JP2007050804A - スタビリティコントロール装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 走行安定性をより向上させるべく、制御の応答性を向上させる事ができるスタビリティコントロール装置を、低コストで実現する。
【解決手段】 横方向荷重測定手段１３が求める接地面での横方向荷重と、セルフアライニングトルク測定手段１４が求めるセルフアライニングトルクとに基づいて制御器１５が、操舵輪の横滑り角と上記接地面の摩擦係数とのうちの少なくとも一方を算出する。そして、上記制御器１５が、この算出結果に基づいて、車両の走行安定性を確保する為の制御を行なう。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両（自動車）の走行安定性を確保する為のスタビリティコントロール装置の改良に関し、制御の応答性を向上させて、より高度の走行安定性を確保すべく発明したものである。
車両の走行時に何れか又は総ての車輪のグリップが低下若しくは喪失すると、車両の走行安定性が損なわれて、事故の原因となる。この為従来から、車両のスタビリティ（stability ＝standing ability＝走行安定性）を確保する為に各種構造のスタビリティコントロール装置が考えられ、その一部は実用化されている。この様なスタビリティコントロール装置は、何れか又は総ての車輪のグリップが低下若しくは喪失した場合に、アクセルペダルの踏み込み量に関係なくエンジンの出力を低下させると共に、ブレーキペダル操作の有無に関係なく各車輪に付属したブレーキ装置のうちの少なくとも１個のブレーキ装置により当該車輪に制動力を付与する事で、スタビリティを確保するものである。
図１１〜１４は、この様なスタビリティコントロール装置のうち、非特許文献１及び特許文献１、２に記載されたものの構造及び機能を表している。このスタビリティコントロール装置では、図１１に示す様に、車両に設けた前後左右４個の車輪１FL、１FR、１RL、１RRの回転速度を、それぞれ回転速度センサ２FL、２FR、２RL、２RRにより検出自在としている。又、上記各車輪１FL、１FR、１RL、１RRに付属のブレーキ装置３FL、３FR、３RL、３RRに導入する油圧を、ブレーキペダル４の操作に基づいて制御する他、このブレーキペダル４の操作とは関係なく、互いに独立して調節自在としている。この為に、このブレーキペダル４の踏み込みに伴って圧油を送り出すマスタシリンダ５と、上記各ブレーキ装置３FL、３FR、３RL、３RRに付属のホイルシリンダとの間に、油圧制御ユニット６を設けている。そして、マイクロコンピュータを内蔵した制御器７からの信号に基づいて上記油圧制御ユニット６が、上記各ブレーキ装置３FL、３FR、３RL、３RRに導入する油圧を制御する様にしている。尚、各符号のうち「FL」は左前輪に、「FR」は右前輪に、「RL」は左後輪に、「RR」は右後輪に、それぞれ対応する。
上記制御器７には、上記各回転速度センサ２FL、２FR、２RL、２RRの検出信号の他、舵角センサ９の検出信号と、加速度センサ１０の検出信号と、ヨーレートセンサ１１の検出信号とを入力している。このうちの舵角センサ９は、ステアリングホイール８の操作に基づいて操舵輪（左右１対の前輪）に付与する舵角の大きさと付与する速度とを検出する。又、上記加速度センサ１０は、車体に対し幅方向（左右方向）に加わる加速度を検出する為に、この車体に設けている。又、上記ヨーレートセンサ１１は、この車体に加わる旋回モーメントを検出する為に、この車体に設けている。
この様な各センサ２FL、２FR、２RL、２RR、９、１０、１１の検出信号を受け入れた上記制御器７は、上記各車輪１FL、１FR、１RL、１RRと路面との接触面で車両の走行安定性を阻害する滑りが発生しない場合に、上記ステアリングホイール８の操作に基づいて車体が運動すると考えられる標準状態を算出する。そして、この標準状態と、上記加速度センサ１０或は上記ヨーレートセンサ１１の検出信号に基づいて求められる、実際に車体が運動している実状態との間に差が生じた場合に、上記各車輪１FL、１FR、１RL、１RRと路面との接触面で、車両の走行安定性を阻害する滑りが発生していると判定する。そして、この場合に上記制御器７は、図１４に示す様に、図示しないエンジンの出力を低下させたり、前記各ブレーキ装置３FL、３FR、３RL、３RRに導入する油圧を制御する。この様にして行なわれる、スタビリティコントロール装置による制御が必要な典型的な状態として、車両の向きが上記ステアリングホイール８の操作量以上に変化するオーバーステア（スピン）の場合と、同じく操作量に見合うだけ変化しないアンダーステア（ドリフトアウト）とがある。又、何れの状態を修正する制御にしても、各種方法が知られている。
先ず、このうちの第１例の制御方法に就いて、図１２〜１４により説明する。この場合に上記制御器７は、上記各回転速度センサ２FL、２FR、２RL、２RRの検出信号から、或は図示しないトランスミッションに組み込んだ車速センサの検出信号から、車体速度（車両の走行速度）を算出する。そして、この車体速度と、上記加速度センサ１０が検出した、車両の横方向に加わる加速度（横Ｇ）とに基づいて、上記標準状態に対応してこの車両に加わる標準旋回角速度ω1 を算出する。又、上記制御器７は、上記ヨーレートセンサ１１の検出信号から、実際に上記車両に加わる実旋回角速度（スピン角速度）ω2 を算出する。次いで、上記制御器７は、この実旋回角速度ω2 と上記標準旋回角速度ω1 とから、上記車両の滑り角速度ｄβ／ｄｔ（＝ω2 −ω1 ）を求め、更にこの滑り角速度から、この車両の滑り角度β（＝∫ｄβ／ｄｔ）を求める。
そして、この滑り角度βが、この車両の走行安定性を損なう程大きいと判断した場合に上記制御器７は、この走行安定性を確保すべく、前記エンジン及び前記各ブレーキ装置３FL、３FR、３RL、３RRの制御を行なう。例えば、図１３の（Ａ）に示す様に、右方への進路変更時にオーバーステアが発生した場合には、左前の車輪１FLに付属のブレーキ装置３FLに、比較的大きな制動力を発生させる。他の車輪１FR、１RL、１RRに付属のブレーキ装置３FR、３RL、３RRには、制動力を発生させないか、発生させた場合でも比較的小さな制動力のみを発生させる。この結果、上記左前の車輪１FLから車体１２に、図１３の（Ａ）に矢印イで示す方向の力が作用し、この力に基づいてこの車体１２に、矢印ロで示す方向の修正旋回モーメントが加わる。この修正旋回モーメントの方向は、オーバーステア時に上記車体１２を旋回させる方向｛図１３の（Ａ）の矢印ハ方向｝と逆方向に加わるので、オーバーステアの状態が解消され、車両（車体１２）は、前記ステアリングホイール８の操作に基づいて車輪１FL、１FRに付与された舵角に応じた分だけ進路変更する。
