JP4506626B2 - 車両の姿勢制御装置 - Google Patents
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また、この姿勢制御によれば、図8に示すように、目標旋回半径よりも実際の旋回半径が大きくなる場合、即ちアンダーステアが生じた場合に、前外輪101,前内輪102および旋回中心側の後輪(後内輪)103に対する各制動力F101,F102,F103を、下式(2)の関係を満たすように設定することで、車両100に対して図8中時計回りのヨーモーメントYM100Bを発生させ、車両100が目標旋回半径に沿って走行できるようにすることもできるようになっている。
このような、車両の姿勢制御に関する技術の一例としては、以下の特許文献1の技術が挙げられ、この特許文献1には、単に車両の姿勢制御を実行するのみならず、例えば、アクセルペダルの踏込量が大きい場合や操舵角速度などが小さい場合には、ドライバによる車両制御に余裕があるとみなし、姿勢制御が実行されにくくする旨が開示されている。
したがって、特許文献1の技術によれば、姿勢制御を実行したとしても、ゲインの大小に応じて姿勢制御の効果そのものが小さくなったり大きくなったりすることとなる。
他方、車両の安定性を高めるべく、ゲインを通常より大きく設定した場合には、姿勢制御の効果が必要以上に大きくなり、各車輪のブレーキ装置の磨耗部品の寿命の低下を招くとともに、モータスポーツなど高い速度で走行することを必要とする場面においては、高速走行の妨げとなってしまうという課題も生じる。
また、請求項4記載の本発明の車両の姿勢制御装置は、請求項1〜3いずれか1項記載の内容において、該車両の前後方向加速度を実測する前後加速度センサが設けられ、
該加速相関値検出手段は、該前後加速度センサの計測結果を該加速相関値とすることを特徴としている。
また、請求項6記載の本発明の車両の姿勢制御装置は、請求項1〜3いずれか1項記載の内容において、該車両には、該各輪に対する制動力を発生させる油圧制動装置と、該油圧制動装置の油圧を計測する油圧計測手段が設けられ、該加速相関値検出手段は、該油圧計測手段による計測結果を該加速相関値とすることを特徴としている。
また、車両が加速状態にあると判定された場合に制動対象輪の数を低減することで、車両の安定性を確保しながら姿勢制御の効果を適切に抑制することができる。
また、車両が加速状態であり且つオーバステア状態にあると判定された場合に1つの車輪を制動対象輪とするか、或いは、制動対象輪を設定しない(即ち、姿勢制御を実行しない)ようになっているので、加速中に制動される車輪の数をできるだけ低減しながら、車両の安定性を確保することができる。
また、前後加速度センサにより実測された車両の前後方向加速度が加速相関値として取り扱われるようになっているので、車両の実際の挙動に的確に対応して姿勢制御による効果を調整することができる。
また、加減速要求検出手段により検出されたドライバによる加減速要求が加速相関値として取り扱われるようになっているので、ドライバの加減速要求に応じて姿勢制御による効果を調整することができる。
また、油圧計測手段により計測された油圧制動装置の油圧が加速相関値として取り扱われるようになっているので、車両の減速度に応じて姿勢制御による効果を調整することができる。
また、出力トルク相関値検出手段によって計測されたエンジンの出力トルクに相関する値であるトルク相関値が加速相関値として取り扱われるようになっているので、エンジン出力やエンジンブレーキの作動状況に応じた、姿勢制御による効果を調整することができる。
図1に示すように、車両10の前方(図1中左方)側には、エンジン11およびトランスミッション12が備えられ、このエンジン11によって生じたトルクがトランスミッション12およびドライブシャフト14L,14Rを介して左右前輪13L,13Rに対してそれぞれ伝達されるようになっている。また、このトランスミッション12には図示しないディファレンシャルギアボックスが内蔵され、車両10が旋回した場合に生じる左右前輪13L,13Rでの回転速度が吸収されるようになっている。
さらに、車両10のドライバによって操作されるステアリングホイール(図示略)の角度、即ち、舵角を検出する舵角センサ23が設けられるとともに、ブレーキペダルに対するドライバの踏力に応じて上昇するブレーキマスタシリンダ圧を検出するマスタシリンダ圧センサ(油圧計測手段)24が設けられている。
