JP4899710B2 - 緊急回避運転性と車体振動抑制とが調和された車輌 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車輌に於いて、緊急回避運転性と車体振動の抑制との間に最適の調和を図ることに係る。

自動車等の車輌に於いては、運転者によるアクセル操作、ブレーキ操作、或いはステアリング操作の如き車輌操作入力によって、車体にピッチングやローリングの如き車体振動が生ずる恐れがある。かかる車輌操作入力に起因する車体振動に対処し、タイヤの振動やサスペンションに於けるばね下およびばね上の振動に対する力学モデルを用い、上記の車体振動を最適に抑制するよう、アクセル操作、ブレーキ操作、或いはステアリング操作に対応する入力指令を補正する手法の一例が下記の特許文献１に記載されている。
特開２００４-１６８１４８

車体がばねとダンパを併置したサスペンションによりタイヤ付き車輪上に懸架されている自動車等の車輌に於ける車体振動に関しては、種々の振動モデルが構築されており、車輌がマイクロコンピュータを組み込んだ電子制御装置を備え、運転者によるアクセル操作、ブレーキ操作、或いはステアリング操作が一旦電子制御装置に於いて車輌の運転状態を示す他の種々の信号と共に演算処理され、そのような演算結果に基づいてエンジン等の駆動手段、ブレーキによる制動手段、或いは操舵手段を制御するように構成されている車輌に於いては、確かに上記の例に示されている如くアクセル操作、ブレーキ操作、或いはステアリング操作に対応する運転操作入力指令を適当に補正することによりそれらの操作に起因する車体の振動を抑制することは可能である。

ところで、自動車等の車輌は、時として運転者自身により、或いは電子制御装置によるコンピュータ制御によって、衝突回避、横転回避、或いは脱輪回避等のための緊急回避運転がなされることがある。かかる緊急回避運転時に、電子制御装置による車体振動抑制のためのアクセル操作、ブレーキ操作、或いはステアリング操作の変更、或いはサスペンションに於けるばねのばね定数やダンパの減衰係数の変更が行われると、車輌の緊急回避運転性が損なわれる恐れがある。

本発明は、上記の事情に着目し、車輌の緊急回避運転性と車体振動の抑制とが調和された車輌を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するものとして、本発明は、車体と、駆動手段、制動手段および操舵手段を含む操縦手段と、電子制御装置とを有し、前記電子制御装置は運転者の操縦操作に応じて前記操縦手段を制御する運転操作応答制御を行うと同時に前記車体の振動を抑制する車体振動抑制制御を行うようになっている車輌にして、前記電子制御装置は車輌が緊急回避運転されるとき前記車体振動抑制制御を変更するようになっていることを特徴とする車輌を提案するものである。

前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更は該車体振動抑制制御を抑制することであってよく、また特にこれに限定はされないが、前記の車体振動抑制制御の抑制は該車体振動抑制制御を取り止めるまでの抑制であってよい。

或いはまた、前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更は車体振動抑制のための制動力削減の抑制であってよい。

或いはまた、前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更は車体振動抑制のための駆動力削減の抑制であってよい。

前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更は車体振動抑制制御のためのサスペンションばねのばね定数の変更の抑制であってよく、また特にこれに限定はされないが、前記のばね定数の変更の抑制はばね定数を下げることであってよい。

或いはまた、前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更は車体振動抑制制御のためのサスペンションダンパの減衰係数の変更の抑制であってよく、また特にこれに限定はされないが、前記のダンパ減衰係数の変更の抑制はダンパ減衰係数を下げることであってよい。

以上のいずれの場合にも、前記車体振動抑制制御が対象とする振動は車体のピッチングまたはローリングであってよい。

上記の如く、車体と、駆動手段、制動手段および操舵手段を含む操縦手段と、電子制御装置とを有し、前記電子制御装置は運転者の操縦操作に応じて前記操縦手段を制御する運転操作応答制御を行うと同時に前記車体の振動を抑制する車体振動抑制制御を行うようになっている車輌に於いて、前記電子制御装置は車輌が緊急回避運転されるとき前記車体振動抑制制御を変更するようになっていれば、車輌が緊急回避運転されるようなとき、即ち、車体振動の抑制よりも車輌の緊急回避運転が効果的に行なわれることの方がより有意義である車輌の運転状況に於いて、車体振動の抑制に優先して車輌の緊急回避運転性を確保することができる。これは、車体振動抑制制御の実行の一部または全部を取り止めることによって実現される。

車体振動抑制のために制動力が削減され、前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更が該車体振動抑制のための制動力削減の抑制であるときには、車輌の緊急回避運転時には車体振動抑制のために制動力が削減されることはなくなり、車輌の緊急回避運転が主として車輌の制動によって行われる場合に、車輌の緊急回避運転時に確実な車輌制動が行なわれる。