反対に、図１３の（Ｂ）に示す様に、右方への進路変更時にアンダーステアが発生した場合には、左後の車輪１RLに付属のブレーキ装置３RLが発生する制動力を零若しくは小さくする。他の車輪１FR、１FL、１RRに付属のブレーキ装置３FR、３FL、３RRには、比較的大きな制動力を発生させる。この結果、上記車体１２の左後部が前方に移動しようとする力が、他の部分が前方に移動しようとする力よりも大きくなり、上記車体１２に、図１３の（Ｂ）に矢印ニで示す方向の修正旋回モーメントが加わる。この修正旋回モーメントの方向は、上記車体１２をより大きく旋回させる方向に加わるので、アンダーステアの状態が解消され、車両（車体１２）は、上記ステアリングホイール８の操作に基づいて車輪１FL、１FRに付与された舵角に応じた分だけ進路変更する。
尚、オーバーステア、アンダーステアの何れの場合でも、上記各車輪１FL、１FR、１RL、１RRに付属の前記各回転速度センサ２FL、２FR、２RL、２RRの検出信号に基づいて制御されるアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の制御信号から分かる、制動時の滑り率や、前記ヨーレートセンサ１１の検出信号に基づいて、上記各車輪１FL、１FR、１RL、１RRと路面との接触面の摩擦抵抗（路面μ値）を推定する。そして、前記各ブレーキ装置３FL、３FR、３RL、３RRに導入する油圧の値を、互いに独立した状態で微調節する。又、図１４に示す様に、これら各ブレーキ装置３FL、３FR、３RL、３RRに導入する油圧を調節すると同時に、エンジンの一部のシリンダへの燃料の供給を低減若しくは停止する事により、このエンジンの出力を低下させて、駆動輪から上記車体１２に、それ以上オーバステア或はアンダーステアに繋がる力が加わらない様にする。
次に、図１５に示した第２例の制御方法では、前記制御器７は、上述の第１例の場合と同様にして求めた車体速度と、前記舵角センサ９の検出信号とから、前記標準状態に対応して前記車両に加わる標準ヨーレートを算出する。又、上記制御器７は、上記ヨーレートセンサ１１の検出信号から、実際に上記車両に加わる実ヨーレートを算出する。次いで、上記制御器７は、この実ヨーレートと上記標準ヨーレートとの偏差（ヨーレート偏差）及びその方向を求め、上記各車輪１FL、１FR、１RL、１RRと路面との接触面の滑り量を求める。そして、この滑りを解消すべく、上述の第１例の場合と同様にして、上記各ブレーキ装置３FL、３FR、３RL、３RRに導入する油圧の制御及び上記エンジンの出力制御を行なって、オーバステア或はアンダーステアの状態を解消する。尚、第１例の方法が特にオーバステアの修正に好適であるのに対して、第２例の方法は、特にアンダーステアの修正に好適である。
上述の様な、従来から知られているスタビリティコントロール装置の場合、滑り易い路面での走行安定性確保に大きな効果を発揮するが、この走行安定性をより向上させるべく、制御の応答性を向上させる余地が残されている。即ち、従来から知られている各種スタビリティコントロール装置は何れも、各車輪と路面との接触面部分で滑りが発生した事を、車体側に設けた加速度センサやヨーレートセンサが検出する、この車体の挙動により検知する様に構成している。上記接触面部分に加わる力或はこの接触面部分で生じる滑りを直接検知するものではない。従って、初期状態とは言え、車両が不安定な状態になってからその事実を検知し、この不安定状態を修正する制御しか行なえない。
しかも、上記各車輪と車体との間には懸架装置のばねが存在し、これら各車輪の動きが車体に伝わるまでの間に時間的遅れが生じる事は避けられない。この時間的遅れは、上記ばねの弾性、所謂ばね上荷重となる車体並びに乗員数等に応じて変化する積載量により異なる。一般的に、このばね上荷重に基づく上記ばねの共振周波数は１〜２Ｈｚ程度の低い値である為、急激な転舵等が行なわれた場合に上記時間的遅れは、数１０〜数１００ｍｓ程度になる。そして、ヨーレートセンサによる車体のヨーレートの検出信号は、この制御開始の為のトリガー信号としての役目も持つ為、上記時間的遅れの分、上記不安定状態を修正する為の制御開始が遅れる。
これに対して特許文献１、２には、各車輪と路面との間に作用するグリップ力に関連して変化する状態値を測定し、このグリップ力に基づいて上記不安定状態を修正する為の制御を行なう事により、上述の様な制御開始の遅れを解消するスタビリティコントロール装置が記載されている。この従来の改良型のスタビリティコントロール装置は、車輪（タイヤ）と路面との接触部の滑りを、時間的遅れを生じさせず迅速に検知し、車両の走行安定性確保を、高次元で図るもので、例えば図１６に示す様に機能する。先ず、走行速度及び横方向の加速度から、上記接触部に滑りが発生していない状態で、この接触部で生じると考えられる、標準グリップ力を算出する。又、車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込んだセンサの検出信号に基づいて、上記接触部で実際に発生している実グリップ力を、上記車輪支持用転がり軸受ユニットに加わっているアキシアル荷重として求める。そして、この実グリップ力と上記標準グリップ力との偏差が大きい場合に、走行安定性確保の為の制御を開始させる。尚、上記車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込んだセンサとしては、例えば、特許文献３〜５に記載されたものの他、特願２００５−１４７６４２号に開示されたものが、使用可能である。
