JP2006232023A - Vehicle wheel ground load estimating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輌の車輪接地荷重推定装置に係り、更に詳細にはばね上とばね下との間に作用する荷重を検出することなく各車輪の接地荷重を推定する車輪接地荷重推定装置に係る。 The present invention relates to a vehicle wheel ground load estimating device, and more particularly to a wheel ground load estimating device that estimates the ground load of each wheel without detecting the load acting between the sprung and unsprung portions. .
自動車等の車輌の車輪接地荷重検出装置の一つとして、例えば本願出願人の出願にかかる下記の特許文献1に記載されている如く、各車輪に対応して設けられた荷重センサにより各車輪の接地荷重を検出する車輪接地荷重検出装置が従来より知られている。またハイドロニューマチックサスペンションを備えた車輌の場合には、ハイドロニューマチックシリンダ内の圧力に基づいて各車輪の接地荷重を推定することが既に知られており、前後加速度センサ及び横加速度センサの検出値に基づき車輌の前後方向及び横方向の荷重移動量を推定し、車輌静止時の各車輪の接地荷重と荷重移動量とに基づいて各車輪の接地荷重を推定することも既に知られている。
しかし荷重センサが使用される上述の如き従来の車輪接地荷重検出装置に於いては、荷重センサが高価であるため、各車輪に対応して荷重センサが設けられなければならない車輪接地荷重検出装置も高価にならざるを得ないという問題がある。またハイドロニューマチックシリンダ内の圧力に基づいて各車輪の接地荷重を推定する場合には、サスペンションがハイドロニューマチックサスペンションに限定されるという問題がある。 However, in the conventional wheel ground load detection device as described above in which a load sensor is used, the load sensor is expensive. Therefore, there is a wheel ground load detection device in which a load sensor must be provided for each wheel. There is a problem that it must be expensive. Further, when the ground load of each wheel is estimated based on the pressure in the hydropneumatic cylinder, there is a problem that the suspension is limited to the hydropneumatic suspension.
また車輌静止時の各車輪の接地荷重と荷重移動量とに基づいて各車輪の接地荷重を推定する場合には、車輌が平坦路を走行する場合には各車輪の接地荷重を比較的正確に推定することができると共に比較的ノイズの悪影響を受け難いが、車輪に路面外乱が作用し車輪の接地荷重が変動する状況に於いて各車輪の接地荷重を比較的正確に推定することができない。 In addition, when estimating the contact load of each wheel based on the contact load and load movement amount of each wheel when the vehicle is stationary, when the vehicle travels on a flat road, the contact load of each wheel is relatively accurately determined. Although it can be estimated and is relatively difficult to be adversely affected by noise, the contact load of each wheel cannot be estimated relatively accurately in a situation where the road surface disturbance acts on the wheel and the contact load of the wheel fluctuates.
またサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力を推定し、これらの力に基づいて各車輪の接地荷重を推定することが考えられる。この方法によれば車輪ストロークセンサの如く自動車等の車輌に於いて様々な制御に使用される既存のセンサを有効に利用して各車輪の接地荷重を推定することができ、コストアップを回避すると共にサスペンション形式の制約を受けることなく車輪に路面外乱が作用する状況に於いても各車輪の接地荷重を正確に推定することができるが、車輌静止時の各車輪の接地荷重と荷重移動量とに基づいて各車輪の接地荷重を推定する場合に比してノイズの悪影響を受け易いという問題がある。 It is also conceivable to estimate the spring force of the suspension spring, the damping force of the shock absorber, and the stabilizer generating force, and to estimate the ground load of each wheel based on these forces. According to this method, it is possible to estimate the ground contact load of each wheel by effectively using an existing sensor used for various controls in a vehicle such as an automobile such as a wheel stroke sensor, thereby avoiding an increase in cost. At the same time, it is possible to accurately estimate the ground contact load of each wheel even in the situation where road surface disturbance acts on the wheel without being restricted by the suspension type, but the ground load and load movement amount of each wheel when the vehicle is stationary There is a problem that it is more susceptible to the adverse effects of noise than when the ground contact load of each wheel is estimated based on the above.
本発明は、各車輪に対応して設けられた荷重センサ等により各車輪の接地荷重を検出又は推定する従来の車輪接地荷重検出装置や車輪接地荷重推定装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、サスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力に基づいて各車輪の接地荷重を推定する方法及び輌静止時の各車輪の接地荷重と荷重移動量とに基づいて各車輪の接地荷重を推定する方法の利害得失に着目することにより、二つの方法の利点を活かして各車輪の接地荷重を正確に推定することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems in conventional wheel ground load detection devices and wheel ground load estimation devices that detect or estimate the ground load of each wheel by a load sensor or the like provided for each wheel. The main object of the present invention is to estimate the ground contact load of each wheel based on the spring force of the suspension spring, the damping force of the shock absorber, and the stabilizer generating force, and the ground contact of each wheel when the vehicle is stationary. By paying attention to the pros and cons of the method of estimating the contact load of each wheel based on the load and the load moving amount, the contact load of each wheel is accurately estimated by taking advantage of the two methods.
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項1の構成、即ち少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力に基づいて各車輪の第一の接地荷重を推定し、車輌の前後加速度及び横加速度に基づいて各車輪の第二の接地荷重を推定し、前記第一及び第二の接地荷重に基づいて各車輪の接地荷重を演算することを特徴とする車輌の車輪接地荷重推定装置によって達成される。
According to the present invention, the main problem described above is to estimate the first ground contact load of each wheel based on the configuration of
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、第一の基準値以上の周波数領域については前記第一の接地荷重を使用し、第二の基準値未満の周波数領域については前記第二の接地荷重を使用して各車輪の接地荷重を演算するよう構成される(請求項2の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項2の構成に於いて、前記第一及び第二の基準値は同一の値であるよう構成される(請求項3の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the above-mentioned main problem, in the configuration of claim 2, the first and second reference values are configured to be the same value ( Configuration of claim 3).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記第一及び第二の接地荷重の重み和として各車輪の接地荷重を演算し、重みは車輌の状況によって可変設定されるよう構成される(請求項4の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration of
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項4の構成に於いて、前記第一の接地荷重の推定精度が低いときには、前記第一の接地荷重の推定精度が高いときに比して、前記第一の接地荷重の重みは小さくされ前記第二の接地荷重の重みは大きくされるよう構成される(請求項5の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of claim 4, when the estimation accuracy of the first ground load is low, the first ground load is reduced. The weight of the first ground load is made smaller and the weight of the second ground load is made larger than when the estimation accuracy is high (configuration of claim 5).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項4の構成に於いて、前記第二の接地荷重の推定精度が低いときには、前記第二の接地荷重の推定精度が高いときに比して、前記第一の接地荷重の重みは大きくされ前記第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される(請求項6の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of claim 4, when the estimation accuracy of the second ground load is low, the second ground load is reduced. The weight of the first contact load is increased and the weight of the second contact load is decreased as compared with the case where the estimation accuracy is high (configuration of claim 6).
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項4の構成に於いて、前記第一及び第二の接地荷重の偏差を演算し、前記偏差の大きさが大きいときには、前記偏差の大きさが小さいときに比して、前記第一の接地荷重の重みは大きくされ前記第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される(請求項7の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, in the configuration of claim 4, the deviation of the first and second contact loads is calculated, and the magnitude of the deviation is calculated. When the deviation is large, the weight of the first ground load is increased and the weight of the second ground load is decreased as compared with the case where the deviation is small. ).
上記請求項1の構成によれば、少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力に基づいて各車輪の第一の接地荷重が推定され、車輌の前後加速度及び横加速度に基づいて各車輪の第二の接地荷重が推定され、第一及び第二の接地荷重に基づいて各車輪の接地荷重が演算されるので、車輪に路面外乱が作用する状況に於いても各車輪の接地荷重を正確に推定することができるという第一の接地荷重の利点及び比較的ノイズの悪影響を受け難いという第二の接地荷重の利点を活かして各車輪の接地荷重を正確に推定することができる。 According to the configuration of the first aspect, the first ground load of each wheel is estimated based on at least the spring force of the suspension spring, the damping force of the shock absorber, and the stabilizer generating force, and based on the longitudinal acceleration and lateral acceleration of the vehicle. The second ground contact load of each wheel is estimated, and the ground contact load of each wheel is calculated based on the first and second ground loads. Therefore, even in a situation where road surface disturbance acts on the wheels, It is possible to accurately estimate the ground load of each wheel by taking advantage of the first ground load that can accurately estimate the ground load and the second ground load that is relatively less susceptible to noise. it can.
また上記請求項1の構成によれば、各車輪の第一の接地荷重は少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力に基づいて各車輪の接地荷重が推定されるので、各車輪に対応して荷重センサが設けられる必要がなく、またサスペンションがハイドロニューマチックサスペンションに限定されることもなく、更にはサスペンションスプリングにより車輪に付与される上下力、各車輪についてショックアブソーバにより車輪に付与される上下力、各車輪についてスタビライザにより車輪に付与される上下力は車輪ストロークやその変化率に基づいて演算可能であり、他の車輌制御に使用される車輪ストローク等を検出する手段を有効に利用して各車輪の接地荷重を推定することができ、これによりコストアップを回避すると共にサスペンション形式の制約を受けることなく車輪に路面外乱が作用する状況に於いても各車輪の接地荷重を正確に推定することができる。
Further, according to the configuration of
また一般に、第一の接地荷重は少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力に基づいて推定されるので、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が高周波にて変動する状況に於いて第二の接地荷重に比して第一の接地荷重を正確に推定することができ、逆に第二の接地荷重は車輌の前後加速度及び横加速度に基づいて推定され、ノイズの影響を受け難いので、車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い領域に於いて第二の接地荷重を比較的正確に推定することができる。 In general, the first ground contact load is estimated based on at least the spring force of the suspension spring, the damping force of the shock absorber, and the stabilizer generation force. Therefore, road surface disturbances act on the wheels and the ground load of each wheel fluctuates at a high frequency. In this situation, the first contact load can be accurately estimated as compared to the second contact load. Conversely, the second contact load is estimated based on the longitudinal acceleration and the lateral acceleration of the vehicle, and noise. Therefore, the second contact load can be estimated relatively accurately in a region where the frequency of the change in the contact load of each wheel is low, such as when the vehicle travels on a flat road.
