JP4853020B2 - Wheel control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両において車輪のスリップ角を制御する技術に関し、特に、車輪の駆動時に車両安定性が低下することを抑制する技術に関する。 The present invention relates to a technique of vehicle odor Te for controlling the slip angle of the vehicle wheels, in particular, it relates to a technique for suppressing the vehicle stability at the time of driving the wheels is reduced.
車輪の駆動時に車両安定性が低下することを抑制する技術が既に存在する。その技術の一例は、トラクション制御と称される（特許文献１）。このトラクション制御によれば、車両駆動時に、駆動車輪のスピン傾向が大きい場合に、その駆動車輪の駆動トルクがブレーキによって減殺され、それにより、駆動車輪のスリップ率が制御される。その結果、駆動車輪のスリップ率が適正範囲を逸脱することに起因する車両安定性の低下が抑制される。
また、上述の従来例（トラクション制御）によれば、車両安定性が低下することを抑制するために、車輪のスリップ率が制御される。しかし、このようなスリップ率制御のみに依存して車両安定性の低下を抑制するには限界がある。そのため、このようなスリップ率制御とは異なる原理を利用して車両安定性の低下を抑制する新たな技術が要望される。 Further, according to the above-described conventional example (traction control), the slip ratio of the wheels is controlled in order to suppress the decrease in vehicle stability. However, there is a limit in suppressing a decrease in vehicle stability depending only on such slip ratio control. Therefore, there is a demand for a new technology that uses a principle different from such slip ratio control to suppress a decrease in vehicle stability.
また、上述の従来例では、車輪のスピン傾向に応じて、作動をオン・オフする制御を行うため、体感上、非常に不愉快に感じることがある。 Further, in the above-described conventional example, since the operation is turned on / off according to the spin tendency of the wheel, it may be very unpleasant in terms of experience .
このような事情を背景として、本発明は、車両において転舵車輪のスリップ角を制御する技術であって、車輪の駆動時に車両安定性が低下することを抑制する新たな技術を提供することを課題としてなされたものである。 Against this backdrop, the present invention is a technique for controlling the slip angle of a steered wheel in a vehicle, and provides a new technique for suppressing a decrease in vehicle stability when driving the wheel. It was made as an issue.
本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項には番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本発明が採用し得る技術的特徴の一部およびそれの組合せの理解を容易にするためであり、本発明が採用し得る技術的特徴およびそれの組合せが以下の態様に限定されると解釈すべきではない。すなわち、下記の態様には記載されていないが本明細書には記載されている技術的特徴を本発明の技術的特徴として適宜抽出して採用することは妨げられないと解釈すべきなのである。 The following aspects are obtained by the present invention. Each aspect is divided into sections, each section is given a number, and is described in a form that cites other section numbers as necessary. This is to facilitate understanding of some of the technical features that the present invention can employ and combinations thereof, and the technical features that can be employed by the present invention and combinations thereof are limited to the following embodiments. Should not be interpreted. That is, it should be construed that it is not impeded to appropriately extract and employ the technical features described in the present specification as technical features of the present invention although they are not described in the following embodiments.
さらに、各項を他の項の番号を引用する形式で記載することが必ずしも、各項に記載の技術的特徴を他の項に記載の技術的特徴から分離させて独立させることを妨げることを意味するわけではなく、各項に記載の技術的特徴をその性質に応じて適宜独立させることが可能であると解釈すべきである。 Further, describing each section in the form of quoting the numbers of the other sections does not necessarily prevent the technical features described in each section from being separated from the technical features described in the other sections. It should not be construed as meaning, but it should be construed that the technical features described in each section can be appropriately made independent depending on the nature.
請求項１記載の車輪制御装置は、複数の車輪と、動力源とを有し、運転者によるアクセル操作部材の踏み込み操作に応じて前記動力源から前記車輪に伝達される駆動トルクを制御する車両において、前記車輪のスリップ角を制御するものであり、前記車輪における左車輪と右車輪とのそれぞれのスリップ角が変化するように作動するアクチュエータ装置と、前記動力源による前記車輪の駆動時に、前記左車輪と右車輪とのそれぞれのスリップ角が、それら左車輪と右車輪とのそれぞれのトーイン傾向が増加する向きに、同量ずつ変化するように、前記アクチュエータ装置を制御するコントローラとを含み、前記コントローラは、前記アクセル操作部材の操作量を検出する手段と、その前記アクセル操作部材の操作量を検出する手段により検出された前記アクセル操作部材の操作量に基づいて前記車両が発進状態であるかを判定する手段と、その前記車両が発進状態であるかを判定する手段により前記車両が発進状態であると判定された場合に前記左車輪または右車輪のスピン傾向が許容範囲を超えたか否かを判定する手段と、その前記左車輪または右車輪のスピン傾向が許容範囲を超えたか否かを判定する手段により前記左車輪または右車輪のスピン傾向が許容範囲を超えたと判定された場合に前記アクセル操作部材の操作量に基づいて前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値を決定する手段と、その前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値を決定する手段により決定された前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値に基づいて前記アクチュエータ装置を駆動させて前記左車輪および右車輪のスリップ角を変化させる手段と、を備え、前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値は、前記アクセル操作部材の操作量が大きいほど増加するように決定される。 Wheel control apparatus comprising: a plurality of vehicle wheels, possess a power source, for controlling the driving torque transmitted to the wheels from the power source in response to depression of the accelerator operating member by the driver in a vehicle, which controls the slip angle before Symbol vehicle wheels, an actuator device operable to each of the slip angle of the left wheel and the right wheel changes before Symbol vehicle wheels, front by the power source SL at the time of driving the vehicle wheels, each of the slip angle of said left wheel and the right wheel, the direction of each of the toe-in tendency with those left wheel and the right wheel is increased, so as to change by the same amount, the actuator device and a controller for controlling said controller includes means for detecting an operation amount of the accelerator operation member, detected by means for detecting the operation amount of the said accelerator operation member It is determined that the vehicle is in a start state by means for determining whether the vehicle is in a start state based on the operated amount of the accelerator operation member, and means for determining whether the vehicle is in a start state. Means for determining whether or not the spin tendency of the left or right wheel exceeds an allowable range, and means for determining whether or not the spin tendency of the left or right wheel exceeds the allowable range. Means for determining a target value of a change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel based on an operation amount of the accelerator operation member when it is determined that a spin tendency of the left wheel or the right wheel exceeds an allowable range; Based on the target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel determined by the means for determining the target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel. And a means for changing the slip angle of the left wheel and the right wheel by driving a actuator device, and the target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel is a large operation amount of the accelerator operation member It is determined to increase .
