CN111824123B - 车辆系统 - Google Patents

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Abstract

在方向盘的回轮操作时,通过控制前轮与后轮的扭矩分配比,适当地抑制车辆的转向过度倾向的车辆系统。车辆系统具有用于驱动车辆(1)的发动机(4)、作为主驱动轮的后轮(2b)以及作为辅助驱动轮的前轮(2a)、将发动机(4)的扭矩向前轮(2a)与后轮(2b)分配的电磁联轴器(5e)、由驾驶员操作的方向盘(6)、以及控制电磁联轴器(5e)的控制设备(50),控制设备(50)在方向盘(6)被进行了回轮操作时,与根据转向而应当在车辆(1)产生的目标横摆角速度、与实际在车辆(1)产生的实际横摆角速度之差相关的横摆角速度差关联值,为第1规定值以上的情况下,以减少向后轮(2b)分配的扭矩的方式控制电磁联轴器(5e)。

Description

车辆系统
技术领域
本发明涉及对构成为将动力源的扭矩分配给前轮与后轮的车辆的姿态进行控制的车辆系统。
背景技术
以往,已知在因打滑等而车辆的举动变得不稳定的情况下,将车辆的举动向安全方向控制(横滑防止装置等)。具体而言,在车辆转向时等,检测车辆是否产生了转向不足或转向过度的举动,并对车轮施加适当的减速度,以抑制转向不足或转向过度。
此外,已知如下的车辆运动控制装置:与上述那样的车辆举动不稳定的行驶状态下的用于提高安全性的控制不同,自动进行与从日常驾驶区域开始工作的方向盘操作相连动的加减速,在极限驾驶区域减少横滑(例如参照专利文献1)。特别是,在该专利文献1中公开了如下的车辆运动控制装置:具备控制车辆的前后方向的加减速的第1模式以及控制车辆的横摆力矩的第2模式。
专利文献1:日本专利5143103号公报
在专利文献1所公开的技术中,在第2模式中,对车辆附加横摆力矩。对车辆附加该横摆力矩的控制典型的是在方向盘被进行回轮操作时执行。即,在方向盘被进行了回轮操作时,为了抑制车辆的转弯,换言之为了促使车辆恢复前进方向,通过制动装置对转弯外轮施加制动力,以附加与在车辆产生的横摆角速度逆向的横摆力矩。
然而,在后轮为主驱动轮的车辆中,如果在方向盘被进行了回轮操作时油门踏板被踩下,则存在因在转弯中后轮被附加扭矩而后轮滑动的情况。其结果,车辆趋于转向过度。在产生这样的转向过度倾向的情况下,在上述的专利文献1记载的对转弯外轮施加制动力而对车辆附加横摆力矩的控制中,难以充分抑制车辆的转向过度倾向。
发明内容
本发明是为了解决上述的以往技术的问题点而做出,其目的在于提供一种在方向盘的回轮操作时,能够通过控制前轮与后轮的扭矩分配比,适当地抑制车辆的转向过度倾向的车辆系统。
为了实现上述目的,本发明为车辆系统,其特征在于,具有:动力源,生成用于驱动车辆的扭矩;车轮,包括作为主驱动轮的后轮以及作为辅助驱动轮的前轮;扭矩分配机构,将动力源的扭矩向所述前轮与后轮分配;方向盘,由驾驶员进行操作;以及控制器,至少控制扭矩分配机构,控制器构成为,在方向盘被进行了回轮操作时,与根据该方向盘的转向而应当在车辆产生的目标横摆角速度、与实际在车辆产生的实际横摆角速度之差相关的横摆角速度差关联值,为第1规定值以上的情况下,以在动力源的扭矩中减小向后轮分配的扭矩的方式控制扭矩分配机构。
在这样构成的本发明中,控制器在方向盘被进行回轮操作时,在与目标横摆角速度与实际横摆角速度之差相关的横摆角速度差关联值为第1规定值以上的情况下,以减少向作为主驱动轮的后轮分配的扭矩的方式控制扭矩分配机构。由此,在方向盘的回轮操作时例如踩下了油门踏板的情况下,通过确切地减少后轮的扭矩,能够抑制后轮滑动。其结果,能够在车辆的转弯中方向盘被进行了回轮操作时,提前抑制车辆趋于转向过度倾向,能够适当地实现车辆姿态的稳定化。
在本发明中优选的是,还具有对车轮施加制动力的制动装置,控制器在横摆角速度差关联值为比第1规定值大的第2规定值以上的情况下,以对车辆附加与实际横摆角速度逆向的横摆力矩的方式控制制动装置。
根据这样构成的本发明,控制器在横摆角速度差关联值为第2规定值(>第1规定值)以上的情况下,除了上述那样通过扭矩分配机构减少向后轮分配的扭矩的控制之外,还进行对车辆附加与实际横摆角速度逆向的横摆力矩的控制。由此,能够有效抑制车辆趋于转向过度,并且能够有效提高从转弯的恢复性能。
在本发明中优选的是,控制器构成为,在横摆角速度差关联值为比第2规定值大的第3规定值以上的情况下,以对车辆附加与横摆角速度差关联值比第2规定值大且小于第3规定值的情况相比较大的横摆力矩的方式控制制动装置。
根据这样构成的本发明,控制器在横摆角速度差关联值为第3规定值(>第2规定值)以上的情况下,进行对车辆附加较大的横摆力矩的控制。即,控制器在横摆角速度差关联值为第1规定值以上而进行减少向后轮分配的扭矩的控制,横摆角速度差关联值为第2规定值以上而进行对车辆附加横摆力矩的控制,但产生了车辆的横滑的情况下,进行对车辆附加较大的横摆力矩的控制。由此,能够可靠地防止车辆的横滑。
在本发明中优选的是,控制器构成为在方向盘被进行了打轮操作时,以增加向后轮分配的扭矩的方式控制扭矩分配机构,之后在方向盘被进行了回轮操作时,以减少向后轮分配的扭矩的方式控制扭矩分配机构,在方向盘被进行了回轮操作时横摆角速度差关联值为第1规定值以上的情况下,以与横摆角速度差关联值小于第1规定值的情况相比,增大向后轮分配的扭矩的减少量的方式控制扭矩分配机构。
根据这样构成的本发明,控制器在方向盘的打轮操作时,增加向后轮分配的扭矩,在车体生成前倾方向的俯仰,因此能够在开始转弯时对驾驶员带来响应感,并且能够提高针对方向盘的打轮操作的车辆的转弯响应性。之后,控制器在方向盘的回轮操作时,减少向后轮分配的扭矩,在车体生成后倾方向的俯仰,因此能够在结束转弯时对驾驶员带来稳定感,并且能够提高从转弯的恢复性能。
进一步,控制器如上述那样在方向盘的回轮操作时减少向后轮分配的扭矩之际,在横摆角速度差关联值为第1规定值以上的情况下与小于第1规定值的情况相比,增大向后轮分配的扭矩的减少量,因此能够有效抑制车辆趋于转向过度。
在本发明中优选的是,横摆角速度差关联值为目标横摆角速度与实际横摆角速度之差的变化速度,以及/或者目标横摆角速度与实际横摆角速度之差。
发明的效果:
根据本发明的车辆系统,在方向盘的回轮操作时,能够通过控制前轮与后轮的扭矩分配比,适当地抑制车辆的转向过度倾向。
附图说明
图1是表示应用本发明的实施方式的车辆系统的车辆的整体构成的框图。
图2是表示本发明的实施方式的车辆系统的电路构成的框图。
图3是关于本发明的实施方式的扭矩分配比的基本设定方法的说明图。
图4是在使后轮的分配扭矩增加或者减少时在车辆生成的俯仰的说明图。
图5是表示本发明的实施方式的整体控制的流程图。
图6是表示本发明的实施方式的减小扭矩设定处理的流程图。
图7是表示本发明的实施方式的附加减速度与转向速度的关系的映射图。
图8是表示本发明的实施方式的目标横摆力矩设定处理的流程图。
图9是表示本发明的实施方式的扭矩分配设定处理的流程图。
图10是用于设定本发明的实施方式的目标横摆角速度及目标横加速度的映射图。
图11是用于设定本发明的实施方式的第1增益以及第2增益的映射图。
图12是表示本发明的实施方式的横滑防止控制处理的流程图。
图13是表示执行了本发明的实施方式的车辆姿态控制的情况下的时序图的一例。
图14是表示执行了本发明的实施方式的车辆姿态控制的情况下的时序图的其他例。
附图标记说明