上記請求項2の構成によれば、第一の基準値以上の周波数領域については第一の接地荷重を使用し、第二の基準値未満の周波数領域については第二の接地荷重を使用して各車輪の接地荷重が演算されるので、接地荷重変動の周波数が高い領域については第一の接地荷重の利点を活かし、接地荷重変動の周波数が低い領域については第二の接地荷重の利点を活かして各車輪の接地荷重を推定することができる。 According to the configuration of the second aspect, the first ground load is used for the frequency region above the first reference value, and the second ground load is used for the frequency region less than the second reference value. Since the contact load of each wheel is calculated, the advantage of the first contact load is utilized for the region where the frequency of the contact load variation is high, and the advantage of the second contact load is utilized for the region where the frequency of the contact load variation is low. Thus, the ground load of each wheel can be estimated.
また上記請求項3の構成によれば、第一及び第二の基準値は同一の値であるので、接地荷重変動の全周波数範囲に亘り第一及び第二の接地荷重の利点を活かして各車輪の接地荷重を推定することができ、また第一及び第二の基準値が互いに異なる値である場合に必要な特別な処理は不要である。 Further, according to the configuration of the third aspect, since the first and second reference values are the same value, the advantages of the first and second ground loads are utilized over the entire frequency range of the ground load variation. The ground contact load of the wheel can be estimated, and special processing necessary when the first and second reference values are different from each other is not necessary.
また上記請求項4の構成によれば、第一及び第二の接地荷重の重み和として各車輪の接地荷重が演算され、重みは車輌の状況によって可変設定されるので、重みが車輌の状況に拘らず一定である場合に比して、車輌の状況に応じて第一及び第二の接地荷重の比率を適正に設定したこれらの和として各車輪の接地荷重を演算することができる。 According to the configuration of claim 4, the ground load of each wheel is calculated as the sum of the weights of the first and second ground loads, and the weight is variably set according to the situation of the vehicle. Regardless of being constant, the ground load of each wheel can be calculated as the sum of the ratios of the first and second ground loads appropriately set according to the vehicle conditions.
また上記請求項5の構成によれば、第一の接地荷重の推定精度が低いときには、第一の接地荷重の推定精度が高いときに比して、第一の接地荷重の重みは小さくされ第二の接地荷重の重みは大きくされるので、第一の接地荷重の推定精度が低いことの影響を低減して各車輪の接地荷重を正確に演算することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the estimated accuracy of the first ground load is low, the weight of the first ground load is made smaller than when the estimated accuracy of the first ground load is high. Since the weight of the second contact load is increased, the influence of the low estimation accuracy of the first contact load can be reduced and the contact load of each wheel can be accurately calculated.
また上記請求項6の構成によれば、第二の接地荷重の推定精度が低いときには、第二の接地荷重の推定精度が高いときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるので、第二の接地荷重の推定精度が低いことの影響を低減して各車輪の接地荷重を正確に演算することができる。 Further, according to the configuration of the sixth aspect, when the estimation accuracy of the second ground load is low, the weight of the first ground load is increased compared to when the estimation accuracy of the second ground load is high. Since the weight of the second grounding load is reduced, the influence of the low estimation accuracy of the second grounding load can be reduced and the grounding load of each wheel can be accurately calculated.
また一般に、車輪に路面外乱が作用すると第一の接地荷重はそれに応じて変動するのに対し、第二の接地荷重は車輪に路面外乱が作用しても変動し難く、従って第一及び第二の接地荷重の偏差は車輪に作用する路面外乱の程度を示し、第一及び第二の接地荷重の偏差の大きさが大きいときには偏差の大きさが小さいときに比して第一の接地荷重の信頼性が高い。 In general, when the road surface disturbance is applied to the wheel, the first ground contact load is changed accordingly, whereas the second contact load is not easily changed even if the road surface disturbance is applied to the wheel. The ground contact load deviation indicates the degree of road disturbance acting on the wheel. When the first and second ground load deviations are large, the first ground load is smaller than when the deviation is small. High reliability.
上記請求項7の構成によれば、第一及び第二の接地荷重の偏差が演算され、偏差の大きさが大きいときには、偏差の大きさが小さいときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるので、車輪に作用する路面外乱の程度に応じて、換言すれば第一の接地荷重の信頼性に応じて第一及び第二の接地荷重の重みを最適に設定し、これにより車輪に作用する路面外乱の程度に拘らず各車輪の接地荷重を正確に演算することができる。 According to the configuration of the seventh aspect, the deviation between the first and second ground loads is calculated. When the magnitude of the deviation is large, the first ground load is smaller than when the deviation is small. Since the weight is increased and the weight of the second ground load is decreased, the first and second ground contacts are made according to the degree of road disturbance acting on the wheels, in other words, depending on the reliability of the first ground load. The weight of the load is set optimally, so that the ground contact load of each wheel can be accurately calculated regardless of the degree of road surface disturbance acting on the wheel.
[課題解決手段の好ましい態様]
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至7の構成に於いて、各車輪の車輪ストロークに基づいてサスペンションスプリングのばね力により車輪に付与される上下力を演算し、各車輪について車輪ストローク又はばね上上下加速度を推定し、少なくとも車輪ストローク又はばね上上下加速度に基づいてショックアブソーバの減衰力により車輪に付与される上下力を演算し、スタビライザにより車輪に付与される上下力を推定する手段は、各車輪について車輪ストロークを推定し、少なくとも左右輪の車輪ストロークに基づいてスタビライザのばね力により車輪に付与される上下力を演算し、上記三つの上下力に基づいて第一の接地荷重を演算するよう構成される(好ましい態様1)。
[Preferred embodiment of problem solving means]
According to one preferable aspect of the present invention, in the configuration of the above-described first to seventh aspects, the vertical force applied to the wheel by the spring force of the suspension spring is calculated based on the wheel stroke of each wheel, and each wheel is calculated. The vertical stroke force applied to the wheel by the stabilizer is calculated by calculating the vertical force applied to the wheel by the damping force of the shock absorber based on at least the wheel stroke or the vertical acceleration on the wheel. The estimating means estimates the wheel stroke for each wheel, calculates the vertical force applied to the wheel by the spring force of the stabilizer based on at least the wheel stroke of the left and right wheels, and calculates the first based on the three vertical forces It is comprised so that a grounding load may be calculated (Preferred aspect 1).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様1の構成に於いて、車輪接地荷重推定装置は三つの上下力の和として各車輪の接地荷重を演算するよう構成される(好ましい態様2)。
According to another preferred aspect of the present invention, in the
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様1の構成に於いて、車輪接地荷重推定装置は三つの上下力と車輪の上下慣性力との和として各車輪の接地荷重を演算するよう構成される(好ましい態様3)。
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of the
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様3の構成に於いて、車輪接地荷重推定装置は各車輪について車輪の上下加速度を検出し、車輪の上下加速度に基づいて車輪の上下慣性力を演算するよう構成される(好ましい態様4)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of the preferred aspect 3 described above, the wheel ground load estimating device detects the vertical acceleration of the wheel for each wheel, and the vertical movement of the wheel based on the vertical acceleration of the wheel. It is comprised so that an inertial force may be calculated (Preferable aspect 4).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様1乃至4の構成に於いて、車輪ストロークに基づいて演算されるサスペンションスプリングのばね力とサスペンションのアーム比との積としてサスペンションスプリングのばね力により車輪に付与される上下力を演算するよう構成される(好ましい態様5)。
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of the
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様1乃至5の構成に於いて、車輪ストローク又はばね上上下加速度とショックアブソーバの減衰力制御位置とに基づいて演算されるショックアブソーバの減衰力とサスペンションのアーム比との積としてショックアブソーバの減衰力により車輪に付与される上下力を演算するよう構成される(好ましい態様6)。
According to another preferable aspect of the present invention, in the configuration of the
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様1乃至6の構成に於いて、各車輪について車輪ストロークを検出し、車輪ストロークとスタビライザのばね力制御位置とに基づいて演算されるスタビライザのばね力とサスペンションのアーム比との積としてスタビライザのばね力により車輪に付与される上下力を演算するよう構成される(好ましい態様7)。
According to another preferred aspect of the present invention, in the configurations of the
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項2又は上記好ましい態様1乃至7の構成に於いて、第一のカットオフ周波数にて第一の接地荷重をハイパスフィルタ処理し、第二のカットオフ周波数にて第二の接地荷重をローパスフィルタ処理し、ハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重とローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重との和として各車輪の接地荷重を演算するよう構成される(好ましい態様8)。
According to another preferred embodiment of the present invention, in the configuration of the above-mentioned claim 2 or the
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様8の構成に於いて、第一のカットオフ周波数及び第二のカットオフ周波数は同一の値であるよう構成される(好ましい態様9)。 According to another preferred embodiment of the present invention, in the preferred embodiment 8, the first cutoff frequency and the second cutoff frequency are configured to have the same value (preferred embodiment 9). ).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項4の構成に於いて、車輪に作用する路面外乱の程度が高いときには、車輪に作用する路面外乱の程度が低いときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される(好ましい態様10)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 4, when the degree of road surface disturbance acting on the wheel is high, compared to when the degree of road surface disturbance acting on the wheel is low. The weight of the first ground load is increased and the weight of the second ground load is decreased (preferred aspect 10).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項5の構成に於いて、第一の接地荷重の推定に必要情報を検出する手段の検出精度が低いときに第一の接地荷重の推定精度が低いと判定されるよう構成される(好ましい態様11)。
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項6の構成に於いて、第二の接地荷重の推定に必要情報を検出する手段の検出精度が低いときに第二の接地荷重の推定精度が低いと判定されるよう構成される(好ましい態様12)。
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項7の構成に於いて、各車輪の第一及び第二の接地荷重の偏差の平均値が演算され、偏差の平均値の大きさが大きいときには、偏差の平均値の大きさが小さいときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される(好ましい態様13)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 7, the average value of the deviations of the first and second contact loads of each wheel is calculated, and the magnitude of the average value of the deviations is calculated. When is large, the weight of the first ground load is increased and the weight of the second ground load is decreased as compared with the case where the average value of the deviation is small (preferred aspect 13).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項7の構成に於いて、各車輪について第一及び第二の接地荷重の偏差が演算され、各車輪についての偏差の大きさの最大値が大きいときには、偏差の最大値の大きさが小さいときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される(好ましい態様14)。 According to another preferred embodiment of the present invention, in the configuration of claim 7, the first and second ground load deviations are calculated for each wheel, and the maximum deviation magnitude for each wheel is calculated. When the value is large, the weight of the first ground load is made larger and the weight of the second ground load is made smaller than when the maximum value of the deviation is small (preferred aspect 14). .
