JPH03194471A - 車両の横加速度演算方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は車両の旋回制御等を的確に行わしめるために用
いられる車両の横加速度演算方法に関する。

〈従来の技術〉 旋回路を走行中の車両には、走行方向と頂角な方向にそ
の走行速度に応じた遠心力するわち横加速度が発生する
。

そのため、旋回路の曲率半径に対する走栖速度が高すぎ
る場合には、車輪が横滑りを赳こして歩道や対向車線に
飛び出したり、最悪の場合には転覆等を起こすことがあ
った。したがって、ドライバーは旋回路の直前には走行
速度を一旦下げ、緩やかに加速を行ういわゆるスローイ
ンファーストアウト走行を行うのである。ところが、出
口の確認できない旋回路いわゆるブラインドカーブ等に
おいては曲率半径が次第に小さくなっているようなこと
があり、このような場合には極めて高度な運転技術が要
求される。

一方、定常円旋回の状態から加速すると舵角が一定であ
りながら走行軌跡が大きくなるアンダーステアリング傾
向を有する車両がある。このような車両では横加速度の
増大にともなって操舵角を漸増させる必要があるが、こ
の横加速度がその車両に固有のある値（限界値）を越え
るとアンダーステアリング傾向が急増し、操縦が困難に
なったり或いは全く不能となることが知られている。こ
のような−車両の代表的な例として操舵輪と駆動輪とが
同−であるフロントエンジン・フロントドライブの車両
いわゆるＦ−Ｆ車があるが、近年、車室（足下スペース
）の広さ等で優位性を持つため、乗用車等においてはこ
のＦ−Ｆ車が主流となりつつある。

横加速度が限界値を越えないようにするためには、ドラ
イバーが旋回路の曲率半径を知って、アクセルペダルに
より駆動力を加減することが基本である。ところが、未
熟なドライバーにとっては前述したブラインドカーブ等
でアクセルペダルの踏み込み量を微妙にコントロールす
ることは非常に困難である。

このような状況に鑑み、車両が旋回困難あるいは旋回不
能となる前にその駆動力を自動的に低減させる各種の駆
動力制御装置が提案されている。これらの装置の多くは
アクセルペダルの踏み込み量と連動させず、例えば車体
のローリング量の大きさ等に応じて、エンジンの出力を
低減させるものである。つまり、旋回中には常に横加速
度に起因するローリングが発生するが、旋回半径が小さ
いほど、また走行速度が大きいほどこのローリング量は
大きくなるため、これを車体の左右に設けられたハイド
センサ等により検出して出力を低減させるのである。こ
の他、車体の首振り現象たるヨーイング量を検出して出
力低減を図るものもある。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述したような駆動力制御装置では、実際にローリング
等が発生した後に、そのローリング量に基づいてエンジ
ンの出力制御を行う。

ところが、このような制御装置には次のような欠点があ
った０例えば、ローリングが急増して行くような状況に
おいては出力制御に遅れが生じたり、ローリングが収ま
った後の制御解除により再びローリングが発生して更に
出力制御を行うというようなことを繰り返すいわゆるハ
ンチング動を起こすことがあった。

本発明は上記状況に鑑みなされたもので、左右従動車輪
の各回転数に基づいて車両に加わる横加速度を演算する
方法を提供することにより、迅速なエンジンの出力制御
を行うことができる駆動力制御装置を実現することを目
的とする。

〈課題を解決するための手段〉 そこで、本発明ではこの課題を解決するために、左右従
動車輪の回転数に基づき得られた左右従動車輪の速度差
と車両の走行速度とから車両に加わる横加速度を演算す
ることを特徴とする車両の横加速度演算方法を提案する
ものである。

〈作　　　用〉 横加速度演算手段が算出した横加速度をＥＣＵ等に入力
することによって出力制御等を迅速に行うことが可能と
なり、車体が実際に過大なローリングやヨーイング等を
起こす前での駆動力の低減が図れる。

〈実　施　例〉 本発明の一実施例を図面に基づき具体的に説明する。

第１図には本発明に係る横加速度演算方法を用いた駆動
力制御装置の一実施例の構成を概略的に示し、第２図に
は車輪速センサを拡大断面により示しである。また、第
３図には駆動力制御のフローチャートを示し、第４図に
は走行速度と補正係数の関係をグラフにより示し、第５
図には駆動力制御の形態を概念的に示しである。

第１図に示すように本実施例の車輌は車体１の前部にエ
ンジン２およびトランスミッション３をＦＥＨし、且つ
左右の前輪４．５を駆動するＦ−Ｆ型乗用車である。

この乗用車におけるエンジン２の出力制御は通常におい
ては以下のように行われる。

アクセルペダル６の踏み込み量を加減することによって
、アクセルレータケーブル７を介して、スロットルボデ
ー８内の図示しないスロットルバルブが開閉する。スロ
ットルボデー８はエアクリーナボックス９に接続するイ
ンテークダクト１０とインテークマニホールド１１との
間に設けられているため、エンジン１の燃焼室（図示し
ない）に負圧吸引される空気量が増減する。その際、ス
ロットルバルブの開度は、スロットルボデー８に取り付
けられたスロットルポジションセンサ１２により検出さ
れ、スロットル開度情報としてＥＣＵｌ３に入力される
。

