、前車軸１４および後車軸１６の両端と接続される。典型的には、カップリング２０が、エンジン１２と後車軸１６との間でドライブシャフト２２に配置される。シャフト２１が、カップリング２０から前車軸１４へトルクを伝達する。次に、カップリング２０を介して前車軸１４に印加されるトルク量を制御するために、コントローラまたは制御ユニット２４が用いられる。さらに、センサ２６が、車両の運転状態を決定するために車両１０に配置され、次に、センサ２６からのデータが、制御ユニット２４に送信される。次に、制御ユニット２４は、エンジン１２が前車軸１４および後車軸１６に印加するトルク量を決定する。エンジン１２から車軸１４、１６に伝達されるトルクの総量は、車両１０の運転者によって操作されるスロットル２７によって制御される。したがって、場合によってはスロットル２７ラックとして知られているスロットル２７の位置およびスロットル２７の位置の変化率に依存して、エンジン１２から車軸１４、１６に伝達されるトルク量が変更される。

図２を参照すると、アンダーステア／オーバーステア補正トルク要求信号を計算するステップを示す流れ図が示されている。この流れ図で概説されるステップは、単一コンポーネントの制御ユニット２４で行うことができる。しかしながら、多数の制御機能を多数のコンポーネントの制御ユニットに組み込むことが可能である。図２は、アンダーステア／オーバーステア補正トルク要求信号が最終的に生成される全体的な方法１００を表わす。アンダーステア／オーバーステア補正トルク要求信号は、車輪のそれぞれにおけるトルクを考慮しながら、できる限りニュートラルに近いステアリング効果を達成するために、旋回状況において車両の前車軸におけるトルクを調整する。この方法は、次の式を用いて、誤差または補正されるトルク量を計算する。
Δ_ｅ＝Δ_ｒ−（Δ_ａｃｋ−Ａ_ｙ・Ｋ_ｕｓ）

ここで、Δ_ｅは制御誤差信号であり、Δ_ａｃｋはアッカーマンステアリング値であり、Ａ_ｙは車両の横加速度であり、Ｋ_ｕｓはシャーシ関数値である。Δ_ｒは、実際の前輪ステアリング角の値である。Δ_ｅ値は、正値または負値とすることができる。これは、ハンドル角が車両の左側用かまたは右側用かどうかに依存する。この方法は、正値が車両の右側用であり、負値が左側用であるように構成することができ、逆もまた同様である。Δ_ａｃｋは、次の式を用いて計算される。

ここで、Ａ_ｙは車両の横加速度であり、Ｌは車両ホイールベースであり、ｖは車両速度である。上記の２つの式を用いて、アンダーステア／オーバーステア補正トルク要求信号を導き出すことができる。

アンダーステア／オーバーステア補正トルク要求信号を計算する方法は、ステップ１０２で始まるが、このステップ１０２において、コントローラは、車両速度、横加速度および／または他の適切な変数を示すセンサ信号を受信する。いくらかの信号は、センサ２６から来る。ステップ１０４において、センサによって受信された実際値は、次の式を用いてΔ_ａｃｋを計算するために利用される。

ひとたびアッカーマンステアリング値（ニュートラルステアリング値）が計算されると、ステップ１０６においてこの値を用いて、制御システム用に誤差を計算する。ステップ１０７において、ステップ１０６からの計算された値は、この値を駆動システムで用いられる適切な信号に変換するために、コントローラを介したプロセスである。

ステップ１０６において、それに車両横加速度（Ａ_ｙ）。この乗算されたシャーシ関数比（Ｋ_ｕｓ）は、ステップ１０６において、実際の前輪ステアリング角（Δ_ｒ）値および計算されたアッカーマンステアリング値（Δ_ａｃｋ）と共に用いられ、ステップ１０６において、制御信号用の誤差（Δ_ｅ）を計算するようにする。次に、制御信号値のための誤差は、トルク要求誤差信号が送信されるステップ１１２において用いられる。この出力は、典型的には、０および１の値に近い値である。ステップ１１４において、総輪駆動システムからのトルク要求信号が、コントローラに送信される。トルク要求信号は、車両運転者によって要求されるトルク量に依存する。ステップ１１６において、トルク要求信号は、トルク要求誤差信号を掛けられ、最終的にステップ１１８において、アンダーステア／オーバーステア補正トルク要求信号が、コントローラから送信される。

上記のシャーシ関数比は、少なくとも１つの物理的な車両特性および少なくとも１つの車両運転状態に基づいた所定値である。たとえば、物理的な車両特性は、限定するわけではないが、車両ホイールベース長、車両重量および車高などの要因に基づくことができる。車高および車両重量は、決まった、予めプログラムされた値か、または車両サスペンションシステムからの実データから取られた可変アクティブ値とすることができる。シャーシ関数に影響する可能性がある運転変数は、トルク要求、ステアリング角、車両速度、車両横加速度、またはトランスミッションギヤ比とすることができる。他の運転変数を用いることができる。多くの高級車において、運転者が、動力伝達装置またはサスペンションの複数の運転モードを選択することができる。シャーシ関数比は、車両の多数の運転性能に依存させることができる。