この車輪制御装置においては、車輪の駆動時に、その車輪における左車輪と右車輪とのそれぞれのスリップ角が、それら左車輪と右車輪とのそれぞれのトーイン傾向が増加する向きに、同量ずつ変化させられる。 In the wheel control device, when driving the vehicle wheels, each of the slip angle of the left wheel and the right wheel at the wheel, in a direction in which each of the toe-in tendency with those left wheel and the right wheel is increased, the same amount by Can be changed.
したがって、この車輪制御装置によれば、車輪の駆動時に、その車輪のトーイン傾向が、その車輪が直進状態にあるか旋回状態にあるかを問わず、通常より増加させられる。 Therefore, according to the wheel control device, at the time of driving the vehicle wheels, toe tendency car wheels of that is, the car wheels of that is regardless of whether on whether the turning state is in the straight traveling state, is increased than usual.
よって、この車輪制御装置によれば、車輪の駆動時に、その車輪のスリップ率が適正範囲を逸脱することが原因で車両安定性が低下する可能性がある場合に、その車輪のトーイン傾向の増加という、スリップ率制御とは別の手法により、車両安定性の低下が抑制される。このようにしてトーイン傾向を増加させる手法は、従来からのスリップ率制御に代えて採用したり、それと併用して（例えば、有機的に組み合わせて）採用することが可能である。 Therefore, according to the wheel control device, at the time of driving the vehicle wheels, when the vehicle stability may be deteriorated because the slip ratio of the vehicle wheels of that deviates the proper range, the car wheels of their A decrease in vehicle stability is suppressed by a method different from the slip ratio control, ie, an increase in the toe-in tendency. The technique for increasing the toe-in tendency in this way can be used instead of the conventional slip ratio control, or can be used in combination (for example, organically combined) with it.
本項に係る車輪制御装置によれば、車輪における左車輪と右車輪とのそれぞれのスリップ角が同量ずつ変化させられるが、これは、それら左車輪と右車輪との間においてスリップ角の絶対値が常に互いに等しいことが保証されることを意味しない。なぜなら、それら左車輪と右車輪との間においてスリップ角の絶対値が互いに一致する傾向は、車輪の直進状態においては強いが、旋回状態においては弱いのが普通であるからである。 According to the wheel control apparatus according to this section, but each of the slip angle of the left wheel and the right wheel in the vehicle wheel is changed by the same amount, which is the slip angle in between their left wheel and the right wheel It does not mean that absolute values are always guaranteed to be equal to each other. This is because the tendency of the absolute value of the slip angle in between their left wheel and the right wheel coincides with each other is strong in the straight traveling state of the vehicle wheels, because weak is common in the turning state.
本項に係る車輪制御装置においては、左右の車輪のそれぞれのスリップ角が互いに実質的に同期しつつ変化することが、それら左右の車輪間においてタイヤ作用力のアンバランスを抑制するために望ましい。 In a wheel control apparatus according to this section, that each of the slip angles of the right and left of the car wheels are changed while substantially synchronized with each other, in order to suppress the unbalance of the tire acting force between them left and right vehicle wheels desirable.
ところで、車両の旋回中においては、車輪に、その車両旋回に対応してスリップ角が発生し、その発生したスリップ角は、本項に係る車輪制御装置が作動すると、それの絶対値が増加するように、変化を与えられる。 However, during turning of the vehicle, the vehicle wheels, slip angle generated in response to the vehicle turning, if the generation and slip angle, wheel control device is operated according to this paragraph, increase the absolute value of it To be changed.
このような変化をスリップ角に与えるために、本項における「アクチュエータ装置」が作動させられ、この「アクチュエータ装置」は、そのような変化を与えるために専ら作動させられるアクチュエータ装置として設けることが可能である。ただし、運転者の旋回指令に対応する舵角を車輪に与えてスリップ角を発生させるために作動させられるアクチュエータ装置が当該車両に存在する場合には、同じアクチュエータ装置により、車輪のスリップ角に、運転者の旋回指令に対応しない変化をも与えることが可能である。 In order to give such a change to the slip angle, the “actuator device” in this section is actuated, and this “actuator device” can be provided as an actuator device that is actuated exclusively to give such a change. It is. However, when the actuator device is actuated to generate a slip angle giving steering angle corresponding to the turning command of the driver in the vehicle wheel is present in the vehicle, by the same actuator device, the slip angle of the vehicle wheel Further, it is possible to give a change that does not correspond to the driver's turning command.
また、本項に係る車輪制御装置は、例えば、コントローラが、運転者の旋回指令に対応することなく、左右の車輪の各スリップ角を、各車輪のトーイン傾向が増加する向きに、同量ずつ変化させる態様で実施することが可能である。 Further, a wheel control apparatus according to this section, for example, the controller, without corresponding to the turning command of the driver, each slip angle of the left and right vehicle wheels, in a direction in which toe-in tendency of each wheel is increased, the same amount It is possible to implement in a mode that changes each time.