ＥＣＵｌ　Ｂにはこのスロットル開度情報の他、大気圧
、吸入空気温、冷却水温等の情報が入力され、機関出力
の向上や排気ガス中の有毒成分量の減少等を図るべく燃
料の噴射量を決定し、インジェクタ１４の駆動（燃料噴
射）を行う、尚、本実施例のエンジン２はマルチポイン
トインジェクションを採用しており、各気筒毎に噴射量
の制御が行われる。燃料が噴射されて混合気となった空
気は、図示しないピストンの圧縮上死点付近でイグニッ
ションユニット（図示せず）により点火されて燃焼・膨
張し、出力を発生する。この際、ＥＣＵｌ３は点火時期
や通電時間を、吸気関係の情報の他、クランク角やノッ
キング等の情報に基づき決定し、イグニッションユニッ
トを駆動制御する。

エンジン２の出力はトランスミッション３を介してドラ
イブシャフト１５．１６により左右前輪４．５に伝達さ
れ、これを回転駆動する。その結果、路面との間に駆動
力が発生し、車体１が前方あるいは後方に移動してドラ
イバーの意志に基づく走行が行われる。

ところで、本実施例のスロットルバルブは上述したアク
セルペダル６による開閉制御の他に、ＥＣＵｌ３による
駆動制御も行われている。これはスロットルボデー８に
一体化されたバキュームモータ１７により元位置から閉
鎖方向に駆動するものである。バキュームモータ１７に
は、ＥＣＵ］ｊによりデユーティ比駆動されるマグネッ
トバルブ１８を介して、バキュームタンク１９内の負圧
源から負圧が供給される０図中、２０はインテークマニ
ホールド１１とバキュームタンク１９とを連結するバキ
ュームホースである。

本実施例の車輌でのバキュームモータ１７によるスロッ
トルバルブの閉鎖制御は旋回時における駆動力の低減手
段として用いられている。旋回時には車輌の走行速度■
、ハンドル２１の操舵角δおよびスタビリテイファクタ
くサスペンションやタイヤ剛性等から求められる固有値
）Ａ等に応じて車体に横加速度が発生する。横加速度は
トランクルームの内部に収納されたＴ　ＣＬ　（Ｔｒａ
ｃｔｉｏｎ　Ｃａ１ｃｕｌａｔｅＵｎｉｔ）２２で演算
され、その値が一定以上になるとＥＣＵｌＢに指令が出
される。ＥＣＵは指令を受けるとマグネットバルブ１８
を所定のデユーティ比で駆動する。すると、バキューム
モータ１７がスロットルバルブを閉鎖方向に駆動し、機
関出力すなわち駆動力の低減によるアンダーステアの抑
制が可能となるのである。

ＴＣＬ２２とＥＣＵｌ３とは信号ケーブル２３により接
続されており、相互に情報を受は渡すようになっている
。ＴＣＬ２２には横加速度を演算するために、従動輪す
なわち左右後輪２４．２５の車輪速度Ｖ　Ｌ　Ｒ、Ｖ　
Ｂ　Ｈの情報が車輪回転数検出手段たる車輪速センサ２
６．２７から入力する。

第２図に示すように、車輪速センサ２６゜２７はアクス
ルビーム２８に取り付けられている。そして、後輪２４
．２５と一体的に回転するロータ２９の回転数を磁束密
度の変化によるパルスとして取り出すいわゆるパルスゼ
ネレータであり、アンチロックブレーキなどに用いられ
ている公知のものである。

以下、本実施例に係る駆動力制御の手順を第３図のフロ
ーチャートを用いて説明する。

尚、同図における制御ステップ段を示す記号（ＳＬ、Ｓ
２・−・）は説明文の段落末に記した記号に対応する。

図示しないイグニッションキーをオン状態にすることに
より、本実施例の駆動力制御が開始される。

制御開始後、まず車輪速センサ２６．２７が左右後輪２
４．２５の車輪速度”　Ｌ　Ｒ＋　”　ＲＳ１を検出し
、ＴＣＬ２２に入力する。　・・・Ｓ１次に、ＴＣＬ２
２ではこれらの車輪速度ＶＬＲ，ＶＢから従動輪速度差
Ｄｖと走行速度■とを下式を用いて算出する。

Ｄｖ　＝ｌ　ＶＬＲＶＲＲＩ Ｖ＝　（ＶＬ＊＋Ｖｌｌａ）　／　２　　　　　・−３
２従動輪速度差Ｄｖと走行速度Ｖとが算出されたら、Ｔ
ＣＬ２２では次にタイヤの変形等を考慮しない理論横加
速度ＧＹを下式を用いて演算する。