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項7の構成に於いて、各車輪について第一及び第二の接地荷重の偏差が演算され、各車輪毎に、偏差の大きさが大きいときには、偏差の大きさが小さいときに比して、第一の接地荷重の重みは大きくされ第二の接地荷重の重みは小さくされるよう構成される(好ましい態様15)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 7, the first and second ground load deviations are calculated for each wheel, and the deviation magnitude is calculated for each wheel. When the deviation is large, the weight of the first contact load is made larger and the weight of the second contact load is made smaller than when the deviation is small (preferred aspect 15).
図10に示された車輌の二輪モデル100に於いて、左輪のサスペンションスプリング102L及び右輪のサスペンションスプリング102Rのばね定数をそれぞれKslと、Ksrとし、左輪のばね上104L及び右輪のばね上104Rの上下変位をそれぞれXbl、Xbrとし、左輪のばね下106L及び右輪のばね下106Rの上下変位をそれぞれXwl、Xwrとする。
In the two-
またサスペンションスプリングについてのサスペンションのアーム比、即ちサスペンションアームの車体側枢点とサスペンションスプリングの作用点との間の車輌横方向距離と、サスペンションアームの車体側枢点と車輪の接地点との間の車輌横方向距離との比をKasとすると、サスペンションスプリングのばね力により左輪及び右輪に付与される上下力Fsl、Fsrはそれぞれ下記の式1及び2により表される。
Fsl=KasKsl(Xwl−Xbl) …(1)
Fsr=KasKsr(Xwr−Xbr) …(2)
Also, the suspension arm ratio with respect to the suspension spring, that is, the lateral distance between the vehicle body side pivot point of the suspension arm and the suspension spring action point, and between the vehicle body side pivot point of the suspension arm and the ground contact point of the wheel. When the ratio to the vehicle lateral distance is Kas, the vertical forces Fsl and Fsr applied to the left wheel and the right wheel by the spring force of the suspension spring are expressed by the following
Fsl = KasKsl (Xwl−Xbl) (1)
Fsr = KasKsr (Xwr-Xbr) (2)
また左輪のショックアブソーバ108L及び右輪のショックアブソーバ108Rの減衰係数をそれぞれCsl、Csrとし、左輪のばね上104L及び右輪のばね上104Rの上下速度をそれぞれXwld、Xwrdとし、左輪のばね下106L及び右輪のばね下106Rの上下速度をそれぞれXbld、Xbrdとし、ショックアブソーバについてのサスペンションのアーム比をKadとすると、ショックアブソーバの減衰力により左輪及び右輪に付与される上下力Fdl、Fdrはそれぞれ下記の式3及び4により表される。
Fdl=KadCsl(Xwld−Xbld) …(3)
Fdr=KadCsr(Xwrd−Xbrd) …(4)
Further, the damping coefficients of the left
Fdl = KadCsl (Xwld-Xbld) (3)
Fdr = KadCsr (Xwrd−Xbrd) (4)
また左右輪の間に設けられたスタビライザ110のスタビライザ定数をKstとし、スタビライザについてのアーム比をKatとすると、スタビライザ110のばね力により左輪及び右輪に付与される上下力Fstは下記の式5により表される。
Fst=KatKst(Xwl−Xwr) …(5)
When the stabilizer constant of the
Fst = KatKst (Xwl-Xwr) (5)
また左輪及び右輪の路面112の上下変位をそれぞれXsl、Xsrとし、左輪のタイヤ114L及び右輪のタイヤ114Rの縦ばね定数をそれぞれKtl、Ktrとすると、タイヤ上下力により左輪及び右輪に付与される上下力Ftl、Ftrはそれぞれ下記の式6及び7により表される。
Ftl=Ktl(Xsl−Xwl) …(6)
Ftr=Ktr(Xsr−Xwr) …(7)
Also, assuming that the vertical displacement of the
Ftl = Ktl (Xsl−Xwl) (6)
Ftr = Ktr (Xsr-Xwr) (7)
また左輪及び右輪のばね上質量をそれぞれMbl、Mbrとし、左輪及び右輪のばね下質量をそれぞれMwl、Mwrとし、重力加速度をgとすると、左輪及び右輪の接地荷重Fzl、Fzrはそれぞれ下記の式8及び9により表される。
Fzl=Ftl+(Mbl+Mwl)g …(8)
Fzr=Ftr+(Mbr+Mwr)g …(9)
If the left and right wheel sprung masses are Mbl and Mbr, the left and right wheel unsprung masses are Mwl and Mwr, respectively, and the gravitational acceleration is g, the left and right wheel ground loads Fzl and Fzr are respectively It is represented by the following formulas 8 and 9.
Fzl = Ftl + (Mbl + Mwl) g (8)
Fzr = Ftr + (Mbr + Mwr) g (9)
また左輪のばね上104Lの上下加速度をXblddとし、車輌の旋回に伴う外力としての上下力をFtnlとし、ばね下106Lの上下加速度をXwlddとすると、ばね上104Lの上下方向の運動方程式として下記の式10が成立し、ばね下106Lの上下方向の運動方程式として下記の式11が成立する。
MblXbldd=Fsl+Fdl+Ftnl …(10)
MwlXwldd=−Fsl−Fdl−Fst+Ftl …(11)
Also, assuming that the vertical acceleration of the left-wheel sprung 104L is Xbldd, the vertical force as an external force accompanying turning of the vehicle is Ftnl, and the vertical acceleration of the unsprung 106L is Xwldd, the following equation of motion of the sprung 104L is as follows: Expression 10 is established, and the following expression 11 is established as an equation of motion of the unsprung 106L in the vertical direction.
MblXbldd = Fsl + Fdl + Ftnl (10)
MwlXwldd = −Fsl−Fdl−Fst + Ftl (11)
同様に、右輪のばね上104Rの上下加速度をXbrddとし、車輌の旋回に伴う外力としての上下力をFtnrとし、ばね下106Rの上下加速度をXwrddとすると、ばね上104Rの上下方向の運動方程式として下記の式12が成立し、ばね下106Rの上下方向の運動方程式として下記の式13が成立する。
MbrXbrdd=Fsr+Fdr+Ftnr …(12)
MwrXwrdd=−Fsr−Fdr−Fst+Ftr …(13)
Similarly, if the vertical acceleration of the right wheel sprung 104R is Xbrdd, the vertical force as an external force accompanying turning of the vehicle is Ftnr, and the vertical acceleration of the unsprung 106R is Xwrdd, the equation of motion of the sprung 104R in the vertical direction The following
MbrXbrdd = Fsr + Fdr + Ftnr (12)
MwrXwrdd = −Fsr−Fdr−Fst + Ftr (13)
上記各式より左輪の接地荷重Fzlは下記の式14又は15により表され、右輪の接地荷重Fzrは下記の式16又は17により表される。
Fzl=(Mbl+Mwl)g+MwlXwldd+Fsl+Fdl+Fst …(14)
Fzl=(Mbl+Mwl)g+MwlXwldd+MblXbldd+Fst+Ftnl …(15)
Fzr=(Mbr+Mwr)g+MwrXwrdd+Fsr+Fdr−Fst …(16)
Fzr=(Mbr+Mwr)g+MwrXwrdd+MbrXbrdd−Fst+Ftnr …(17)
From the above formulas, the ground contact load Fzl of the left wheel is represented by the following
Fzl = (Mbl + Mwl) g + MwlXwldd + Fsl + Fdl + Fst (14)
Fzl = (Mbl + Mwl) g + MwlXwldd + MblXbldd + Fst + Ftnl (15)
Fzr = (Mbr + Mwr) g + MwrXwrdd + Fsr + Fdr-Fst (16)
Fzr = (Mbr + Mwr) g + MwrXwrdd + MbrXbrdd-Fst + Ftnr (17)
従って本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至7又は上記好ましい態様1乃至15の構成に於いて、左輪の接地荷重Fzlは上記式14又は15に従って演算され、右輪の接地荷重Fzrは上記式16又は17に従って演算されるよう構成される(好ましい態様16)。
Therefore, according to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of
また一般に、ばね下質量はばね上質量に比して遥かに小さいので、ばね下の上下方向の慣性力、即ちばね下の上下加速度による上下力により車輪に付与される上下力MwlXwldd、MwrXwrddは省略されてもよい。従って本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至7又は上記好ましい態様1乃至15の構成に於いて、左輪の接地荷重Fzlは下記の式18又は19に従って演算され、右輪の接地荷重Fzrは下記の式20又は21に従って演算されるよう構成される(好ましい態様17)。
Fzl=(Mbl+Mwl)g+Fsl+Fdl+Fst …(18)
Fzl=(Mbl+Mwl)g+MblXbldd+Fst+Ftnl …(19)
Fzr=(Mbr+Mwr)g+Fsr+Fdr−Fst …(20)
Fzr=(Mbr+Mwr)g+MbrXbrdd−Fst+Ftnr …(21)
In general, since the unsprung mass is much smaller than the unsprung mass, the vertical force MwlXwldd and MwrXwrdd applied to the wheel by the vertical inertia force of the unsprung direction, that is, the vertical force due to the unsprung vertical acceleration is omitted. May be. Therefore, according to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of
Fzl = (Mbl + Mwl) g + Fsl + Fdl + Fst (18)
Fzl = (Mbl + Mwl) g + MblXbldd + Fst + Ftnl (19)
Fzr = (Mbr + Mwr) g + Fsr + Fdr-Fst (20)
Fzr = (Mbr + Mwr) g + MbrXbrdd-Fst + Ftnr (21)
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施例について詳細に説明する。 The present invention will now be described in detail with reference to a few preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
図1は各車輪に車高制御装置及び減衰力可変式のショックアブソーバが設けられ、前輪側及び後輪側にアクティブスタビライザ装置が設けられた車輌に適用された本発明による車輌の車輪接地荷重推定装置の実施例1を示す概略構成図である。 FIG. 1 shows vehicle wheel ground load estimation according to the present invention applied to a vehicle in which a vehicle height control device and a damping force variable shock absorber are provided on each wheel, and an active stabilizer device is provided on the front wheel side and the rear wheel side. It is a schematic block diagram which shows Example 1 of an apparatus.