1车辆;2a前轮;2b后轮;4发动机;5a变速器;5b传动轴;5d分动器;5e电磁联轴器;5f驱动传递轴;7转向装置;6方向盘;8转向角传感器;10油门开度传感器;12车速传感器;50控制设备
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的车辆系统进行说明。
<系统构成>
首先,对本发明的实施方式的车辆系统的构成进行说明。图1是表示应用了本发明的实施方式的车辆系统的车辆的整体构成的框图。
如图1所示,在车辆1中,作为转向轮且辅助驱动轮的左右的前轮2a设置于车体前部,作为主驱动轮的左右的后轮2b设置于车体后部。该车辆1的前轮2a及后轮2b分别由悬架3支承于车体。此外,在车辆1的车体前部搭载有作为主要驱动后轮2b的动力源(原动机)的发动机4。在本实施方式中,发动机4为汽油发动机,但也可以使用柴油发动机等的内燃机、由电力驱动的马达来作为动力源。
此外,车辆1是基于前置后驱(Front engine·Rear drive)方式(FR方式)的四轮驱动车。具体而言,车辆1具备与发动机4连结并将发动机输出向车轮传递的变速器5a,传动轴5b从该变速器5a延伸,该传动轴5b经由差速齿轮5c等与后轮2b连结。另一方面,前轮2a经由分动器5d以及电磁联轴器5e与传动轴5b连接。更具体而言,前轮2a与传动轴5b除了上述分动器5d以及电磁联轴器5e之外还经由驱动传递轴5f以及差速齿轮5j连结。
分动器5d是用于将传动轴5b的扭矩(车辆驱动力)分向驱动传递轴5f的装置。电磁联轴器5e是将驱动传递轴5f与传动轴5b连结的联轴器,并具有未图示的电磁线圈、凸轮机构、离合器等。电磁联轴器5e是将驱动传递轴5f与传动轴5b连结的联轴器,也包含未图示的电磁线圈、凸轮机构、离合器等,并构成本发明中的“扭矩分配机构”。电磁联轴器5e构成为,根据内部的电磁线圈被供给的电流,使该电磁联轴器5e中的接合程度(具体而言,接合扭矩)可变。通过上述这样改变接合程度,从而在驱动传递轴5f与传动轴5b连结的状态下,改变从传动轴5b向驱动传递轴5f传递的扭矩(换句话说向前轮2a传递的扭矩)。即,发动机4的输出扭矩中的向前轮2a分配的扭矩与向后轮2b分配的扭矩的比率即扭矩分配比变更。基本上,电磁联轴器5e的接合程度越高,则向作为主驱动轮的后轮2b分配的扭矩越小,向作为辅助驱动轮的前轮2a分配的扭矩越大。另一方面,电磁联轴器5e的接合程度越低,则向作为主驱动轮的后轮2b分配的扭矩越大,向作为辅助驱动轮的前轮2a分配的扭矩越小。
此外,在车辆1中搭载有包含方向盘6等的转向装置7,车辆1的前轮2a基于该方向盘6的旋转操作被转向。除此之外,在前轮2a以及后轮2b分别设置有用于对车辆1施加制动力的制动装置20a。
进一步,车辆1具有检测转向装置7的转向角的转向角传感器8、检测油门踏板的踩下量(油门开度)的油门开度传感器10、检测车速的车速传感器12、检测横摆角速度的横摆角速度传感器13、检测加速度的加速度传感器14、以及检测制动踏板的踩下量的制动器踩下量传感器15。转向角传感器8典型的是检测方向盘6的旋转角度,但是也可以除了该旋转角度之外还检测前轮2a的转向角(轮胎角),或者代替该旋转角度而检测前轮2a的转向角。上述各传感器将各自的检测信号向控制设备50输出。
接下来,参照图2对本发明的实施方式的车辆系统的电路构成进行说明。图2是表示本发明的实施方式的车辆系统的电路构成的框图。
本实施方式的控制设备50除了基于上述的传感器8、10、12、13、14、15的检测信号之外,还基于检测发动机4的运转状态等的各种传感器输出的检测信号,输出用于对发动机4的节流阀4a、喷油器(燃料喷射阀)4b、火花塞4c、以及可变动阀机构4d进行控制的控制信号。
此外,控制设备50对包含上述的制动装置20a的制动控制系统20进行控制。制动控制系统20是对制动装置20a的轮缸、制动钳供给制动液压的系统。制动控制系统20具备液压泵20b,该液压泵20b生成为了在设置于各车轮的制动装置20a中产生制动力而必要的制动液压。液压泵20b例如通过从电池供给的电力驱动,即使在制动踏板未被踩下时,也能够生成为了在各制动装置20a中产生制动力而必要的制动液压。此外,制动控制系统20具备设置于向各车轮的制动装置20a供给液压的液压供给线的阀单元20c(具体而言是电磁阀),该阀单元20c用于控制从液压泵20b向各车轮的制动装置20a供给的液压。例如,通过调整从电池向阀单元20c的电力供给量,来变更阀单元20c的开度。此外,制动控制系统20具备检测从液压泵20b向各车轮的制动装置20a供给的液压的液压传感器20d。液压传感器20d例如配置于各阀单元20c与其下游侧的液压供给线的连接部,对各阀单元20c的下游侧的液压进行检测,并将检测值向控制设备50输出。这样的制动控制系统20基于从控制设备50输入的制动力指令值、液压传感器20d的检测值,计算分别对各车轮的轮缸、制动钳独立地供给的液压,并根据其液压控制液压泵20b的转速、阀单元20c的开度。
控制设备50具备未图示的PCM(Power-train Control Module)等。该控制设备50由具备一个以上的处理器、在该处理器上编译执行的各种程序(包括OS等的基本控制程序、在OS上启动并实现特定功能的应用程序)、以及用于存储程序、各种数据的ROM、RAM的内部存储器的计算机构成。
此外,控制设备50也进行针对电磁联轴器5e的控制。具体而言,控制设备50调整对电磁联轴器5e供给的施加电流,来控制前轮2a与后轮2b的扭矩分配比。
这里,参照图3说明在本发明的实施方式中设定扭矩分配比的基本方法。在图3中,横轴表示扭矩分配比(具体而言“向前轮2a分配的扭矩:向后轮2b分配的扭矩”),纵轴表示能量损失。具体而言,图表E1表示针对扭矩分配比的后轮2b(主驱动轮)的滑动所致的能量损失,图表E2表示针对扭矩分配比的前轮2a(辅助驱动轮)的滑动所致的能量损失,图表E3表示针对扭矩分配比的、与向前轮2a(辅助驱动轮)的动力传递所致的扭矩传递机构(电磁联轴器5e、驱动传递轴5f、差速齿轮5j等)的机械损失对应的能量损失。
如图表E1所示,扭矩分配比越向右,换句话说向前轮2a的扭矩分配量越多,后轮2b的滑动所致的能量损失越减少。另一方面,如图表E2所示,随着向前轮2a的扭矩分配量越多,前轮2a的滑动所致的能量损失越增加,此外,如图表E3所示,向前轮2a的扭矩分配量越多,与向前轮2a的动力传递所致的机械损失对应的能量损失越增加。在本实施方式中,控制设备50基本上求出上述3个能量损失E1、E2、E3的总和,并决定该能量损失的总和为最小的扭矩分配比。并且,控制设备50控制对电磁联轴器5e供给的施加电流,以实现所决定的扭矩分配比。
另外,本发明中的车辆系统主要由作为动力源的发动机4、前轮2a以及后轮2b、作为扭矩分配机构的电磁联轴器5e、方向盘6、以及作为控制器的控制设备50构成。
<控制内容>
接下来,对本实施方式中控制设备50执行的控制内容进行说明。
首先,参照图4对本实施方式的控制内容的概要进行说明。图4的(A)是在以增加向后轮2b分配的扭矩的方式控制电磁联轴器5e时在车辆1生成的俯仰的说明图,图4的(B)是在以减少向后轮2b分配的扭矩的方式控制电磁联轴器5e时在车辆1生成的俯仰的说明图。如图4的(A)以及图4的(B)所示,车辆1的车体1a在前轮2a以及后轮2b之间被悬架3悬挂,该悬架3在比后轮2b的中心轴2b1(前轮2a的中心轴2a1也相同)更靠上方具有与车体1a的安装部3a。
