JP2008308142A - 停車時車体姿勢制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを、制動停止距離の増大なしに抑制、または防止可能な停車時車体姿勢制御装置を提案する。
【解決手段】ブレーキ装置7による制動で車体重心Gに車体慣性力Fiが作用すると、車体1がノーズダイブしてピッチング角変化αを生ずる。停車後は車体慣性力Fiが低下して消失するため、αも車体姿勢復帰力βにより解消されるが、この時αは一旦、定常停車時の本来のピッチング角を超えて揺り戻される。これを抑制するため、車輪内蔵モータ5から後輪2に付加トルクTaが加えられるようモータ5を作動させる。Taの反力は、サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3aから車体1へ分力FhfおよびFvuとして入力され、サスペンションメンバ4の車体側取り付け点4aから車体1へ分力FhrおよびFvdとして入力される。これら分力により車体1に反力トルクTrが発生し、このTrは重心Gの周りに、βと対向する向きの揺り戻し抑制モーメントMbを生じさせる。
【選択図】図1
【解決手段】ブレーキ装置7による制動で車体重心Gに車体慣性力Fiが作用すると、車体1がノーズダイブしてピッチング角変化αを生ずる。停車後は車体慣性力Fiが低下して消失するため、αも車体姿勢復帰力βにより解消されるが、この時αは一旦、定常停車時の本来のピッチング角を超えて揺り戻される。これを抑制するため、車輪内蔵モータ5から後輪2に付加トルクTaが加えられるようモータ5を作動させる。Taの反力は、サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3aから車体1へ分力FhfおよびFvuとして入力され、サスペンションメンバ4の車体側取り付け点4aから車体1へ分力FhrおよびFvdとして入力される。これら分力により車体1に反力トルクTrが発生し、このTrは重心Gの周りに、βと対向する向きの揺り戻し抑制モーメントMbを生じさせる。
【選択図】図1
Description
本発明は、停車時の車体姿勢制御装置、特に、ブレーキ装置を作動させた停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブと称せられる車体の前のめり現象)の後に生ずる車体姿勢の逆方向揺り戻しを効果的に抑制する停車時車体姿勢制御装置に関するものである。
ブレーキ装置を作動させた停車時は、車体慣性力が車輪サスペンション装置の弾性変形を介し車体を前のめりさせる所謂ノーズダイブ現象という車体姿勢変化を生じさせる。
そして、その後は時間の経過につれ車体慣性力が低下し、ついには消失することから、これに伴ってサスペンション装置が上記弾性変形を解放される結果、当該弾性変形の解放によって発生する車体姿勢復帰力により車体姿勢は、車体慣性力が消失した時における本来の車体姿勢へと復帰するが、このとき車体姿勢が一旦、上記本来の車体姿勢を超えて揺り戻された(オーバーシュートした)後に当該本来の車体姿勢へと復帰する。
かかるブレーキ装置を作動させた停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しは乗員に不快感を与える。
そして、その後は時間の経過につれ車体慣性力が低下し、ついには消失することから、これに伴ってサスペンション装置が上記弾性変形を解放される結果、当該弾性変形の解放によって発生する車体姿勢復帰力により車体姿勢は、車体慣性力が消失した時における本来の車体姿勢へと復帰するが、このとき車体姿勢が一旦、上記本来の車体姿勢を超えて揺り戻された(オーバーシュートした)後に当該本来の車体姿勢へと復帰する。
かかるブレーキ装置を作動させた停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しは乗員に不快感を与える。
かかるブレーキ装置を作動させた停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制する技術としては従来、例えば特許文献1に記載されたごときものが知られており、
この車体姿勢揺り戻し抑制技術は、停車させるべくブレーキ装置を作動させて車両を減速させている間、停車までの減速度が滑らかに0になるよう車輪に付加的な駆動トルクを与えつつ停車状態に至らしめるものである。
この技術によれば、減速度が滑らかに0になるようにしつつ車両を停車させるため、車体姿勢変化(ノーズダイブ)そのものが抑制され、結果としてその後における車体姿勢の揺り戻しも少なくすることができる。
特開2005−348497号公報
この車体姿勢揺り戻し抑制技術は、停車させるべくブレーキ装置を作動させて車両を減速させている間、停車までの減速度が滑らかに0になるよう車輪に付加的な駆動トルクを与えつつ停車状態に至らしめるものである。
この技術によれば、減速度が滑らかに0になるようにしつつ車両を停車させるため、車体姿勢変化(ノーズダイブ)そのものが抑制され、結果としてその後における車体姿勢の揺り戻しも少なくすることができる。
しかし上記従来の車体姿勢揺り戻し抑制技術は、車両が停車する前の減速走行中から車輪に付加トルクを与えつつ車両を停車させるものであることから、
付加トルク分だけ減速走行中の制動トルクが減殺され、その分、車両の制動開始から停車までの走行距離、つまり、車両の制動停止距離が若干長くなるという問題を生ずる。
付加トルク分だけ減速走行中の制動トルクが減殺され、その分、車両の制動開始から停車までの走行距離、つまり、車両の制動停止距離が若干長くなるという問題を生ずる。
つまり従来の車体姿勢揺り戻し抑制技術は、制動停止距離を犠牲にして停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制するというものであった。
本発明は、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し抑制制御を停車後に行うようにした停車時車体姿勢制御装置を提案し、もって、制動停止距離を何ら犠牲にすることなく停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制し得るようになし、これにより上記の問題を解消することを目的とする。
この目的のため、本発明の停車時車体姿勢制御装置は、請求項1に記載のごとくに構成する。
先ず、本発明の停車時車体姿勢制御装置を適用する、前提となる車両を説明するに、これは、
サスペンション装置により車体に懸架した車輪を駆動力発生装置からの駆動力により回転して走行可能で、該車輪をブレーキ装置により制動して停車が可能なものとする。
先ず、本発明の停車時車体姿勢制御装置を適用する、前提となる車両を説明するに、これは、
サスペンション装置により車体に懸架した車輪を駆動力発生装置からの駆動力により回転して走行可能で、該車輪をブレーキ装置により制動して停車が可能なものとする。
そして、本発明の停車時車体姿勢制御装置は、このような車両において、
上記ブレーキ装置を作動させたままの停車直後で、車体慣性力による上記サスペンション装置の弾性変形を介した車体姿勢変化に起因して制動力が残存する間、前記ブレーキ装置によるブレーキ保持力のトルク換算値以下の車体姿勢制御用付加トルクが上記駆動力発生装置から車輪へ加えられるよう該駆動力発生装置を作動させ、
上記車体姿勢制御用付加トルクの向きを、該付加トルクの反力が、上記車体慣性力の消失に伴うサスペンション装置の上記弾性変形の解放によって付与される車体姿勢復帰力と対向する向きの車体姿勢制御力を生じさせる向きとしたことを特徴とするものである。
上記ブレーキ装置を作動させたままの停車直後で、車体慣性力による上記サスペンション装置の弾性変形を介した車体姿勢変化に起因して制動力が残存する間、前記ブレーキ装置によるブレーキ保持力のトルク換算値以下の車体姿勢制御用付加トルクが上記駆動力発生装置から車輪へ加えられるよう該駆動力発生装置を作動させ、
上記車体姿勢制御用付加トルクの向きを、該付加トルクの反力が、上記車体慣性力の消失に伴うサスペンション装置の上記弾性変形の解放によって付与される車体姿勢復帰力と対向する向きの車体姿勢制御力を生じさせる向きとしたことを特徴とするものである。
かかる本発明の停車時車体姿勢制御装置によれば、
ブレーキ装置を作動させたままの停車直後で、車体慣性力によるサスペンション装置の弾性変形を介した車体姿勢変化に起因して車輪制動力が残存する間、駆動力発生装置を作動させて上記のような車体姿勢制御用付加トルクを車輪に加えることから、
車体姿勢制御用付加トルクの反力が、車体慣性力の消失に伴うサスペンション装置の上記弾性変形の解放によって付与される車体姿勢復帰力と対向する向きの車体姿勢制御力を生じさせることとなり、
車体姿勢制御用付加トルクで決まる車体姿勢制御力によって、停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制することができる。
ブレーキ装置を作動させたままの停車直後で、車体慣性力によるサスペンション装置の弾性変形を介した車体姿勢変化に起因して車輪制動力が残存する間、駆動力発生装置を作動させて上記のような車体姿勢制御用付加トルクを車輪に加えることから、
車体姿勢制御用付加トルクの反力が、車体慣性力の消失に伴うサスペンション装置の上記弾性変形の解放によって付与される車体姿勢復帰力と対向する向きの車体姿勢制御力を生じさせることとなり、
車体姿勢制御用付加トルクで決まる車体姿勢制御力によって、停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制することができる。