図1に於いて、10FL及び10FRはそれぞれ車輌12の従動輪である左右の前輪を示し、10RL及び10RRはそれぞれ車輌12の駆動輪である左右の後輪を示している。操舵輪でもある左右の前輪10FL及び10FRは運転者によるステアリングホイール14の転舵に応答して駆動される図には示されていないパワーステアリング装置によりタイロッドを介して操舵される。
In FIG. 1, 10 FL and 10 FR respectively indicate left and right front wheels that are driven wheels of the
左右の前輪10FL及び10FRの間にはアクティブスタビライザ装置16が設けられ、左右の後輪10RL及び10RRの間にはアクティブスタビライザ装置18が設けられている。アクティブスタビライザ装置16は車輌の横方向に延在する軸線に沿って互いに同軸に整合して延在する一対のトーションバー部分16TL及び16TRと、それぞれトーションバー部分16TL及び16TRの外端に一体に接続された一対のアーム部16AL及び16ARとを有している。トーションバー部分16TL及び16TRはそれぞれ図には示されていないブラケットを介して図には示されていない車体に自らの軸線の回りに回転可能に支持されている。アーム部16AL及び16ARはそれぞれトーションバー部分16TL及び16TRに対し交差するよう車輌前後方向に延在し、アーム部16AL及び16ARの外端はそれぞれ図には示されていないゴムブッシュ装置を介して左右前輪10FL及び10FRの車輪支持部材又はサスペンションアームに連結されている。
An
アクティブスタビライザ装置16はトーションバー部分16TL及び16TRの間にアクチュエータ20Fを有している。アクチュエータ20Fは必要に応じて一対のトーションバー部分16TL及び16TRを互いに逆方向へ回転駆動することにより、左右の前輪10FL及び10FRが互いに逆相にてバウンド、リバウンドする際に捩り応力により車輪のバウンド、リバウンドを抑制する力を変化、これにより左右前輪の位置に於いて車輌に付与されるアンチロールモーメントを増減し、前輪側の車輌のロール剛性を可変制御する。
The
同様に、アクティブスタビライザ装置18は車輌の横方向に延在する軸線に沿って互いに同軸に整合して延在する一対のトーションバー部分18TL及び18TRと、それぞれトーションバー部分18TL及び18TRの外端に一体に接続された一対のアーム部18AL及び18ARとを有している。トーションバー部分18TL及び18TRはそれぞれ図には示されていないブラケットを介して図には示されていない車体に自らの軸線の回りに回転可能に支持されている。アーム部18AL及び18ARはそれぞれトーションバー部分18TL及び18TRに対し交差するよう車輌前後方向に延在し、アーム部18AL及び18ARの外端はそれぞれ図には示されていないゴムブッシュ装置を介して左右後輪10RL及び10RRの車輪支持部材又はサスペンションアームに連結されている。
Similarly, the
アクティブスタビライザ装置18はトーションバー部分18TL及び18TRの間にアクチュエータ20Rを有している。アクチュエータ20Rは必要に応じて一対のトーションバー部分18TL及び18TRを互いに逆方向へ回転駆動することにより、左右の後輪10RL及び10RRが互いに逆相にてバウンド、リバウンドする際に捩り応力により車輪のバウンド、リバウンドを抑制する力を変化、これにより左右後輪の位置に於いて車輌に付与されるアンチロールモーメントを増減し、後輪側の車輌のロール剛性を可変制御する。
The
尚アクティブスタビライザ装置16及び18自体は本発明の要旨をなすものではないので、車輌のロール剛性を可変制御し得るものである限り当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよいが、例えば本願出願人の出願にかかる特願2003−324212(整理番号AT−5552)明細書及び図面に記載のアクティブスタビライザ装置、即ち一方のトーションバー部分の内端に固定され駆動歯車が取り付けられた回転軸を有する電動機と、他方のトーションバー部分の内端に固定され駆動歯車に噛合する従動歯車とを有し、駆動歯車及び従動歯車は駆動歯車の回転を従動歯車へ伝達するが、従動歯車の回転を駆動歯車へ伝達しない歯車であるアクティブスタビライザ装置であることが好ましい。
The
また図示の実施例1に於いては、左右の前輪10FL、10FR及び左右の後輪10RL、10RRにはそれぞれ当技術分野に於いて周知の任意の構成の減衰力可変式のショックアブソーバ22FL、22FR、22RL、22RRが設けられている。ショックアブソーバ22FL〜22RRの減衰係数は図1には示されていないアクチュエータにより最低段Sminより最高段Smaxまでn(正の整数)段に亘り変化されるようになっている。
In the illustrated
更に図示の実施例1に於いては、ショックアブソーバ22FL、22FR、22RL、22RRと図1には示されていない車体との間にはサスペンションスプリングとしてのエアスプリング装置24FL、24FR、24RL、24RRが設けられている。エアスプリング装置24FL〜24RRは図1には示されていない空気圧回路により必要に応じてエアチャンバに対し圧縮空気が給排されることにより対応する車輪位置の車高Hi(i=fl、fr、rl、rr)を最低目標車高Htminiより最高目標車高Htmaxi(i=fl、fr、rl、rr)までm(正の整数)段階に亘り増減変化させるようになっている。
Further, in the illustrated
図1及び図2に示されている如く、アクティブスタビライザ装置16及び18のアクチュエータ20F及び20Rは電子制御装置50のアクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置52により制御され、電子制御装置52はアクティブスタビライザ装置16及び18のアクチュエータ20F及び20Rの目標回転角度φFt、φRtを演算し、アクチュエータ20F及び20Rの回転角度φF、φRがそれぞれ対応する目標回転角度φFt、φRtになるよう制御する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
またショックアブソーバ22FL〜22RRのアクチュエータは電子制御装置50の減衰力制御用電子制御装置54により制御され、電子制御装置54はショックアブソーバ22FL〜22RRの減衰係数の目標制御段Sti(i=fl、fr、rl、rr)を演算し、各ショックアブソーバ22FL〜22RRの減衰係数の制御段Siがそれぞれ対応する目標制御段Stiになるよう制御する。
The actuators of the shock absorbers 22FL to 22RR are controlled by the damping force control electronic control unit 54 of the
またエアスプリング装置24FL〜24RRの空気圧回路は電子制御装置50の車高制御用電子制御装置56により制御され、電子制御装置56は各車輪位置の目標車高Hti(i=fl、fr、rl、rr)を演算し、各車輪位置の車高Hiがそれぞれ対応する目標車高Htiになるよう制御する。
The pneumatic circuits of the air spring devices 24FL to 24RR are controlled by a vehicle height control electronic control device 56 of the
尚図1及び図2には詳細に示されていないが、電子制御装置52、54、56及び後述の電子制御装置66はそれぞれCPUとROMとRAMと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータ及び駆動回路よりなっていてよい。また電子制御装置52によるアクティブスタビライザ装置16及び18の制御、電子制御装置54によるショックアブソーバ22FL〜22RRの減衰力の制御、電子制御装置56による車高制御は当技術分野に於いて種々知られており、また本発明の要旨をなすものではないので、それらについての説明を省略する。
Although not shown in detail in FIGS. 1 and 2, each of the electronic control devices 52, 54, and 56 and the
図2に示されている如く、車高制御用電子制御装置56には各車輪に対応して設けられた車高センサ58FL〜58RRにより検出された各車輪位置の車高Hiを示す信号が入力され、車高Hiはばね上とばね下との相対変位として検出される。電子制御装置56は各車輪位置の目標車高Htiに基づきエアスプリング装置24FL〜24RRのばね定数Ksi(i=fl、fr、rl、rr)を演算する。 As shown in FIG. 2, a signal indicating the vehicle height Hi at each wheel position detected by vehicle height sensors 58FL to 58RR provided corresponding to each wheel is input to the vehicle height control electronic control device 56. The vehicle height Hi is detected as a relative displacement between the sprung and unsprung parts. The electronic control unit 56 calculates the spring constants Ksi (i = fl, fr, rl, rr) of the air spring devices 24FL to 24RR based on the target vehicle height Hti at each wheel position.
また電子制御装置56は左右前輪の車高Hfl、Hfrに基づき上記式1及び2に対応する下記の式22、23に従って左右前輪のエアスプリング装置24FL、24FRのばね力により左前輪及び右前輪に付与される上下力Fsfl、Fsfrを演算し、左右後輪の車高Hrl、Hrrに基づき上記式1及び2に対応する下記の式24、25に従って左右後輪のエアスプリング装置24RL、24RRのばね力により左後輪及び右後輪に付与される上下力Fsrl、Fsrrを演算する。
Fsfl=KasfKsflHfl …(22)
Fsfr=KasfKsfrHfr …(23)
Fsrl=KasrKsrlHrl …(24)
Fsrr=KasrKsrrHrr …(25)
Further, the electronic control unit 56 applies the left and right front wheels to the left and right front wheels by the spring force of the left and right front wheel air spring devices 24FL and 24FR according to the following formulas 22 and 23 corresponding to the
Fsfl = KasfKsflHfl (22)
Fsfr = KasfKsfrHfr (23)
Fsrl = KasrKsrlHrl (24)
Fsrr = KasrKsrrHrr (25)
減衰力制御用電子制御装置54には車高センサ58FL〜58RRより各車輪位置の車高Hiを示す信号、ショックアブソーバ22FL〜22RRのアクチュエータに設けられたポジションセンサ60FL〜60RRよりショックアブソーバ22FL〜22RRの減衰係数の制御段Si(i=fl、fr、rl、rr)を示す信号、各車輪に対応して設けられた上下加速度センサ62FL〜62RRにより検出されたばね下としての車輪の上下加速度Xwddi(i=fl、fr、rl、rr)を示す信号が入力される。 The damping force control electronic control unit 54 has a signal indicating the vehicle height Hi at each wheel position from vehicle height sensors 58FL to 58RR, and shock absorbers 22FL to 22RR from position sensors 60FL to 60RR provided on the actuators of the shock absorbers 22FL to 22RR. A signal indicating the control stage Si (i = fl, fr, rl, rr) of the damping coefficient of the wheel, and the vertical acceleration Xwddi of the wheel as the unsprung mass detected by the vertical acceleration sensors 62FL to 62RR provided for each wheel. A signal indicating i = fl, fr, rl, rr) is input.