また、従来技術のようなオン・オフする制御が不要となるので、体感上の不快感を抑制することができる。
さらに、この車輪制御装置によれば、転舵車輪の駆動時に、その転舵車輪のスピン傾向が過大化する手前で、転舵車輪のトーイン傾向が増加させられるため、転舵車輪のスピン傾向が過大化した後に転舵車輪のトーイン傾向が増加させられる場合より、駆動時における車体安定性の低下を抑制することが容易となる。
本項において「転舵車輪のスピン傾向が許容範囲を逸脱する」という文言は、転舵車輪における左車輪のスピン傾向と右車輪のスピン傾向との両方が共に許容範囲を逸脱することを意味するように解釈したり、転舵車輪における左車輪のスピン傾向と右車輪のスピン傾向とのいずれかでも許容範囲を逸脱することを意味するように解釈することが可能である。
この車輪制御装置によれば、アクセル操作部材の操作量に基づいて左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値を決定するので、車両の要求加速度が実現される精度を向上させることが容易となる。
Further, since the on / off control as in the prior art is not required, it is possible to suppress discomfort in the bodily sensation .
Further, according to this wheel control device, when the steered wheel is driven, the toe-in tendency of the steered wheel is increased just before the spin tendency of the steered wheel becomes excessive. Compared with the case where the toe-in tendency of the steered wheels is increased after being excessively large, it is easier to suppress a decrease in vehicle body stability during driving.
In this section, the phrase “the turning tendency of the steered wheel deviates from the acceptable range” means that both the left wheel spin tendency and the right wheel spin tendency of the steered wheel deviate from the acceptable range. It can be interpreted that either the left wheel spin tendency or the right wheel spin tendency in the steered wheel means to deviate from the allowable range.
According to this wheel control device, since the target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel is determined based on the operation amount of the accelerator operation member, it is possible to improve the accuracy with which the required acceleration of the vehicle is realized. It becomes easy.
請求項２記載の車輪制御装置は、請求項１記載の車輪制御装置において、前記コントローラは、前記車両が走行している路面に対して前記左車輪および右車輪が接地している部分の摩擦係数を検出する手段と、その前記左車輪および右車輪が接地している部分の摩擦係数を検出する手段により検出された前記摩擦係数および前記アクセル操作部材の操作量に基づいて前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値を決定する手段と、その前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値を決定する手段により決定された前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値に基づいて前記アクチュエータ装置を駆動させて前記左車輪および右車輪のスリップ角を変化させる第２スリップ角変化手段と、を備え、前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値は、摩擦係数が低いほど増加するように決定されると共に、前記アクセル操作部材の操作量が大きいほど増加するように決定される。
本項に係る車輪制御装置によれば、左車輪と右車輪とのそれぞれのスリップ角の変化量が、路面の摩擦係数に適応するように制御される。その結果、この車輪制御装置によれば、転舵車輪のトーイン傾向を過不足なく制御することが容易となる。さらに、路面摩擦を連続的に使用して、駆動力の向上を図ることができる。
The wheel control device according to claim 2 is the wheel control device according to claim 1, wherein the controller has a friction coefficient of a portion where the left wheel and the right wheel are in contact with the road surface on which the vehicle is traveling. And the left wheel and the right wheel based on the friction coefficient detected by the means for detecting the friction coefficient of the portion where the left wheel and the right wheel are grounded and the operation amount of the accelerator operation member Change of the slip angle of the left wheel and the right wheel determined by the means for determining the target value of the change amount of the slip angle of the vehicle and the means for determining the target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel Second slip angle changing means for driving the actuator device based on a target value of the amount to change the slip angles of the left wheel and the right wheel. Target value of the amount of change in the slip angle of the fine right wheel, while being determined such coefficient of friction increases as the lower, is determined so as to increase the extent the operation amount of the accelerator operation member is large.
According to the wheel control device according to this section, the amount of change in the slip angle between the left wheel and the right wheel is controlled so as to adapt to the friction coefficient of the road surface. As a result, according to this wheel control device, it becomes easy to control the toe-in tendency of the steered wheels without excess or deficiency. Furthermore, the road surface friction can be continuously used to improve the driving force.
請求項１又は２に記載の車輪制御装置によれば、車輪の駆動時に車両安定性が低下することを抑制することができるという効果がある。 According to the wheel control device of the first or second aspect , there is an effect that it is possible to suppress a decrease in vehicle stability when driving the wheel.