在本实施方式中,如图4的(A)所示,控制设备50基于由转向角传感器8检测到的方向盘6的打轮操作,进行降低电磁联轴器5e的接合程度的控制。换句话说,控制设备50在车辆1开始转弯时,以增加向后轮2b分配的扭矩的方式控制电磁联轴器5e。
若像这样向后轮2b分配的扭矩增加,则将后轮2b向车辆前方推进的力F1,从后轮2b经由悬架3向车体1a传递。在该情况下,由于悬架3从后轮2b的中心轴2b1朝向车体1a的安装部3a向斜上方延伸,因此将后轮2b向车辆前方推进的力F1中的上方向的成分的力F11产生于车体1a,换句话说将车体1a的后部向上抬起的力F11瞬间作用于车体1a。其结果,产生图4的(A)所示那样的力矩Y1,在车体1a生成前倾方向的俯仰。若像这样在开始转弯时在车体1a生成前倾方向的俯仰,则能够对驾驶员带来响应感。
此外,由于生成前倾方向的俯仰的方向的力矩Y1,使车体1a的前部向下下沉的力F12作用于车体1a,车体1a的前部向下沉而前轮负荷增大。由此,能够提高车辆1相对于方向盘6的打轮操作的转弯响应性。另外,如上述那样增加后轮2b的扭矩时,除了使车体1a前倾的瞬间的力之外,还产生使车体1a后倾的惯性力,但关于针对方向盘6的打轮操作的车辆响应性,后轮2b的扭矩增加所致的使车体1a前倾的瞬间的力起主要作用。
这里,在本实施方式中,控制设备50仅在发动机4的扭矩小于规定值(典型的是松开油门时)、且进行了方向盘6的打轮操作的情况下,实施上述那样的用于使向后轮2b分配的扭矩增加从而在车体1a生成前倾方向的俯仰的控制(以下适当地称作“第1车辆姿态控制”)。另一方面,即使在进行了方向盘6的打轮操作的情况下,当发动机4的扭矩为规定值以上时(典型的是踩油门时),控制设备50不实施第1车辆姿态控制,进行下述控制:基于方向盘6的打轮操作设定发动机4的减小扭矩,以减小扭矩量使发动机4的扭矩减少的控制(以下适当地称作“第2车辆姿态控制”)。根据该第2车辆姿态控制,因扭矩的减少而在车辆1产生减速度,从而前轮负荷增大,能够提高车辆1相对于方向盘6的打轮操作的转弯响应性。
如以上所述,在本实施方式中,控制设备50在方向盘6的打轮操作时,在发动机4的扭矩小于规定值的情况下,由于不能基于减小扭矩适当减少发动机4的扭矩,因此进行用于通过电磁联轴器5e来增加向后轮2b分配的扭矩的控制(第1车辆姿态控制),从而实现所希望的车辆姿态(前倾方向的俯仰状态)。与此相对,控制设备50在方向盘6的打轮操作时,在发动机4的扭矩为规定值以上的情况下,由于能够适当减少发动机4的扭矩,因此抑制第1车辆姿态控制的执行,以根据方向盘6的打轮操作减小扭矩的方式进行针对发动机4的控制(第2车辆姿态控制)。在该情况下,控制设备50限制第1车辆姿态控制中的基于电磁联轴器5e的扭矩分配比的变更(例如对于向后轮2b分配的扭矩的增加率附加限制)。这是因为若在第2车辆姿态控制的执行中,照原样执行第1车辆姿态控制,则不能适当生成所希望的俯仰。
另外,在发动机4的扭矩小于规定值的情况下,能够通过第1车辆姿态控制增加后轮2b的扭矩的理由,换句话说尽管发动机4几乎未产生扭矩但能够增加后轮2b的扭矩的理由如以下所述。电磁联轴器5e在发动机4的扭矩小于规定值的情况(典型的是松开油门的情况)下,向前轮侧传递扭矩的输出轴的转速,低于扭矩被从后轮侧传递的输入轴的转速。换言之,通过各构成要素的传动比的设定,处于电磁联轴器5e的输出侧(前轮侧)的驱动传递轴5f的输入轴的转速,低于处于电磁联轴器5e的输入侧(后轮侧)的传动轴5b、分动器5d的转速。在这样的状况下,若如上述那样根据方向盘6的打轮操作降低电磁联轴器5e的接合程度(接合扭矩),则通过电磁联轴器5e的输出轴的转速减少,具体而言电磁联轴器5e的输入轴的旋转速度增速了电磁联轴器5e的输出轴的旋转速度减速的量,从而对后轮2b施加的扭矩瞬间增加。
进一步,在本实施方式中,如图4的(B)所示,控制设备50基于由转向角传感器8检测到的方向盘6的回轮操作,进行提高电磁联轴器5e的接合程度的控制。换句话说,控制设备50在车辆1的结束转弯时,以减少向后轮2b分配的扭矩的方式控制电磁联轴器5e。
若像这样向后轮2b分配的扭矩减少,则将后轮2b拉向车辆后方的力F2从后轮2b经由悬架3向车体1a传递。在该情况下,由于悬架3从车体1a的安装部3a朝向后轮2b的中心轴2b1向斜下方延伸,因此在车体1a产生将后轮2b拉向车辆后方的力F2中的下方向的成分的力F21,换句话说使车体1a的后部向下下沈的力F21瞬间作用于车体1a。其结果,产生图4的(B)所示那样的力矩Y2,在车体1a生成后倾方向的俯仰。若像这样在结束转弯时在车体1a生成后倾方向的俯仰,则能够对驾驶员带来稳定感。
此外,由于生产后倾方向的俯仰的方向的力矩Y2,将车体1a的前部向上抬高的力F22作用于车体1a,车体1a的前部上升从而前轮负荷减少。由此,能够提高针对方向盘6的回轮操作的车辆响应性,换句话说能够提高从转弯的恢复性能(向车辆1的前进方向的恢复性能)。以下,像这样用于在方向盘6的回轮操作时使向后轮2b分配的扭矩减少从而在车体1a生成后倾方向的俯仰的控制被适当称作“第3车辆姿态控制”。另外,虽然认为若如上述那样使后轮2b的扭矩减少,则除了使车体1a后倾的瞬间的力之外,也产生使车体1a前倾的惯性力,但关于针对方向盘6的回轮操作的车辆响应性,后轮2b的扭矩减少所致的使车体1a后倾的瞬间的力起主要作用。
进一步,在本实施方式中,控制设备50在方向盘6的回轮操作时,在根据方向盘6的转向而应在车辆1产生的目标横摆角速度与实际在车辆1产生的实际横摆角速度之差的变化速度为规定值以上的情况下,与上述的第3车辆姿态控制相比进行提高电磁联轴器5e的接合程度的控制。即,控制设备50在方向盘6的回轮操作时,在目标横摆角速度与实际横摆角速度之差的变化速度小于规定值的情况下,进行第3车辆姿态控制,另一方面,在目标横摆角速度与实际横摆角速度之差的变化速度为规定值以上的情况下,以与第3车辆姿态控制相比大幅减少向后轮2b分配的扭矩的方式控制电磁联轴器5e(以下适当称作“第4车辆姿态控制”)。根据该第4车辆姿态控制,在方向盘6的回轮操作时,例如在踩下了油门踏板的情况下,通过使后轮2b的扭矩确切地减少,能够抑制后轮2b滑动。其结果,在方向盘6的回轮操作时,能够提取抑制车辆1趋于转向过度。
进一步,在本实施方式中,控制设备50在方向盘6的回轮操作时,除了减少向上述的后轮2b分配的扭矩的控制(第3或者第4车辆姿态控制)之外,以向车辆1附加与在车辆1产生的横摆角速度逆向的横摆力矩的方式,以对转弯外轮施加制动力的方式,进行针对制动装置20a的控制(以下适当称作“第5车辆姿态控制”)。由此,能够更有效地提高从转弯的恢复性能。除此之外,在本实施方式中,控制设备50在转弯中车辆1发生了横滑的情况下,进行横滑防止控制。具体而言,控制设备50在发生了车辆1的横滑的情况下,以对车辆1附加与第5车辆姿态控制相比相当大的横摆力矩的方式,进行通过制动装置20a施加制动力的控制(以下适当称作“第6车辆姿态控制”。该第6车辆姿态控制是所谓的横滑防止控制)。由此,能够可靠地防止车辆1的横滑。
接下来,参照图5至图12,对本实施方式中控制设备50执行的控制内容具体进行说明。图5是表示本发明的实施方式的整体控制的流程图。图6是表示在图5的整体控制中执行的本发明的实施方式的减小扭矩设定处理的流程图,图7是在图6的减小扭矩设定处理中使用的表示本发明的实施方式的附加减速度与转向速度的关系的映射图。图8是表示在图5的整体控制中执行的本发明的实施方式的目标横摆力矩设定处理的流程图。图9是表示在图5的整体控制中执行的本发明的实施方式的扭矩分配设定处理的流程图,图10是在图9的扭矩分配设定处理中使用的用于设定本发明的实施方式的目标横摆角速度以及目标横加速度的映射图,图11是在图9的扭矩分配设定处理中使用的用于设定本发明的实施方式的第1增益以及第2增益的映射图。图12是表示在图5的整体控制中执行的本发明的实施方式的横滑防止控制处理的流程图。