減衰力制御用電子制御装置54はショックアブソーバ22FL〜22RRの制御段Siに基づき各ショックアブソーバの減衰係数Csi(i=fl、fr、rl、rr)を演算すると共に、車高Hiの時間微分値を各車輪のストローク速度Hvi(i=fl、fr、rl、rr)として演算する。 The damping force control electronic control unit 54 calculates the damping coefficient Csi (i = fl, fr, rl, rr) of each shock absorber based on the control stage Si of the shock absorbers 22FL to 22RR, and time differential value of the vehicle height Hi. Is calculated as the stroke speed Hvi (i = fl, fr, rl, rr) of each wheel.
そして減衰力制御用電子制御装置54は左右前輪のストローク速度Hvfl、Hvfrに基づき上記式3及び4に対応する下記の式26、27に従って左右前輪のショックアブソーバ22FL、22FRの減衰力により左前輪及び右前輪に付与される上下力Fdfl、Fdfrを演算し、左右後輪のストローク速度Hvrl、Hvrrに基づき上記式3及び4に対応する下記の式28、29に従って左右後輪のショックアブソーバ22RL、22RRの減衰力により左後輪及び右後輪に付与される上下力Fdrl、Fdrrを演算する。
Fdfl=KadfCsflHvfl …(26)
Fdfr=KadfCsfrHvfr …(27)
Fdrl=KadrCsrlHvrl …(28)
Fdrr=KadrCsrrHvrr …(29)
The electronic control unit 54 for controlling the damping force controls the left front wheel and the left front wheel by the damping force of the left and right front wheel shock absorbers 22FL and 22FR according to the following formulas 26 and 27 corresponding to the above formulas 3 and 4 based on the stroke speeds Hvfl and Hvfr of the left and right front wheels. The vertical force Fdfl, Fdfr applied to the right front wheel is calculated, and the left and right rear wheel shock absorbers 22RL, 22RR according to the following equations 28, 29 corresponding to the above equations 3 and 4 based on the left and right rear wheel stroke speeds Hvrl, Hvrr. The vertical forces Fdrl and Fdrr applied to the left rear wheel and the right rear wheel by the damping force are calculated.
Fdfl = KadfCsflHvfl (26)
Fdfr = KadfCsfrHvfr (27)
Fdrl = KadrCsrlHvrl (28)
Fdrr = KadrCsrrHvrr (29)
また減衰力制御用電子制御装置54は各車輪の質量Mwi(i=fl、fr、rl、rr)及び各車輪の上下加速度Xwddiに基づき、これらの積として下記の式30に従って各車輪の上下方向の慣性力Fwmi(i=fl、fr、rl、rr)を演算する。尚各車輪の慣性力Fwmiは車高制御用電子制御装置56又はアクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置52により演算されてもよい。
Fwmi=MwiXwddi …(30)
Further, the damping force control electronic control unit 54 is based on the mass Mwi (i = fl, fr, rl, rr) of each wheel and the vertical acceleration Xwddi of each wheel. Inertial force Fwmi (i = fl, fr, rl, rr) is calculated. The inertial force Fwmi of each wheel may be calculated by the vehicle height control electronic control device 56 or the active stabilizer device control electronic control device 52.
Fwmi = MwiXwddi (30)
アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置52にはアクティブスタビライザ装置16及び18のアクチュエータ20F及び20Rに設けられた回転角度センサ64F、64Rよりアクチュエータ20F及び20Rの回転角度φF、φRを示す信号が入力される。電子制御装置52は回転角度φF、φRに基づきアクティブスタビライザ装置16及び18のスタビライザ定数Kstf及びKstrを演算すると共に、各車輪位置の車高Hiに基づき上記式5に対応する下記の式31、32に従ってアクティブスタビライザ装置16及び18のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Fstf及びFstrを演算する。
Fstf=KatfKstf(Hfl−Hfr) …(31)
Fstr=KatrKstr(Hrl−Hrr) …(32)
Signals indicating the rotation angles φF and φR of the
Fstf = KatfKstf (Hfl−Hfr) (31)
Fstr = KatrKstr (Hrl−Hrr) (32)
更に図1に示された電子制御装置50は車輌運動制御用電子制御装置66を含み、電子制御装置66には車高制御用電子制御装置56よりエアスプリング装置24FL〜24RRのばね力により各車輪に付与される上下力Fsiを示す信号が入力され、減衰力制御用電子制御装置54よりショックアブソーバ22FL〜22RRの減衰力により各車輪に付与される上下力Fdiを示す信号及び各車輪の慣性力Fwmiを示す信号が入力され、アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置52よりアクティブスタビライザ装置16及び18のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Fstf及びFstrを示す信号が入力される。
Further, the
またアクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置52はアクチュエータ20F及び20Rの回転角度φF、φRに基づき前輪のロール剛性Krfを演算し、前輪のロール剛性Krfを示す信号もアクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置52より車輌運動制御用電子制御装置66へ入力される。
Further, the electronic control device 52 for controlling the active stabilizer device calculates the roll stiffness Krf of the front wheels based on the rotation angles φF and φR of the
車輌運動制御用電子制御装置66は各車輪に作用する上下力に基づく第一の接地荷重Fzi1(i=fl、fr、rl、rr)を演算する第一の接地荷重演算ブロック68と、荷重移動に基づく第二の接地荷重Fzi2(i=fl、fr、rl、rr)を演算する第二の接地荷重演算ブロック70とを有している。
The vehicle motion control
第一の接地荷重演算ブロック68は上下力Fsi、Fdi、Fstf、Fstr及び慣性力Fwmiに基づき上記式14及び16に対応する下記の式33及び34に従って左右前輪の第一の接地荷重Fzfl1、Fzfr1を演算し、また上記式15及び17に対応する下記の式35及び36に従って左右後輪の第一の接地荷重Fzrl1、Fzrr1を演算する。
Fzfl1=(Mbfl+Mwfl)g+Fwfl+Fsfl+Fdfl+Fstf …(33)
Fzfr1=(Mbfr+Mwfr)g+Fwfr+Fsfr+Fdfr−Fstf …(34)
Fzrl1=(Mbrl+Mwrl)g+Fwrl+Fsrl+Fdrl+Fstr …(35)
Fzrr1=(Mbrr+Mwrr)g+Fwrr+Fsrr+Fdrr−Fstr …(36)
The first ground
Fzfl1 = (Mbfl + Mwfl) g + Fwfl + Fsfl + Fdfl + Fstf (33)
Fzfr1 = (Mbfr + Mwfr) g + Fwfr + Fsfr + Fdfr-Fstf (34)
Fzrl1 = (Mbrl + Mwrl) g + Fwrl + Fsrl + Fdrl + Fstr (35)
Fzrr1 = (Mbrr + Mwrr) g + Fwrr + Fsrr + Fdrr-Fstr (36)
車輌運動制御用電子制御装置66の第二の接地荷重演算ブロック70には前後加速度センサ72及び横加速度センサ74よりそれぞれ車輌の前後加速度Gx及び横加速度Gyを示す信号が入力される。第二の接地荷重演算ブロック70は車輌の質量をMとし、車輌の重心高さをHgとし、車輌の前輪及び後輪のトレッドをそれぞれTf及びTrとし、車輌の重心と前輪車軸及び後輪車軸までの水平距離をそれぞれLf及びLrとして、車輌の前後加速度Gx及び横加速度Gyに基づき下記の式38〜41に従って各車輪の第二の接地荷重Fzi2(i=fl、fr、rl、rr)を演算する。
Fzfl2=MLr/(Lf+Lr)
+M{−2GxHg/(Lf+Lr)−GyHgKrf/Tf} …(38)
Fzfr2=MLr/(Lf+Lr)
+M{−2GxHg/(Lf+Lr)+GyHgKrf/Tf} …(39)
Fzrl2=MLf/(Lf+Lr)
+M{2GxHg/(Lf+Lr)−GyHg(1−Krf)/Tr} …(40)
Fzrr2=MLf/(Lf+Lr)
+M{2GxHg/(Lf+Lr)+GyHg(1−Krf)/Tr} …(41)
Signals indicating the longitudinal acceleration Gx and the lateral acceleration Gy of the vehicle are input from the
Fzfl2 = MLr / (Lf + Lr)
+ M {-2GxHg / (Lf + Lr) -GyHgKrf / Tf} (38)
Fzfr2 = MLr / (Lf + Lr)
+ M {-2GxHg / (Lf + Lr) + GyHgKrf / Tf} (39)
Fzrl2 = MLf / (Lf + Lr)
+ M {2GxHg / (Lf + Lr) -GyHg (1-Krf) / Tr} (40)
Fzrr2 = MLf / (Lf + Lr)
+ M {2GxHg / (Lf + Lr) + GyHg (1-Krf) / Tr} (41)
更に車輌運動制御用電子制御装置66はハイパスフィルタ処理ブロック76、ローパスフィルタ処理ブロック78、接地荷重演算ブロック80を有している。ハイパスフィルタ処理ブロック76は第一の接地荷重Fzi1をハイパスフィルタ処理することによりハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Fzi1f(i=fl、fr、rl、rr)を演算し、ローパスフィルタ処理ブロック78は第二の接地荷重Fzi2をローパスフィルタ処理することによりローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Fzi2f(i=fl、fr、rl、rr)を演算する。そして接地荷重演算ブロック80はハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Fzi1f及びローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Fzi2fの和として各車輪の接地荷重Fzi(i=fl、fr、rl、rr)を演算する。
The vehicle motion control
尚車輌運動制御用電子制御装置66は当技術分野に於いて公知の車輪の制駆動力の制御若しくは操舵輪の舵角の制御による車輌の運動制御を行い、各車輪の接地荷重Fzfl〜Fzrrは車輌の運動制御に使用されるが、各車輪の接地荷重は車輌の任意の制御に使用されてよい。
The vehicle motion control
次に図3に示されたフローチャートを参照して実施例1に於ける各車輪の接地荷重の演算ルーチンについて説明する。尚図3に示されたフローチャートによる演算制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。 Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 3, a routine for calculating the contact load of each wheel in the first embodiment will be described. Note that the arithmetic control according to the flowchart shown in FIG. 3 is started by closing an ignition switch (not shown), and is repeatedly executed every predetermined time.