また、この車両10には、ECU(電子制御ユニット;Electronic Controlled Unit)30が備えられており、このECU50は、いずれも図示しない、インターフェースユニット,CPU,メモリなど種々の機器が内蔵されて構成されている。そして、このECU50のメモリ内には、ソフトウェアプログラムとして、実ヨーレイト検出部(実ヨーレイト検出手段)51,目標ヨーレイト検出部(目標ヨーレイト検出手段)52,姿勢制御部(姿勢制御手段)53,前後加速検出部(加速相関値取得手段)54,対象車輪変更部(制動対象輪変更手段)56および作動許可部(作動許可手段)57が内蔵されている。
これらのうち、実ヨーレイト検出部51は、ヨーレイトセンサ21によって検出されたヨーレイト(実ヨーレイト)を示す信号をヨーレイトセンサ21から読込み、車両10の実際の旋回状態を示す値である実旋回相関値として求めるものである。
・関係(1)−右旋回時
US/OS指数が正: アンダーステア状態
US/OS指数が負: オーバステア状態
・関係(2)−左旋回時
US/OS指数が正: オーバステア状態
US/OS指数が負: アンダーステア状態
したがって、目標ヨーレイト検出部52は、舵角センサ23により検出された舵角により車両10が右旋回中であると判定し且つUS/OS指数が正(US/OS指数>0)となっている場合には、車両10はアンダーステア状態にあると判定し、車両10が右旋回中であると判定し且つUS/OS指数が負(US/OS指数<0)となっている場合には、車両10はオーバステア状態にあると判定するようになっている。
また、対象車輪変更部56は、姿勢制御部53に対する作動規制要求を作動許可部57が検出すると、車輪13L,13R,15L,15Rのうちのいずれかを姿勢制御部53によって制動される対象となるである制動対象輪の数を減少させるものであって、より具体的には、対象車輪マップ58を参照し、前後加速検出部54によって検出された加速相関値と、目標ヨーレイト検出部52によって判定された車両10の旋回状態に基づいて制動対象輪の数を変更するものである。
また、この対象車輪マップ58においては、加速相関値が図中符号a1で示す閾値(第1閾値)よりも小さい場合に対象車輪変更部56によって読込まれる減速領域58aと、加速相関値が図中符号a1で示す閾値以上で且つ図中符号a2で示す閾値(第2閾値)以下である場合に対象車輪変更部56によって読込まれる等速領域58bと、加速相関値が図中符号a2で示す閾値よりも大きい場合に対象車輪変更部56によって読込まれる加速領域58cとに区分されている。
また、作動許可部57は、姿勢制御キャンセルスイッチ(規制要求検出手段)27がオンである場合にのみ対象車輪変更部56の作動を許可するものである。なお、この姿勢制御キャンセルスイッチ27は、車両10のドライバによって操作されるスイッチであって、図示しないインストルメントパネルに設けられ、ドライバが姿勢制御部53の作動を規制したい場合にオン状態にされ、逆にドライバが姿勢制御53を作動させたい場合にオフ状態にされるものである。
もっとも、ドライバが姿勢制御部53による姿勢制御を必要としていない場合であっても、車両10の安定性を最低限は確保する必要があるため、姿勢制御キャンセルスイッチ27がオン状態になっていたとしても、完全に姿勢制御部53の作動を停止させるのではなく、姿勢制御が実行された場合に制動力が加えられる車輪(即ち、制動対象輪)の数を、通常の姿勢制御実行時よりも低減するようになっているのである。
図3のフローチャートに示すように、まず、ステップS11において、ECU50の実ヨーレイト検出部51が、ヨーレイトセンサ21から信号を読込み、車両10の実際の旋回状態を示す実旋回相関値として取り扱われる実ヨーレイトを取得する。
ステップS13において、目標ヨーレイト検出部52は、実旋回相関値と目標旋回相関値とに基づいてUS/OS指数を求める。このUS/OS指数は、上述したように、車両10がアンダーステア傾向にあるのか、或いは、オーバステア傾向にあるのかを示す値であって、その値が大きいほどアンダーステア又はオーバステア傾向が強くなっていることを示すものである。