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のうちのいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, some of the more specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１には、本発明の一実施の形態に従う車輪制御装置１０が平面図で示されている。この車輪制御装置１０は、車体１２に複数の車輪１４，１４，１６，１６が取り付けられて成る車両１８に搭載されて使用される。そのような車両１８の一例は、図１に示すように、左右の前輪１４，１４と左右の後輪１６，１６とを有している。
FIG. 1 is a plan view of a
この車両１８においては、左右の前輪１４，１４が、ステアリング装置４２０により、運転者によるステアリングホイール２２の操舵操作に応じて転舵される。ステアリング装置４２０の詳細は後述する。
In the
さらに、この車両１８においては、左右の後輪１６，１６が、動力源２４によって駆動される駆動車輪であるとともに、転舵されない非転舵車輪である。
Furthermore, in this
動力源２４は、例えば、エンジン、モータ、エンジンとモータとの組合せ等を主体として構成することが可能である。この動力源２４から各後輪１６，１６に伝達される駆動トルクは、運転者によるアクセル操作部材としてのアクセルペダル２６の踏込み操作に応じて制御される。
The
この車両１８においては、左右の後輪１６，１６が駆動車輪であるのに対し、左右の前輪１４，１４は非駆動車輪（遊動車輪）であるが、それら左右の前輪１４，１４も駆動車輪である態様で本発明を実施することが可能である。
In this
さらに、この車両１８においては、各車輪１４，１６が、個別のブレーキ４３０によって制動される。各ブレーキ４３０の作動トルクは、運転者によるブレーキ操作部材としてのブレーキペダル３２の踏込み操作に応じて制御される。
Further, in the
図１に示すように、ステアリング装置４２０は、左右の前輪１４，１４をそれぞれ互いに独立して転舵可能な状態で車体１２に取り付ける２個の転舵装置４０，４０を備えている。このステアリング装置４２０は、さらに、各前輪１４，１４の舵角δを互いに独立して制御可能な電動駆動装置４５０を備えている。すなわち、本実施の形態においては、その電動駆動装置４５０が請求項１における「アクチュエータ装置」の一例を構成しているのである。
As shown in FIG. 1, the
各転舵装置４０，４０は、各前輪１４，１４を、概して上下方向に延びる各キングピン４６０，４６０まわりに揺動可能に支持する。各転舵装置４０，４０は、各前輪１４，１４ごとに、各前輪１４，１４のナックルアーム（図示しない）の先端部から横方向に延びるタイロッド４６２，４６２を備えている。
Each steered
電動駆動装置４５０は、各前輪１４，１４のタイロッド４６２，４６２を直線的に変位させる。そのため、電動駆動装置４５０は、各前輪１４，１４ごとに、駆動源としての電動アクチュエータ７０，７０と、各電動アクチュエータ７０，７０に発生した機械的運動を、対応するタイロッド４６２，４６２に伝達する各運動伝達機構７２，７２とを備えている。
The
それら電動アクチュエータ７０，７０の一方により、左前輪（ＦＬ）１４の舵角δおよびスリップ角αが制御され、他方により、右前輪（ＦＲ）１４の舵角δおよびスリップ角αが制御される。電動駆動装置４５０の一例によれば、電動アクチュエータ７０として電動モータが使用され、また、運動伝達機構７２として、その電動モータの回転運動をタイロッド４６２の直線運動に変換するねじ機構が使用される。
The steering angle δ and slip angle α of the left front wheel (FL) 14 are controlled by one of the
この車輪制御装置１０は、概略的に説明すれば、動力源２４によって車両１８を発進させることを指令するための運転者の操作通りに動力源２４を作動させると、左右の前輪１４，１４のいずれかについてでも、スピン傾向が許容範囲を逸脱する可能性がある場合に、それら左右の前輪１４，１４のスリップ角αを制御するスリップ角制御を行うために車両１８に搭載されている。
If this
この車輪制御装置１０は、さらに、運転者の操舵操作に応じて車両１８の進行方向を制御するために前輪１４，１４の舵角を制御する基本制御も行うように設計されている。
The
上述のスリップ角制御においては、左右の前輪１４，１４のそれぞれのスリップ角αが、それら左右の前輪１４，１４のそれぞれのトーイン傾向が増加する向きに、同量Δαずつ変化させられる。各前輪１４，１４のスリップ角αの変化量Δαは、各前輪１４，１４の舵角δの変化量Δδに等しい。
In the slip angle control described above, the slip angles α of the left and right
このスリップ角制御においては、さらに、その変化量Δαが、車両１８が走行している路面のうち、対応する車輪１４，１４が接地している部分の摩擦係数（以下、「路面μ」という。）に応じて変化させられる。
In this slip angle control, the change amount Δα is further referred to as a friction coefficient (hereinafter referred to as “road surface μ”) of a portion of the road surface on which the
このスリップ角制御においては、さらに、変化量Δαが、車両の要求加速度Ｇｒｅｑに基づいて変化させられる。本実施の形態においては、その要求加速度Ｇｒｅｑが、運転者による指示加速度を意味する用語として使用されているため、この要求加速度Ｇｒｅｑは、アクセルペダル２６の踏込み量に応じて検出される。
In the slip angle control, the change amount Δα is further changed based on the required acceleration Greq of the vehicle. In the present embodiment, the required acceleration Greq is used as a term meaning the commanded acceleration by the driver. Therefore, the required acceleration Greq is detected according to the depression amount of the
図２には、この車輪制御装置１０の電気的構成がブロック図で概念的に表されている。この車輪制御装置１０は、アクセル操作状態量センサ１００および車輪速度センサ１０２を含む複数種類のセンサを備えている。
FIG. 2 conceptually shows the electrical configuration of the
アクセル操作状態量センサ１００は、例えば、運転者によるアクセルペダル２６の踏込みの有無、踏込み力、踏込みストロークまたは踏込み速度をアクセル操作状態量として検出するように構成される。具体的には、このアクセル操作状態量センサ１００は、例えば、アクセルスイッチ、力センサ、ペダル角度センサ、ペダルストロークセンサ等を含むように構成される。
The accelerator operation
車輪速度センサ１０２は、各車輪１４，１６ごとに設けられ、各車輪１４，１６の角速度を車輪速度として検出する。この車輪速度センサ１０２の一例は、各車輪１４，１６と共に回転する回転体に周方向に並んで形成された多数の歯が順次通過する時間間隔を電磁的に検出する電磁ピックアップ式である。
The
各車輪１４，１６の車輪速度センサ１０２は、他の車輪１４，１６の車輪速度センサ１０２と共同することにより、車体１２の走行速度である車体速度を推定するために使用したり、各車輪１４，１６ごとに、車輪１４，１６の回転角加速度を車輪加速度として検出するために使用したり、各車輪１４，１６ごとに、各車輪１４，１６と路面との間の摩擦係数μ（以下、単に「路面μ」という。）を検出するように使用される。各車輪１４，１６に対応する路面μは、例えば、各車輪１４，１６の駆動時に各車輪１４，１６に発生する車輪加速度の絶対値が大きいほど高いと推定することが可能である。