まずステップ10に於いては、エアスプリング装置24FL〜24RRのばね力により各車輪に付与される上下力Fsiを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ20に於いては上記式33乃至36に従って各車輪に付与される上下力に基づく各車輪の第一の接地荷重Fzi1が演算され、ステップ30に於いては上記式38乃至41に従って車輌の荷重移動に基づく各車輪の第二の接地荷重Fzi2が演算される。 First, in step 10, a signal indicating the vertical force Fsi applied to each wheel is read by the spring force of the air spring devices 24FL to 24RR, and in step 20, each of the signals according to the above equations 33 to 36 is read. A first grounding load Fzi1 of each wheel based on the vertical force applied to the wheel is calculated, and in step 30, the second grounding load Fzi2 of each wheel based on the load movement of the vehicle is calculated according to the above equations 38 to 41. Calculated.
ステップ40に於いては各車輪の第一の接地荷重Fzi1が正常値であるか否かの判別、即ち第一の接地荷重Fzi1の演算に必要な情報を検出する車高センサ58FL〜58RRの如き各センサが正常であり、各センサと電子制御装置56、54、52との間の通信が正常であり、車高制御用電子制御装置56に於ける上下力Fsiの演算、減衰力制御用電子制御装置54に於ける上下力Fdi及び上下方向の慣性力Fwmiの演算、アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置52に於ける上下力Fstf及びFstrの演算が正常であり、車高制御用電子制御装置56、減衰力制御用電子制御装置54、アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置52と車輌運動制御用電子制御装置66との間の通信が正常であり、車輌運動制御用電子制御装置66に於ける第一の接地荷重Fzi1の演算が正常であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ100へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ50へ進む。
In
ステップ50に於いては各車輪の第二の接地荷重Fzi2が正常値であるか否かの判別、即ち第二の接地荷重Fzi2の演算に必要な情報を検出する前後加速度センサ72及び横加速度センサ74が正常であり、これらのセンサと車輌運動制御用電子制御装置56との間の通信が正常であり、車輌運動制御用電子制御装置66に於ける第二の接地荷重Fzi2の演算が正常であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ70へ進み、否定判別が行われたときにはステップ60に於いて各車輪の接地荷重Fziが第一の接地荷重Fzi1に設定される。
In
ステップ70に於いては第一の接地荷重Fzi1がfcハイパスフィルタ処理されることによりハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Fzi1fが演算され、ステップ80に於いては第二の接地荷重Fzi2がローパスフィルタ処理されることによりローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Fzi2fが演算され、ステップ90に於いてはハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Fzi1f及びローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Fzi2fの和として各車輪の接地荷重Fziが演算される。尚ステップ70に於けるハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fch及びステップ80に於けるローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclは同一の周波数である。
In
ステップ100に於いてはステップ50の場合と同様の要領にて各車輪の第二の接地荷重Fzi2が正常値であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ110に於いて各車輪の接地荷重Fziが第二の接地荷重Fzi2に設定され、否定判別が行われたときにはステップ120に於いて各車輪の接地荷重Fziの適正な演算が不可である旨の判定が行われる。
In
かくして図示の実施例1によれば、車高制御用電子制御装置56により各車輪の目標車高Hti及び車高Hiに基づきエアスプリング装置24FL〜24RRのばね力により各車輪に付与される上下力Fsfl〜Fsrrが演算され、減衰力制御用電子制御装置54により各ショックアブソーバ22FL〜22RRの減衰係数Csi及び各車輪のストローク速度Hviに基づき各ショックアブソーバの減衰力により各車輪に付与される上下力Fdfl〜Fdrrが演算されると共に、各車輪の質量Mwi及び各車輪の上下加速度Xwddiに基づき各車輪の上下方向の慣性力Fwmiが演算され、アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置52によりアクティブスタビライザ装置16及び18のアクチュエータ20F及び20Rの回転角度φF、φR及び各車輪位置の車高Hiに基づきアクティブスタビライザ装置16及び18のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Fstf及びFstrが演算され、ステップ20に於いて上下力Fsi、Fdi、Fstf、Fstr及び慣性力Fwmiの和として各車輪の第一の接地荷重Fzi1が演算される。
Thus, according to the illustrated first embodiment, the vertical force applied to each wheel by the spring force of the air spring devices 24FL to 24RR based on the target vehicle height Hti and the vehicle height Hi of each wheel by the vehicle height control electronic control device 56. Fsfl to Fsrr are calculated, and the vertical force applied to each wheel by the damping force of each shock absorber based on the damping coefficient Csi of each shock absorber 22FL to 22RR and the stroke speed Hvi of each wheel by the damping force control electronic control unit 54 Fdfl to Fdrr are calculated, and the inertial force Fwmi in the vertical direction of each wheel is calculated based on the mass Mwi of each wheel and the vertical acceleration Xwddi of each wheel, and the
またステップ30に於いて車輌の前後加速度Gx及び横加速度Gyに基づき車輌の荷重移動に基づく各車輪の第二の接地荷重Fzi2が演算され、第一の接地荷重Fzi1及び第二の接地荷重Fzi2が正常値であるときにはステップ40及び50に於いて肯定判別が行われ、ステップ70に於いて第一の接地荷重Fzi1がハイパスフィルタ処理され、ステップ80に於いて第二の接地荷重Fzi2がローパスフィルタ処理され、ステップ90に於いてハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Fzi1f及びローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Fzi2fの和として各車輪の接地荷重Fziが演算される。
In step 30, the second ground load Fzi2 of each wheel based on the vehicle load movement is calculated based on the longitudinal acceleration Gx and the lateral acceleration Gy of the vehicle, and the first ground load Fzi1 and the second ground load Fzi2 are calculated. When the value is normal, an affirmative determination is made at
また第一の接地荷重Fzi1は正常値であるが、第二の接地荷重Fzi2は正常値でないときには、ステップ40に於いて肯定判別が行われるがステップ50に於いて否定判別が行われ、これによりステップ60に於いて各車輪の接地荷重Fziが第一の接地荷重Fzi1に設定される。
When the first contact load Fzi1 is a normal value but the second contact load Fzi2 is not a normal value, an affirmative determination is made in
更に第一の接地荷重Fzi1は正常値ではないが、第二の接地荷重Fzi2は正常値であるときには、ステップ40に於いて否定判別が行われるがステップ100に於いて肯定判別が行われ、これによりステップ110に於いて各車輪の接地荷重Fziが第二の接地荷重Fzi2に設定される。
Furthermore, when the first contact load Fzi1 is not a normal value, but the second contact load Fzi2 is a normal value, a negative determination is made at
前述の如く、第一の接地荷重Fzi1は少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力、車輪の上下方向の慣性力に基づいてが推定されるので、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が高周波にて変動する状況に於いて第二の接地荷重Fzi2に比して第一の接地荷重Fzi1を正確に推定することができ、逆に第二の接地荷重Fzi2は車輌の前後加速度Gx及び横加速度Gyに基づいて推定され、ノイズの影響を受け難いので、車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い領域に於いて第二の接地荷重Fzi2を比較的正確に推定することができる。 As described above, since the first ground contact load Fzi1 is estimated based on at least the spring force of the suspension spring, the damping force of the shock absorber, the stabilizer generating force, and the inertia force in the vertical direction of the wheel, road disturbance acts on the wheel. However, in the situation where the ground load of each wheel fluctuates at a high frequency, the first ground load Fzi1 can be accurately estimated as compared with the second ground load Fzi2, and conversely, the second ground load Fzi2 is Since it is estimated based on the longitudinal acceleration Gx and lateral acceleration Gy of the vehicle and is not easily affected by noise, the second in a region where the frequency of the ground load fluctuation of each wheel is low as in the case where the vehicle travels on a flat road. The ground contact load Fzi2 can be estimated relatively accurately.
従って実施例1によれば、ハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Fzi1f及びローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Fzi2fの和として各車輪の接地荷重Fziが演算されるので、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が高周波にて変動する状況及び車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い状況の何れの状況に於いても、各車輪の接地荷重Fziを正確に推定することができる。 Therefore, according to the first embodiment, the ground load Fzi of each wheel is calculated as the sum of the first ground load Fzi1f after the high-pass filter process and the second ground load Fzi2f after the low-pass filter process. In which the ground contact load of each wheel fluctuates at a high frequency, and when the frequency of the ground load variation of each wheel is low, such as when the vehicle travels on a flat road. The ground load Fzi can be accurately estimated.
特に図示の実施例1によれば、ステップ70に於けるハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fch及びステップ80に於けるローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclは同一の周波数であるは同一の周波数であるので、ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fch及びローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclが互いに異なる値である場合に比して、容易に且つ正確に各車輪の接地荷重Fziを正確に推定することができる。
In particular, according to the first embodiment shown in the drawing, the cutoff frequency fch of the high-pass filter processing in
尚図示の実施例1に於いては、ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fch及びローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclは同一の周波数であるが、カットオフ周波数fch及びfclは互いに異なる値であってもよい。
In the illustrated
例えばハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fchがローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclよりも高い値に設定され、周波数fcl〜fchの帯域について第一の接地荷重Fzi1及び第二の接地荷重Fzi2がバンドパスフィルタ処理され、ハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Fzi1fとローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Fzi2fとバンドパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Fzi1bf及び第二の接地荷重Fzi2bfとの和として各車輪の接地荷重Fziが演算されてもよい。 For example, the cut-off frequency fch of the high-pass filter process is set to a value higher than the cut-off frequency fcl of the low-pass filter process, and the first ground load Fzi1 and the second ground load Fzi2 are bandpass filters for the frequency fcl to fch band. As the sum of the first ground load Fzi1f after the high-pass filter processing, the second ground load Fzi2f after the low-pass filter processing, the first ground load Fzi1bf and the second ground load Fzi2bf after the band-pass filter processing. The ground load Fzi of each wheel may be calculated.
逆にハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数fchがローパスフィルタ処理のカットオフ周波数fclよりも低い値に設定され、周波数fch〜fclの帯域について第一の接地荷重Fzi1及び第二の接地荷重Fzi2がバンドパスフィルタ処理され、ハイパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Fzi1fとローパスフィルタ処理後の第二の接地荷重Fzi2fとの和よりバンドパスフィルタ処理後の第一の接地荷重Fzi1bf及び第二の接地荷重Fzi2bfが減算された値として各車輪の接地荷重Fziが演算されてもよい。 Conversely, the cut-off frequency fch of the high-pass filter process is set to a value lower than the cut-off frequency fcl of the low-pass filter process, and the first ground load Fzi1 and the second ground load Fzi2 are bandpass for the frequency fch to fcl band. The first grounding load Fzi1bf and the second grounding load Fzi2bf after the band-pass filter processing are obtained by filtering and the sum of the first grounding load Fzi1f after the high-pass filtering and the second grounding load Fzi2f after the low-pass filtering. The ground load Fzi of each wheel may be calculated as a value obtained by subtracting.