图5的控制处理在车辆1被点火且对控制设备50接入电源的情况下启动,并以规定周期(例如50ms)反复执行。该控制处理开始后,在步骤S11中,控制设备50取得与车辆1的运转状态相关的各种传感器信息。具体而言,控制设备50取得包括转向角传感器8检测到的转向角、油门开度传感器10检测到的油门开度、车速传感器12检测到的车速、横摆角速度传感器13检测到的横摆角速度、加速度传感器14检测到的加速度、制动器踩下量传感器15检测到的制动踏板的踩下量、发动机转速、车辆1的变速器5a当前设定的档位等在内的上述的各种传感器输出的检测信号,作为与运转状态相关的信息。
接着,在步骤S12中,控制设备50执行图6所示的减小扭矩设定处理,该减小扭矩设定处理基于转向操作设定用于对车辆1附加减速度的扭矩(减小扭矩)。在该步骤S12中,控制设备50根据转向装置7的转向角的增加,换句话说根据方向盘6的打轮操作,设定用于减少发动机4的扭矩的减小扭矩。在本实施方式中,控制设备50在方向盘6被进行了打轮操作时,通过暂时减小扭矩而对车辆1附加减速度,来控制车辆姿态(第2车辆姿态控制)。
如图6所示,减小扭矩设定处理开始后,在步骤S21中,控制设备50判定转向装置7的转向角(绝对值)是否正在增加,换句话说方向盘6是否正被进行打轮操作。其结果,在判定为转向角正在增加的情况下(步骤S21:是),控制设备50向步骤S22前进,判定转向速度是否为规定的阈值S1以上。在该情况下,控制设备50基于在图5的步骤S11中从转向角传感器8取得的转向角,计算转向速度,并判定其值是否为阈值S1以上。
在步骤S22的结果是判定为转向速度为阈值S1以上的情况下(步骤S22:是),向步骤S23前进,控制设备50基于转向速度设定附加减速度。该附加减速度是为了按照驾驶员的意图来控制车辆姿态而根据转向操作应当对车辆1附加的减速度。
具体而言,控制设备50基于图7的映射图所示的附加减速度与转向速度的关系,设定与在步骤S22中计算出的转向速度对应的附加减速度。图7中的横轴表示转向速度,纵轴表示附加减速度。如图7所示,在转向速度为阈值S1以下的情况下,对应的附加减速度为0。即,在转向速度为阈值S1以下的情况下,控制设备50不执行用于基于转向操作对车辆1附加加速度的控制。
另一方面,在转向速度超过阈值S1的情况下,随着转向速度增大,与该转向速度对应的附加减速度逐渐接近规定的上限值Dmax。即,转向速度越增大,则附加减速度越增大、且其增大量的增加比例越变小。该上限值Dmax被设定为,即便根据转向操作对车辆1附加减速度,驾驶员也感觉不到存在控制介入的程度的减速度(例如0.5m/s2≒0.05G)。进而,在转向速度为大于阈值S1的阈值S2以上的情况下,附加减速度被维持在上限值Dmax
接着,在步骤S24中,控制设备50基于在步骤S23中设定的附加减速度,设定减小扭矩。具体而言,控制设备50基于在图5的步骤S11中取得的当前的车速、档位、路面坡度等,决定通过发动机4的扭矩的增加来实现附加减速度所必要的减小扭矩。步骤S24之后,控制设备50结束减小扭矩设定处理,返回图5的主程序。
另一方面,在步骤S21中判定为转向角未增加的情况下(步骤S21:否),或者,在步骤S22中判定为转向速度小于阈值S1的情况下(步骤S22:否),控制设备50不进行减小扭矩的设定而结束减小扭矩设定处理,返回图5的主程序。在该情况下,减小扭矩为0。
返回图5,控制设备50在上述的减小扭矩设定处理(步骤S12)之后,向步骤S13前进,执行图8的目标横摆力矩设定处理,设定在第5车辆姿态控制中应当对车辆1附加的目标横摆力矩。
如图8所示,目标横摆力矩设定处理开始后,在步骤S31中,控制设备50基于在图5的步骤S11中取得的转向角以及车速来计算目标横摆角速度以及目标横急动度。在一例中,控制设备50通过对转向角乘以与车速相应的系数来计算目标横摆角速度。在其他的例中,控制设备50基于后述的图10的映射图,决定与当前的转向角以及车速对应的目标横摆角速度。此外,控制设备50基于转向速度以及车速来计算目标横急动度。
接着,在步骤S32中,控制设备50计算在图5的步骤S11中取得的由横摆角速度传感器13检测到的横摆角速度(实际横摆角速度)与在步骤S31中计算出的目标横摆角速度之差(横摆角速度差)Δγ。
接着,在步骤S33中,控制设备50判定是否为方向盘6的回轮操作中(即转向角处于减少中)、且通过对横摆角速度差Δγ进行时间微分而得到的横摆角速度差的变化速度Δγ′(横摆角速度差关联值相当)为规定的阈值Y1(相当于第2规定值)以上。其结果,在回轮操作中且横摆角速度差的变化速度Δγ′为阈值Y1以上的情况下,向步骤S34前进,控制设备50基于横摆角速度差的变化速度Δγ′,将与车辆1的实际横摆角速度逆向的横摆力矩设定作为第1目标横摆力矩。具体而言,控制设备50通过对横摆角速度差的变化速度Δγ′乘以规定的系数,来计算第1目标横摆力矩的大小。
另一方面,在步骤S33中,在非方向盘6的回轮操作中(即转向角为固定或者处于增大中)或者横摆角速度差的变化速度Δγ′小于规定的阈值Y1的情况下,向步骤S35前进,控制设备50判定是否横摆角速度差的变化速度Δγ′为实际横摆角速度比目标横摆角速度变大的方向(即车辆1的举动成为转向过度的方向)且横摆角速度差的变化速度Δγ′为阈值Y1以上。具体而言,在目标横摆角速度为实际横摆角速度以上的状况下横摆角速度差减少的情况下、在目标横摆角速度小于实际横摆角速度的状况下横摆角速度差增大的情况下,控制设备50判定为横摆角速度差的变化速度Δγ′为实际横摆角速度比目标横摆角速度变大的方向。
其结果,在横摆角速度差的变化速度Δγ′为实际横摆角速度比目标横摆角速度变大的方向且横摆角速度差的变化速度Δγ′为阈值Y1以上的情况下,向步骤S34前进,控制设备50基于横摆角速度差的变化速度Δγ′,将与车辆1的实际横摆角速度逆向的横摆力矩设定作为第1目标横摆力矩。
步骤S34之后,或者,在步骤S35中横摆角速度差的变化速度Δγ′非实际横摆角速度比目标横摆角速度变大的方向或横摆角速度差的变化速度γ′小于阈值Y1的情况下,向步骤S36前进,控制设备50判定是否处于方向盘6的回轮操作中(即转向角减少中)、且转向速度为规定的阈值S3以上。
其结果,在处于回轮中且转向速度为阈值S3以上的情况下,向步骤S37前进,控制设备50基于在步骤S31中计算出的目标横急动度,将与车辆1的实际横摆角速度逆向的横摆力矩设定作为第2目标横摆力矩。具体而言,控制设备50通过对目标横急动度乘以规定的系数,来计算第2目标横摆力矩的大小。
步骤S37之后,或者,在步骤S36中为非方向盘6的回轮操作中(即转向角为一定或者处于增大中)或转向速度小于阈值S3的情况下,向步骤S38前进,控制设备50将在步骤S34中设定的第1目标横摆力矩与在步骤S37中设定的第2目标横摆力矩中的较大一方设定为横摆力矩指令值。步骤S38之后,控制设备50结束目标横摆力矩设定处理,返回图5的主程序。
返回图5,控制设备50在上述的目标横摆力矩设定处理(步骤S13)之后,向步骤S14前进,执行图9的扭矩分配设定处理,设定通过电磁联轴器5e的控制应当实现的前轮2a与后轮2b的扭矩分配比。特别是,控制设备50对通过电磁联轴器5e的控制而最终应当对前轮2a分配的扭矩(以下称作“最终分配扭矩”)进行设定。