しかも、駆動力発生装置から車輪への車体姿勢制御用付加トルクを上記ブレーキ装置によるブレーキ保持力のトルク換算値以下に保つことから、
車体姿勢制御用付加トルクによっても、これが上記ブレーキ装置によるブレーキ保持力のトルク換算値に打ち勝って車輪を回転させることがなく、車両を停車状態に保ったままで上記停車時における車体姿勢変化の揺り戻し抑制制御を遂行させることができる。
車体姿勢制御用付加トルクによっても、これが上記ブレーキ装置によるブレーキ保持力のトルク換算値に打ち勝って車輪を回転させることがなく、車両を停車状態に保ったままで上記停車時における車体姿勢変化の揺り戻し抑制制御を遂行させることができる。
更に本発明の停車時車体姿勢制御装置によれば、停車時における車体姿勢変化の揺り戻し抑制制御、つまり、上記車体姿勢制御用付加トルクを車輪に加える制御を、ブレーキ装置の作動中に行うといえども、この制御を車両の減速走行中ではなく停車後に行うことから、
車両の制動停止距離を何ら犠牲にすることなく、停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制することができる。
車両の制動停止距離を何ら犠牲にすることなく、停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制することができる。
以下、本発明の実施例を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図1は、停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制するようにした本発明による停車時車体姿勢制御の原理説明図で、1は車体を、また、2は車輪(後輪)を示す。
図1は、停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制するようにした本発明による停車時車体姿勢制御の原理説明図で、1は車体を、また、2は車輪(後輪)を示す。
車輪(後輪)2は、その前後に配した前サスペンションメンバ3および後サスペンションメンバ4を具えるサスペンション装置により車体1に懸架する。
車輪(後輪)2は更に、個々の内蔵モータ5(駆動力発生装置)により直接駆動されて、車両を走行させるものとする。
また車輪(後輪)2は、これと共に回転するブレーキディスク6を車体側におけるブレーキキャリパ7(ブレーキ装置)により挟圧(制動)されて、車両を停車させることができるものとする。
車輪(後輪)2は更に、個々の内蔵モータ5(駆動力発生装置)により直接駆動されて、車両を走行させるものとする。
また車輪(後輪)2は、これと共に回転するブレーキディスク6を車体側におけるブレーキキャリパ7(ブレーキ装置)により挟圧(制動)されて、車両を停車させることができるものとする。
車輪(後輪)2の車両前後方向前方に配置した前サスペンションメンバ3は、前方における車体側取り付け点3aを車体1に対し上下方向揺動可能に取り付け、後方におけるモータ(駆動力発生装置)側取り付け点3bをモータ5(駆動力発生装置)に対し上下方向揺動可能に取り付ける。
車輪(後輪)2の車両前後方向後方に配置した後サスペンションメンバ4は、後方における車体側取り付け点4aを車体1に対し上下方向揺動可能に取り付け、後方におけるモータ(駆動力発生装置)側取り付け点4bをモータ5(駆動力発生装置)に対し上下方向揺動可能に取り付ける。
車輪(後輪)2の車両前後方向後方に配置した後サスペンションメンバ4は、後方における車体側取り付け点4aを車体1に対し上下方向揺動可能に取り付け、後方におけるモータ(駆動力発生装置)側取り付け点4bをモータ5(駆動力発生装置)に対し上下方向揺動可能に取り付ける。
かくして前サスペンションメンバ3および後サスペンションメンバ4は、モータ5(駆動力発生装置)および車輪(後輪)2を上下方向ストローク可能にして車両前後方向に支持し、モータ5(駆動力発生装置)および車輪(後輪)2を上下方向ストローク可能に支持するためのショックアブソーバやサスペンションスプリング(共に図示せず)等とで、車輪(後輪)2を車体1に懸架するためのサスペンション装置を構成する。
車両の走行中、ブレーキ装置7を作動させると、車体1の重心Gに前(走行)方向の車体慣性力Fiが作用し、この車体重心Gからサスペンションメンバ4,3の車体側取り付け点4a,3aまでのアーム長(H1+H2),H1に応じた車体慣性力Fiによるモーメントが、サスペンション装置の弾性変形(サスペンションスプリングや、サスペンションメンバ取り付け部に介在させた弾性ブッシュの弾性変形)を介し車体1を前のめり(所謂ノーズダイブ)させ、車体姿勢変化を惹起する。
この車体姿勢変化は、車体上下方向変位や、車体前後方向変位や、車体重心Gの周りにおけるピッチング角変化の組み合わせであるが、以下では車体姿勢変化を簡便のため、車体重心Gの周りにおける矢αで示すピッチング角変化として説明する。
この車体姿勢変化は、車体上下方向変位や、車体前後方向変位や、車体重心Gの周りにおけるピッチング角変化の組み合わせであるが、以下では車体姿勢変化を簡便のため、車体重心Gの周りにおける矢αで示すピッチング角変化として説明する。
上記の車体姿勢変化(ピッチング角変化α)は、車速が0になった停車直後においてもブレーキ装置を作動させ続けることから若干時間中、車体慣性力Fiが残存して(故に車輪制動力が残存して)車輪サスペンション装置の上記弾性変形を維持することにより継続される。
しかし、残存する車体慣性力Fi(残存する車輪制動力)は、停車後の時間経過につれ低下して遂には消失する。
これに伴ってサスペンション装置は、上記の停車時車体姿勢変化(停車時ピッチング角変化α)中に蓄えていた弾性変形反力を解放され、この弾性変形反力により上記弾性変形を解放される結果、
当該弾性変形の解放(弾性変形反力)によって発生する矢βで示す車体姿勢復帰力により車体姿勢(ピッチング角)は、車体慣性力Fiが消失した時(車体に外力が作用しない定常停車状態)における本来の車体姿勢(本来のピッチング角)へと復帰する。
これに伴ってサスペンション装置は、上記の停車時車体姿勢変化(停車時ピッチング角変化α)中に蓄えていた弾性変形反力を解放され、この弾性変形反力により上記弾性変形を解放される結果、
当該弾性変形の解放(弾性変形反力)によって発生する矢βで示す車体姿勢復帰力により車体姿勢(ピッチング角)は、車体慣性力Fiが消失した時(車体に外力が作用しない定常停車状態)における本来の車体姿勢(本来のピッチング角)へと復帰する。
ところで、上記の車体姿勢復帰がサスペンション装置の弾性変形の解放を介したものであることから、上記の復帰に際し車体姿勢(ピッチング角)は一旦、上記本来の車体姿勢(本来のピッチング角)を超えて揺り戻された(オーバーシュートした)後に当該本来の車体姿勢(本来のピッチング角)へと復帰する。
かかるブレーキ装置7を作動させた停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)は、運転者は勿論のことその他の乗員にも不快感を与える。
かかるブレーキ装置7を作動させた停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)は、運転者は勿論のことその他の乗員にも不快感を与える。
本発明は、上記した停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)を、以下の原理による停車直後の車体姿勢制御で抑制する。
つまり、停車直後で車体慣性力Fiの残存(従って、車輪制動力の残存)により車輪サスペンション装置の弾性変形を介した車体姿勢変化(ノーズダイブ)が生じている間に、モータ(駆動力発生装置)5から車輪(後輪)2に車体姿勢制御用付加トルクTaが加えられるようモータ(駆動力発生装置)5を作動させる。
つまり、停車直後で車体慣性力Fiの残存(従って、車輪制動力の残存)により車輪サスペンション装置の弾性変形を介した車体姿勢変化(ノーズダイブ)が生じている間に、モータ(駆動力発生装置)5から車輪(後輪)2に車体姿勢制御用付加トルクTaが加えられるようモータ(駆動力発生装置)5を作動させる。
車輪(後輪)2に加える車体姿勢制御用付加トルクTaは、車両を前進走行させるときと同じ向きとする。
これによりモータ(駆動力発生装置)5は、車体姿勢制御用付加トルクTaの反力を、
一方では前サスペンションメンバ3を介しその車体側取り付け点3a(後輪2よりも前の車体箇所)から車体1へ水平方向前向き分力Fhfおよび垂直方向上向き分力Fvuとして入力し、
他方では後サスペンションメンバ4を介しその車体側取り付け点4a(後輪2よりも後の車体箇所)から車体1へ水平方向後向き分力Fhrおよび垂直方向した下向き分力Fvdとして入力する。
これによりモータ(駆動力発生装置)5は、車体姿勢制御用付加トルクTaの反力を、
一方では前サスペンションメンバ3を介しその車体側取り付け点3a(後輪2よりも前の車体箇所)から車体1へ水平方向前向き分力Fhfおよび垂直方向上向き分力Fvuとして入力し、
他方では後サスペンションメンバ4を介しその車体側取り付け点4a(後輪2よりも後の車体箇所)から車体1へ水平方向後向き分力Fhrおよび垂直方向した下向き分力Fvdとして入力する。
前サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3a(後輪2よりも前の車体箇所)から車体1への垂直方向上向き分力Fvu、および、後サスペンションメンバ4の車体側取り付け点4a(後輪2よりも後の車体箇所)から車体1への垂直方向した下向き分力Fvdはそれぞれ、車輪中心Oまでのアーム長L1,L2に作用して、車体姿勢制御用付加トルクTaに対する反力トルクTrの発生に寄与し、また、
前サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3aから車体1への水平方向前向き分力Fhf、および、後サスペンションメンバ4の車体側取り付け点4aから車体1への水平方向後向き分力Fhrもそれぞれ、車輪中心Oまでのアーム長(図示せず)に作用して、車体姿勢制御用付加トルクTaに対する反力トルクTrの発生に寄与する。
前サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3aから車体1への水平方向前向き分力Fhf、および、後サスペンションメンバ4の車体側取り付け点4aから車体1への水平方向後向き分力Fhrもそれぞれ、車輪中心Oまでのアーム長(図示せず)に作用して、車体姿勢制御用付加トルクTaに対する反力トルクTrの発生に寄与する。
この反力トルクTrは図示する向きのものとなり、車体重心Gまでのアーム長WBrに作用して車体1の重心Gの周りに、前記した停車後車体姿勢復帰力βと対向する向きの揺り戻し抑制モーメントMbを生じさせる。
この揺り戻し抑制モーメントMbが、車体姿勢復帰力βによる停車時車体姿勢変化(ノーズダイブ)の解消(前記した本来の車体姿勢への復帰)を、その揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)なしに行わせ得るモーメントとなるよう、姿勢制御用付加トルクTaを制御することで、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)を防止、若しくは抑制することができる。
この揺り戻し抑制モーメントMbが、車体姿勢復帰力βによる停車時車体姿勢変化(ノーズダイブ)の解消(前記した本来の車体姿勢への復帰)を、その揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)なしに行わせ得るモーメントとなるよう、姿勢制御用付加トルクTaを制御することで、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)を防止、若しくは抑制することができる。
上記の目的にかなう姿勢制御用付加トルクTaは、サスペンションメンバ3,4の車体側取り付け点3a,4aと、モータ側取り付け点3b,4bとの間における相対位置や、サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3aおよびモータ側取り付け点3bと、サスペンションメンバ4の車体側取り付け点4aおよびモータ側取り付け点4bとの間における相対位置に応じ決定する。
しかし何れにしても、サスペンションメンバ3,4に係わる車体側取り付け点および駆動力発生装置側取り付け点組(3a,3bおよび4a,4b)を相互に、モータ5(駆動力発生装置)の車両前後方向両側に、且つ、上記目的をかなえる車体姿勢制御用付加トルクTaができるだけ、若しくは最も小さくなるような相対位置に配置するのが、モータ5(駆動力発生装置)の消費エネルギーを最小にしつつ所期の目的を達成し得る点において好ましい。
しかし何れにしても、サスペンションメンバ3,4に係わる車体側取り付け点および駆動力発生装置側取り付け点組(3a,3bおよび4a,4b)を相互に、モータ5(駆動力発生装置)の車両前後方向両側に、且つ、上記目的をかなえる車体姿勢制御用付加トルクTaができるだけ、若しくは最も小さくなるような相対位置に配置するのが、モータ5(駆動力発生装置)の消費エネルギーを最小にしつつ所期の目的を達成し得る点において好ましい。
なお上記では、後輪2を個々の内蔵モータ5で駆動する電動式後輪駆動車について述べたが、前輪(図示せず)を個々の内蔵モータで駆動する電動式前輪駆動車である場合や、4輪駆動車である場合も、本発明の上記した原理による停車時車体姿勢変化の揺り戻し抑制制御が適用可能であるのは言うまでもない。
ただし、何れの車輪に車体姿勢制御用付加トルクTaを加える場合においても、車体姿勢制御用付加トルクTaの向きを、該付加トルクTaの反力が、車体慣性力Fiの消失に伴うサスペンション装置の前記弾性変形の解放によって付与される車体姿勢復帰力βと対向する向きの車体姿勢制御力(揺り戻し抑制モーメントMb)を生じさせる向きにする必要があるのは勿論である。
ただし、何れの車輪に車体姿勢制御用付加トルクTaを加える場合においても、車体姿勢制御用付加トルクTaの向きを、該付加トルクTaの反力が、車体慣性力Fiの消失に伴うサスペンション装置の前記弾性変形の解放によって付与される車体姿勢復帰力βと対向する向きの車体姿勢制御力(揺り戻し抑制モーメントMb)を生じさせる向きにする必要があるのは勿論である。
図2は、図1から後サスペンションメンバ4を除去し、前サスペンションメンバ3のみが存在するサスペンション装置により車輪(後輪)2を車体1に懸架した車両の停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制するようにした本発明による停車時車体姿勢制御の原理説明図である。
車輪(後輪)2の車両前後方向前方に配置した前サスペンションメンバ3は、前方における車体側取り付け点3aを車体1に対し上下方向揺動可能に取り付け、後方におけるモータ(駆動力発生装置)側取り付け点3bをモータ5(駆動力発生装置)に対し上下方向揺動可能に取り付け、
これにより、モータ5(駆動力発生装置)および車輪(後輪)2を上下方向ストローク可能にして車両前後方向に支持し、モータ5(駆動力発生装置)および車輪(後輪)2を上下方向ストローク可能に支持するためのショックアブソーバやサスペンションスプリング(共に図示せず)等とで、車輪(後輪)2を車体1に懸架するためのサスペンション装置を構成する。
これにより、モータ5(駆動力発生装置)および車輪(後輪)2を上下方向ストローク可能にして車両前後方向に支持し、モータ5(駆動力発生装置)および車輪(後輪)2を上下方向ストローク可能に支持するためのショックアブソーバやサスペンションスプリング(共に図示せず)等とで、車輪(後輪)2を車体1に懸架するためのサスペンション装置を構成する。
車両の走行中、ブレーキ装置7を作動させると、車体1の重心Gに前(走行)方向の車体慣性力Fiが作用し、この車体重心Gからサスペンションメンバ3の車体側取り付け点3aまでのアーム長Hに応じた車体慣性力Fiによるモーメントが、サスペンション装置の弾性変形(サスペンションスプリングや、サスペンションメンバ取り付け部に介在させた弾性ブッシュの弾性変形)を介し車体1を前のめり(所謂ノーズダイブ)させ、車体姿勢変化を惹起する。
この車体姿勢変化は、車体上下方向変位や、車体前後方向変位や、車体重心Gの周りにおけるピッチング角変化の組み合わせであるが、以下では車体姿勢変化を簡便のため、車体重心Gの周りにおける矢αで示すピッチング角変化として説明する。
この車体姿勢変化は、車体上下方向変位や、車体前後方向変位や、車体重心Gの周りにおけるピッチング角変化の組み合わせであるが、以下では車体姿勢変化を簡便のため、車体重心Gの周りにおける矢αで示すピッチング角変化として説明する。
上記の車体姿勢変化(ピッチング角変化α)は、車速が0になった停車直後においてもブレーキ装置を作動させ続けることから若干時間中、車体慣性力Fiが残存して(故に車輪制動力が残存して)車輪サスペンション装置の上記弾性変形を維持することにより継続される。
しかし、残存する車体慣性力Fi(残存する車輪制動力)は、停車後の時間経過につれ低下して遂には消失する。
これに伴ってサスペンション装置は、上記の停車時車体姿勢変化(停車時ピッチング角変化α)中に蓄えていた弾性変形反力を解放され、この弾性変形反力により上記弾性変形を解放される結果、
当該弾性変形の解放(弾性変形反力)によって発生する矢βで示す車体姿勢復帰力により車体姿勢(ピッチング角)は、車体慣性力Fiが消失した時(車体に外力が作用しない定常停車状態)における本来の車体姿勢(本来のピッチング角)へと復帰する。
これに伴ってサスペンション装置は、上記の停車時車体姿勢変化(停車時ピッチング角変化α)中に蓄えていた弾性変形反力を解放され、この弾性変形反力により上記弾性変形を解放される結果、
当該弾性変形の解放(弾性変形反力)によって発生する矢βで示す車体姿勢復帰力により車体姿勢(ピッチング角)は、車体慣性力Fiが消失した時(車体に外力が作用しない定常停車状態)における本来の車体姿勢(本来のピッチング角)へと復帰する。
ところで、上記の車体姿勢復帰がサスペンション装置の弾性変形の解放を介したものであることから、上記の復帰に際し車体姿勢(ピッチング角)は一旦、上記本来の車体姿勢(本来のピッチング角)を超えて揺り戻された(オーバーシュートした)後に当該本来の車体姿勢(本来のピッチング角)へと復帰する。
かかるブレーキ装置7を作動させた停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)は運転者や乗員に不快感を与える。
かかるブレーキ装置7を作動させた停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)は運転者や乗員に不快感を与える。
本発明は、上記した停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)を、以下の原理による停車直後の車体姿勢制御で抑制する。