図4は各車輪に車高制御装置及び減衰力可変式のショックアブソーバが設けられ、前輪側及び後輪側にアクティブスタビライザ装置が設けられた車輌に適用された本発明による車輌の車輪接地荷重推定装置の実施例2の電子制御装置を示すブロック図である。尚図4に於いて図2に示された部材と同一の部材には図2に於いて付された符号と同一の符号が付されている。 FIG. 4 shows a vehicle ground contact load estimation according to the present invention applied to a vehicle in which a vehicle height control device and a variable damping force type shock absorber are provided on each wheel, and an active stabilizer device is provided on the front wheel side and the rear wheel side. It is a block diagram which shows the electronic control apparatus of Example 2 of an apparatus. In FIG. 4, the same members as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG.
図4に示されている如く、この実施例2に於いては、車輌運動制御用電子制御装置66は重みK演算及び変化制限ブロック82を有し、重みK演算及び変化制限ブロック82は第一の接地荷重Fzi1及び第二の接地荷重Fzi2のうち信頼性が高い方の重みが大きくなるよう、第一の接地荷重Fzi1及び第二の接地荷重Fzi2の信頼性に応じて第二の接地荷重Fzi2に対する重みKを演算し、重みKの急激な変化が生じないよう重みK変化を制限する。
As shown in FIG. 4, in this second embodiment, the vehicle motion control
またこの実施例2の接地荷重演算ブロック80は重みK演算及び変化制限ブロック82により演算された重みKを使用して、下記の式42に従って第一の接地荷重Fzi1及び第二の接地荷重Fzi2の重み和として各車輪の接地荷重Fziを演算する。
Fzi=Fzi1(1−K)+Fzi2K …(42)
Further, the ground
Fzi = Fzi1 (1-K) + Fzi2K (42)
図5は実施例2に於ける各車輪の接地荷重の演算ルーチンをフローチャートである。尚図5に於いて図3に示されたステップと同一のステップには図3に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。 FIG. 5 is a flowchart showing a calculation routine for the contact load of each wheel in the second embodiment. In FIG. 5, the same step number as the step number shown in FIG. 3 is assigned to the same step as the step shown in FIG.
この実施例2に於いては、ステップ10〜50、100、120は上述の実施例1の場合と同様に実行されるが、ステップ50に於いて否定判別が行われたときには、即ち各車輪の第二の接地荷重Fzi2が正常値ではないと判別されたときには、ステップ65に於いて第二の接地荷重Fzi2に対する重みKが0に設定された後ステップ140へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ130へ進む。
In the second embodiment, steps 10 to 50, 100, and 120 are executed in the same manner as in the first embodiment, but when a negative determination is made in
またステップ100に於いて否定判別が行われたときには、ステップ120へ進むが、肯定判別が行われたときには、即ち各車輪の第二の接地荷重Fzi2が正常値であると判別されたときには、ステップ115に於いて第二の接地荷重Fzi2に対する重みKが1に設定された後ステップ140へ進む。
If a negative determination is made in
ステップ130に於いては第一の接地荷重Fzi1と第二の接地荷重Fzi2との偏差ΔFzi(i=fl、fr、rl、rr)の絶対値の平均値ΔFzaが演算されると共に、偏差ΔFziの絶対値の平均値ΔFzaに基づき図6に示されたグラフに対応するマップより第二の接地荷重Fzi2に対する重みKが演算される。 In step 130, the average value ΔFza of the absolute value ΔFza (i = fl, fr, rl, rr) of the deviation ΔFzi (i = fl, fr, rl, rr) between the first grounding load Fzi1 and the second grounding load Fzi2 is calculated. Based on the average value ΔFza of absolute values, a weight K for the second ground load Fzi2 is calculated from a map corresponding to the graph shown in FIG.
ステップ140に於いては重みKに対するフィルタ処理又はガード値による変化量の制限処理により重みKの変化の制限処理が行われ、ステップ150に於いては上記式42に従って第一の接地荷重Fzi1及び第二の接地荷重Fzi2の重み和として各車輪の接地荷重Fziが演算される。
In step 140, the weight K is limited by the filtering process for the weight K or the limiting process for the change amount by the guard value. In
かくして図示の実施例2によれば、第一の接地荷重Fzi1及び第二の接地荷重Fzi2が正常値であるときにはステップ40及び50に於いて肯定判別が行われ、ステップ130に於いて第一の接地荷重Fzi1と第二の接地荷重Fzi2との偏差ΔFziの絶対値の平均値ΔFzaが演算されると共に、平均値ΔFzaの大きさが大きいほど小さくなるよう平均値ΔFzaに基づき第二の接地荷重Fzi2に対する重みKが演算される。
Thus, according to the illustrated second embodiment, when the first ground load Fzi1 and the second ground load Fzi2 are normal values, an affirmative determination is made in
また第一の接地荷重Fzi1は正常値であるが、第二の接地荷重Fzi2は正常値でないときには、ステップ40に於いて肯定判別が行われるがステップ50に於いて否定判別が行われ、これによりステップ65に於いて重みKが0に設定される。更に第一の接地荷重Fzi1は正常値ではないが、第二の接地荷重Fzi2は正常値であるときには、ステップ40に於いて否定判別が行われるがステップ100に於いて肯定判別が行われ、これによりステップ115に於いて重みKが1に設定される。そしてステップ150に於いては上記式42に従って第一の接地荷重Fzi1及び第二の接地荷重Fzi2の重み和として各車輪の接地荷重Fziが演算される。
When the first contact load Fzi1 is a normal value but the second contact load Fzi2 is not a normal value, an affirmative determination is made in
一般に、第一の接地荷重Fzi1と第二の接地荷重Fzi2との偏差ΔFziの絶対値は車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重の変動が大きいほど大きくなるので、平均値ΔFzaは路面外乱が作用することによる各車輪の接地荷重の変動の程度を表わす。また前述の如く、第一の接地荷重Fzi1は少なくともサスペンションスプリングのばね力、ショックアブソーバの減衰力、スタビライザ発生力、車輪の上下方向の慣性力に基づいてが推定されるので、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が高周波にて変動する状況に於いて第一の接地荷重Fzi1は第二の接地荷重Fzi2に比して正確に実際の接地荷重を反映し、逆に第二の接地荷重Fzi2は車輌の前後加速度Gx及び横加速度Gyに基づいて推定され、ノイズの影響を受け難いので、車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い領域に於いて第一の接地荷重Fzi1に比して正確に実際の接地荷重を反映する。 In general, the absolute value of the deviation ΔFzi between the first contact load Fzi1 and the second contact load Fzi2 increases as the road surface disturbance acts on the wheels and the change in the ground load of each wheel increases, so the average value ΔFza is the road surface disturbance. It represents the degree of fluctuation of the ground load of each wheel due to the action of. As described above, the first ground contact load Fzi1 is estimated based on at least the spring force of the suspension spring, the damping force of the shock absorber, the stabilizer generating force, and the inertia force in the vertical direction of the wheel. In a situation where the ground contact load of each wheel varies at a high frequency, the first ground load Fzi1 accurately reflects the actual ground load compared to the second ground load Fzi2, and conversely the second ground contact. The load Fzi2 is estimated based on the longitudinal acceleration Gx and the lateral acceleration Gy of the vehicle and is not easily affected by noise. Therefore, in a region where the frequency of the ground load variation of each wheel is low, such as when the vehicle is traveling on a flat road. Therefore, the actual ground load is accurately reflected in comparison with the first ground load Fzi1.
従って実施例2によれば、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が変動する状況に於いては第一の接地荷重Fzi1の重みを大きくして各車輪の接地荷重Fziが演算され、車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い状況に於いては第二の接地荷重Fzi2の重みを大きくして各車輪の接地荷重Fziが演算されるので、車輪に路面外乱が作用し各車輪の接地荷重が高周波にて変動する状況及び車輌が平坦路を走行する場合の如く各車輪の接地荷重の変動の周波数が低い状況の何れの状況に於いても、各車輪の接地荷重Fziを正確に推定することができる。 Therefore, according to the second embodiment, when the road surface disturbance is applied to the wheels and the ground load of each wheel fluctuates, the weight of the first ground load Fzi1 is increased to calculate the ground load Fzi of each wheel. In a situation where the frequency of fluctuation of the ground load of each wheel is low, such as when the vehicle is traveling on a flat road, the weight of the second ground load Fzi2 is increased and the ground load Fzi of each wheel is calculated. Whether the road surface disturbance is applied to the wheels and the ground load of each wheel fluctuates at a high frequency, or the ground load fluctuation frequency of each wheel is low, such as when the vehicle is traveling on a flat road. The ground load Fzi of each wheel can be accurately estimated.
特に図示の実施例2によれば、重みKは第一の接地荷重Fzi1と第二の接地荷重Fzi2との偏差ΔFziの絶対値の平均値ΔFzaに基づいて各車輪に共通の値として演算されるので、重みKが各車輪毎に演算される場合に比して、車輪の接地荷重Fziを容易に推定することができる。 In particular, according to the illustrated embodiment 2, the weight K is calculated as a common value for each wheel based on the average value ΔFza of absolute values of the deviation ΔFzi between the first contact load Fzi1 and the second contact load Fzi2. Therefore, compared to the case where the weight K is calculated for each wheel, the wheel ground load Fzi can be easily estimated.
また図示の実施例2によれば、ステップ140に於いて重みKに対するフィルタ処理又はガード値による変化量の制限処理により重みKの変化の制限処理が行われるので、重みKの急激な変化及びこれに起因する車輪の接地荷重Fziの急激な変化を防止し、これにより車輪の接地荷重Fziを使用して行われる車輌運動制御の制御量の急激な変化を確実に防止することができる。 Further, according to the second embodiment shown in the drawing, since the weight K change limiting process is performed by the filtering process for the weight K or the change limiting process based on the guard value in Step 140, Thus, a sudden change in the wheel ground contact load Fzi caused by the above can be prevented, whereby a sudden change in the control amount of the vehicle motion control performed using the wheel ground load Fzi can be reliably prevented.