如图9所示,扭矩分配设定处理开始后,在步骤S41中,控制设备50基于在图5的步骤S11中取得的车速、油门开度以及制动踏板的踩下量等来设定目标加减速度。在一例中,控制设备50在对于各种车速以及各种档位规定的加减速度特性映射图(预先制作并存储于存储器等中)中,选择与当前的车速以及档位对应的加减速度特性映射图,并参照所选择的加减速度特性映射图设定与当前的油门开度以及制动踏板的踩下量等对应的目标加减速度。
接着,在步骤S42中,控制设备50决定为了实现在步骤S41中设定的目标加减速度而发动机4应当产生的目标扭矩。在该情况下,控制设备50基于当前的车速、档位、路面坡度、路面μ等,在发动机4能够输出的扭矩的范围内,决定目标扭矩。
接着,在步骤S43中,控制设备50基于前轮2a与后轮2b的接地负荷比、以及在步骤S42中设定的目标扭矩,设定能够向前轮2a分配的最大的扭矩(最大分配扭矩)。具体而言,控制设备50根据前轮2a与后轮2b的接地负荷比向前轮2a与后轮2b分配目标扭矩,如此将向前轮2a分配的扭矩设定作为最大分配扭矩。另外,在一例中,控制设备50将车辆1的停车时的接地负荷比作为基准使用,基于车辆1当前产生的加减速度的大小等,计算车辆1的当前的接地负荷比。
接着,在步骤S44中,控制设备50参照图10的(A)~(F)的映射图,设定与在图5的步骤S11中取得的当前的转向角以及车速对应的目标横摆角速度以及目标横加速度(目标横G)。图10的(A)~(F)的映射图分别对于不同的转向角θ、2θ、3θ、4θ、5θ、6θ(θ<2θ<3θ<4θ<5θ<6θ),规定了根据车速(横轴)而应当设定的目标横摆角速度(纵轴)以及目标横加速度(纵轴)。目标横摆角速度由虚线表示,目标横加速度由实线表示。如图10的(A)~(F)所示,对于目标横摆角速度存在下述趋势,在车速小于规定值的区域中,车速越变高则目标横摆角速度越变大,在车速为该规定值以上的区域中,车速越变高则目标横摆角速度越变小,此外,对于目标横加速度,车速越变高则目标横加速度越变大,且其增大量的增加比例越变小。进一步,目标横摆角速度以及目标横加速度双方均存在下述趋势,基本上转向角越变大(θ→2θ→3θ…→6θ),则目标横摆角速度以及目标横加速度越进一步变大。另外,在图10的(A)~(F)中,点P对应于目标横摆角速度与目标横加速度的大小关系互换的车速。此外,在图10的(A)~(F)中,示出了与6个转向角对应的映射图,实际上准备了与多于6个的转向角对应的映射图。
接着,在步骤S45中,控制设备50参照图11的(A)的映射图,设定与在步骤S44中设定的目标横摆角速度对应的第1增益。该第1增益是在第1或者第3车辆姿态控制中,为了使通过电磁联轴器5e向前轮2a分配的扭矩增加或者减少以便在车体1a生成所希望的俯仰而应用的值。如图11的(A)所示,以目标横摆角速度(横轴)越变大,则第1增益(纵轴)越变小的方式规定了映射图。具体而言,该映射图为,目标横摆角速度与第1增益的关系呈非线形,以随着目标横摆角速度增大,第1增益被设定为规定的下限值或者逐渐接近该下限值的方式进行了规定。根据该映射图,目标横摆角速度越增大则第1增益越减少,且其减少量的变化比例越变小。
接着,在步骤S46中,控制设备50参照图11的(B)的映射图,设定与在步骤S44中设定的目标横加速度对应的第2增益。该第2增益也是在第1或者第3车辆姿态控制中,为了使通过电磁联轴器5e向前轮2a分配的扭矩增加或者减少以便在车体1a生成所希望的俯仰而应用的值。如图11的(B)所示,以目标横加速度(横轴)越变大则第2增益(纵轴)越变小的方式规定了映射图。具体而言,该映射图为,在目标横加速度小于规定值的区域中,目标横加速度与第2增益的关系几乎呈线形,在目标横加速度为规定值以上的区域中,与目标横加速度的大小无关,以第2增益被设定为规定的下限值的方式进行了规定。
接着,在步骤S47中,控制设备50判定是否为方向盘6的回轮操作中,且在图8的步骤S33中求出的横摆角速度差的变化速度γ′为规定的阈值Y2(相当于第1规定值)以上。这里,控制设备50判断是否是应当执行本实施方式的第4车辆姿态控制的状况,换句话说,判断是否处于预测到在方向盘6的回轮操作中例如由于踩下油门踏板而使车辆1趋于转向过度的状况。为了适当实现该判断,在步骤S47中用于判定横摆角速度差的变化速度Δγ′的阈值Y2被设定为,比在上述的第5车辆姿态控制的目标横摆力矩设定处理中使用的、用于判定横摆角速度差的变化速度Δγ′的阈值Y1(参照图8的步骤S33、S35)小的值。换言之,为了提前抑制车辆1的转向过度倾向,在第4车辆姿态控制中应用的阈值Y2被设定为比在第5车辆姿态控制中应用的阈值Y1小的值,以便在执行第5车辆姿态控制前执行第4车辆姿态控制。
在步骤S47的结果是回轮操作中且横摆角速度差的变化速度Δγ′为阈值Y2以上的情况下(步骤S47:是),向步骤S48前进,控制设备50基于横摆角速度差的变化速度Δγ′,设定向前轮2a分配的最终分配扭矩。具体而言,控制设备50以横摆角速度差的变化速度Δγ′越变大则向后轮2b分配的扭矩越变小的方式,较大设定向前轮2a分配的最终分配扭矩。基本上,以对后轮2b施加的力位于摩擦圆(在将对轮胎的纵向施加的力(驱动力)规定为纵轴,对轮胎的横向施加的力(侧向力)规定为横轴的坐标系中,将轮胎的抓地力临界由圆示出)内的方式,换句话说以抑制后轮2b的滑动的方式,根据横摆角速度差的变化速度Δγ′决定向后轮2b分配的扭矩。由于横摆角速度差的变化速度Δγ′越变大,则对后轮2b施加的力位于摩擦圆之外的可能性越变高,换句话说后轮2b滑动的可能性越变高,因此越减小向后轮2b分配的扭矩。
在一例中,控制设备50能够基于下述映射图设定与当前的Δγ′的值对应的最终分配扭矩,该映射图基于上述的观点预先制作,并规定了对于横摆角速度差的变化速度Δγ′应当设定的最终分配扭矩。在其他的例中也可以是,控制设备50根据路面μ、接地负荷等求出后轮2b的摩擦圆,以对后轮2b施加的力位于该摩擦圆内的方式设定最终分配扭矩。在另外的例中也可以是,控制设备50根据后轮2b的车轮速度的增加角度等判定后轮2b的滑动,以抑制后轮2b的滑动的方式设定最终分配扭矩。
通过应用这样设定的最终分配扭矩,从而实现用于在方向盘6的回轮操作时提前抑制车辆1的转向过度倾向的第4车辆姿态控制。另外,虽然在后述的第3车辆姿态控制中,在方向盘6的回轮操作时向后轮2b分配的扭矩也减少,但控制设备50原则上使第4车辆姿态控制下的后轮2b的扭矩的减少量(绝对值)比第3车辆姿态控制下的后轮2b的扭矩的减少量(绝对值)大。
另一方面,在非回轮操作中或者横摆角速度差的变化速度Δγ′小于阈值Y2的情况下(步骤S47:否),控制设备50向步骤S49前进。此时,控制设备50判定是否在步骤S44中设定的目标横摆角速度为规定值以上,且在步骤S44中设定的目标横加速度为规定值以上。这里,控制设备50判定是否处于应当执行本实施方式的车辆姿态控制的状况,换句话说是否处于由方向盘6的打轮操作或者回轮操作所致的旋转状态。
其结果,在目标横摆角速度为规定值以上且目标横加速度为规定值以上的情况下(步骤S49:是),向步骤S50前进,控制设备50通过将在步骤S45中设定的第1增益、与在步骤S46中设定的第2增益中的较小一方的增益,乘以在步骤S43中设定的最大分配扭矩,由此来设定向前轮2a分配的最终分配扭矩。换句话说,控制设备50采用在第1增益以及第2增益中能够使最大分配扭矩更大变更的增益,变更最大分配扭矩并设定最终分配扭矩。