また、車体振動抑制のために駆動力が削減され、前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更が該車体振動抑制のための駆動力削減の抑制であるときには、車輌の緊急回避運転が主として車輌の駆動によって行われる場合に、車輌の緊急回避運転時には車体振動抑制のために駆動力が削減されることはなくなり、車輌の緊急回避運転が主として車輌の駆動によって行われる場合に、車輌の緊急回避運転時に確実な車輌駆動が行なわれる。

車体がばねやダンパを備えたサスペンションにより車輪上に支持されている車輌に於いては、制動や加速に際して車体に作用する前後加速度や横加速度の値の如何によって、それに車体が共振して大きなピッチングやローリングの如き車体振動が生ずる虞れがある。かかる共振を避けるべく車体振動抑制制御がサスペンションのばね定数やダンパの減衰係数を変更するようになっていると、車輌が障害物を避けるために急制動や急加速される緊急回避運転時に車体振動抑制制御のためのサスペンションばね定数やダンパ減衰係数の変更が適合せず、車体振動が増幅したり、車輌の緊急回避運転性が損なわれる虞れがある。特にかかる車体振動抑制制御の干渉による車輌緊急回避運転性の低下は、車体振動抑制のためにばね定数やダンパ減衰係数が低減される場合に起こり易い。これに対し、車輌が緊急回避運転されるときには、車体振動抑制制御のためのサスペンションばね定数やダンパ減衰係数の変更、特にその低減が抑制されるようになっていれば、上記の如き問題の発生は回避される。

図１は、本発明による車輌の本発明に係る構成の要部を示すブロック図である。図に於いて、１０は車体（ＶＢ）であり、一対の前輪１２および一対の後輪１４によりそれぞればねとダンパを並置した前輪用サスペンション１６および後輪用サスペンション１８を経て支持されている。サスペンション１６および１８のばねおよびダンパはそれぞれのばね定数および減衰係数が可変に制御される可変ばねおよび可変ダンパとして構成されている。２０は駆動装置（ＤＵ）と制動装置（ＢＵ）とを含む制駆動装置（時に応じて駆動機能または制動機能であることを制駆動と称する、以下同じ）である。２２は電子制御装置（ＥＣＵ）である。車体１０、サスペンション１６および１８のばね定数および減衰係数に対する可変機構、駆動装置（ＤＵ）、制動装置（ＢＵ）、電子制御装置２２は、いずれも特に具体的には示されていないが、それぞれ一般的な構造の四輪自動車の車体、一般的な構造のエンジンとトランスミッションの組合せよりなる駆動装置、電磁弁により作動される油圧回路部を有する制動装置、車輌用電子制御装置として公知のマイクロコンピュータを備えた電子制御装置であってよく、これらの構成要素の構造自体は本発明の要旨に関係しないので、これらの構成要素の構造についての詳細な説明は明細書の冗長化を避けるため省略する。

運転者による操縦入力であるアクセル開度、マスタシリンダ油圧、操舵角が、車輌の運転状態を示すパラメータである車速およびギヤ比と共に、電子制御装置２２内にその機能上の構成の一部として設けられた装置である制駆動力演算装置（ＰＢＣ）２４へ導入され、ここでアクセル開度、マスタシリンダ油圧、操舵角、車速、ギヤ比、或いはそれに加えて他の任意の入力パラメータに基づいて、運転者要求の駆動力または制動力（制駆動力）が算出される。制駆動力演算装置２４は、算出した運転者要求制駆動を示す指令信号を、同じく電子制御装置２２内に機能上の構成の一部として設けられ、種々の態様にて既に知られている電子式燃料噴射制御装置（ＥＦＩ）および電子式トランスミッション制御装置（ＥＣＴ）と、制動をコンピュータ制御する電子式制動制御装置（ＥＣＢ）とを合わせた制御機能を有する制駆動装置制御装置２６へ向けて発信するようになっている。但し、この制駆動指令信号は、その送信の途中で、本発明により設けられ以下に説明される車体振動抑制制御装置（ＶＣ）２８によりその信号の一部を選択的に補正され、補正された運転者要求制駆動力指令信号となって制駆動装置制御装置２６へ導入されるようになっている。車体振動抑制制御装置２８もまた、電子制御装置２２内に機能上の構成の一部として設けられていてよい。

制駆動装置制御装置２６は、制駆動力演算装置２４より車体振動抑制制御装置２８を経て指令される補正後の運転者要求制駆動力に基づき、車速、エンジン回転数、ギヤ比等の制駆動制御に影響する車輌の運行パラメータを参照しつつ、スロットル開度、ギヤ比、ブレーキ油圧を決定し、それらを指令する信号を制駆動装置２０へ向けて発信する。