つまり、停車直後で車体慣性力Fiの残存(従って、車輪制動力の残存)により車輪サスペンション装置の弾性変形を介した車体姿勢変化(ノーズダイブ)が生じている間に、モータ(駆動力発生装置)5から車輪(後輪)2に車体姿勢制御用付加トルクTaが加えられるようモータ(駆動力発生装置)5を作動させる。
つまり、停車直後で車体慣性力Fiの残存(従って、車輪制動力の残存)により車輪サスペンション装置の弾性変形を介した車体姿勢変化(ノーズダイブ)が生じている間に、モータ(駆動力発生装置)5から車輪(後輪)2に車体姿勢制御用付加トルクTaが加えられるようモータ(駆動力発生装置)5を作動させる。
車輪(後輪)2に加える車体姿勢制御用付加トルクTaは、車両を前進走行させるときと同じ向きとする。
これによりモータ(駆動力発生装置)5は、車体姿勢制御用付加トルクTaの反力を、前サスペンションメンバ3を介しその車体側取り付け点3a(後輪2よりも前の車体箇所)から車体1へ水平方向前向き分力Fhfおよび垂直方向上向き分力Fvuとして入力する。
前サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3a(後輪2よりも前の車体箇所)から車体1への垂直方向上向き分力Fvuは、車輪中心Oまでのアーム長Lに作用して、車体姿勢制御用付加トルクTaに対する反力トルクTrの発生に寄与し、また、
前サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3aから車体1への水平方向前向き分力Fhfも、車輪中心Oまでのアーム長(図示せず)に作用して、車体姿勢制御用付加トルクTaに対する反力トルクTrの発生に寄与する。
これによりモータ(駆動力発生装置)5は、車体姿勢制御用付加トルクTaの反力を、前サスペンションメンバ3を介しその車体側取り付け点3a(後輪2よりも前の車体箇所)から車体1へ水平方向前向き分力Fhfおよび垂直方向上向き分力Fvuとして入力する。
前サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3a(後輪2よりも前の車体箇所)から車体1への垂直方向上向き分力Fvuは、車輪中心Oまでのアーム長Lに作用して、車体姿勢制御用付加トルクTaに対する反力トルクTrの発生に寄与し、また、
前サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3aから車体1への水平方向前向き分力Fhfも、車輪中心Oまでのアーム長(図示せず)に作用して、車体姿勢制御用付加トルクTaに対する反力トルクTrの発生に寄与する。
この反力トルクTrは図示する向きのものとなり、車体重心Gまでのアーム長WBrに作用して車体1の重心Gの周りに、前記した停車後車体姿勢復帰力βと対向する向きの揺り戻し抑制モーメントMbを生じさせる。
この揺り戻し抑制モーメントMbが、車体姿勢復帰力βによる停車時車体姿勢変化(ノーズダイブ)の解消(前記した本来の車体姿勢への復帰)を、その揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)なしに行わせ得るモーメントとなるよう、姿勢制御用付加トルクTaを制御することで、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)を防止、若しくは抑制することができる。
上記の目的にかなう姿勢制御用付加トルクTaは、サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3aと、モータ側取り付け点3bとの間における相対位置に応じ決定する。
この揺り戻し抑制モーメントMbが、車体姿勢復帰力βによる停車時車体姿勢変化(ノーズダイブ)の解消(前記した本来の車体姿勢への復帰)を、その揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)なしに行わせ得るモーメントとなるよう、姿勢制御用付加トルクTaを制御することで、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)を防止、若しくは抑制することができる。
上記の目的にかなう姿勢制御用付加トルクTaは、サスペンションメンバ3の車体側取り付け点3aと、モータ側取り付け点3bとの間における相対位置に応じ決定する。
なお図2では、図1から後サスペンションメンバ4を除去し、前サスペンションメンバ3のみが存在するサスペンション装置により車輪(後輪)2を車体1に懸架した車両について説明したが、
図1から前サスペンションメンバ3を除去し、後サスペンションメンバ4のみが存在するサスペンション装置により車輪(後輪)2を車体1に懸架した車両である場合も、同様の考え方によりモータ5から車輪(後輪)2に前記した姿勢制御用付加トルクTaを加えることで、停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制する停車時車体姿勢制御が可能である。
図1から前サスペンションメンバ3を除去し、後サスペンションメンバ4のみが存在するサスペンション装置により車輪(後輪)2を車体1に懸架した車両である場合も、同様の考え方によりモータ5から車輪(後輪)2に前記した姿勢制御用付加トルクTaを加えることで、停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制する停車時車体姿勢制御が可能である。
図3は上記の原理により、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)を防止、若しくは抑制するための停車時車体姿勢制御のシステム図である。
11は、当該停車時車体姿勢制御を司るコントローラで、このコントローラ11には、
車速VSPを検出する車速センサ12からの信号と、
車体慣性力Fiが消失した時(車体に外力が作用しない定常停車状態)における本来の車体姿勢からの車体ピッチング角変化αを検出するピッチング角センサ13からの信号と、
定常停車状態における本来の車体姿勢からの車体1の前後方向における変位量Yfrを検出する車体前後変位センサ14からの信号と、
車体1の重心Gから離れた前端または後端に設けられて定常停車状態における本来の車体姿勢からの車体1の上下方向における変位量Yudを検出する車体上下変位センサ15からの信号と、
ブレーキ装置(ブレーキ液圧)によるブレーキ保持力のトルク換算値Tb(今のブレーキ液圧のもとで車両に外力が作用した時に発生するであろう制動トルク)を検出または推定するブレーキ保持力センサ16からの信号とを入力する。
11は、当該停車時車体姿勢制御を司るコントローラで、このコントローラ11には、
車速VSPを検出する車速センサ12からの信号と、
車体慣性力Fiが消失した時(車体に外力が作用しない定常停車状態)における本来の車体姿勢からの車体ピッチング角変化αを検出するピッチング角センサ13からの信号と、
定常停車状態における本来の車体姿勢からの車体1の前後方向における変位量Yfrを検出する車体前後変位センサ14からの信号と、
車体1の重心Gから離れた前端または後端に設けられて定常停車状態における本来の車体姿勢からの車体1の上下方向における変位量Yudを検出する車体上下変位センサ15からの信号と、
ブレーキ装置(ブレーキ液圧)によるブレーキ保持力のトルク換算値Tb(今のブレーキ液圧のもとで車両に外力が作用した時に発生するであろう制動トルク)を検出または推定するブレーキ保持力センサ16からの信号とを入力する。
コントローラ11は、これらセンサ12〜16からの入力情報をもとに図4、または図6、或いは図8の制御プログラムを実行して、前記の目的にかなう姿勢制御用目標付加トルクTaを求め、
この目標付加トルクTaを車輪内蔵モータ5に指令することで、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)を前記の原理により防止、若しくは抑制するものとする。
この目標付加トルクTaを車輪内蔵モータ5に指令することで、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し(ピッチング角の戻し方向オーバーシュート)を前記の原理により防止、若しくは抑制するものとする。
先ず、図4の停車時車体姿勢制御を説明する。
ステップS11においては、車速VSPが0の停車状態か否かをチェックし、停車状態でない走行時は、前記したとおり本発明による停車時車体姿勢制御を行わないことから制御をそのまま終了させる。
ステップS11においては、車速VSPが0の停車状態か否かをチェックし、停車状態でない走行時は、前記したとおり本発明による停車時車体姿勢制御を行わないことから制御をそのまま終了させる。
ステップS11で車速VSPが0の停車状態であると判定するときは、ステップS12において停車時の車体姿勢変化、つまりセンサ13〜15で検出した、定常停車状態からの車体ピッチング角変化α、車体前後方向変位量Yfr、および車体上下方向変位量Yudを読み込み、
これらの一次微分によりピッチング角速度(d/dt)α、車体前後方向変位速度(d/dt)Yfr、および車体上下方向変位速度(d/dt)Yudを演算すると共に、二次微分によりピッチング角加速度(d/dt)2α、車体前後方向変位加速度(d/dt) 2Yfr、および車体上下方向変位加速度(d/dt) 2Yudを演算する。
これらの一次微分によりピッチング角速度(d/dt)α、車体前後方向変位速度(d/dt)Yfr、および車体上下方向変位速度(d/dt)Yudを演算すると共に、二次微分によりピッチング角加速度(d/dt)2α、車体前後方向変位加速度(d/dt) 2Yfr、および車体上下方向変位加速度(d/dt) 2Yudを演算する。