The
図２に示すように、車輪制御装置１０は、さらに、コントローラ１１０を備えている。このコントローラ１１０は、上述のアクセル操作状態量センサ１００および車輪速度センサ１０２に電気的に接続されている。このコントローラ１１０は、さらに、左前輪（ＦＬ）１４のための電動アクチュエータ７０と、右前輪（ＦＲ）１４のための電動アクチュエータ７０とに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
このコントローラ１１０は、コンピュータ１２０を主体として構成されている。そのコンピュータ１２０は、よく知られているように、ＣＰＵ１２２とＲＯＭ１２４とＲＡＭ１２６とがバス１２８によって互いに接続されて構成されている。
The
ＲＯＭ１２４には、各種プログラムが記憶されている。それらプログラムは、ステアリングホイール２２の操舵操作に応じ、各前輪１４，１４の目標舵角の基本値δｂａｓｅを決定するためにＣＰＵ１２２によって実行される基本制御プログラムを含んでいる。以下、運転者の操舵操作に応じて各前輪１４，１４を制御することを基本制御という。
Various programs are stored in the
それらプログラムは、さらに、車両１８の駆動時に各電動アクチュエータ７０を介して各前輪１４，１４のスリップ角αを互いに独立して制御するスリップ角制御プログラムも含んでいる。それらプログラムをＣＰＵ１２２がＲＡＭ１２６を利用しつつ実行することにより、基本制御とスリップ角制御とが実行される。
These programs further include a slip angle control program for controlling the slip angles α of the
図３には、そのスリップ角制御プログラムがフローチャートで概念的に表されており、図４には、路面μと要求加速度Ｇｒｅｑと変化量Δαの目標値Δα＊との関係がグラフで表されている。 FIG. 3 conceptually shows the slip angle control program in a flowchart, and FIG. 4 graphically shows the relationship between the road surface μ, the required acceleration Greq, and the target value Δα * of the change amount Δα. Yes.
図３に示すスリップ角制御プログラムは、コンピュータ１２０の電源が投入された後、各前輪１４，１４ごとに繰返し実行される。各回の実行時には、まず、ステップＳ４０１（以下、単に「Ｓ４０１」で表す。他のステップについても同じとする。）において、アクセル操作状態量センサ１００から出力された信号に基づき、アクセル操作状態量が検出される。
The slip angle control program shown in FIG. 3 is repeatedly executed for each
具体的には、例えば、運転者による加速操作の有無と、運転者による加速意思の強さすなわち運転者の要求加速度Ｇｒｅｑとが検出される。運転者の要求加速度Ｇｒｅｑは、例えば、アクセルペダル２６の操作量が大きいほど強いと推定することができるため、要求加速度Ｇｒｅｑは、アクセル操作量と言換えることが可能である。そのアクセル操作量の一例は、アクセルペダル２６の踏込み角度である。
Specifically, for example, the presence or absence of an acceleration operation by the driver and the strength of the driver's intention to accelerate, that is, the driver's requested acceleration Greq are detected. For example, it can be estimated that the driver's requested acceleration Greq is stronger as the operation amount of the
次に、Ｓ４０２において、その検出されたアクセル操作状態量を単独でまたは他の物理量（前述の車体速度や車輪加速度）も併せて参照することにより、運転者が車両１８を発進させようとしている発進状態にあるか否かが判定される。今回は、車両１８が発進状態にはないと仮定すれば、このＳ４０２の判定がＮＯとなり、直ちにこのスリップ角制御プログラムの一回の実行が終了する。
Next, in S402, the driver is about to start the
これに対し、今回は、車両１８が発進状態にあると仮定すれば、Ｓ４０２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ４０３において、今回の実行対象車輪につき、車輪速度センサ１０２を用いることにより、スリップ率ｓが検出される。このスリップ率ｓは、例えば、車輪速度と車体速度との差を車体速度で割り算して取得される。
On the other hand, if it is assumed that the
続いて、Ｓ４０４において、その検出されたスリップ率ｓの絶対値が基準値ｓ０以上であるか否か、すなわち、今回の実行対象車輪のスピン傾向が許容範囲を超えたか否かが判定される。基準値ｓ０は、スリップ率ｓの限界値（例えば、μ−ｓカーブのピーク値、またはそのピーク値より直ぐ手前の適正範囲の上限値）より小さい値に設定されている。 Subsequently, in S404, it is determined whether or not the detected absolute value of the slip ratio s is equal to or greater than the reference value s0, that is, whether or not the current spin tendency of the execution target wheel exceeds the allowable range. The reference value s0 is set to a value smaller than the limit value of the slip ratio s (for example, the peak value of the μ-s curve or the upper limit value of the appropriate range immediately before the peak value).
今回は、スリップ率ｓの絶対値が基準値ｓ０以上ではないと仮定すれば、Ｓ４０４の判定がＮＯとなり、直ちにこのスリップ角制御プログラムの一回の実行が終了する。これに対し、今回は、スリップ率ｓの絶対値が基準値ｓ０以上であると仮定すれば、Ｓ４０４の判定がＹＥＳとなり、Ｓ４０５に移行する。 If it is assumed that the absolute value of the slip ratio s is not greater than or equal to the reference value s0 this time, the determination in S404 is NO, and one execution of this slip angle control program is immediately terminated. On the other hand, this time, if it is assumed that the absolute value of the slip ratio s is equal to or greater than the reference value s0, the determination in S404 is YES, and the process proceeds to S405.