这里,在方向盘6的打轮操作时,由于转向角变大,因此设定的目标横摆角速度以及目标横加速度变大(参照图10),第1增益以及第2增益变小(参照图11)。其结果,通过对前轮2a的最大分配扭矩应用第1增益或者第2增益,从而前轮2a的最终分配扭矩减少,向后轮2b分配的扭矩增加。由此,在方向盘6的打轮操作时,使向后轮2b分配的扭矩增加以便在车体1a生成前倾方向的俯仰的控制(第1车辆姿态控制)得以实现。另一方面,在方向盘6的回轮操作时,由于转向角变小,因此设定的目标横摆角速度以及目标横加速度变小(参照图10),第1增益以及第2增益变大(参照图11)。其结果,若对前轮2a的最大分配扭矩应用第1增益或者第2增益,则前轮2a的最终分配扭矩增加,向后轮2b分配的扭矩减少。由此,在方向盘6的回轮操作时,使向后轮2b分配的扭矩减少以便在车体1a生成后倾方向的俯仰的控制(第3车辆姿态控制)得以实现。
另一方面,在目标横摆角速度为规定值以上且目标横加速度非规定值以上的情况下(步骤S49:否),向步骤S51前进。此时,由于车辆1不处于转弯状态,并非应当执行本实施方式的车辆姿态控制的状况,因此控制设备50在步骤S51中,设定能量损失的总和为最小的最终分配扭矩。具体而言,控制设备50参照图3的映射图,设定应当应用的前轮2a与后轮2b的扭矩分配比。即,控制设备50求出后轮2b的滑动所致的能量损失、前轮2a的滑动所致的能量损失、以及与向前轮2a的动力传递所致的扭矩传递机构的机械损失对应的能量损失的总和,以该能量损失的总和为最小的方式决定扭矩分配比。并且,控制设备50设定与该扭矩分配比对应的最终分配扭矩。
在这样的步骤S48、S50或者S51之后,控制设备50结束扭矩分配设定处理,返回图5的主程序。
返回图5,控制设备50在上述的扭矩分配设定处理(步骤S14)之后,向步骤S15前进,执行图12的横滑防止控制处理,设定在第6车辆姿态控制(横滑防止控制)中应当对车辆1附加的目标横摆力矩。
如图12所示,横滑防止控制处理开始后,在步骤S61中,控制设备50判定在图8的步骤S32中求出的横摆角速度差Δγ是否为规定的阈值Y3(相当于第3规定值)以上。这里,控制设备50判断是否是应当执行本实施方式的第6车辆姿态控制的状况,换句话说是否是产生了车辆1的横滑的状况。为了适当实现该判断,对用于判定横摆角速度差Δγ的阈值Y3,使用与比较大的横摆角速度差对应的值。
在步骤S61的结果是横摆角速度差Δγ为阈值Y3以上的情况下(步骤S61:是),控制设备50基于横摆角速度差Δγ,将与车辆1的实际横摆角速度逆向的横摆力矩设定作为第3目标横摆力矩。具体而言,横摆角速度差Δγ越变大,则控制设备50越较大地设定第3目标横摆力矩。例如,控制设备50基于为了抑制车辆1的横滑而预先制作的、规定了对于横摆角速度差Δγ而应当设定的第3目标横摆力矩的映射图,设定与当前的Δγ的值对应的第3目标横摆力矩。此外,控制设备50原则上将比在上述的图8的目标横摆力矩设定处理中设定的第1以及第2目标横摆力矩大的值,设定作为第3目标横摆力矩。并且,控制设备50在像这样设定了第3目标横摆力矩的情况下,即使通过图8的目标横摆力矩设定处理设定了第1或者第2目标横摆力矩,也代替该第1或者第2目标横摆力矩而是应用第3目标横摆力矩。由此,可靠地执行用于抑制车辆1的横滑的第6车辆姿态控制。之后,控制设备50结束横滑防止控制处理,返回图5的主程序。另一方面,在横摆角速度差Δγ小于阈值Y3的情况下(步骤S61:否),控制设备50不进行第3目标横摆力矩的设定而是结束横滑防止控制处理,返回图5的主程序。
另外,在图12中,通过横摆角速度差Δγ来判定第6车辆姿态控制的执行可否,在其他例中,也可以代替该横摆角速度差Δγ,与图8的第5车辆姿态控制、图9的第4车辆姿态控制同样,使用横摆角速度差的变化速度Δγ′来判定第6车辆姿态控制的执行可否。如该其他例那样,在通过横摆角速度差的变化速度Δγ′来判定第6车辆姿态控制的执行可否的情况下,作为用于判定Δγ′的阈值,可以应用比在第5车辆姿态控制中应用的阈值Y1(参照图8的步骤S33、S35)以及在第4车辆姿态控制中应用的阈值Y2(参照图9的步骤S47)大的值。在另外的例中也可以是,对于第6车辆姿态控制的执行可否,设为使用横摆角速度差Δγ来判定,并代替横摆角速度差的变化速度Δγ′而是使用横摆角速度差Δγ来判定第4以及第5车辆姿态控制的执行可否。在该其他例中,使在第5车辆姿态控制中用于判定横摆角速度差Δγ的阈值大于在第4车辆姿态控制中用于判定横摆角速度差Δγ的阈值,且小于在第6车辆姿态控制中用于判定横摆角速度差Δγ的阈值(上述的阈值Y3)即可。
返回图5,控制设备50在上述的横滑防止控制处理(步骤S15)之后,向步骤S16前进,判定是否当前的发动机4的扭矩(实扭矩)为规定值以上且有减小扭矩(换句话说是否在图6的减小扭矩设定处理(步骤S12)中设定了减小扭矩)。对于在发动机4的扭矩的判定中应用的规定值,使用与减小扭矩对应的值(例如基于假定的减小扭矩的最大值的值)。如此,通过判定发动机4的扭矩是否为规定值以上,能够判断是否处于发动机4能够实现减小扭矩的状态,换句话说是否处于能够基于减小扭矩适当地减少发动机4的扭矩的状态。典型的是,在松开油门的情况下,发动机4的扭矩小于规定值,不能基于减小扭矩适当地减少发动机4的扭矩。
在步骤S16的结果是发动机4的扭矩为规定值以上且有减小扭矩的情况下(步骤S16:是),控制设备50向步骤S17前进。此时,由于设定了减小扭矩,发动机4处于能够实现该减小扭矩的状态,因此控制设备50实施根据方向盘6的打轮操作以减小扭矩量减少发动机4的扭矩的控制(第2车辆姿态控制),另一方面,限制基于电磁联轴器5e的扭矩分配比的变更(步骤S17)。即,控制设备50对用于实现通过图9的扭矩分配设定处理(步骤S14)设定的最终分配扭矩的扭矩分配比的变更进行限制。在一例中,控制设备50以扭矩分配比的变化速度小于规定的限制速度的方式,典型的是以扭矩分配比以一定的限制速度变化的方式来控制电磁联轴器5e。在其他例中,控制设备50为了将扭矩分配比维持为一定,禁止基于电磁联轴器5e的扭矩分配比的变更。在这样的步骤S17之后,控制设备50向步骤S18前进。
另一方面,在发动机4的扭矩小于规定值的情况下,或者无减小扭矩的情况下(步骤S16:否),控制设备50不进行上述的步骤S17的控制,而是向步骤S18前进。上述这样向步骤S18前进的状况除了属于发动机4的扭矩由于松开油门等而小于规定值的情况之外,还属于车辆1几乎直行行驶的情况、车辆1在方向盘6的打轮操作后且回轮操作前进行稳态转弯的情况、以及车辆1进行由方向盘6的回轮操作所致的从转弯的恢复动作的情况等的不设定减小扭矩的情况。在这样的情况下,控制设备50基于通过图9的扭矩分配设定处理(步骤S14)而设定的最终分配扭矩来进行控制(也包括通过图8的目标横摆力矩设定处理(步骤S13)或者图12的横滑防止控制处理(步骤S15)而设定的目标横摆力矩)。由此,在发动机4的扭矩小于规定值时,在根据方向盘6的打轮操作设定了减小扭矩的情况下,代替第2车辆姿态控制而进行第1车辆姿态控制,此外,在进行了方向盘6的回轮操作的情况下,进行第3车辆姿态控制(此时第5车辆姿态控制也被执行)。