次のステップS13においては、これらピッチング角変化α、車体前後方向変位量Yfr、車体上下方向変位量Yud、ピッチング角速度(d/dt)α、車体前後方向変位速度(d/dt)Yfr、車体上下方向変位速度(d/dt)Yud、ピッチング角加速度(d/dt)2α、車体前後方向変位加速度(d/dt) 2Yfr、および車体上下方向変位加速度(d/dt) 2Yudをそれぞれ、定常停車状態での本来の値へ、前記の揺り戻しが抑制、または防止される所定の時系列変化で徐々に復帰(車体姿勢が本来の姿勢へ徐々に復帰)させるような目標付加トルクTaを演算する。
なお、上記のピッチング角変化α、車体前後方向変位量Yfr、車体上下方向変位量Yud、ピッチング角速度(d/dt)α、車体前後方向変位速度(d/dt)Yfr、車体上下方向変位速度(d/dt)Yud、ピッチング角加速度(d/dt)2α、車体前後方向変位加速度(d/dt) 2Yfr、および車体上下方向変位加速度(d/dt) 2Yudは、全てを採用する必要は必ずしもなく、任意のものを組み合わせて用いることもできる。
なお、上記のピッチング角変化α、車体前後方向変位量Yfr、車体上下方向変位量Yud、ピッチング角速度(d/dt)α、車体前後方向変位速度(d/dt)Yfr、車体上下方向変位速度(d/dt)Yud、ピッチング角加速度(d/dt)2α、車体前後方向変位加速度(d/dt) 2Yfr、および車体上下方向変位加速度(d/dt) 2Yudは、全てを採用する必要は必ずしもなく、任意のものを組み合わせて用いることもできる。
ステップS14においては、上記の目標付加トルクTaがブレーキ装置(ブレーキ液圧)によるブレーキ保持力のトルク換算値Tb未満か否かをチェックし、
Ta<Tbでなければ、目標付加トルクTaの過大で停車状態を維持し得ないことから、ステップS15において、ブレーキ保持力のトルク換算値Tbが上記の目標付加トルクTa以上となるよう、当該ブレーキ保持力(そのトルク換算値Tb)の決め手であるブレーキ液圧を、ブレーキペダル踏力から切り離して行われる自動ブレーキ制御により上昇させ、かかる自動ブレーキ制御によるブレーキ液圧の上昇は、これにより増大されるブレーキ保持力のトルク換算値Tbが目標付加トルクTa以上となるまで継続的に行わせる。
Ta<Tbでなければ、目標付加トルクTaの過大で停車状態を維持し得ないことから、ステップS15において、ブレーキ保持力のトルク換算値Tbが上記の目標付加トルクTa以上となるよう、当該ブレーキ保持力(そのトルク換算値Tb)の決め手であるブレーキ液圧を、ブレーキペダル踏力から切り離して行われる自動ブレーキ制御により上昇させ、かかる自動ブレーキ制御によるブレーキ液圧の上昇は、これにより増大されるブレーキ保持力のトルク換算値Tbが目標付加トルクTa以上となるまで継続的に行わせる。
ステップS14でTa<Tb(付加トルクTaによっても停車状態を維持可能)であると判定したり、ステップS15での自動ブレーキ制御によるブレーキ液圧の上昇(ブレーキ保持力のトルク換算値Tbの上昇)によりTa<TbにされたとステップS14で判定した後は、制御をステップS16に進め、ステップS13で演算した目標付加トルクTaをモータ5に指令する停車時車体姿勢制御を開始させる。
これによりモータ5は、目標付加トルクTaを発生して車輪(後輪)2へ伝達し、図1,2につき前述した原理(反力トルクTrが生起した揺り戻し抑制モーメントMb)により、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制、または防止することができる。
これによりモータ5は、目標付加トルクTaを発生して車輪(後輪)2へ伝達し、図1,2につき前述した原理(反力トルクTrが生起した揺り戻し抑制モーメントMb)により、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制、または防止することができる。
上記のごとくに開始された停車時車体姿勢制御中は、ステップS17において、上記したピッチング角変化α、車体前後方向変位量Yfr、車体上下方向変位量Yud、ピッチング角速度(d/dt)α、車体前後方向変位速度(d/dt)Yfr、車体上下方向変位速度(d/dt)Yud、ピッチング角加速度(d/dt)2α、車体前後方向変位加速度(d/dt) 2Yfr、および車体上下方向変位加速度(d/dt) 2Yudがそれぞれ、定常停車状態での本来の値へ復帰(車体姿勢が本来の姿勢に復帰)したか否かをチェックする。
車体姿勢が本来の姿勢に復帰するまでの未復帰の間は、制御をステップS12に戻して上記のループを繰り返すことにより、上記の停車時車体姿勢制御を継続的に実行して、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し抑制(防止)を確実なものにする。
車体姿勢が本来の姿勢に復帰した後は、ステップS17が制御をステップS18に進め、このステップS18において、ステップS16で開始させた、目標付加トルクTaをモータ5に指令する停車時車体姿勢制御を終了させる。
車体姿勢が本来の姿勢に復帰した後は、ステップS17が制御をステップS18に進め、このステップS18において、ステップS16で開始させた、目標付加トルクTaをモータ5に指令する停車時車体姿勢制御を終了させる。
上記の停車時車体姿勢制御を、図5に示すタイムチャートにより付言する。
図5は、瞬時t0以後運転者が、ブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbが二点鎖線で示すごときものとなるようブレーキペダルを踏み込んだ後、この踏み込み位置に保って車両を瞬時t1に停車(車速VSP=0)させた場合の動作タイムチャートである。
車速VSP=0の停車判定瞬時t1までの車両減速中、サスペンション装置の弾性変形を介したノーズダイブ現象により、定常停車時の本来のピッチング角からのピッチング角変化αが図示のごとくに発生する。
停車判定瞬時t1以後、上記の停車時車体姿勢制御を行わない場合、ピッチング角変化αが図5の一点鎖線で示すごとく、サスペンション装置の弾性変形の解放力により急峻に定常停車時の0に向けて低下した後、ハッチングを付して示すごとく逆方向へオーバーシュートする揺り戻しを生ずる。
図5は、瞬時t0以後運転者が、ブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbが二点鎖線で示すごときものとなるようブレーキペダルを踏み込んだ後、この踏み込み位置に保って車両を瞬時t1に停車(車速VSP=0)させた場合の動作タイムチャートである。
車速VSP=0の停車判定瞬時t1までの車両減速中、サスペンション装置の弾性変形を介したノーズダイブ現象により、定常停車時の本来のピッチング角からのピッチング角変化αが図示のごとくに発生する。
停車判定瞬時t1以後、上記の停車時車体姿勢制御を行わない場合、ピッチング角変化αが図5の一点鎖線で示すごとく、サスペンション装置の弾性変形の解放力により急峻に定常停車時の0に向けて低下した後、ハッチングを付して示すごとく逆方向へオーバーシュートする揺り戻しを生ずる。
ところで本実施例によれば、上記の停車時車体姿勢制御により、つまり、ピッチング角変化αを定常停車状態での本来の値0へ、上記の揺り戻しが抑制、または防止される所定の時系列変化(例えば図5に実線で示す時系列変化)で徐々に復帰させる(車体姿勢が本来の姿勢へ徐々に復帰する)ような車体姿勢制御用付加トルクTaがモータ5から車輪(後輪)2へ加えられるようにしたため、
図5に実線で示すピッチング角変化αの本来の値0への復帰態様から明らかなように、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制または防止することができる。
図5に実線で示すピッチング角変化αの本来の値0への復帰態様から明らかなように、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制または防止することができる。
しかも本実施例の停車時車体姿勢制御装置によれば、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しの抑制(防止)制御、つまり、車体姿勢制御用付加トルクTaを車輪(後輪)2に加える制御を、ブレーキ装置の作動中に行うといえども、この制御を車両の減速走行中ではなく停車後(停車判定瞬時t1の後)に行うことから、
車両の制動停止距離を何ら犠牲にすることなく、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制することができる。
車両の制動停止距離を何ら犠牲にすることなく、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制することができる。
なお、上記の目的にかなう車体姿勢制御用付加トルクTaが図5に破線で示すごとく大きくて、ブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値(二点鎖線参照)よりも大きいと、付加トルクTaがブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値(二点鎖線)に抗して車両を走行させてしまう不都合を生ずる。
ところで本実施例においては、この場合ブレーキペダル踏力から切り離して制御される自動ブレーキ液圧制御により、ブレーキ保持力のトルク換算値Tbが図5の停車判定時(制御開始時)t1からt2までの間における実線で示す時系列変化により示すごとく、付加トルクTa以上となるようブレーキ液圧を上昇させるため、