このＳ４０５においては、今回の実行対象車輪につき、車輪速度センサ１０２を用いることにより、前述のようにして、車両１８が走行している路面のうち、今回の実行対象車輪が接地している部分の路面μが検出される。その後、Ｓ４０６において、今回の実行対象車輪につき、その検出された路面μと、前記検出された要求加速度Ｇｒｅｑとに基づき、スリップ角αの変化量Δαの目標値Δα＊が決定される。
In S405, by using the
具体的には、図４にグラフで概念的に表すように、要求加速度Ｇｒｅｑが高いほど、かつ、路面μが低いほど増加するように、目標値Δα＊が決定される。それら要求加速度Ｇｒｅｑと路面μと目標値Δα＊との関係がＲＯＭ１２４に記憶されており、コンピュータ１２０は、その記憶された関係に従い、検出された要求加速度Ｇｒｅｑと路面μとの双方に対応する目標値Δα＊を決定する。
Specifically, as conceptually shown in the graph of FIG. 4, the target value Δα * is determined so as to increase as the required acceleration Greq increases and the road surface μ decreases. The relationship between the required acceleration Greq, the road surface μ, and the target value Δα * is stored in the
目標値Δα＊の符号は、今回の実行対象車輪が左前輪１４である場合には、右回転方向を表し、一方、今回の実行対象車輪が右前輪１４である場合には、左回転方向を表すように決定される。
The sign of the target value Δα * indicates the right rotation direction when the current execution target wheel is the
したがって、このようにして絶対値および符号が各前輪１４，１４ごとに決定された目標値Δα＊が後述のようにして実現されれば、それら左右の前輪１４，１４のそれぞれのトーイン傾向が、路面μと要求加速度Ｇｒｅｑとに応じて、それら左右の前輪１４，１４の間において同程度ずつ増加させられることになる。
Therefore, if the target value Δα * whose absolute value and sign are determined for each
その後、Ｓ４０７において、今回の実行対象車輪につき、対応する電動アクチュエータ７０が、その決定された目標値Δα＊が達成されるように駆動される。このＳ４０７の実行により、左右の前輪１４，１４のそれぞれの実スリップ角αが、各前輪１４，１４のトーイン傾向が増加する向きに、同量ずつ変化させられる。
Thereafter, in S407, the corresponding
なお付言するに、このＳ４０７においては、電動アクチュエータ７０を駆動するために、例えば、その電動アクチュエータ７０の実際の作動状態を監視するセンサからの信号に基づき、スリップ角αの実変化量Δαが目標値Δα＊に精度よく一致するように、フィードバック制御を行うことが望ましい。そのようなセンサとしては、例えば、その電動アクチュエータ７０自身の作動量（例えば、前述の電動モータにおけるロータの絶対回転角または相対回転角）を検出するセンサや、対応するタイロッド４６２の絶対的または相対的な直線変位位置を検出するセンサがある。
In addition, in S407, in order to drive the
図１には、左右の前輪１４，１４が、スリップ角制御が行われていない通常の直進状態において、実線で示されている。同図には、さらに、左右の前輪１４，１４が、スリップ角制御が行われているためにトーイン傾向が通常より強調された直進状態において、二点鎖線で示されている。
In FIG. 1, the left and right
上述のＳ４０７においては、左右の前輪１４，１４のそれぞれのスリップ角αの実変化量Δαが互いに実質的に同期しつつ変化するように、それら左右の前輪１４，１４にそれぞれ対応する２個の電動アクチュエータ７０，７０が同期的に駆動される。したがって、本実施の形態によれば、各前輪１４，１４のトーイン傾向が左右の前輪１４，１４間において不一致となる傾向が軽減される。よって、このスリップ角制御により、それら左右の前輪１４，１４間においてタイヤ作用力のアンバランスが発生してしまう事態が良好に回避される。
In the above-described S407, the two left and right
続いて、Ｓ４０８において、前述の推定車体速度を時間に関して微分したり、図示しない前後加速度センサを用いることにより、車体１２の走行加速度である車体加速度Ｇが検出される。その後、Ｓ４０９において、その検出された車体加速度Ｇが基準値Ｇ０（固定値または前述の要求加速度Ｇｒｅｑに等しい値）以上であるか否かが判定される。今回は、検出された車体加速度Ｇが基準値Ｇ０以上ではないと仮定すれば、Ｓ４０９の判定がＮＯとなり、Ｓ４０８に戻る。
Subsequently, in S408, the vehicle body acceleration G, which is the traveling acceleration of the
それらＳ４０８およびＳ４０９は、今回のスリップ角制御の実行が、車両１８が円滑に発進し始める時点まで継続するように実行される。それらＳ４０８およびＳ４０９の実行が必要回数繰り返された結果、検出された車体加速度Ｇが基準値Ｇ０以上となれば、Ｓ４０９の判定がＹＥＳとなり、その後、Ｓ４１０およびＳ４１１において復帰処理が行われる。
These S408 and S409 are executed so that the execution of the current slip angle control is continued until the
具体的には、Ｓ４１０において、今回の実行対象車輪につき、目標値Δα＊が０に決定され、続いて、Ｓ４１１において、その決定された目標値Δα＊が実現されるように電動アクチュエータ７０が駆動される。
Specifically, in S410, the target value Δα * is determined to be 0 for the current execution target wheel, and then, in S411, the
本実施の形態においては、各前輪１４，１４につき、同じ電動アクチュエータ７０により、前述の基本制御プログラムの実行による基本制御と、このスリップ角制御プログラムの実行によるスリップ角制御とが行われる。
In the present embodiment, the same
そのため、スリップ角制御が必要である場合には、基本制御のための目標舵角とそのスリップ制御のための目標値Δα＊とが合計された値が実現されるように電動アクチュエータ７０が駆動される。これに対し、スリップ角制御が不要である場合には、基本制御のための目標舵角のみが実現されるように電動アクチュエータ７０が駆動される。
Therefore, when the slip angle control is necessary, the
したがって、図３に示すスリップ角制御プログラムにおいては、スリップ角制御の効果が車両１８に現れた結果、これ以上スリップ角制御を実行することが不要となった段階で、電動アクチュエータ７０が中立位置に復帰させられるのではなく、スリップ角制御のための目標値Δα＊が０に復帰させられるようになっている。
Therefore, in the slip angle control program shown in FIG. 3, as a result of the effect of the slip angle control appearing on the
以上で、このスリップ角制御プログラムの一回の実行が終了する。 Thus, one execution of the slip angle control program is completed.