又、前述の図１１に示した、各車輪１FL、１FR、１RL、１RRに付属の前記各回転速度センサ２FL、２FR、２RL、２RRの検出信号に基づいて制御されるアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の制御信号から分かる、制動時の滑り率、或は別途車体１２（図１３参照）に設けたヨーレートセンサ１１の検出信号に基づいて、上記各車輪１FL、１FR、１RL、１RRと路面との接触面の摩擦係数（路面μ値）を推定する。そして、前記各ブレーキ装置３FL、３FR、３RL、３RRに導入する油圧の値を、互いに独立した状態で微調節する。又、前述の図１４に示す様に、これら各ブレーキ装置３FL、３FR、３RL、３RRに導入する油圧を調節すると同時に、エンジンの一部のシリンダへの燃料の供給を低減若しくは停止する事により、このエンジンの出力を低下させて、駆動輪から上記車体１２に、それ以上車両の走行を損なう原因になる力が加わらない様にする。更には、舵角センサ９と速度センサとの信号に基づく計算値と、ヨーレートセンサ１１の信号に基づく計算値とから上記摩擦係数を推定し、この摩擦係数に基づき得られるグリップ力と、その時点での実グリップ力とを比較して、車両の安定性が損なわれない様にする、フィードフォワード制御も可能になる。
上述した様な、従来の改良型のスタビリティコントロール装置の場合、上記各車輪１FL、１FR、１RL、１RRと路面との接触面の摩擦係数（路面μ値）を推定する事により、車両の走行安定性確保の面から高度の制御を可能としているが、上記摩擦係数を推定する手段の面から、改良の余地がある。即ち、特許文献１、２に記載された従来技術の場合には、上記摩擦係数を求める為に、ヨーレートセンサや舵角センサが必要になり、これら各センサを設置する分だけ、コストが嵩む。又、センサ故障時等のフェイルセーフを図る面から、上記摩擦係数を推定する手段を複数設ける事が好ましいが、この場合に、上記ヨーレートセンサや舵角センサを複数組設ける事はコストを抑える面から好ましくないだけでなく、フェイルセーフの信頼性確保の面からも、必ずしも好ましくない。即ち、信頼性の高いフェイルセーフを図る為には、上記摩擦係数を推定する為に、互いに構造が異なる複数の手段を設ける事が好ましいものと考えられる。
尚、本発明に関連する技術文献として、非特許文献２が存在する。この非特許文献２には、横滑り角とセルフアライニングトルクとラジアル荷重との関係、横滑り角とコーナリングフォースとラジアル荷重との関係が、それぞれ記載されている。但し、上記非特許文献２には、これらの関係に就いて記載されているのみで、これらの関係を利用して車両の走行安定性向上を図る為の具体的方法に就いては、この様な方法を示唆する記述を含めても記載されていない。又、前述した特許文献３〜５に加え、特許文献６、７にも、車輪支持用転がり軸受ユニットに加わる荷重を測定する構造に関する発明が記載されている。このうちの特許文献３、６にはアキシアル荷重を、特許文献４、５にはラジアル荷重とアキシアル荷重とのうちの一方又は双方を、特許文献７にはラジアル荷重を、それぞれ測定する為の構造が記載されている。但し、これら特許文献３〜７にも、測定した荷重に基づいて、車輪の横滑り角と上記接触面の摩擦係数とのうちの少なくとも一方を求める事に就いては記載されていない。
特開２００５−７５２６４号公報 特開２００５−１４５１５５号公報 特開平３−２０９０１６号公報 特開２００４−３９１８号公報 特開２００５−３１０６３号公報 特公昭６２−３３６５号公報 特開２００１−２１５７７号公報 青山元男、「レッドバッジシリーズ／２４５／スーパー図解／クルマの最新メカがわかる本」、ｐ．１４８−１４９、（株）三推社／（株）講談社、平成１３年１２月２０日 安部正人、「自動車の運動と制御」、ｐ．２０、２６、（株）山海堂、平成４年７月２０日
本発明は、上述の様に事情に鑑みて、走行安定性をより向上させるべく、制御の応答性を向上させる事ができるスタビリティコントロール装置を低コストで実現すべく発明したものである。
本発明のスタビリティコントロール装置は、図１に示す様に、横方向荷重測定手段１３と、セルフアライニングトルク測定手段１４と、制御器１５とを備える。
このうちの横方向荷重測定手段１３は、車両の操舵輪と路面との接触面で、この車両の幅方向に加わる横方向荷重を求める為のものである。
又、上記セルフアライニングトルク測定手段１４は、上記操舵輪に舵角が付与される事に伴ってこの操舵輪に対しこの舵角を解消する方向に加わる、セルフアライニングトルクを測定する為のものである。
更に、上記制御器１５は、上記セルフアライニングトルク測定手段から送り込まれる、上記セルフアライニングトルクの大きさを表すトルク信号と、上記横方向荷重測定手段１３から送り込まれる、上記横方向荷重の大きさを表す荷重信号とに基づいて、上記操舵輪の横滑り角と上記接触面の摩擦係数とのうちの少なくとも一方を算出する演算器１６を組み込んでいる。
そして、上記制御器１５が、上記演算器１６が算出した、上記横滑り角と上記接触面の摩擦係数とのうちの少なくとも一方の値に基づいて指令器１７に信号を送り、この指令器１７から、車両の走行安定性を確保する為の制御を行なう為の指令信号を発する。
上述の様に構成する本発明のスタビリティコントロール装置によれば、制御の応答性を向上させる事ができるスタビリティコントロール装置を低コストで実現できる。
即ち、車両の走行安定性確保の為の制御をフィードフォワード制御により行なう為に重要な要素である、車両の操舵輪に関する、横滑り角と、この操舵輪と路面との接触面の摩擦係数とのうちの少なくとも一方を、横方向荷重測定手段１３とセルフアライニングトルク測定手段１４とにより構成できる。この点に就いて、図２を参照しつつ説明する。
この図２は、前述の非特許文献２に記載された、横滑り角とセルフアライニングトルクとラジアル荷重との関係｛図２の（Ａ）｝、及び、横滑り角とコーナリングフォースとラジアル荷重との関係｛図２の（Ｂ）｝を示している。このうちのコーナリングフォースは、上記横方向荷重測定手段１３により求められる横方向荷重と（車輪の回転半径に基づくモーメントの影響を補正すれば）等価である。上記図２の（Ａ）から分かる様に、ラジアル荷重を一定として考えた場合、セルフアライニングトルクは、横滑り角が小さい場合に（０ｄｅｇから４〜６ｄｅｇ程度迄の間）は、この横滑り角の増大に伴って増大する。これに対してこの横滑り角が或る程度大きくなる（４〜６ｄｅｇを越える）と、この横滑り角の増大に伴って減少する。この事は、セルフアライニングトルクを測定しただけでは、上記横滑り角を求められない事を意味する。例えば、図２の（Ａ）に示した例で、操舵輪に加わるラジアル荷重が２．９４ｋＮ（３００kgf ）であり、セルフアライニングトルクが１９．６Ｎ・ｍ（２kgf・ｍ）の場合に、上記滑り角は凡そ１．７ｄｅｇである場合と、凡そ１０．７ｄｅｇである場合とが考えられる。この様に、大きく異なる２通りの値が考えられる場合には、上記滑り角の値を、車両の走行安定性確保の為の制御に利用する事はできない。