車体姿勢制御用付加トルクTaによっても、これがブレーキ保持力のトルク換算値Tbに打ち勝って車輪を回転させることがなく、車両を停車状態に保ったままで上記停車時における車体姿勢変化の揺り戻し抑制制御を遂行させることができる。
ところで本実施例においては、この場合ブレーキペダル踏力から切り離して制御される自動ブレーキ液圧制御により、ブレーキ保持力のトルク換算値Tbが図5の停車判定時(制御開始時)t1からt2までの間における実線で示す時系列変化により示すごとく、付加トルクTa以上となるようブレーキ液圧を上昇させるため、
車体姿勢制御用付加トルクTaによっても、これがブレーキ保持力のトルク換算値Tbに打ち勝って車輪を回転させることがなく、車両を停車状態に保ったままで上記停車時における車体姿勢変化の揺り戻し抑制制御を遂行させることができる。
瞬時t2以後は、車体慣性力Fiの低下、消失に伴って残存制動力も漸減することから、付加トルクTaもそれに伴って破線で示すごとくに徐々に低下され、停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制することができ、
残存制動力が定常停車状態での本来の値(0)になって車体姿勢が定常停車状態における本来それに戻る瞬時t3に付加トルクTaも0になり、停車時車体姿勢制御を終了する。
残存制動力が定常停車状態での本来の値(0)になって車体姿勢が定常停車状態における本来それに戻る瞬時t3に付加トルクTaも0になり、停車時車体姿勢制御を終了する。
次に、図6の停車時車体姿勢制御を説明する。
図6の制御プログラムは、図4におけるステップS15をステップS25に置換したものである。
ステップS14において目標付加トルクTaがブレーキ保持力のトルク換算値Tb未満(Ta<Tb)でないと判定する時、つまり、目標付加トルクTaの過大で停車状態を維持し得ないと判定する時、停車状態を維持し得るようTa≧Tbにするに際し、図4のステップS15ではブレーキ保持力のトルク換算値Tbを自動ブレーキ液圧制御により増大させることとしたが、
本実施例ではこれに代えステップS25において、目標付加トルクTaをブレーキ保持力のトルク換算値Tbと同じトルク値になるよう制限する。
図6の制御プログラムは、図4におけるステップS15をステップS25に置換したものである。
ステップS14において目標付加トルクTaがブレーキ保持力のトルク換算値Tb未満(Ta<Tb)でないと判定する時、つまり、目標付加トルクTaの過大で停車状態を維持し得ないと判定する時、停車状態を維持し得るようTa≧Tbにするに際し、図4のステップS15ではブレーキ保持力のトルク換算値Tbを自動ブレーキ液圧制御により増大させることとしたが、
本実施例ではこれに代えステップS25において、目標付加トルクTaをブレーキ保持力のトルク換算値Tbと同じトルク値になるよう制限する。
本実施例の停車時車体姿勢制御を、図7に示すタイムチャートにより詳述する。
図7は、瞬時t0以後運転者が、ブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbが実線で示すごときものとなるようブレーキペダルを踏み込んだ後、この踏み込み位置に保って車両を瞬時t1に停車(車速VSP=0)させた場合の動作タイムチャートである。
車速VSP=0の停車判定瞬時t1までの車両減速中、サスペンション装置の弾性変形を介したノーズダイブ現象により、定常停車時の本来のピッチング角からのピッチング角変化αが図示のごとくに発生する。
停車判定瞬時t1以後、上記の停車時車体姿勢制御を行わない場合、ピッチング角変化αが図7の一点鎖線で示すごとく、サスペンション装置の弾性変形の解放力により急峻に定常停車時の0に向けて低下した後、ハッチングを付して示すごとく逆方向へオーバーシュートする揺り戻しを生ずる。
図7は、瞬時t0以後運転者が、ブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbが実線で示すごときものとなるようブレーキペダルを踏み込んだ後、この踏み込み位置に保って車両を瞬時t1に停車(車速VSP=0)させた場合の動作タイムチャートである。
車速VSP=0の停車判定瞬時t1までの車両減速中、サスペンション装置の弾性変形を介したノーズダイブ現象により、定常停車時の本来のピッチング角からのピッチング角変化αが図示のごとくに発生する。
停車判定瞬時t1以後、上記の停車時車体姿勢制御を行わない場合、ピッチング角変化αが図7の一点鎖線で示すごとく、サスペンション装置の弾性変形の解放力により急峻に定常停車時の0に向けて低下した後、ハッチングを付して示すごとく逆方向へオーバーシュートする揺り戻しを生ずる。
ところで本実施例によれば、図4,5の実施例と同様な停車時車体姿勢制御により、つまり、ピッチング角変化αを定常停車状態での本来の値0へ、上記の揺り戻しが抑制、または防止される所定の時系列変化(例えば図7に実線で示す時系列変化)で徐々に復帰させる(車体姿勢が本来の姿勢へ徐々に復帰する)ような車体姿勢制御用付加トルクTaがモータ5から車輪(後輪)2へ加えられるようにしたため、
図7に実線で示すピッチング角変化αの本来の値0への復帰態様から明らかなように、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制または防止することができる。
図7に実線で示すピッチング角変化αの本来の値0への復帰態様から明らかなように、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制または防止することができる。
しかも本実施例の停車時車体姿勢制御装置によれば、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しの抑制(防止)制御、つまり、車体姿勢制御用付加トルクTaを車輪(後輪)2に加える制御を、ブレーキ装置の作動中に行うといえども、この制御を車両の減速走行中ではなく停車後(停車判定瞬時t1の後)に行うことから、
車両の制動停止距離を何ら犠牲にすることなく、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制することができる。
車両の制動停止距離を何ら犠牲にすることなく、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制することができる。
なお、上記の目的にかなう車体姿勢制御用付加トルクTaが図7に破線で示すごとく大きくて、ブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbよりも大きいと、付加トルクTaがブレーキ保持力(そのトルク換算値Tb)に対しハッチングを付して示す分だけ過大となり、当該トルク換算値Tbに抗して車両を走行させてしまう不都合を生ずる。
ところで本実施例においては、この場合、図7の停車判定時(制御開始時)t1から瞬時t2までの間における付加トルクTaの時系列変化から明らかなように、付加トルクTaの上限を、ブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbと同じトルク値に制限するため、
付加トルクTaのハッチングを付して示す過大分が発生しないこととなり、車体姿勢制御用付加トルクTaによっても、これがブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbに打ち勝って車輪を回転させることがなく、車両を停車状態に保ったまま上記停車時における車体姿勢変化の揺り戻し抑制制御を遂行させることができる。
ところで本実施例においては、この場合、図7の停車判定時(制御開始時)t1から瞬時t2までの間における付加トルクTaの時系列変化から明らかなように、付加トルクTaの上限を、ブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbと同じトルク値に制限するため、
付加トルクTaのハッチングを付して示す過大分が発生しないこととなり、車体姿勢制御用付加トルクTaによっても、これがブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbに打ち勝って車輪を回転させることがなく、車両を停車状態に保ったまま上記停車時における車体姿勢変化の揺り戻し抑制制御を遂行させることができる。
瞬時t2以後は、車体慣性力Fiの低下、消失に伴って残存制動力も漸減することから、付加トルクTaもそれに伴って破線で示すごとくに徐々に低下され、停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制することができ、
残存制動力が定常停車状態での本来の値(0)になって車体姿勢が定常停車状態における本来それに戻る瞬時t3に付加トルクTaも0になり、停車時車体姿勢制御を終了する。
残存制動力が定常停車状態での本来の値(0)になって車体姿勢が定常停車状態における本来それに戻る瞬時t3に付加トルクTaも0になり、停車時車体姿勢制御を終了する。
次に、図8の停車時車体姿勢制御を説明する。
図8において、図4,6におけると同じ符号で示すステップは、図4,6につき前述したと同様の処理を行うものとする。
ステップS11で車速VSPが0の停車状態であると判定するとき、ステップS12において停車時の車体姿勢変化、つまり定常停車状態からの車体ピッチング角変化α、車体前後方向変位量Yfr、および車体上下方向変位量Yudを読み込み、