尚図示の実施例2に於いては、重みKは第一の接地荷重Fzi1と第二の接地荷重Fzi2との偏差ΔFziの絶対値の平均値ΔFzaに基づいて各車輪に共通の値として演算されるようになっているが、図7に示されている如く偏差ΔFziの絶対値の最大値ΔFzmaxに基づいて各車輪に共通の値として演算されてもよい。 In the illustrated embodiment 2, the weight K is calculated as a common value for each wheel based on the average value ΔFza of absolute values of the deviation ΔFzi between the first contact load Fzi1 and the second contact load Fzi2. However, as shown in FIG. 7, it may be calculated as a common value for each wheel based on the maximum absolute value ΔFzmax of the deviation ΔFzi.
また図8に示されている如く、第一の接地荷重Fzi1と第二の接地荷重Fzi2との偏差ΔFziの絶対値に基づいて重みKi(i=fl、fr、rl、rr)が各車輪毎に演算され、各車輪の接地荷重Fziが各車輪毎に下記の式43に従って第一の接地荷重Fzi1及び第二の接地荷重Fzi2の重み和として演算されてもよい。
Fzi=Fzi1(1−Ki)+Fzi2Ki …(43)
Further, as shown in FIG. 8, the weight Ki (i = fl, fr, rl, rr) is set for each wheel based on the absolute value of the deviation ΔFzi between the first contact load Fzi1 and the second contact load Fzi2. The ground load Fzi of each wheel may be calculated as a weight sum of the first ground load Fzi1 and the second ground load Fzi2 according to the following equation 43 for each wheel.
Fzi = Fzi1 (1-Ki) + Fzi2Ki (43)
また図9に示されている如く、例えば上下力Fsi、Fdi、Fstf、Fstr及び慣性力Fwmiの何れかの変化率若しくはその変化量、車高Hi、ストローク速度Hvi、各車輪の上下加速度Xwddi等の変化率若しくはその変化量、又は当技術分野に於いて公知の他のパラメータに基づいて路面の悪路の度合が判定され、路面の悪路の度合が高いほど小さくなるよう、重みKは路面の悪路の度合に基づいて各車輪に共通の値として演算されてもよい。 As shown in FIG. 9, for example, the rate of change or the amount of any of the vertical forces Fsi, Fdi, Fstf, Fstr and the inertial force Fwmi, the vehicle height Hi, the stroke speed Hvi, the vertical acceleration Xwddi of each wheel, etc. The degree of bad road on the road surface is determined based on the rate of change or the amount of change, or other parameters known in the art, and the weight K is the road surface so that the higher the bad road degree, the smaller the weight K. It may be calculated as a value common to each wheel based on the degree of the rough road.
また図示の実施例2に於いては、ステップ40及び50に於いて肯定判別が行われると、ステップ130に於いて第一の接地荷重Fzi1と第二の接地荷重Fzi2との偏差ΔFziの絶対値の平均値ΔFzaに基づき第二の接地荷重Fzi2に対する重みKが演算されるようになっているが、ステップ40及び50に於いて肯定判別が行われた場合の重みKは一定の値であってもよい。
In the illustrated embodiment 2, if an affirmative determination is made in
更に図示の実施例2に於いては、ステップ65、115、又は130が完了すると、ステップ140に於いて重みKの変化の制限処理が行われるようになっているが、ステップ140は省略されてもよく、またステップ65又は130が完了すると、ステップ150へ進むよう修正されてもよい。 Further, in the illustrated second embodiment, when step 65, 115, or 130 is completed, the process of limiting the change in weight K is performed in step 140, but step 140 is omitted. It may also be modified to proceed to step 150 when step 65 or 130 is complete.
尚図示の実施例1及び2によれば、各車輪に車高制御装置及び減衰力可変式のショックアブソーバが設けられ、前輪側及び後輪側にアクティブスタビライザ装置が設けられた車輌に於いても、各車輪に対応して設けられた荷重センサを要することなく車高制御装置等の制御に使用される車高センサ等の検出値に基づいて各車輪の第一の接地荷重Fzi1を正確に推定することができる。 According to the first and second embodiments, the vehicle height control device and the variable damping force type shock absorber are provided on each wheel, and the active stabilizer device is provided on the front wheel side and the rear wheel side. The first ground contact load Fzi1 of each wheel is accurately estimated based on the detected value of the vehicle height sensor used for the control of the vehicle height control device etc. without requiring a load sensor provided corresponding to each wheel. can do.
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。 Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
例えば上述の各実施例に於いては、車輌は車高調整装置、減衰力可変式のショックアブソーバ、アクティブスタビライザ装置を備えているが、本発明の車輪接地荷重推定装置は車高調整装置、減衰力可変式のショックアブソーバ、アクティブスタビライザ装置の少なくとも何れかを備えていない車輌に適用されてもよい。 For example, in each of the above-described embodiments, the vehicle includes a vehicle height adjusting device, a damping force variable shock absorber, and an active stabilizer device. However, the wheel ground load estimating device of the present invention is a vehicle height adjusting device, a damping device. The present invention may be applied to a vehicle that does not include at least one of a force variable shock absorber and an active stabilizer device.
また上述の各実施例に於いては、車高調整装置はエアスプリング式の車高調整装置であるが、車高調整装置はハイドロニューマチックサスペンションの如く当技術分野に於いて公知の任意の車高調整装置であってよく、またアクティブスタビライザ装置は前輪及び後輪に設けられているが、本発明の車輪接地荷重推定装置はアクティブスタビライザ装置が前輪又は後輪にのみ設けられた車輌に適用されてもよい。 In each of the above-described embodiments, the vehicle height adjusting device is an air spring type vehicle height adjusting device. However, the vehicle height adjusting device may be any vehicle known in the art such as a hydropneumatic suspension. Although the active stabilizer device may be provided on the front wheel and the rear wheel, the wheel contact load estimating device of the present invention is applied to a vehicle in which the active stabilizer device is provided only on the front wheel or the rear wheel. May be.
また上述の各実施例に於いては、サスペンションスプリングのばね力により各車輪に付与される上下力Fsi、ショックアブソーバ22FL〜22RRの減衰力により各車輪に付与される上下力Fdi、スタビライザ装置のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Fstf、Fstrの演算に際し、それぞれアーム比Kasf、Kasr、Kadf、Kadr、Katf、Katrが考慮されるようになっているが、アーム比は省略されてもよい。 In the above-described embodiments, the vertical force Fsi applied to each wheel by the spring force of the suspension spring, the vertical force Fdi applied to each wheel by the damping force of the shock absorbers 22FL to 22RR, and the spring of the stabilizer device. The arm ratios Kasf, Kasr, Kadf, Kadr, Katf, and Katr are taken into account when calculating the vertical forces Fstf and Fstr applied to the left and right front wheels and the left and right rear wheels by force, but the arm ratio is omitted. May be.
また上述の各実施例に於いては、エアスプリング装置24FL〜24RRのばね力により各車輪に付与される上下力Fsfl〜Fsrr、各ショックアブソーバの減衰力により各車輪に付与される上下力Fdfl〜Fdrr、各車輪の上下方向の慣性力Fwmi、アクティブスタビライザ装置16及び18のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Fstf及びFstrはそれぞれ上記式22〜32に従って演算されるようになっているが、エアスプリング装置24FL〜24RRのばね力、各ショックアブソーバの減衰力、アクティブスタビライザ装置16及び18のばね力がマップ(ばね特性線図、減衰力特性線図、スタビライザ力特性線図)より演算され、エアスプリング装置24FL〜24RRのばね力により各車輪に付与される上下力Fsfl〜Fsrr、各ショックアブソーバの減衰力により各車輪に付与される上下力Fdfl〜Fdrr、アクティブスタビライザ装置16及び18のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Fstf及びFstrがそれぞれエアスプリング装置24FL〜24RRのばね力、各ショックアブソーバの減衰力、アクティブスタビライザ装置16及び18のばね力と対応するアーム比との積として演算されてもよい。
In each of the above-described embodiments, the vertical forces Fsfl to Fsrr applied to each wheel by the spring force of the air spring devices 24FL to 24RR, and the vertical force Fdfl to be applied to each wheel by the damping force of each shock absorber. Fdrr, the vertical inertia force Fwmi of each wheel, and the vertical forces Fstf and Fstr applied to the left and right front wheels and the left and right rear wheels by the spring force of the
またエアスプリング装置24FL〜24RRのばね力により各車輪に付与される上下力Fsfl〜Fsrr、各ショックアブソーバの減衰力により各車輪に付与される上下力Fdfl〜Fdrr、アクティブスタビライザ装置16及び18のばね力により左右前輪及び左右後輪に付与される上下力Fstf及びFstrがそれぞれアーム比が考慮されたマップより演算されてもい。
Further, vertical forces Fsfl to Fsrr applied to each wheel by the spring force of the air spring devices 24FL to 24RR, vertical forces Fdfl to Fdrr applied to each wheel by the damping force of each shock absorber, and springs of the
また上述の各実施例に於いては、各車輪の第一の接地荷重Fzi1は式14及び16に対応する式33乃至36又は式18及び20に対応する式37乃至40に従って演算されるようになっているが、例えば車輌の前後加速度Gx及び横加速度Gyに基づき車輌の旋回に起因する外力Ftni(i=fl、fr、rl、rr)が演算され、式15、17又は式19、21に対応する式に従って第一の接地荷重Fzi1が演算されるよう修正されてもよい。
In each of the above-described embodiments, the first ground contact load Fzi1 of each wheel is calculated according to the equations 33 to 36 corresponding to the
16、18 アクティブスタビライザ装置
22FL〜22RR ショックアブソーバ
24FL〜24RR エアスプリング装置
52 アクティブスタビライザ装置制御用電子制御装置
54 減衰力制御用電子制御装置
56 車高制御用電子制御装置
58FL〜58RR 車高センサ
60FL〜60RR ポジションセンサ
62FL〜62RR 上下加速度センサ
64F、64R 回転角度センサ
66 車輌運動制御用電子制御装置
68FL〜68RR 上下加速度センサ
16, 18 Active stabilizer device 22FL to 22RR Shock absorber 24FL to 24RR Air spring device 52 Electronic control device for active stabilizer device control 54 Electronic control device for damping force control 56 Electronic control device for vehicle height control 58FL to 58RR Vehicle height sensor 60FL to 60RR Position sensor 62FL to 62RR Vertical acceleration sensor 64F, 64R
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