一方、上記図２の（Ｂ）に示した、上記横滑り角と上記コーナリングフォースとの関係に就いて見た場合でも、この横滑り角が或る程度大きくなった場合には、横滑り角が大きくなっても上記コーナリングフォースがそれ以上大きくはならない（飽和する）。この横滑り角が大きくなった状態とは、著しいアンダーステア若しくはオーバステア、更にはスピンに結び付く様な著しい滑りが生じている場合と考えられる。従って、大きな横滑り角を正確に把握する事は、走行安定性確保の為の制御を行なう上で重要であるが、上記コーナリングフォースからだけでは、上記大きな横滑り角を正確に把握する事は、困難乃至は不可能である。
これに対して、図２の（Ａ）に示した、セルフアライニングトルクが最大となる｛図２の（Ａ）に示した各曲線の頂部に対応する｝横滑り角の値と、図２の（Ｂ）に示した、コーナリングフォースが飽和する｛図２の（Ｂ）に示した各曲線が横軸とほぼ平行になる｝横滑り角の値との間には、明らかな差が存在する。従って、上記セルフアライニングトルクと上記コーナリングフォースとの両方の値を勘案すれば、上記横滑り角を、一義的に、しかも、走行安定性確保の為の制御を行なう面から必要な精度を確保しつつ、求める事ができる。
例えば、操舵輪に加わるラジアル荷重が２．９４ｋＮ（３００kgf ）であり、前述の様に、セルフアライニングトルク測定手段１４が測定したセルフアライニングトルクが１９．６Ｎ・ｍである場合に、横滑り角は凡そ１．７ｄｅｇであるか、又は、凡そ１０．７ｄｅｇであると考えられる。何れの場合でも、上記セルフアライニングトルクと上記横滑り角との関係を表す曲線の傾斜角度は大きい為、このセルフアライニングトルクに基づくこの横滑り角の測定精度は（それだけでは一義的に決定はできないが）十分に確保できる。そこで、実際の横滑り角の値が何れであるかを、図２の（Ｂ）に示した、コーナリングフォースと横滑り角との関係に基づいて決定する。この場合に、例えばこのコーナリングフォースが２．３５ｋＮ（２４０kgf ）程度であったとすると、上記横滑り角は１１ｄｅｇ弱であると判定できる。この横滑り角が大きい領域では、前述した様に、この横滑り角が大きくなっても上記コーナリングフォースがあまり大きくならない。従って、この横滑り角が大きい領域で、このコーナリングフォースからこの横滑り角を求めると、誤差が大きくなる。そこで、このコーナリングフォースに基づいて、この横滑り角の凡その値を求めたならば、上記図２の（Ａ）に示した、セルフアライニングトルクと横滑り角との関係に基づいて、この横滑り角を求めれば（上述した２通りの値のうちの何れかを選択すれば）、この横滑り角を精度良く求められる。
一方、上記図２の（Ａ）に示した、セルフアライニングトルクと横滑り角との関係に関しても、この横滑り角が所定範囲（ラジアル荷重の大きさにもよるが、４〜８ｄｅｇ程度の範囲）の場合には、横滑り角が変化してもセルフアライニングトルクはあまり変化しない。これに対して、上記所定範囲では、上記横滑り角の変化に基づく、上記コーナリングフォースの変化量が大きくなる。そこで、この横滑り角が上記所定範囲に存在すると判定された場合には、上記図２の（Ｂ）に示した、コーナリングフォースと横滑り角との関係に基づいて上記横滑り角の値を求めれば、この横滑り角を精度良く求められる。
尚、図２の（Ａ）（Ｂ）に示した関係は、各要素同士の関係の１例を示したものである。操舵輪と路面との接触面の摩擦係数が変わった場合には、上記図２の（Ａ）（Ｂ）に示した各曲線の形状は変わる。例えば、上記摩擦係数が小さくなった場合には、上記セルフアライニングトルク及び上記コーナリングフォースの増大に対応して上記横滑り角が増大する程度が著しくなる（図２の各曲線が横方向に広がる）。逆に、上記摩擦係数が大きくなった場合には、上記セルフアライニングトルク及び上記コーナリングフォースの増大に対応して上記横滑り角が増大する程度が小さくなる（図２の各曲線が横方向に縮まる）。但し、何れの場合でも（摩擦係数の大小に拘らず）、横滑り角の変化に対応してセルフアライニングトルクの増減が変化する｛図２の（Ａ）の曲線の頂部に対応する｝この横滑り角の値と、コーナリングフォースの増大が飽和する横滑り角との大小関係は、図２の（Ａ）（Ｂ）に示した例と同じである。即ち、上記コーナリングフォースの増大が飽和する横滑り角よりも小さな横滑り角で、上記セルフアライニングトルクが増大から減少に転じる。従って、上記摩擦係数の大小に関係なく、上述した様な手順により、上記横滑り角を精度良く求められる。
何れにしても、求めた横滑り角は、車両の走行安定性確保の為の制御に利用する。この場合に、この求めた横滑り角をそのままこの制御に利用する事もできるし、この横滑り角から上記摩擦係数を求め、この摩擦係数に基づいて上記制御を行なう事もできる。何れの場合も、制御の態様は特に限定しない。例えば、この横滑り角をそのまま利用する場合には、この横滑り角を小さくする方向のフィードバック制御を行なう事が考えられる。又、上記摩擦係数を利用する場合には、前記横方向荷重測定手段１３により測定される横方向荷重（コーナリングフォース）が、上記摩擦係数とラジアル荷重とから求められる、上記接触面に作用する摩擦力を上回らない様なフィードフォワード制御を行なう事が考えられる。