制駆動装置２０は、そのエンジンの部分が指令されたスロットル開度に従って作動し、そのトランスミッションの部分が指令されたギヤ比に従って作動し、またブレーキの部分が指令されたブレーキ油圧にて作動し、前輪１２または後輪１４或いは両方を駆動または制動する。車輪が駆動装置（ＤＵ）によって駆動され或いは制動装置（ＢＵ）によって制動されることにより車体１０に生じた運動、特にそのピッチング振動やローリング振動の如き振動は、サスペンションストローク、ピッチ角、ロール角の変化となって現れる。

制駆動装置２０より車輪１２、１４へ伝えられる制駆動力の値と、それによって車体に生じたサスペンションストローク、ピッチ角、ロール角の変化は、上記の車体振動抑制制御装置２８へ導入される。

車体振動抑制制御装置２８は、車体の振動モデル（所謂ばね上振動モデル）を内蔵し、車体に加えられる駆動力あるいは制動力の周波数解析に基づいて車体の振動をフィードフォワード的に予測することにより車体振動を抑制するように運転者要求制駆動力を補正すると共に、サスペンション１６および１８の内の選択されたもののばね定数または減衰係数のいずれか一方または両方を制御し、またその振動抑制制御結果を参照して運転者要求制駆動力の補正およびサスペンションのばね定数または減衰係数の一方または両方をフィードバック的に修正する。

更に、制駆動力演算装置２４は、アクセル開度、マスタシリンダ油圧、操舵角の時間的変化率よりアクセル開度増大速度、マスタシリンダ油圧増大速度、操舵角速度（絶対値）を求め、これと車速に基づき、一例として図２に示す如きマップより、車輌が緊急回避運転状態にあるか否かを判断し、車輌が緊急回避運転状態にあると判断したときには、その旨の指令信号を車体振動抑制制御装置２８へ送り、車体振動抑制制御装置２８による車体振動抑制制御を変更させるようになっている。図２のマップは、アクセル開度増大速度（Ｒa）、マスタシリンダ油圧増大速度（Ｒm）、操舵角速度（Ｒs）（絶対値）、車速（Ｖ）のいずれか１つまたは２つが増大することにより、アクセル開度増大速度またはマスタシリンダ油圧増大速度と操舵角速度（絶対値）または車速の間の相対関係が図の影線部に入ったとき、車輌が緊急回避運転状態にあると判断させるものである。
図の影線部は、アクセル開度増大速度（Ｒa）と操舵角速度（Ｒs）の組合せに基く判断に於いては、操舵角速度（Ｒs）０時のアクセル開度増大速度限界値（Ｒac）に対するアクセル開度増大速度（Ｒa）の比とアクセル開度増大速度（Ｒa）０時の操舵角速度限界値（Ｒsc）に対する操舵角速度限界値までの操舵角速度の余裕値（Ｒsc−Ｒs）の比が等しい状態を越えてアクセル開度増大速度（Ｒa）および操舵角速度（Ｒs）の少なくとも一方が増大した領域であり、
アクセル開度増大速度（Ｒa）と車速（Ｖ）の組合せに基く判断に於いては、車速（Ｖ）０時のアクセル開度増大速度限界値（Ｒac）に対するアクセル開度増大速度（Ｒa）の比とアクセル開度増大速度（Ｒa）０時の車速限界値（Ｖs）に対する車速限界値までの車速の余裕値（Ｖc−Ｖ）の比が等しい状態を越えてアクセル開度増大速度（Ｒa）および車速（Ｖ）の少なくとも一方が増大した領域であり、
マスタシリンダ油圧増大速度（Ｒm）と操舵角速度（Ｒs）の組合せに基く判断に於いては、操舵角速度（Ｒs）０時のマスタシリンダ油圧増大速度限界値（Ｒmc）に対するマスタシリンダ油圧増大速度（Ｒm）の比とマスタシリンダ油圧増大速度（Ｒm）０時の操舵角速度限界値（Ｒsc）に対する操舵角速度限界値までの操舵角速度の余裕値（Ｒsc−Ｒs）の比が等しい状態を越えてマスタシリンダ油圧増大速度（Ｒm）および操舵角速度（Ｒs）の少なくとも一方が増大した領域であり、
マスタシリンダ油圧増大速度（Ｒm）と車速（Ｖ）の組合せに基く判断に於いては、車速（Ｖ）０時のマスタシリンダ油圧増大速度限界値（Ｒmc）に対するマスタシリンダ油圧増大速度（Ｒm）の比とマスタシリンダ油圧増大速度（Ｒm）０時の車速限界値（Ｖc）に対する車速限界値までの車速の余裕値（Ｖc−Ｖ）の比が等しい状態を越えてマスタシリンダ油圧増大速度（Ｒm）および車速（Ｖ）の少なくとも一方が増大した領域である。