これらの一次微分によりピッチング角速度(d/dt)α、車体前後方向変位速度(d/dt)Yfr、および車体上下方向変位速度(d/dt)Yudを演算すると共に、二次微分によりピッチング角加速度(d/dt)2α、車体前後方向変位加速度(d/dt) 2Yfr、および車体上下方向変位加速度(d/dt) 2Yudを演算する。
図8において、図4,6におけると同じ符号で示すステップは、図4,6につき前述したと同様の処理を行うものとする。
ステップS11で車速VSPが0の停車状態であると判定するとき、ステップS12において停車時の車体姿勢変化、つまり定常停車状態からの車体ピッチング角変化α、車体前後方向変位量Yfr、および車体上下方向変位量Yudを読み込み、
これらの一次微分によりピッチング角速度(d/dt)α、車体前後方向変位速度(d/dt)Yfr、および車体上下方向変位速度(d/dt)Yudを演算すると共に、二次微分によりピッチング角加速度(d/dt)2α、車体前後方向変位加速度(d/dt) 2Yfr、および車体上下方向変位加速度(d/dt) 2Yudを演算する。
次のステップS31においては、ステップS13で目標付加トルクTaを演算する時の制御ゲインGainを決定する。
ステップS13における目標付加トルクTaの演算要領は、図4,6につき前述したとほぼ同様なものであるが、本実施例では特に、
上記ピッチング角変化α、車体前後方向変位量Yfr、車体上下方向変位量Yud、ピッチング角速度(d/dt)α、車体前後方向変位速度(d/dt)Yfr、車体上下方向変位速度(d/dt)Yud、ピッチング角加速度(d/dt)2α、車体前後方向変位加速度(d/dt) 2Yfr、および車体上下方向変位加速度(d/dt) 2Yud(各々の実際値)と、
定常停車状態での本来の値(各々の目標値)との間における偏差に応じ、上記の制御ゲインGainにより決まる応答で各々の実際値を各々の目標値へ復帰させるのに必要な目標付加トルクTaを演算するものとする。
ステップS13における目標付加トルクTaの演算要領は、図4,6につき前述したとほぼ同様なものであるが、本実施例では特に、
上記ピッチング角変化α、車体前後方向変位量Yfr、車体上下方向変位量Yud、ピッチング角速度(d/dt)α、車体前後方向変位速度(d/dt)Yfr、車体上下方向変位速度(d/dt)Yud、ピッチング角加速度(d/dt)2α、車体前後方向変位加速度(d/dt) 2Yfr、および車体上下方向変位加速度(d/dt) 2Yud(各々の実際値)と、
定常停車状態での本来の値(各々の目標値)との間における偏差に応じ、上記の制御ゲインGainにより決まる応答で各々の実際値を各々の目標値へ復帰させるのに必要な目標付加トルクTaを演算するものとする。
そしてステップS31で目標付加トルクTaの制御ゲインGainを決定するに際しては、上記各々の実際値をそれぞれ上記各々の目標値へ、前記の揺り戻しが抑制、または防止される所定の時系列変化で徐々に復帰させる(車体姿勢が本来の姿勢へ徐々に復帰する)ように目標付加トルクTaの制御ゲインGainを決定するが、
ステップS31で制御ゲインGainを決定するに際しては更に、ステップS13でこれを基に上記のごとくに演算する目標付加トルクTaが、ブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbを超えることのないように目標付加トルクTaの制御ゲインGainを決定する。
ステップS31で制御ゲインGainを決定するに際しては更に、ステップS13でこれを基に上記のごとくに演算する目標付加トルクTaが、ブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbを超えることのないように目標付加トルクTaの制御ゲインGainを決定する。
次のステップS16においては、ステップS13で演算した目標付加トルクTaをモータ5に指令する停車時車体姿勢制御を開始させる。
これによりモータ5は、目標付加トルクTaを発生して車輪(後輪)2へ伝達し、図1,2につき前述した原理(反力トルクTrが生起した揺り戻し抑制モーメントMb)により、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制、または防止することができる。
これによりモータ5は、目標付加トルクTaを発生して車輪(後輪)2へ伝達し、図1,2につき前述した原理(反力トルクTrが生起した揺り戻し抑制モーメントMb)により、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制、または防止することができる。
上記のごとくに開始された停車時車体姿勢制御中は、ステップS17において、上記したピッチング角変化α、車体前後方向変位量Yfr、車体上下方向変位量Yud、ピッチング角速度(d/dt)α、車体前後方向変位速度(d/dt)Yfr、車体上下方向変位速度(d/dt)Yud、ピッチング角加速度(d/dt)2α、車体前後方向変位加速度(d/dt) 2Yfr、および車体上下方向変位加速度(d/dt) 2Yudがそれぞれ、定常停車状態での本来の値へ復帰(車体姿勢が本来の姿勢に復帰)したか否かをチェックする。
車体姿勢が本来の姿勢に復帰するまでの未復帰の間は、制御をステップS12に戻して上記のループを繰り返すことにより、上記の停車時車体姿勢制御を継続的に実行して、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻し抑制(防止)を確実なものにする。
車体姿勢が本来の姿勢に復帰した後は、ステップS17が制御をステップS18に進め、このステップS18において、ステップS16で開始させた、目標付加トルクTaをモータ5に指令する停車時車体姿勢制御を終了させる。
車体姿勢が本来の姿勢に復帰した後は、ステップS17が制御をステップS18に進め、このステップS18において、ステップS16で開始させた、目標付加トルクTaをモータ5に指令する停車時車体姿勢制御を終了させる。
本実施例の停車時車体姿勢制御を、図9に示すタイムチャートにより付言する。
図9は、瞬時t0以後運転者が、ブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbが実線で示すごときものとなるようブレーキペダルを踏み込んだ後、この踏み込み位置に保って車両を瞬時t1に停車(車速VSP=0)させた場合の動作タイムチャートである。
車速VSP=0の停車判定瞬時t1までの車両減速中、サスペンション装置の弾性変形を介したノーズダイブ現象により、定常停車時の本来のピッチング角からのピッチング角変化αが図示のごとくに発生する。
停車判定瞬時t1以後、上記の停車時車体姿勢制御を行わない場合、ピッチング角変化αが図9の一点鎖線で示すごとく、サスペンション装置の弾性変形の解放力により急峻に定常停車時の0に向けて低下した後、ハッチングを付して示すごとく逆方向へオーバーシュートする揺り戻しを生ずる。
図9は、瞬時t0以後運転者が、ブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbが実線で示すごときものとなるようブレーキペダルを踏み込んだ後、この踏み込み位置に保って車両を瞬時t1に停車(車速VSP=0)させた場合の動作タイムチャートである。
車速VSP=0の停車判定瞬時t1までの車両減速中、サスペンション装置の弾性変形を介したノーズダイブ現象により、定常停車時の本来のピッチング角からのピッチング角変化αが図示のごとくに発生する。
停車判定瞬時t1以後、上記の停車時車体姿勢制御を行わない場合、ピッチング角変化αが図9の一点鎖線で示すごとく、サスペンション装置の弾性変形の解放力により急峻に定常停車時の0に向けて低下した後、ハッチングを付して示すごとく逆方向へオーバーシュートする揺り戻しを生ずる。
ところで本実施例によれば、上記の停車時車体姿勢制御により、つまり、ピッチング角変化αを定常停車状態での本来の値0へ、上記の揺り戻しが抑制、または防止される所定の時系列変化(例えば図5に実線で示す時系列変化)で徐々に復帰させる(車体姿勢が本来の姿勢へ徐々に復帰する)ような車体姿勢制御用付加トルクTaがモータ5から車輪(後輪)2へ加えられるようにしたため、
図9に実線で示すピッチング角変化αの本来の値0への復帰態様から明らかなように、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制または防止することができる。
図9に実線で示すピッチング角変化αの本来の値0への復帰態様から明らかなように、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制または防止することができる。
しかも本実施例の停車時車体姿勢制御装置によれば、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しの抑制(防止)制御、つまり、車体姿勢制御用付加トルクTaを車輪(後輪)2に加える制御を、ブレーキ装置の作動中に行うといえども、この制御を車両の減速走行中ではなく停車後(停車判定瞬時t1の後)に行うことから、
車両の制動停止距離を何ら犠牲にすることなく、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制することができる。
車両の制動停止距離を何ら犠牲にすることなく、停車時における車体姿勢変化(ノーズダイブ)の揺り戻しを抑制することができる。
更に、上記の目的にかなう車体姿勢制御用付加トルクTaが図9に破線で示すごとく、ブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbを超えることのないよう、車体姿勢制御用付加トルクTaの決定に際して用いる制御ゲインGainを定めたため、