そして、姿勢制御キャンセルスイッチ27がオフ状態である場合(ステップS14のNoルート)、姿勢制御部43は、車両10に生じているオーバステアまたはアンダーステアを抑制するヨーモーメントを発生するように、各ブレーキ装置16L,16R,17L,17Rを作動させる、通常の姿勢制御を実行する(ステップS15)。つまり、ステップS15においては、目標ヨーレイト検出部52によって得られたUS/OS指数の絶対値が閾値を上回っている場合に、姿勢制御部53がアンダーステア抑制のための姿勢制御、或いは、オーバステア抑制のための姿勢制御を実行する。
その後、ステップS17において、対象車輪変更部56は、姿勢制御部53によって制動される対象となるである制動対象輪の数を減少させる。より具体的には、対象車輪マップ58を参照し、前後加速検出部54によって検出された加速相関値と、目標ヨーレイト検出部52によって判定された車両10の旋回状態に基づいて制動対象輪の数を減少させる。
ここで、もう少し具体的に、対象車輪変更部56が作動した状態で姿勢制御が実行された場合を、図4,図5および図6を用いて説明する。
そして、姿勢制御部53は、この前外輪13Lのみに対して制動力を加える姿勢制御を実行することで、オーバステアを抑制するヨーモーメントを発生させる。
つまりこの場合、姿勢制御部53は、車輪13L,13R,15L,15Rのいずれに対しても制動力を加えず、車両10の加速性を安定性よりも優先させる。これは、通常、加速中の車両10のドライバは、アンダーステアが生じていることを認識した場合、アクセルペダルの踏み込み量を小さくする操作を行なうことを考慮した設定である。そして、アクセルペダルの踏み込み量が小さくなった場合には、車両10にはアンダーステアを低減するヨーモーメントが発生するため、姿勢制御部53は、特に姿勢制御を実行しなくても車両10に必要最低限の安定性が確保されるようになっているのである。
そして、姿勢制御部53は、この前外輪13Lのみに対して制動力を加える姿勢制御を実行することで、オーバステアを抑制するヨーモーメントを発生させる。なお、車両10が僅かに減速中とは、ここでは、エンジンブレーキを使用しているような場合を想定している。
そして、姿勢制御部53は、後内輪15Rのみに対して制動力を加える姿勢制御を実行することで、アンダーステアを抑制するヨーモーメントを発生させる。
そして、姿勢制御部53は、これらの車輪13L,15L,13Rに対して、制動力FOS-13L,FOS-15L,FOS-13Rを加える姿勢制御を実行することで、オーバステアを低減させるヨーモーメントを発生させる。なお、姿勢制御部53は、制動力FOS-13L,FOS-15L,FOS-13Rの大きさは、以下の(3)式を満たすように設定される。
また、図6(B)に示すように車両10がアンダーステア状態であり、且つ、加速相関値がax3である場合、対象車輪変更部56は、前外輪13L、前内輪13Rおよび旋回中心側の後輪(後内輪)15Rを制動対象輪として設定する。
そして、姿勢制御部53は、これらの車輪15R,13R,13Lに対して制動力を加える姿勢制御を実行することで、アンダーステアを低減させるヨーモーメントを発生させる。
FUS-15R>FUS-13R>FUS-13R・・・(4)
このように、本発明の一実施形態に係る車両の姿勢制御装置によれば、姿勢制御の実行が規制されている場合には、姿勢制御の対象となる制動対象輪の数を通常時よりも減少させることで、車両10に必要な安定性を確保しながら、姿勢制御による効果が必要以上に大きくなることを防ぐことができる。
また、車両10が加速状態であり且つオーバステア状態にあると判定された場合に1つの車輪を制動対象輪とするか、或いは、制動対象輪を設定しない(即ち、姿勢制御を実行しない)ようになっているので、加速中に制動される車輪の数をできるだけ低減しながら、車両10の安定性を確保することができる。
また、加速中の車両10で姿勢制御が実行された場合であっても、制動対象輪数が通常時よりも少なく設定することにより、車両10の加速性の低減を抑制することができるので、ドライバや他の乗員の違和感を減じることもできる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、この前後加速検出部54が、アクセルポジションセンサによって計測された車両10のドライバによる加速要求を加速相関値として扱うようにしてもよい。この場合、ドライバの加速要求に的確に対応して、対象車輪変更部56が制動対象輪を設定することができる。