車輌が緊急回避運転状態となったときの車体振動抑制制御の変更は、この場合、上述の如く車体振動抑制制御を、取り止めに至るまでの任意の程度まで、抑制することであり、それは、車体振動抑制制御装置２８が制駆動力演算装置２４により算出された運転者要求制駆動力を制駆動装置制御装置２６へ伝達する過程に於いて、車体振動抑制のため変更（特に削減）すること、或いは車体振動抑制のためにサスペンション１６、１８に作用してそのばね定数または減衰係数を変更（特に削減）することを抑制することであり、これによって車輌が緊急回避運転状態にあるとき、車体振動抑制制御がこれに干渉して車輌の緊急回避運転性が損なわれることが回避される。

以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

本発明による車輌の本発明に係る構成の要部を示すブロック図。 車輌が緊急回避運転状態にあると判断するためのマップの一例を示す図。

符号の説明

１０…車体、１２…前輪、１４…後輪、１６，１８…サスペンション、２０…制駆動装置、２２…電子制御装置、２４…制駆動力演算装置、２６…制駆動装置制御装置、２８…車体振動抑制制御装置

Claims (11)

1. 車体と、駆動手段、制動手段および操舵手段を含む操縦手段と、電子制御装置とを有し、前記電子制御装置は運転者の操縦操作に応じて前記操縦手段を制御する運転操作応答制御を行うと同時に前記車体の振動を抑制する車体振動抑制制御を行うようになっている車輌にして、前記電子制御装置は車輌がアクセル開度増大速度と操舵角速度の組合せ、アクセル開度増大速度と車速の組合せ、マスタシリンダ油圧増大速度と操舵角速度の組合せ、マスタシリンダ油圧増大速度と車速の組合せより選択された少なくとも一つの組合せに基く判断により緊急回避運転されるとき前記車体振動抑制制御を変更するようになっており、
   アクセル開度増大速度と操舵角速度の組合せに基く判断に於いては、操舵角速度０時のアクセル開度増大速度限界値に対するアクセル開度増大速度の比とアクセル開度増大速度０時の操舵角速度限界値に対する操舵角速度限界値までの操舵角速度の余裕値の比が等しい状態を越えてアクセル開度増大速度および操舵角速度の少なくとも一方が増大したとき緊急回避運転されたとし、
   アクセル開度増大速度と車速の組合せに基く判断に於いては、車速０時のアクセル開度増大速度限界値に対するアクセル開度増大速度の比とアクセル開度増大速度０時の車速限界値に対する車速限界値までの車速の余裕値の比が等しい状態を越えてアクセル開度増大速度および車速の少なくとも一方が増大したとき緊急回避運転されたとし、
   マスタシリンダ油圧増大速度と操舵角速度の組合せに基く判断に於いては、操舵角速度０時のマスタシリンダ油圧増大速度限界値に対するマスタシリンダ油圧増大速度の比とマスタシリンダ油圧増大速度０時の操舵角速度限界値に対する操舵角速度限界値までの操舵角速度の余裕値の比が等しい状態を越えてマスタシリンダ油圧増大速度および操舵角速度の少なくとも一方が増大したとき緊急回避運転されたとし、
   マスタシリンダ油圧増大速度と車速の組合せに基く判断に於いては、車速０時のマスタシリンダ油圧増大速度限界値に対するマスタシリンダ油圧増大速度の比とマスタシリンダ油圧増大速度０時の車速限界値に対する車速限界値までの車速の余裕値の比が等しい状態を越えてマスタシリンダ油圧増大速度および車速の少なくとも一方が増大したとき緊急回避運転されたとする
   ことを特徴とする車輌。
2. 前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更は該車体振動抑制制御を抑制することであることを特徴とする請求項１に記載の車輌。
3. 前記の車体振動抑制制御の抑制は該車体振動抑制制御を取り止めるまでの抑制であることを特徴とする請求項２に記載の車輌。
4. 前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更は車体振動抑制のための制動力削減の抑制であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車輌。
5. 前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更は車体振動抑制のための駆動力削減の抑制であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車輌。
6. 前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更は車体振動抑制制御のためのサスペンションばねのばね定数の変更の抑制であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車輌。
7. 前記のばね定数の変更の抑制はばね定数を下げることの抑制であることを特徴とする請求項６に記載の車輌。
8. 前記の車輌が緊急回避運転されるときの車体振動抑制制御の変更は車体振動抑制制御のためのサスペンションダンパの減衰係数の変更の抑制であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車輌。
9. 前記のダンパ減衰係数の変更の抑制はダンパ減衰係数を下げることの抑制であることを特徴とする請求項８に記載の車輌。
10. 前記車体振動抑制制御が対象とする振動は車体のピッチングであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の車輌。
11. 前記車体振動抑制制御が対象とする振動は車体のローリングであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の車輌。

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