以上の説明から明らかなように、本実施の形態においては、コントローラ１１０のうち図３に示すスリップ角制御プログラムを実行する部分が請求項１における「コントローラ」の一例を構成しているのである。
As is apparent from the above description, in the present embodiment, the portion of the
以上、本発明の実施の形態のうちの一つを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［発明の開示］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
車輪制御装置においては、駆動時に、左右の転舵車輪のスリップ角が同量ずつ変化させられるが、その変化量の目標値は、各車輪の駆動能力（例えば、接地荷重、路面摩擦係数等）に基づいて決定することが可能である。この場合、左右の転舵車輪間において駆動能力が必ずしも互いに一致するとは限らない。
そこで、車輪制御装置は、例えば、左右の転舵車輪間における車輪駆動能力の差が基準値を超える場合（例えば、左右の車輪間において接地荷重または路面摩擦係数が基準値を超えて互いに異なる場合）には、それら左右の転舵車輪についてのそれぞれの車輪駆動能力のうちの選択されたいずれかまたは両者の平均値（単純平均値と重み付け平均値とを含む。）に基づき、各車輪のスリップ角の変化量の目標値を決定することが可能である。
また、車両がそれの前後左右にそれぞれ車輪を有する場合、通常、左右の前輪が転舵車輪とされるが、左右の後輪も転舵車輪とされる場合がある。この場合、左右の前輪は、運転者の旋回指令に対応する主な転舵車輪であるのに対し、左右の後輪は、車両旋回中に車両安定性を向上させるなどの目的で転舵される補助的な転舵車輪であるのが通常である。
いずれにしても、車輪制御装置は、車両が前後左右にそれぞれ転舵車輪を有する場合に実施することが可能である。この場合、この車輪制御装置は、左右の前輪のみにつき、それぞれのスリップ角を、それら左車輪と右車輪とのそれぞれのトーイン傾向が増加する向きに、同量ずつ変化させる制御（以下、「スリップ角制御」という。）を行う態様で実施したり、左右の後輪のみにつき、スリップ角制御を行う態様で実施したり、左右の前輪のみならず左右の後輪についても、スリップ角制御を行う態様で実施することが可能である。
また、本実施の形態において「転舵車輪のスピン傾向が許容範囲を逸脱する」という文言は、転舵車輪における左車輪のスピン傾向と右車輪のスピン傾向との両方が共に許容範囲を逸脱することを意味するように解釈したり、転舵車輪における左車輪のスピン傾向と右車輪のスピン傾向とのいずれかでも許容範囲を逸脱することを意味するように解釈することが可能である。
なお、車輪制御装置を以下の態様にて構成しても良い。即ち、左右の転舵車輪と、左右の非転舵車輪と、動力源とを有する車両において、前記転舵車輪のスリップ角を制御する車輪制御装置であって、前記転舵車輪における左車輪と右車輪とのそれぞれのスリップ角が変化するように作動するアクチュエータ装置と、前記動力源による前記転舵車輪の駆動時に、その転舵車輪における左車輪と右車輪とのそれぞれのスリップ角が、それら左車輪と右車輪とのそれぞれのトーイン傾向が増加する向きに、同量ずつ変化するように、前記アクチュエータ装置を制御するコントローラとを含み、前記コントローラは、前記転舵車輪における左車輪と右車輪とのそれぞれのスリップ角を同量ずつ、前記車両が走行している路面のうち、対応する車輪が接地している部分の摩擦係数と、対応する車輪の接地荷重との少なくとも一方に基づく可変量で変化させる第１制御部を含む車輪制御装置。
As described above, one of the embodiments of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, these are merely examples, and the knowledge of those skilled in the art including the aspects described in the above [Disclosure of the Invention] section. It is possible to implement the present invention in other forms in which various modifications and improvements are made based on the above.
In the wheel control device, the slip angles of the left and right steered wheels are changed by the same amount during driving. The target value of the change amount is the driving ability of each wheel (for example, ground load, road surface friction coefficient, etc.) Can be determined based on In this case, the driving capabilities are not always the same between the left and right steered wheels.
Therefore, the wheel control device, for example, when the difference in wheel drive capacity between the left and right steered wheels exceeds a reference value (for example, when the ground load or the road surface friction coefficient between the left and right wheels exceeds the reference value and is different from each other). ) Based on the average value (including the simple average value and the weighted average value) of either one or both of the respective wheel drive capacities for the left and right steered wheels. It is possible to determine a target value for the amount of change in corners.
When the vehicle has wheels on the front, rear, left and right of the vehicle, the left and right front wheels are usually used as steered wheels, but the left and right rear wheels may be used as steered wheels. In this case, the left and right front wheels are the main steered wheels corresponding to the driver's turning command, while the left and right rear wheels are steered for the purpose of improving vehicle stability during vehicle turning. It is usually an auxiliary steering wheel.
In any case, the wheel control device can be implemented when the vehicle has steered wheels on the front, rear, left and right respectively. In this case, the wheel control device controls the slip angle of only the left and right front wheels by the same amount in the direction in which the toe-in tendency of the left wheel and the right wheel increases (hereinafter referred to as “slip”). "Angle control"), a slip angle control for only the left and right rear wheels, or a slip angle control for the left and right rear wheels as well as the left and right front wheels. It is possible to implement in an embodiment.