接着,控制设备50在步骤S18中,根据上述的处理结果设定各促动器控制量,在步骤S19中,基于设定的控制量向各促动器输出控制指令。具体而言,控制设备50在基于通过图6的减小扭矩设定处理而设定的减小扭矩来进行控制(第2车辆姿态控制)的情况下,向发动机4输出控制指令。例如,控制设备50使火花塞4c的点火时期与用于产生不应用减小扭矩的原本的扭矩的点火时期相比而延迟(延缓)。此外,代替点火时期的延迟或者与点火时期的延迟一同,控制设备50通过减小节流阀4a的节流阀开度或以延迟在下止点后设定的吸气阀的关闭时期的方式控制可变动阀机构4d,从而减少吸入空气量。在该情况下,控制设备50与吸入空气量的减少对应地减少喷油器4b的燃料喷射量,以维持规定的空燃比。另外,在发动机4为柴油发动机的情况下,控制设备50使喷油器4b的燃料喷射量,与用于产生不应用减小扭矩的原本的扭矩的燃料喷射量相比而减少。
此外,控制设备50在基于通过图9的扭矩分配设定处理而设定的最终分配扭矩进行控制的情况下,向电磁联轴器5e输出控制指令。具体而言,控制设备50为了向前轮2a施加设定的最终分配扭矩,以被设定为与该最终分配扭矩对应的接合程度(接合扭矩)的方式控制电磁联轴器5e。在该情况下,控制设备50对电磁联轴器5e供给与前轮2a的最终分配扭矩对应的施加电流。另外,控制设备50在进行了图5的步骤S17的处理的情况下,以限制扭矩分配比的变更的方式控制电磁联轴器5e。
此外,控制设备50在基于通过图8的目标横摆力矩设定处理或者图12的横滑防止控制处理而设定的目标横摆力矩进行控制的情况下,向制动控制系统20输出控制指令,以通过制动装置20a对车辆1附加该目标横摆力矩。制动控制系统20预先存储有规定了横摆力矩指令值与液压泵20b的转速的关系的映射图,并通过参照该映射图,从而以与设定的目标横摆力矩(横摆力矩指令值)对应的转速使液压泵20b工作(例如,通过使向液压泵20b的供给电力上升,从而使液压泵20b的转速上升至与制动力指令值对应的转速)。除此之外,制动控制系统20例如预先存储有规定了横摆力矩指令值与阀单元20c的开度的关系的映射图,并通过参照该映射图,从而分别控制阀单元20c以成为与横摆力矩指令值对应的开度(例如,通过使向电磁阀的供给电力上升,从而使电磁阀的开度增大至与制动力指令值对应的开度),来调整各车轮的制动力。
<作用以及效果>
接下来,对本发明的实施方式的车辆系统的作用以及效果进行说明。
图13是表示在车辆1按顺序进行开始转弯、稳态转弯以及结束转弯时执行本发明的实施方式的车辆姿态控制的情况下的各种参数的时间变化的时序图的一例。图13的时序图从上起按顺序示出油门踏板的油门开度、方向盘6的转向角、方向盘6的转向速度、在图6的减小扭矩设定处理(图5的步骤S12)中设定的发动机4的减小扭矩、最终对发动机4应用的最终目标扭矩、在图8的目标横摆力矩设定处理(图5的步骤S13)中设定的目标横摆力矩、电磁联轴器5e的接合扭矩(接合程度)、车辆1的俯仰举动、以及车辆1的实际横摆角速度。另外,在图13中例示的最终目标扭矩是对根据目标加减速度设定的目标扭矩(图9的步骤S42)应用了减小扭矩后的扭矩,在未设定有减小扭矩的情况下,该目标扭矩直接成为最终目标扭矩。此外,这里,设为未通过横滑防止控制处理(图5的步骤S15)设定目标横摆力矩。
首先,在进行了方向盘6的打轮操作时,换句话说在车辆1的开始转弯时,转向角以及转向速度增加。其结果,在时刻t11中,转向速度成为阈值S1以上(图6的步骤S22:是),基于与转向速度对应的附加减速度设定减小扭矩(图6的步骤S23、S24)。在图13所示的例中,在设定了减小扭矩的状况下,由于油门为释放、发动机4的扭矩小于规定值(图5的步骤S15:否),换句话说发动机4未处于能够实现减小扭矩的状态,因此不设定从目标扭矩中减去减小扭矩的最终目标扭矩(具体而言由于松开油门因此最终目标扭矩几乎为0)。即,虽然减小扭矩被设定,但不执行使用了该减小扭矩的第2车辆姿态控制。
根据上述的理由,不执行第2车辆姿态控制,但代替地在时刻t11至时刻t12之间,根据图9的扭矩分配设定处理,电磁联轴器5e的接合扭矩被减少。即,根据转向角的增加,设定的目标横摆角速度以及目标横加速度变大(图9的步骤S44以及图10参照),设定的第1增益以及第2增益变小(参照图9的步骤S45、S46以及图11),其结果,应用了第1增益或者第2增益的前轮2a的最终分配扭矩减少(图9的步骤S50),从而电磁联轴器5e的接合扭矩减少。若电磁联轴器5e的接合扭矩减少则向后轮2b分配的扭矩增加,因此从时刻t11至时刻t12之间,执行根据方向盘6的打轮操作使后轮2b的扭矩增加的第1车辆姿态控制。通过这样的第1车辆姿态控制,能够在车体1a生成前倾方向的俯仰,在车辆1的开始转弯时对驾驶员带来响应感。
之后,若在第1车辆姿态控制中转向速度减少,则在时刻t12中,目标横摆角速度小于规定值或者目标横加速度小于规定值(图9的步骤S49:否),第1车辆姿态控制结束。具体而言,使电磁联轴器5e的接合扭矩的减少停止。然后,在从时刻t12至时刻t13之间,转向角几乎一定,车辆1进行稳态转弯。此时,电磁联轴器5e的接合扭矩被维持为一定,车辆1的俯仰举动为一定(稳定)。由此,能够在车辆1的稳态转弯时对驾驶员带来抓地感。
之后,在进行了方向盘6的回轮操作时,换句话说在车辆1的结束转弯时,转向角以及转向速度减少。其结果,在从时刻t13至时刻t14之间,根据图9的扭矩分配设定处理,电磁联轴器5e的接合扭矩增加。即,根据转向角的减少,设定的目标横摆角速度以及目标横加速度变小(参照图9的步骤S44以及图10),设定的第1增益以及第2增益变大(参照图9的步骤S45、S46以及图11),其结果,通过应用了第1增益或者第2增益的前轮2a的最终分配扭矩增加(图9的步骤S50),从而电磁联轴器5e的接合扭矩增加。若电磁联轴器5e的接合扭矩增加则向后轮2b分配的扭矩减少,因此在从时刻t13至时刻t14之间,执行根据方向盘6的回轮操作使后轮2b的扭矩减少的第3车辆姿态控制。通过这样的第3车辆姿态控制,能够在车体1a生成后倾方向的俯仰,在车辆1的结束转弯时对驾驶员带来稳定感。另外,在图13所示的例中,由于在方向盘6的回轮操作时横摆角速度差的变化速度Δγ′小于阈值Y2(图9的步骤S47:否),因此不执行第4车辆姿态控制,而是如上述那样执行第3车辆姿态控制。
另一方面,在上述的方向盘6的回轮操作时,从时刻t13起,通过图8的目标横摆力矩设定处理设定目标横摆力矩(参照图8的步骤S34、S37、S38)。其结果,除了上述的第3车辆姿态控制之外,还执行以对车辆1附加与在车辆1产生的横摆角速度逆向的横摆力矩的方式、对转弯外轮施加制动力的控制(第5车辆姿态控制)。由此,能够更有效地提高从转弯的恢复性能。
接下来,图14是表示在车辆1按顺序进行开始转弯、稳态转弯以及结束转弯时执行了本发明的实施方式的车辆姿态控制的情况下的各种参数的时间变化的时序图的其他例。图14的时序图也与图13同样,从上起按顺序示出油门开度、转向角、转向速度、减小扭矩、最终目标扭矩、目标横摆力矩、电磁联轴器5e的接合扭矩、车辆1的俯仰举动、以及实际横摆角速度。这里,仅对与图13的时序图的不同点进行说明(未特别说明的点与图13相同)。