前述の様に構成し、上述の様に作用する本発明のスタビリティコントロール装置を構成する、上記横方向荷重測定手段１３と前記セルフアライニングトルク測定手段１４とは、低コストで十分な測定精度を有するものを得られる。例えば、横方向荷重測定手段１３として、請求項２に記載した様に、懸架装置に車輪を回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込んだものを使用する。そして、この車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する静止輪と回転輪との間に作用するアキシアル荷重として横方向荷重を求める。この様な構造を採用すれば、上記横方向荷重測定手段１３を、必要な測定精度を確保しつつ、低コストで実現できる。尚、この様な、車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込んだ横方向荷重測定手段１３としては、前述の特許文献３〜６に記載された構造の他、後述する実施例の様な構造が採用できる。何れにしても、上記横方向荷重測定手段１３は、上記横滑り角又は上記摩擦係数を求める以外の用途にも使用するので、この横滑り角又は摩擦係数を求める為に上記横方向荷重測定手段１３を設置する事によるコスト上昇は殆どない。
又、上記セルフアライニングトルク測定手段１４は、例えば、請求項３に記載した様に、操舵輪に舵角を付与する為のステアリング装置を構成するステアリングシャフトに作用するトルクを測定する、トルクセンサを含んで構成する。多くの自動車に採用されているパワーステアリング装置にはこの様なトルクセンサを組み込んでいるので、このトルクセンサの測定信号を利用すれば、新たなコストを要する事なく、上記セルフアライニングトルク測定手段１４を得られる。
上述の様に上記横方向荷重測定手段１３及び上記セルフアライニングトルク測定手段１４は、低コストで十分な測定精度を有するものを得られる為、これら両測定手段１３、１４を組み込んだ本発明のスタビリティコントロール装置の低コスト化を図れる。又、ヨーレートセンサ及び舵角センサの測定信号に基づいて、前記横滑り角又は前記接触面の摩擦係数を求める構造を組み込んだ場合にも、これと組み合わせて上記両測定手段１３、１４を設けてフェイルセーフを図れば、このフェイルセーフ用の機構の信頼性を十分に確保できる。即ち、上記横滑り角又は上記摩擦係数を推定する為に、互いに構造が異なる複数の手段を設ける事により、信頼性の高いフェイルセーフを図れる。
本発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、ステアリング装置を、電動モータによってステアリングシャフトに補助トルクを付加する、電動パワーステアリング装置とする。又、セルフアライニングトルク測定手段は、トルクセンサに加えて、上記補助トルクを測定する為の補助トルク測定手段を備える。そして、上記セルフアライニングトルク測定手段に、この補助トルクとトルクセンサの測定値との合計を表す信号を、セルフアライニングトルクの大きさを表すトルク信号として出力させる。
パワーステアリング装置に組み込むトルクセンサは、設置位置によっては、セルフアライニングトルクに比例したトルクを測定しない可能性がある。即ち、電動パワーステアリング装置では、運転者がステアリングホイールに付与する力（操舵力）が所望値になる様に、ステアリングシャフトのうちでこのステアリングホイールに近い（補助トルクを付加する部分よりもステアリングホイール寄り）部分に加わるトルクを測定する様にしている。この様な構造の場合には、トルクセンサが測定するトルクは、上記セルフアライニングトルクに比例したトルクから、電動モータによってステアリングシャフトに付加された補助トルクを減じた大きさのトルクとなる。そこで、この様な構造の場合には、上述した様に、この補助トルクと上記トルクセンサの測定値との合計を表す信号を、セルフアライニングトルクの大きさを表すトルク信号として出力すれば、このセルフアライニングトルクの大きさを正確に求められる。尚、上記補助トルクは、別個トルクセンサを設けなくても、上記電動モータに流れる電流から求められる。この場合に、この電流を測定する電流計が、上記補助トルク測定手段となる。この様な電流計は、元々電動パワーステアリング装置に組み込まれているので、上記補助トルク測定手段を設ける事によりコストが上昇する事はない。
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、操舵輪に対し鉛直方向に加わるラジアル荷重を測定する為の、縦方向荷重測定手段を設ける。
前述の図２から明らかな様に、セルフアライニングトルクと横滑り角との関係、及び、コーナリングフォースと横滑り角との関係は、操舵輪に対し鉛直方向に加わるラジアル荷重の大きさに伴って変化する。従って、このラジアル荷重がほぼ一定である条件下では、当該ラジアル荷重に対応して、上記図２に示した様な、上記横滑り角と、上記セルフアライニングトルク又は上記コーナリングフォースとの関係を設定しておけば良い。これに対して、乗員や積載量の多少、加減速、旋回走行等に伴う荷重移動により、上記ラジアル荷重が無視できない程変動する可能性がある場合には、上記縦方向荷重測定手段を設け、その時点での上記ラジアル荷重に対応して、上記セルフアライニングトルク又は上記コーナリングフォースと、上記横滑り角との関係を選択する。そして、その時点でのラジアル荷重に対応した関係に基づいて、この横滑り角を求め、更に、操舵輪と路面との接触面の摩擦係数を求める。
尚、上述の様な縦方向荷重測定手段としては、例えば、前述の特許文献４、５、７に記載された構造が採用可能である。
本発明のスタビリティコントロール装置に組み込む横方向荷重測定手段１３として、利用可能な構造のうち、未公開の構造に就いて説明する。
図３〜５は、特願２００５−１８７５８５号に開示された構造のうちの第１例を示している。
懸架装置に支持された状態で回転しない静止側軌道輪である外輪１８の内径側に、車輪を支持固定（結合固定）する回転側軌道輪であるハブ１９を、複数個の転動体２０、２０を介して回転自在に支持している。そして、このハブ１９の中間部に永久磁石製のエンコーダ２１を外嵌固定すると共に、上記外輪１８の軸方向中間部で複列に配置された上記各転動体２０、２０の間部分に１対のセンサ２２、２２を、それぞれの検出部を、被検出面である上記エンコーダ２１の外周面に近接対向させた状態で、それぞれ１対ずつ設けている。尚、上記センサ２２、２２の検出部には、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子を組み込んでいる。