Further, in the present embodiment, the phrase “the turning tendency of the steered wheel deviates from the allowable range” means that both the spin tendency of the left wheel and the spin tendency of the right wheel deviate from the allowable range. It can be interpreted to mean that either the left wheel spin tendency or the right wheel spin tendency in the steered wheel means to deviate from the allowable range.
In addition, you may comprise a wheel control apparatus with the following aspects. That is, in a vehicle having left and right steered wheels, left and right non-steered wheels, and a power source, a wheel control device that controls a slip angle of the steered wheels, the left wheel in the steered wheels; Actuator devices that operate so that the respective slip angles with the right wheel change, and when the steered wheels are driven by the power source, the respective slip angles of the left and right wheels in the steered wheels are A controller that controls the actuator device so as to change by the same amount in the direction in which the respective toe-in trends of the left wheel and the right wheel increase, the controller including the left wheel and the right wheel in the steered wheel The friction coefficient of the portion of the road surface on which the vehicle is traveling and the corresponding wheel is in contact with the ground load Wheel control device comprising a first control unit for changing a variable amount based on at least one of the.
１０ 車輪制御装置
１４，１６ 車輪
１８ 車両
２４ 動力源
２６ アクセルペダル（アクセル操作部材）
４３０ ブレーキ
４５０ 電動駆動装置（アクチュエータ装置）
１１０ コントローラ
１２０ コンピュータ
10
26 accelerator pedal (accelerator operating member)
430
110
Claims (2)
前記車輪における左車輪と右車輪とのそれぞれのスリップ角が変化するように作動するアクチュエータ装置と、
前記動力源による前記車輪の駆動時に、前記左車輪と右車輪とのそれぞれのスリップ角が、それら左車輪と右車輪とのそれぞれのトーイン傾向が増加する向きに、同量ずつ変化するように、前記アクチュエータ装置を制御するコントローラとを含み、
前記コントローラは、前記アクセル操作部材の操作量を検出する手段と、
その前記アクセル操作部材の操作量を検出する手段により検出された前記アクセル操作部材の操作量に基づいて前記車両が発進状態であるかを判定する手段と、
その前記車両が発進状態であるかを判定する手段により前記車両が発進状態であると判定された場合に前記左車輪または右車輪のスピン傾向が許容範囲を超えたか否かを判定する手段と、
その前記左車輪または右車輪のスピン傾向が許容範囲を超えたか否かを判定する手段により前記左車輪または右車輪のスピン傾向が許容範囲を超えたと判定された場合に前記アクセル操作部材の操作量に基づいて前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値を決定する手段と、
その前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値を決定する手段により決定された前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値に基づいて前記アクチュエータ装置を駆動させて前記左車輪および右車輪のスリップ角を変化させる手段と、を備え、
前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値は、前記アクセル操作部材の操作量が大きいほど増加するように決定される車両制御装置。 A plurality of vehicle wheels, possess a power source, in a vehicle for controlling the driving torque transmitted to the wheels from the power source in response to depression of the accelerator operating member by the driver, the slip angle before Symbol vehicle wheel A wheel control device for controlling
An actuator device operable to each of the slip angle of the left wheel and the right wheel changes before Symbol vehicle wheels,
When driving the prior SL vehicle wheel according to the power source, each of the slip angle of said left wheel and the right wheel, the direction of each of the toe-in tendency with those left wheel and the right wheel is increased, so that changes by the same amount And a controller for controlling the actuator device,
The controller includes means for detecting an operation amount of the accelerator operation member;
Means for determining whether the vehicle is in a start state based on an operation amount of the accelerator operation member detected by a means for detecting an operation amount of the accelerator operation member;
Means for determining whether a spin tendency of the left wheel or the right wheel exceeds an allowable range when it is determined that the vehicle is in a starting state by means for determining whether the vehicle is in a starting state;
The operation amount of the accelerator operating member when the spin tendency of the left wheel or the right wheel is determined to exceed the allowable range by means for determining whether the spin tendency of the left wheel or the right wheel exceeds the allowable range. Means for determining a target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel based on
The actuator device is driven based on the target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel determined by the means for determining the target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel. Means for changing the slip angle of the left wheel and the right wheel,
The target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel is determined to increase as the operation amount of the accelerator operation member increases .
その前記左車輪および右車輪が接地している部分の摩擦係数を検出する手段により検出された前記摩擦係数および前記アクセル操作部材の操作量に基づいて前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値を決定する手段と、
その前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値を決定する手段により決定された前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値に基づいて前記アクチュエータ装置を駆動させて前記左車輪および右車輪のスリップ角を変化させる第２スリップ角変化手段と、を備え、
前記左車輪および右車輪のスリップ角の変化量の目標値は、摩擦係数が低いほど増加するように決定されると共に、前記アクセル操作部材の操作量が大きいほど増加するように決定される請求項１記載の車輪制御装置。
The controller detects a friction coefficient of a portion where the left wheel and the right wheel are in contact with the road surface on which the vehicle is traveling;
The amount of change in the slip angle of the left wheel and the right wheel based on the friction coefficient detected by the means for detecting the friction coefficient of the portion where the left wheel and the right wheel are grounded and the operation amount of the accelerator operation member Means for determining the target value of
The actuator device is driven based on the target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel determined by the means for determining the target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel. Second slip angle changing means for changing the slip angles of the left wheel and the right wheel,
The target value of the change amount of the slip angle of the left wheel and the right wheel is determined so as to increase as the friction coefficient is low, and is determined so as to increase as the operation amount of the accelerator operation member is large. 1. The wheel control device according to 1.
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