車体姿勢制御用付加トルクTaによっても、これが、ブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbに打ち勝って車輪を回転させることがなく、車両を停車状態に保ったまま上記停車時における車体姿勢変化の揺り戻し抑制制御を遂行させることができる。
車体姿勢制御用付加トルクTaによっても、これが、ブレーキペダル踏力相当のブレーキ液圧によるブレーキ保持力のトルク換算値Tbに打ち勝って車輪を回転させることがなく、車両を停車状態に保ったまま上記停車時における車体姿勢変化の揺り戻し抑制制御を遂行させることができる。
その後は、車体慣性力Fiの低下、消失に伴って残存制動力も漸減することから、付加トルクTaもそれに伴って破線で示すごとくに徐々に低下され、停車時における車体姿勢変化の揺り戻しを抑制することができ、
残存制動力が定常停車状態での本来の値(0)になって車体姿勢が定常停車状態における本来それに戻る瞬時t3に付加トルクTaも0になり、停車時車体姿勢制御を終了する。
残存制動力が定常停車状態での本来の値(0)になって車体姿勢が定常停車状態における本来それに戻る瞬時t3に付加トルクTaも0になり、停車時車体姿勢制御を終了する。
1 車体
2 車輪(後輪)
3 前サスペンションメンバ
3a 同サスペンションメンバの車体側取り付け点
3b 同サスペンションメンバのモータ(駆動力発生装置)側取り付け点
4 後サスペンションメンバ
4a 同サスペンションメンバの車体側取り付け点
4b 同サスペンションメンバのモータ(駆動力発生装置)側取り付け点
5 車輪内蔵モータ(駆動力発生装置)
6 ブレーキディスク
7 ブレーキキャリパ(ブレーキ装置)
G 車体重心
11 コントローラ
12 車速センサ
13 ピッチング角センサ
14 車体前後変位センサ
15 車体上下変位センサ
16 ブレーキ保持力センサ
2 車輪(後輪)
3 前サスペンションメンバ
3a 同サスペンションメンバの車体側取り付け点
3b 同サスペンションメンバのモータ(駆動力発生装置)側取り付け点
4 後サスペンションメンバ
4a 同サスペンションメンバの車体側取り付け点
4b 同サスペンションメンバのモータ(駆動力発生装置)側取り付け点
5 車輪内蔵モータ(駆動力発生装置)
6 ブレーキディスク
7 ブレーキキャリパ(ブレーキ装置)
G 車体重心
11 コントローラ
12 車速センサ
13 ピッチング角センサ
14 車体前後変位センサ
15 車体上下変位センサ
16 ブレーキ保持力センサ
Claims (9)
- サスペンション装置により車体に懸架した車輪を駆動力発生装置からの駆動力により回転して走行可能で、該車輪をブレーキ装置により制動して停車が可能な車両において、
前記ブレーキ装置を作動させたままの停車直後で、車体慣性力による前記サスペンション装置の弾性変形を介した車体姿勢変化に起因して制動力が残存する間、前記ブレーキ装置によるブレーキ保持力のトルク換算値以下の車体姿勢制御用付加トルクが前記駆動力発生装置から車輪へ加えられるよう該駆動力発生装置を作動させ、
前記車体姿勢制御用付加トルクの向きを、該付加トルクの反力が、前記車体慣性力の消失に伴うサスペンション装置の前記弾性変形の解放によって付与される車体姿勢復帰力と対向する向きの車体姿勢制御力を生じさせる向きとしたことを特徴とする停車時車体姿勢制御装置。 - 請求項1に記載の停車時車体姿勢制御装置において、
前記車体姿勢制御用付加トルクは、前記車体慣性力により前記サスペンション装置の弾性変形を介して変化された車体姿勢から、該車体慣性力の消失によりサスペンション装置が前記弾性変形を解放された時における本来の車体姿勢への車体姿勢復帰を、所定の時系列変化で徐々に行わせるよう決定するものであることを特徴とする停車時車体姿勢制御装置。 - 前記ブレーキ装置が車輪制動力を自動的に制御可能なものである、請求項1または2に記載の停車時車体姿勢制御装置において、
前記車体姿勢制御用付加トルクが、前記ブレーキ装置によるブレーキ保持力のトルク換算値を超える大きさである場合、前記ブレーキ装置によるブレーキ保持力のトルク換算値が車体姿勢制御用付加トルクよりも大きくなるようブレーキ装置のブレーキ保持力を自動制御する構成としたことを特徴とする停車時車体姿勢制御装置。 - 請求項1または2に記載の停車時車体姿勢制御装置において、
前記車体姿勢制御用付加トルクが、前記ブレーキ装置によるブレーキ保持力のトルク換算値を超える大きさである場合、前記車体姿勢制御用付加トルクを該ブレーキ装置によるブレーキ保持力のトルク換算値以下となるよう制限する構成としたことを特徴とする停車時車体姿勢制御装置。 - 請求項1または2に記載の停車時車体姿勢制御装置において、
前記車体姿勢制御用付加トルクが、前記ブレーキ装置によるブレーキ保持力のトルク換算値を超えることのないよう、前記車体姿勢制御用付加トルクの制御ゲインを決定したことを特徴とする停車時車体姿勢制御装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の停車時車体姿勢制御装置において、
前記車体姿勢が、車体のピッチング角、ピッチング角速度、およびピッチング角加速度の少なくとも1つであり、
前記車体姿勢制御用付加トルクは、前記車体慣性力により前記サスペンション装置の弾性変形を介して変化された車体のピッチング角、ピッチング角速度、およびピッチング角加速度の少なくとも1つが、前記車体慣性力の消失に伴うサスペンション装置の前記弾性変形の解放時における車体のピッチング角、ピッチング角速度、またはピッチング角加速度へ、所定の時系列変化で徐々に復帰するようなトルク値に決定するものであることを特徴とする停車時車体姿勢制御装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の停車時車体姿勢制御装置において、
前記車体姿勢が、車体の上下方向位置、上下方向変位速度、および上下方向変位加速度の少なくとも1つであり、
前記車体姿勢制御用付加トルクは、前記車体慣性力により前記サスペンション装置の弾性変形を介して変化された車体の上下方向位置、上下方向変位速度、および上下方向変位加速度の少なくとも1つが、前記車体慣性力の消失に伴うサスペンション装置の前記弾性変形の解放時における車体の上下方向位置、上下方向変位速度、または上下方向変位加速度へ、所定の時系列変化で徐々に復帰するようなトルク値に決定するものであることを特徴とする停車時車体姿勢制御装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の停車時車体姿勢制御装置において、
前記車体姿勢が、車体の前後方向位置、前後方向変位速度、および前後方向変位加速度の少なくとも1つであり、
前記車体姿勢制御用付加トルクは、前記車体慣性力により前記サスペンション装置の弾性変形を介して変化された車体の前後方向位置、前後方向変位速度、および前後方向変位加速度の少なくとも1つが、前記車体慣性力の消失に伴うサスペンション装置の前記弾性変形の解放時における車体の前後方向位置、前後方向変位速度、または前後方向変位加速度へ、所定の時系列変化で徐々に復帰するようなトルク値に決定するものであることを特徴とする停車時車体姿勢制御装置。 - 前記車体姿勢制御用付加トルクの反力を前記車体姿勢制御力が発生するよう車体へ伝達する時の経由箇所である前記サスペンション装置の車体側取り付け点および駆動力発生装置側取り付け点が複数組存在する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の停車時車体姿勢制御装置において、
サスペンション装置の前記車体側取り付け点および駆動力発生装置側取り付け点組を相互に、駆動力発生装置の車両前後方向両側に、且つ、前記車体姿勢制御用付加トルクが小さくなるような相対位置に配置したことを特徴とする停車時車体姿勢制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007163477A JP2008308142A (ja) | 2007-05-15 | 2007-06-21 | 停車時車体姿勢制御装置 |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2007129642 | 2007-05-15 | ||
JP2007163477A JP2008308142A (ja) | 2007-05-15 | 2007-06-21 | 停車時車体姿勢制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=40236121
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JP2007163477A Withdrawn JP2008308142A (ja) | 2007-05-15 | 2007-06-21 | 停車時車体姿勢制御装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2008308142A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2007
- 2007-06-21 JP JP2007163477A patent/JP2008308142A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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