被検出面である、上記エンコーダ２１の外周面には、Ｎ極に着磁した部分とＳ極に着磁した部分とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。これらＮ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分との境界は、上記エンコーダ２１の軸方向に対し同じ角度だけ傾斜させると共に、この軸方向に対する傾斜方向を、このエンコーダ２１の軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。従って、上記Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分とは、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した（又は凹んだ）、「く」字形となっている。
又、上記両センサ２２、２２の検出部が上記エンコーダ２１の外周面に対向する位置は、このエンコーダ２１の円周方向に関して同じ位置としている。言い換えれば、上記両センサ２２、２２の検出部は、上記外輪１８の中心軸を含む同一仮想平面上に配置されている。又、この外輪１８と上記ハブ１９との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分との軸方向中間部で円周方向に関して最も突出した部分（境界の傾斜方向が変化する部分）が、上記両センサ２２、２２の検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材２１、２２、２２の設置位置を規制している。尚、本実施例の場合には、上記エンコーダ２１として永久磁石製のものを使用しているので、上記両センサ２２、２２側に永久磁石を組み込む必要はない。
上述の様に構成する本実施例の場合、上記外輪１８とハブ１９との間にアキシアル荷重が作用すると、上記両センサ２２、２２の出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪１８とハブ１９との間にアキシアル荷重が作用しておらず、上記外輪１８と上記ハブ１９とが相対変位していない、中立状態では、上記両センサ２２、２２の検出部は、図５の（Ａ）の実線イ、イ上、即ち、上記最も突出した部分から軸方向に同じだけずれた部分に対向する。従って、上記両センサ２２、２２の出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。
これに対して、上記エンコーダ２１を固定したハブ１９に、図５の（Ａ）で下向きのアキシアル荷重が作用し（外輪１８とハブ１９とがアキシアル方向に相対変位し）た場合には、上記両センサ２２、２２の検出部は、図５の（Ａ）の破線ロ、ロ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが互いに異なる部分に対向する。この状態で上記両センサ２２、２２の出力信号の位相は、同図の（Ｂ）に示す様にずれる。更に、上記エンコーダ２１を固定したハブ１９に、図５の（Ａ）で上向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ２２、２２の検出部は、図５の（Ａ）の鎖線ハ、ハ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが、逆方向に互いに異なる部分に対向する。この状態で上記両センサ２２、２２の出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。
上述の様に本実施例の場合には、上記両センサ２２、２２の出力信号の位相が、上記外輪１８とハブ１９との間に加わるアキシアル荷重の作用方向に応じた方向にずれる。又、このアキシアル荷重により上記両センサ２２、２２の出力信号の位相がずれる程度（変位量）は、このアキシアル荷重が大きくなる程大きくなる。従って本実施例の場合には、上記両センサ２２、２２の出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその方向及び大きさに基づいて、上記外輪１８とハブ１９との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。
図６は、前記特願２００５−１８７５８５号に開示された構造のうちの第２例を示している。
本実施例の構造の場合には、ハブ１９（図３参照）の中間部に外嵌固定するエンコーダ２１ａとして、磁性金属板製のものを使用する。被検出面である、このエンコーダ２１ａの外周面には、スリット状の透孔２３ａ、２３ｂと柱部２４ａ、２４ｂとを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。これら各透孔２３ａ、２３ｂと各柱部２４ａ、２４ｂとは、上記エンコーダ２１ａの軸方向に対し同じ角度だけ傾斜させると共に、この軸方向に対する傾斜方向を、このエンコーダ２１ａの軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。即ち、このエンコーダ２１ａは、軸方向片半部に、上記軸方向に対し所定方向に同じだけ傾斜した透孔２３ａ、２３ａを形成すると共に、軸方向他半部に、この所定方向と逆方向に同じ角度だけ傾斜した透孔２３ｂ、２３ｂを形成している。
この様なエンコーダ２１ａを使用する本実施例の場合も、上述した実施例１の場合と同様に、軸方向に離隔した１対のセンサを被検出面である外周面に近接対向させる。本実施例の場合には、磁性材製のエンコーダ２１ａを使用する為、上記両センサの側に永久磁石を設ける。この様な本実施例の場合も、上記実施例１の場合と同様に、上記両センサの出力信号の位相が、外輪１８とハブ１９（図３参照）との間に加わるアキシアル荷重の作用方向に応じた方向にずれる。又、このアキシアル荷重により上記両センサの出力信号の位相がずれる程度（変位量）は、このアキシアル荷重が大きくなる程大きくなる。従って本実施例の場合も、上記両センサの出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその方向及び大きさに基づいて、上記外輪１８とハブ１９との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。