本発明の説明は、本質的には単に例示的であり、したがって、本発明の趣旨から逸脱しない変更は、本発明の範囲内であるように意図されている。かかる変更は、本発明の趣旨および範囲からの逸脱と見なすべきではない。

アンダーステア／オーバーステア補正方法および構成を組み込んだ車両の概略図である。アンダーステア／オーバーステア補正トルク要求信号を計算するステップを示す流れ図である

Claims

総輪駆動車両のアンダーステア／オーバーステア状態を、前記車両の少なくとも１つの車軸に伝達されるトルクを変更することによって補正する方法であって、
前記車両の速度および横加速度を決定することと、
少なくとも車両速度、横加速度およびホイールベース長に基づいて、ニュートラルステアリング値を計算することと、
前記車両の実際のステアリング角を決定することと、
少なくとも１つの車両物理特性および１つの車両運転状態に基づいて、シャーシ関数比を決定することと、
前記ステアリング角、ニュートラルステアリング値、横加速度およびシャーシ関数比の関数に基づいて、誤差信号を計算することと、
前記誤差信号に基づいて、少なくとも１つの車軸に伝達されるトルクを修正することと、
を含む方法。
二次的車軸が、そのトルクを前記誤差信号によって修正される、請求項１に記載の方法。
操舵される車軸が、そのトルクを前記誤差信号によって修正される、請求項１に記載の方法。
前記ニュートラルステアリング値が、前記横加速度にホイールベース長を掛け、かつその積を、前記速度の二乗で割ることによって、少なくとも部分的に決定される、請求項１に記載の方法。
前記シャーシ関数比の物理特性が、車高、車両ホイールベース長および車両重量を含む群の少なくとも１つから取られる、請求項１に記載の方法。
前記車高が可変である、請求項５に記載の方法。
前記車両重量が可変である、請求項５に記載の方法。
前記シャーシ関数比が、トルク要求、ステアリング角および車両速度、車両横加速度、トランスミッションギヤ比を含む運転状態の群の少なくとも１つから取られる、請求項１に記載の方法。
前記シャーシ関数比を決定するときにモード信号を受信するステップをさらに含み、前記車両が、前記シャーシ関数比が前記モード信号にさらに依存するように、複数のモードの１つで運転できる、請求項１に記載の方法。
少なくとも１つのセンサが、少なくとも１つの車両運転状態を決定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記制御誤差を計算する場合に、前記シャーシ関数比が、前記車両横加速度状態によって乗算される、請求項４に記載の方法。
前記シャーシ関数比および前記車両横加速度の積を前記ニュートラルステアリング値から減算し、そこでその結果を前記実際のハンドル角のために減算するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
総輪駆動車両のアンダーステア／オーバーステア状態を、前記車両の少なくとも二次的車軸に伝達されるトルクを変更することによって補正する方法であって、
前記車両の速度および横加速度を決定することと、
少なくとも車両速度、横加速度およびホイールベース長に基づいて、ニュートラルステアリング値を計算することと、
前記車両の実際のステアリング角を決定することと、
少なくとも１つの車両物理特性および１つの車両運転状態に基づいて、シャーシ関数比を決定することと、
ニュートラルステアリング値から、横加速度とシャーシ関数比との積を引いた結果を、前記実際のステアリング角から減算することに基づいて、誤差信号を計算することと、
前記誤差信号に基づいて、前記二次的車軸に伝達されるトルクを修正することと、
を含む方法。
前車軸と、後車軸と、少なくとも１つの車軸に対するカプラーとを有する総輪駆動車両であって、前記カプラーが、総輪駆動車両のアンダーステア／オーバーステア状態を、前記車両の少なくとも１つの車軸に伝達されるトルクを変更することにより補正するためのコントローラによって制御され、前記コントローラが、
前記車両の速度および横加速度を決定し、
少なくとも車両速度、横加速度およびホイールベース長に基づいて、ニュートラルステアリング値を計算し、
前記車両の実際のステアリング角を決定し、
少なくとも１つの車両物理特性および１つの車両運転状態に基づいて、シャーシ関数比を決定し、
前記ステアリング角、ニュートラルステアリング値、横加速度およびシャーシ関数比の関数に基づいて、誤差信号を計算し、
前記誤差信号に基づいて、少なくとも１つの車軸に伝達されるトルクを修正する総輪駆動車両。
二次的車軸が、そのトルクを前記誤差信号によって修正される、請求項１４に記載の車両。
前記二次的車軸が前記前車軸である、請求項１４に記載の車両。
操舵される車軸が、そのトルクを前記誤差信号によって修正される、請求項１４に記載の車両。
前記シャーシ関数比の物理特性が、車高、車両ホイールベース長および車両重量を含む群の少なくとも１つから取られる、請求項１４に記載の車両。
前記コントローラが、前記シャーシ関数比を決定するときにモード信号を受信することができ、前記車両が、前記シャーシ関数比が前記モード信号にさらに依存するように、複数のモードの１つで運転できる、請求項１４に記載の車両。
前記コントローラが、ニュートラルステアリング値から横加速度とシャーシ関数比との積を引いた結果を、前記実際のステアリング角から減算することによって前記誤差信号を計算する、請求項１４に記載の車両。