さらに別の例としては、エンジン11の出力トルクに相関する値(例えば、目標筒内圧や、体積効率など)をトルク相関値として検出する出力トルク相関値検出部(出力トルク相関値検出手段)をECU40のメモリ内にソフトウェアとして設け、前後加速検出部54が、出力トルク相関値検出部による検出結果を加速相関値として扱うようにしてもよい。これにより、車両10の加減速に応じて対象車輪変更部56が制動対象輪を設定することができる。
22 前後加速度センサ
27 姿勢制御キャンセルスイッチ(規制要求検出手段)
51 実ヨーレイト検出部(実旋回相関値検出手段)
52 目標ヨーレイト検出部(目標旋回相関値取得手段)
53 姿勢制御部(姿勢制御手段)
54 前後加速検出部(加速相関値取得手段)
56 上限クリップ部(最大制動力変更手段)
57 作動許可部(作動許可手段)
Claims (7)
- 車両の実際の旋回状態を示す実旋回相関値を検出する実旋回相関値検出手段と、
該車両の目標とする旋回状態を示す目標旋回相関値を求める目標旋回相関値取得手段と、
該実旋回相関値検出手段により検出された該実旋回相関値が該目標旋回相関値取得手段によって取得された該目標旋回相関値に近づくように該車両の各車輪に対して制動力を調整する制御である姿勢制御を実行する姿勢制御手段とを備える車両の姿勢制御装置において、
該姿勢制御手段の作動を規制する旨の要求を検出する規制要求検出手段と、
該姿勢制御手段によって制動される対象となる車輪である制動対象輪の数を減少させる制動対象輪変更手段と、
該車両の前後方向加速度に相関する値である加速相関値を検出する加速相関値検出手段とを備え、
該姿勢制御に対する作動規制要求を該規制要求検出手段が検出した場合に、該制動対象輪変更手段が作動され、
該制動対象輪変更手段は、該加速相関値が減速を表す第1閾値より加速側にあるときに該姿勢制御手段によって制御される対象車輪の数が、該加速相関値が該第1閾値より減速側にあるときに該姿勢制御手段によって制御される対象輪の数よりも少なくなるように、該姿勢制御手段によって制動される対象となる車輪の数を減少させる
ことを特徴とする、車両の姿勢制御装置。 - 該制動対象輪変更手段は、該加速相関値が該第1閾値より加速側にあるときには該姿勢制御手段によって制動される対象となる車輪の数を一つ以下とし、該加速相関値が該第1閾値より減速側にあるときには該姿勢制御手段によって制動される対象となる車輪の数を二つ以上とする
ことを特徴とする、請求項1記載の車両の姿勢制御装置。 - 該加速相関値が該第1閾値より加速側にある第2閾値よりも加速側にある場合において、
該制動対象輪変更手段は、該実旋回相関値と該目標旋回相関値とに基づき該車両がオーバステア状態にあると判定された場合に該車輪の1つを該制動対象輪とし、該実旋回相関値と該目標旋回相関値とに基づき該車両がアンダーステア状態にあると判定された場合に該制動対象輪を0とする
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の車両の姿勢制御装置。 - 該車両の前後方向加速度を実測する前後加速度センサが設けられ、
該加速相関値検出手段は、該前後加速度センサの計測結果を該加速相関値とする
ことを特徴とする、請求項1〜3いずれか1項記載の車両の姿勢制御装置。 - 該車両のドライバによる加速要求を検出する加速要求検出手段が設けられ、
該加速相関値検出手段は、該加速要求検出手段による検出結果を該加速相関値とする
ことを特徴とする、請求項1〜3いずれか1項記載の車両の姿勢制御装置。 - 該車両には、該各輪に対する制動力を発生させる油圧制動装置と、該油圧制動装置の油圧を計測する油圧計測手段が設けられ、
該加速相関値検出手段は、該油圧計測手段による計測結果を該加速相関値とする
ことを特徴とする、請求項1〜3いずれか1項記載の車両の姿勢制御装置。 - 該車両には駆動力を発生させるエンジンと、該エンジンの出力トルクに相関する値であるトルク相関値を検出する出力トルク相関値検出手段とが設けられ、
該加速相関値検出手段は、該出力トルク相関値検出手段による計測結果を該加速相関値とする
ことを特徴とする、請求項1〜3いずれか1項記載の車両の姿勢制御装置。
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