尚、エンコーダを円輪状に構成すると共に、このエンコーダの軸方向側面を被検出面とし、この被検出面に１対のセンサの検出部を、径方向にずらせた状態で対向させれば、上記外輪１８と上記ハブ１９とのラジアル方向に関する変位、延てはこれら外輪１８とハブ１９との間に加わるラジアル荷重を求める事も可能である。
図７〜８は、前記特願２００５−１８７５８５号に開示された構造のうちの第３例を示している。
本実施例の構造の場合には、単一のセンサにより外輪１８ａとハブ１９ａとの間に加わるアキシアル方向の変位を求める構造を示している。本実施例の場合には、重量の嵩む自動車の駆動輪を支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットを対象としている為に、転動体２０ａ、２０ａとして円すいころを使用している。又、回転側軌道輪であるハブ１９ａの中心部に、等速ジョイントに付属のスプライン軸を挿通する為のスプライン孔２５を形成している。そして、上記ハブ１９ａの中間部に、磁性金属材製で円環状のエンコーダ２１ｂを外嵌固定している。このエンコーダ２１ｂの外周面には、凹部２６、２６と凸部２７、２７とを、円周方向に関して交互に配置している。これら各凹部２６、２６と凸部２７、２７との円周方向に関する幅寸法は、軸方向に関して漸次変化している。
一方、静止側軌道輪である上記外輪１８ａの中間部に形成した取付孔２８に、磁気検知式のセンサ２２ａを挿通し、このセンサ２２ａの先端部に設けた検出部を、被検出面である、上記エンコーダ２１ｂの外周面に近接対向させている。上記センサ２２ａの検出信号は、上記検出部の近傍を上記各凹部２６、２６と上記各凸部２７、２７とが交互に通過する事に伴って変化する。そして、付属の波形整形回路により矩形波とされてから、図示しない演算器に送り出される。この様に、波形整形回路から演算器に送り出される、上記センサ２２ａの検出信号の変化のパターン（検出信号のデューティ比＝高電位継続時間／１周期）は、上記検出部が対向する、上記エンコーダ２１ｂの外周面の軸方向位置によって変化する。そこで、上記変化のパターンに基づいて、上記外輪１８ａと上記ハブ１９ａとの間に作用するアキシアル荷重を求められる。
図９〜１０は、特願２００５−１５０４３３号に開示された構造の１例を示している。
本実施例の構造の場合には、磁性金属板製のエンコーダ２１ｃの先半部に設けた円筒状部２９に、スリット状の透孔２３ｃ、２３ｃを、円周方向に関して等間隔に形成している。これら各透孔２３ｃ、２３ｃは、それぞれが上記円筒状部２９の軸方向に対し傾斜した、直線状である。又、外輪１８の内端部に嵌合固定した、有底円筒状のカバー３０の内周面の一部で、直径方向反対側２個所位置に、１対のセンサ２２ｂ、２２ｃを支持している。本実施例の場合には、車輪３１を構成するタイヤ３２と路面３３との接触部（接地面部分）に車両の幅方向に加わるアキシアル荷重を求める事を意図している為、一方のセンサ２２ｂを上記カバー３０の上端部内周面に、他方のセンサ２２ｃをこのカバー３０の下端部内周面に、それぞれ支持固定している。
又、上記外輪１８の中心軸とハブ１９（の内端部に外嵌固定した上記エンコーダ２１ｃ）の中心軸とが一致している状態で、上記両センサ２２ｂ、２２ｃの検出部がこのエンコーダ２１ｃの外周面に対向している位置は、このエンコーダ２１ｃの軸方向に関して、互いに同じ位置としている。従って、上記外輪１８の中心軸と上記ハブ１９の中心軸とが一致している中立状態では、上記両センサ２２ｂ、２２ｃの検出信号の位相は、互いに一致する（位相差は生じない）。又、温度変化に伴って上記ハブ１９や上記エンコーダ２１ｃの軸方向寸法が変化し、上記円筒状部２９が軸方向に平行移動した場合でも、上記両センサ２２ｂ、２２ｃの検出信号の位相が互いにずれる事はない（一致した状態のままとなる）。
これに対して、上記外輪１８と上記ハブ１９との間にモーメントが加わり、これら外輪１８とハブ１９との中心軸同士が不一致になると、上記両センサ２２ｂ、２２ｃの検出信号の位相が互いにずれる（位相差が生じる）。例えば、上記ハブ１９に、図９に矢印で示す様な、反時計方向のモーメントが加わると、上記一方のセンサ２２ｂの検出信号の位相は上記中立状態よりも進み（或いは遅れ）、上記他方のセンサ２２ｃの検出信号の位相は上記中立状態よりも遅れる（或いは進む）。この結果、これら両センサ２２ｂ、２２ｃの検出信号同士の間に位相差が生じる。
この様にして生じる、これら両センサ２２ｂ、２２ｃの検出信号同士の間の位相差と、上記外輪１８の中心軸と上記ハブ１９の中心軸との傾斜角度との間には、前記各透孔２３ｃ、２３ｃの傾斜角度θや、複列に配置された転動体２０、２０のピッチＰ、上記円筒状部２９の直径等の幾何学的要因によって定まる、所定の関係（第一の関係）がある。従って、上記両センサ２２ｂ、２２ｃの検出信号を処理する図示しない演算器中のメモリに、上記第一の関係を表した式或いはマップを記憶させておけば、上記位相差に基づいて上記傾斜角度を求められる。又、この傾斜角度の大きさと、上記モーメントの大きさとの間には、車輪支持用転がり軸受ユニットのモーメント剛性等により定まる、一定の関係（第二の関係）がある。そして、この第二の関係は、転がり軸受ユニットの分野で広く知られている弾性接触理論等に基づいて計算により求められる他、実験によっても求められる。従って、上記演算器中に、上記第二の関係を表した式或いはマップを記憶させておけば、上記傾斜角度に基づいて上記モーメントを求められる。
更に、このモーメントの大きさと、前記車輪３１を構成するタイヤ３２と路面３３との接触部（接地面部分）に車両の幅方向に加わるアキシアル荷重との間には、上記車輪３１の回転半径等により幾何学的に定まる、一定の関係（第三の関係）がある。従って、上記演算器中のメモリに、この第三の関係を表した式或いはマップを記憶させておけば、上記モーメントに基づいて上記アキシアル荷重を求められる。この様にして求めたアキシアル荷重は、上記路面３３と上記車輪３１（タイヤ３２）との接触面で生じている荷重と等価である。従って、上記求めたアキシアル荷重に基づいて前述した横滑り角、延ては、上記接地面部分の摩擦係数を求め、その結果により、車両の走行状態を安定化させる為の制御を行なえば、車両の姿勢が不安定になる事を予防する為のフィードフォワード制御が可能になる等、車両の走行安定性確保の為の高度な制御が可能になる。しかも、本例の場合には、上記求めたアキシアル荷重の値に、温度変化に基づく誤差が入り込まない。