在图14所示的例中,从时刻t23进行了方向盘6的回轮操作时,踩下了油门踏板,其结果,实际横摆角速度急剧上升。由于这样的实际横摆角速度的上升,方向盘6的回轮操作时的横摆角速度差的变化速度Δγ′成为阈值Y2以上(图9的步骤S47:是),因此向前轮2a分配的最终分配扭矩被较大地设定(图9的步骤S48),电磁联轴器5e的接合扭矩大幅增加。换句话说,从时刻t23起,执行大幅减少后轮2b的扭矩的第4车辆姿态控制。在图14中,在方向盘6的回轮操作时,执行第4车辆姿态控制的情况下的图表由实线表示,另一方面,为了与之进行比较,不执行第4车辆姿态控制而是执行上述的第3车辆姿态控制的情况下(比较例)的图表由虚线表示。如这些实线以及虚线所示,执行了第4车辆姿态控制的情况与执行了第3车辆姿态控制的情况相比,电磁联轴器5e的接合扭矩被大幅增加,后轮2b的扭矩被大幅减少。其结果,在方向盘6的回轮操作时踩下了油门踏板时执行了第3车辆姿态控制的情况下,实际横摆角速度(参照虚线)继续上升,在执行了第4车辆姿态控制的情况下实际横摆角速度(参照实线)的上升被抑制。换句话说,根据第4车辆姿态控制,在方向盘6的回轮操作时,即使踩下了油门踏板,也能够适当地抑制后轮2b的滑动所致的车辆1的转向过度倾向。
另外,在第3车辆姿态控制中,由于实际横摆角速度继续上升,因此除了该第3车辆姿态控制之外还执行第5以及/或者第6车辆姿态控制,从而通过制动装置20a施加较大的制动力以对车辆1附加较大的横摆力矩。另一方面,采用第4车辆姿态控制,由于实际横摆角速度的上升被抑制,因此上述那样的较大的制动力不会被施加。具体而言,采用第4车辆姿态控制,基本上处于除了该第4车辆姿态控制之外还执行第5车辆姿态控制的趋势,但能够减小通过该第5车辆姿态控制附加的制动力。此外,采用第4车辆姿态控制,能够抑制第6车辆姿态控制(横滑防止控制)的执行,换句话说能够避免在第6车辆姿态控制下附加较大的制动力。即,采用第4车辆姿态控制,与第3车辆姿态控制相比,能够适当地抑制第5以及第6车辆姿态控制的介入(对于第5车辆姿态控制能够抑制控制的介入程度,对于第6车辆姿态控制能够抑制该控制的介入本身)。
如以上说明那样,根据本实施方式,控制设备50在方向盘6被回轮操作时目标横摆角速度与实际横摆角速度与之差(横摆角速度差)的变化速度Δγ′为阈值Y2以上的情况下,以减少向后轮2b分配的扭矩的方式控制电磁联轴器5e(第4车辆姿态控制)。由此,在方向盘6的回轮操作时例如踩下了油门踏板的情况下,也能够通过确切地减少后轮2b的扭矩,从而抑制后轮2b滑动。其结果,能够在方向盘6的回轮操作时,提前抑制车辆1趋于转向过度,能够实现车辆姿态的稳定化。
此外,根据本实施方式,控制设备50在方向盘6的回轮操作时横摆角速度差的变化速度Δγ′为阈值Y1以上的情况下,如上述那样进行通过电磁联轴器5e减少向后轮2b分配的扭矩的控制(第4车辆姿态控制),且以对车辆1附加与实际横摆角速度逆向的横摆力矩的方式控制制动装置20a(第5车辆姿态控制)。由此,能够有效地抑制车辆1趋于转向过度,且能够有效地提高从转弯的恢复性能。
此外,根据本实施方式,控制设备50在横摆角速度差Δγ为阈值Y3以上的情况下,以对车辆1附加较大的横摆力矩的方式控制制动装置20a(第6车辆姿态控制)。即,控制设备50在横摆角速度差的变化速度Δγ′为阈值Y2以上进行第4车辆姿态控制,横摆角速度差的变化速度γ′为阈值Y1以上进行第5车辆姿态控制,但产生了车辆1的横滑的情况下,进行对车辆附加较大的横摆力矩的第6车辆姿态控制。由此,能够可靠地防止车辆1的横滑。
此外,根据本实施方式,控制设备50在方向盘6的打轮操作时,以增加后轮2b的扭矩的方式控制电磁联轴器5e(第1车辆姿态控制),在车体1a生成前倾方向的俯仰(参照图4的(A))。通过在车体1a生成上述这样的前倾方向的俯仰,能够在开始转弯时对驾驶员带来响应感,且能够提高车辆1相对于方向盘6的打轮操作的转弯响应性。除此之外,根据本实施方式,控制设备50在方向盘6的回轮操作时,以减少后轮2b的扭矩的方式控制电磁联轴器5e(第3车辆姿态控制),在车体1a生成后倾方向的俯仰(参照图4的(B))。通过在车体1a生成上述这样的后倾方向的俯仰,能够在结束转弯时对驾驶员带来稳定感,且能够提高针对方向盘6的回轮操作的车辆响应性,换句话说从转弯的恢复性能(车辆1向前进方向的恢复性能)。
此外,根据本实施方式,控制设备50在方向盘6的回轮操作时横摆角速度差的变化速度Δγ′为阈值Y2以上的情况下,与横摆角速度差的变化速度Δγ′小于阈值Y2的情况相比,增大向后轮2b分配的扭矩的减少量。换句话说,控制设备50在Δγ′小于阈值Y2的情况下进行第3车辆姿态控制,另一方面在Δγ′为阈值Y2以上的情况下,进行与第3车辆姿态控制相比大幅减少向后轮2b分配的扭矩的第4车辆姿态控制。由此,能够在方向盘6的回轮操作时,有效抑制后轮2b滑动而车辆1趋于转向过度。
<变形例>
在上述的实施方式中,示出了对将发动机4用作动力源的车辆1应用本发明的例子,但本发明也能够应用于将发动机4以外的设备用作动力源的车辆。例如,本发明也能够应用于将马达(电动机)用作动力源的车辆。
此外,在上述的实施方式中,作为与目标横摆角速度与实际横摆角速度之差相关的横摆角速度差关联值,示出了横摆角速度差Δγ以及该横摆角速度差的变化速度Δγ′,但也可以代替上述这样基于横摆角速度来规定横摆角速度差关联值,而是基于横摆加速度、横向加速度、横急动度等来规定横摆角速度差关联值。
此外,在上述的实施方式中,作为将发动机4的扭矩向前轮2a与后轮2b分配的扭矩分配机构示出了电磁联轴器5e,但作为扭矩分配机构不限于使用电磁联轴器5e,作为扭矩分配机构能够应用周知的各种机构。

Claims (5)

1.一种车辆系统,其特征在于,具有:
动力源,生成用于驱动车辆的扭矩;
车轮,包括作为主驱动轮的后轮和作为辅助驱动轮的前轮;
扭矩分配机构,将所述动力源的扭矩向所述前轮和所述后轮分配;
方向盘,由驾驶员进行操作;以及
控制器,至少控制所述扭矩分配机构,
所述控制器构成为,在所述方向盘被进行了回轮操作时,与根据该方向盘的转向而应当在所述车辆产生的目标横摆角速度和实际在所述车辆产生的实际横摆角速度之差相关联的横摆角速度差关联值为第1规定值以上的情况下,以使所述动力源的扭矩之中的向所述后轮分配的扭矩减少的方式,对所述扭矩分配机构进行控制,
所述车辆系统还具有对所述车轮施加制动力的制动装置,
所述控制器构成为,在所述横摆角速度差关联值为大于所述第1规定值的第2规定值以上的情况下,以对所述车辆附加相对于所述实际横摆角速度反向的横摆力矩的方式,对所述制动装置进行控制。
2.如权利要求1所述的车辆系统,
所述控制器构成为,在所述横摆角速度差关联值为大于所述第2规定值的第3规定值以上的情况下,以对所述车辆附加比所述横摆角速度差关联值大于所述第2规定值且小于所述第3规定值的情况更大的所述横摆力矩的方式,对所述制动装置进行控制。
3.如权利要求1或2所述的车辆系统,
所述控制器构成为,
在所述方向盘被进行了打轮操作时,以增加向所述后轮分配的扭矩的方式对所述扭矩分配机构进行控制,之后在所述方向盘被进行了回轮操作时,以减少向所述后轮分配的扭矩的方式对所述扭矩分配机构进行控制,
在所述方向盘被进行了回轮操作时,所述横摆角速度差关联值为所述第1规定值以上的情况下,与所述横摆角速度差关联值小于所述第1规定值的情况相比,以增大向所述后轮分配的扭矩的减少量的方式对所述扭矩分配机构进行控制。
4.如权利要求1或2所述的车辆系统,
所述横摆角速度差关联值是所述目标横摆角速度与所述实际横摆角速度之差的变化速度及/或所述目标横摆角速度与所述实际横摆角速度之差。
5.如权利要求3所述的车辆系统,
所述横摆角速度差关联值是所述目标横摆角速度与所述实际横摆角速度之差的变化速度及/或所述目标横摆角速度与所述实际横摆角速度之差。
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