Ｇｙ＝ｌｖ／ｂ）、ｖ　　　　　、−Ｓ３ここで、ｂは
後輪２４．２５のトレッドである。

次に、ＴＣＬ２２では補正係数にの演算を行い、理論横
加速度ＧＹを補正係数Ｋにより補正し、実横加速度（以
下、単に横加速度と称す）ＧＹ’を求める。

ＧＹ　＝Ｋ　−ＧＹ　　　　　　　・・・Ｓ４補正係数
にとは従動輪速度差Ｄｖの誤差を補正するものである。

旋回時においては、外輪には大きな荷重が掛かると共に
内輪に掛かる荷重は減少する。その結果、内外輪のタイ
ヤの有効半径が従動輪速度差Ｄｖを実際以上に大きくす
る方向に変化するのである６本実施例における補正係数
には下式により求められる。

Ｋ＝１／（１＋αＶ２） 尚、上式においてαは実験等により求められた値であり
、本実施例では α＝７．２８９４Ｘ１０’ としている、また、第５図にはある試験車両での半径３
０ｍ定常円旋回時の補正係数にと走行速度との関係をグ
ラフにより表しである。

次に、ＴＣＬ２２では補正された横加速度ＧＹ’が第１
の設定値ＧＹＩより大きいか否かを判定する。第１の設
定値ＧＹＩは実験等により求められた値であり、過大な
ローリングやヨーイングを起こさない値である。　・・
・５５ＧＹ′≧ＧＹＩである場合、ＴＣＬ２２では次に
ＥＣＵ１３に指令を出しエンジン２の出力制御（出力低
下制御）を行う０本実施例では、前述した如くこの出力
制御はバキュームモータ１７により行われ、スロットル
ボデー８内のスロットルバルブが閉鎖方向に所定量駆動
される。その結果、前輪４．５に伝達されるトルクが低
下し横加速度ＧＹ°も減少するのである。　　　　　　
　　　　　　−・・Ｓにの際の出力制御は第５図に示す
ようにいわゆる０Ｎ−ＯＦＦ制御である。

次に、ＴＣＬ２２では低減された横加速度ＧＹ”を第２
の設定値ＧＹ□より大きいか否かを判定する。第２の設
定値ＧＹ２は第１の設定値ＧＹ、に比較して十分率さい
値であり、横加速度ＧＹ′がＧＹ２に対して小さい場合
には当然に過大なローリングやヨーイングは起こらない
、　　　　　　　　　　　　　　・・・Ｓ７この判定の
結果、第３図、第５図に示すように、ＧＹ′≧ＧＹ□で
ある場合には出力制御は続行され、ＧＹ’　＜ＧＹ２と
なった後に初めて解除される００９、Ｓ８ このように、本実施例において第１の設定値ＧＹ、と第
２の設定値ＧＹ２とを用いて出力制御とその解除を行う
理由は制御におけるハンチング動を防止することを目的
とする。

以上で本発明の具体的実施例の説明を終えるが、本発明
の態様はこの実施例に限るものではなく、例えば本発明
をＦ−Ｒ車やパートタイム４輪駆動車等、Ｆ−Ｆ車以外
の自動車に適用してもよい、また、上記実施例では制御
装置としてＥＣＵとＴＣＬを用いたが、これらを一体止
するようにしてもよいし、駆動４ 力制御の方法として、上記実施例ではバキュームモータ
によってエンジンの出力を低減させるようにしたが、一
部の気筒を休止させる体筒方式や点火時期のリタード等
を行うようにしてもよい、更に、上記実施例では横加速
度を演算する際にタイヤの変形による誤差を補正する補
正係数を用いるようにしたが、これを省いて演算時間の
短縮を図ったり、タイヤの変形以外の要素（サスペンシ
ョンジオメトリ−の変化等）を勘案するようにしてもよ
い。

〈発明の効果〉 本発明に係る車両の横加速度演算方法によれば、左右従
動輪の回転数から得られた左右従動輪の回転差と走行速
度とから横加速度を演算するようにしたため、駆動力制
御等を迅速に行うことが可能となり、操縦安定性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る横加速度演算方法の一実施例を採
用した駆動力制御装置の構成を示す概略図であり、第２
図は車輪速センサを示す拡大断面図である。また、第３
図はこの実施例における駆動力制御のフローチャートで
あり、第４図は走行速度と補正係数の関係を示すグラフ
であり、第５図は実施例の作用を示すグラフである。 図中、 １は車体、 ２はエンジン、 ８はスロットルボデー １３はＥＣＵ、 ２２はＴＣＬ、 ２３は信号ケーブル、 ２４．２５は従動輪、 ２６．２７は車輪速センサ、 ２８はアクスルビーム、 ２９はロータである。 第２図 ２４（２５） ／ ７−−−・口ミ、 （） Ｘへｍ− 、／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 左右従動車輪の回転数に基づき得られた左右従動車輪の
   速度差と車両の走行速度とから車両に加わる横加速度を
   演算することを特徴とする車両の横加速度演算方法。