本発明のスタビリティコントロール装置の要部を示すブロック図。 セルフアライニングトルクと横方向荷重との関係に基づいて車輪の横滑り角を求められる理由を説明する為の線図で、（Ａ）はセルフアライニングトルクと横滑り角との関係を、（Ｂ）は横方向荷重と均等であるコーナリングフォースと横滑り角との関係を、それぞれ表している。 横方向荷重測定手段として使用できる荷重測定装置付転がり軸受ユニットの第１例を示す断面図。 この第１例に組み込むエンコーダの斜視図。 この第１例の構造により横方向荷重を測定できる理由を説明する為の模式図。 横方向荷重測定手段として使用できる荷重測定装置付転がり軸受ユニットの第２例に組み込むエンコーダの斜視図。 横方向荷重測定手段として使用できる荷重測定装置付転がり軸受ユニットの第３例を示す断面図。 この第３例に組み込むエンコーダの斜視図。 横方向荷重測定手段として使用できる荷重測定装置付転がり軸受ユニットの第４例を示す断面図。 この第４例の構造により横方向荷重を測定できる理由を説明する為の、懸架装置への組み付け状態を示す略断面図。 従来から知られているスタビリティコントロール装置の１例を示す略平面図。 このスタビリティコントロール装置の機能の第１例を示すフローチャート。 このスタビリティコントロール装置の作動状態の２例を説明する為の、車両の略平面図。 このスタビリティコントロール装置の作動時に於ける各部の制御状態を示す線図。 このスタビリティコントロール装置の機能の第２例を示すフローチャート。 改良型のスタビリティコントロール装置の機能を示すフローチャート。
符号の説明
１FL、１FR、１RL、１RR 車輪
２FL、２FR、２RL、２RR 回転速度センサ
３FL、３FR、３RL、３RR ブレーキ装置
４ ブレーキペダル
５ マスタシリンダ
６ 油圧制御ユニット
７ 制御器
８ ステアリングホイール
９ 舵角センサ
１０ 加速度センサ
１１ ヨーレートセンサ
１２ 車体
１３ 横方向荷重測定手段
１４ セルフアライニングトルク測定手段
１５ 制御器
１６ 演算器
１７ 指令器
１８、１８ａ 外輪
１９、１９ａ ハブ
２０、２０ａ 転動体
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ エンコーダ
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ センサ
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 透孔
２４ａ、２４ｂ 柱部
２５ スプライン孔
２６ 凹部
２７ 凸部
２８ 取付孔
２９ 円筒状部
３０ カバー
３１ 車輪
３２ タイヤ
３３ 路面

Claims (5)

  1. 車両の操舵輪と路面との接触面で、この車両の幅方向に加わる横方向荷重を求める為の横方向荷重測定手段と、上記操舵輪に舵角が付与される事に伴ってこの操舵輪に対しこの舵角を解消する方向に加わるセルフアライニングトルクを測定する為のセルフアライニングトルク測定手段と、このセルフアライニングトルク測定手段から送り込まれる、上記セルフアライニングトルクの大きさを表すトルク信号と、上記横方向荷重測定手段から送り込まれる、上記横方向荷重の大きさを表す荷重信号とに基づいて、上記操舵輪の横滑り角と上記接触面の摩擦係数とのうちの少なくとも一方を算出する演算器を組み込んだ制御器とを備え、この制御器が上記車両の走行安定性を確保する為の制御を行なう、スタビリティコントロール装置。
  2. 横方向荷重測定手段が、懸架装置に操舵輪を回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込まれており、この車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する静止輪と回転輪との間に作用するアキシアル荷重として横方向荷重を求める、請求項１に記載したスタビリティコントロール装置。
  3. セルフアライニングトルク測定手段が、操舵輪に舵角を付与する為のステアリング装置を構成するステアリングシャフトに作用するトルクを測定する、トルクセンサを含んで構成されたものである、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したスタビリティコントロール装置。
  4. ステアリング装置が、電動モータによってステアリングシャフトに補助トルクを付加する電動パワーステアリング装置であり、セルフアライニングトルク測定手段は、トルクセンサに加えて、上記補助トルクを測定する為の補助トルク測定手段を備え、この補助トルクとトルクセンサの測定値との合計を表す信号を、セルフアライニングトルクの大きさを表すトルク信号として出力するものである、請求項３に記載したスタビリティコントロール装置。
  5. 操舵輪に対し鉛直方向に加わるラジアル荷重を測定する為の縦方向荷重測定手段を設けた、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したスタビリティコントロール装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009006940A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Mitsubishi Electric Corp 車両用操舵装置
JP2010042692A (ja) * 2008-08-08 2010-02-25 Nissan Motor Co Ltd 舵角制御装置及び舵角制御方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009006940A (ja) * 2007-06-29 2009-01-15 Mitsubishi Electric Corp 車両用操舵装置
JP4583413B2 (ja) * 2007-06-29 2010-11-17 三菱電機株式会社 車両用操舵装置
JP2010042692A (ja) * 2008-08-08 2010-02-25 Nissan Motor Co Ltd 舵角制御装置及び舵角制御方法

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