JP2009202657A - 車両挙動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の旋回時における車両の挙動を十分安定化させることができる車両挙動制御装置を提供する。
【解決手段】 車両挙動制御装置は、各種センサとＥＣＵとを備えている。ＥＣＵは、各種センサの検出値を取得し、車両の旋回時に旋回外側の車輪に制動力をかけるように、対応するブレーキアクチュエータを制御する。また、ＥＣＵは、車両の４つの車輪の接地荷重を推定し、旋回内側の駆動輪（前輪）の接地荷重が設定値以下であるかどうかを判断し、旋回内側の前輪の接地荷重が設定値以下であるときは、車両の旋回時に旋回内側の車輪に駆動力をかけるように、エンジンを制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両の旋回時に車両の挙動を制御する車両挙動制御装置に関するものである。

従来の車両挙動制御装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、車両がオーバーステア状態となったときに、旋回外輪側の車輪ブレーキのブレーキ圧を増圧するように制御するものが知られている。
特開平１１−７８８２５号公報

しかしながら、上記従来技術においては、例えば摩擦係数μの高い路面での旋回時に旋回内側の車輪の離地が発生した際に、車両の挙動を安定化させるために旋回外側の車輪にブレーキをかけると、前後加速度の発生により車両の荷重移動が起こり、ピッチ挙動が発生するため、車両の挙動が逆に不安定になる場合がある。

本発明の目的は、車両の旋回時における車両の挙動を十分安定化させることができる車両挙動制御装置を提供することである。

本発明は、車両の旋回時に車両の挙動を制御する車両挙動制御装置において、車両に設けられた複数の車輪のうち旋回外側の車輪に制動力を付加する制動力付加手段と、複数の車輪のうち旋回内側の車輪の荷重が所定値以下であるかどうかを検出する検出手段と、検出手段により旋回内側の車輪の荷重が所定値以下であることが検出されると、旋回内側の車輪に駆動力を付加する駆動力付加手段とを備えることを特徴とするものである。

このように本発明の車両挙動制御装置においては、車両の旋回時に、旋回内側の車輪の荷重が所定値以下になると、旋回内側の車輪に駆動力を付加することにより、旋回内側の車輪が加速側に空転するようになる。このため、旋回外側の車輪に制動力を付加することで車両のピッチ挙動が生じても、旋回内側の車輪に付加した駆動力の反力によって逆方向のピッチモーメントが発生する。これにより、上記制動力の付加により生じたピッチ挙動が軽減されるため、車両の挙動を十分安定化させることができる。

好ましくは、制動力付加手段は、旋回内側の車輪に与えられる駆動力の反力に応じた制動力を旋回外側の車輪に付加する。この場合には、旋回外側の車輪への制動力の付加により適切な旋回外向きのヨーモーメントが発生するため、車両の挙動を更に安定化させることができる。

また、好ましくは、駆動力付加手段は、制動力付加手段により旋回外側の車輪に制動力を付加した時に発生するピッチモーメントを予測し、ピッチモーメントを打ち消すような駆動力を旋回内側の車輪に付加する。この場合には、旋回内側の車輪に駆動力を付加することにより、旋回外側の車輪に制動力を付加した時に発生するピッチモーメントがキャンセルされるため、上記制動力の付加により生じたピッチ挙動が十分軽減される。これにより、車両の挙動をより一層安定化させることができる。

本発明によれば、車両の旋回時における車両の挙動を十分安定化させることができる。その結果、車両の横転等を確実に回避することが可能となる。

以下、本発明に係わる車両挙動制御装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる車両挙動制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。同図において、本実施形態の車両挙動制御装置１は、スタビリティコントロールシステムを備えた前輪駆動式（ＦＦ式）の車両に搭載され、車両の旋回時における車両の挙動を制御する装置である。スタビリティコントロールシステムとは、急激なハンドル操作やオーバースピードでカーブに進入した場合などに発生する横滑りを低減し、車両の操縦性及び安定性を確保する自動制御システムのことである。

車両挙動制御装置１は、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭのメモリ等で構成されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）２を備えている。ＥＣＵ２には、車両の前後方向の加速度（前後加速度）を検出する前後加速度センサ３と、車両の左右方向の加速度（左右加速度）を検出する左右加速度センサ４と、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ５と、ステアリングの操舵角を検出する舵角センサ６と、４つの車輪の回転速度をそれぞれ検出する４つの車輪速度センサ７とが接続されている。

また、ＥＣＵ２には、４つの車輪にそれぞれ独立に制動力を付加する４つのブレーキアクチュエータ８と、駆動輪である左右２つの前輪に駆動力を付加するエンジン９とが接続されている。エンジン９は、左右２つの前輪に加える駆動力をそれぞれ独立に制御可能となっている。

ＥＣＵ２は、前後加速度センサ３、左右加速度センサ４、ヨーレートセンサ５、舵角センサ６及び各車輪速度センサ７の検出値を入力し、所定の処理を行い、その結果に応じてブレーキアクチュエータ８及びエンジン９を制御することにより、車輪に制動力または駆動力を付加する。

図２は、ＥＣＵ２が実行する制御処理の手順を示すフローチャートである。本処理は、舵角センサ６により車両の旋回動作が開始されたことが検出された時点で実行されるものとする。

同図において、まず前後加速度センサ３、左右加速度センサ４、ヨーレートセンサ５、舵角センサ６及び各車輪速度センサ７の検出値を取得する（手順Ｓ５１）。このとき、各車輪速度センサ７の検出値から、車両の走行速度（車速）を求める。

続いて、例えば左右加速度センサ４で検出された左右加速度、舵角センサ６で検出された操舵角及び車速に基づいて、車両の目標ヨーレートを求める（手順Ｓ５２）。

続いて、例えば左右加速度センサ４で検出された左右加速度、ヨーレートセンサ５で検出されたヨーレート、舵角センサ６で検出された操舵角及び車速に基づいて、車両の横滑り角を推定する（手順Ｓ５３）。

また、例えば前後加速度センサ３で検出された前後加速度、左右加速度センサ４で検出された左右加速度に基づいて、路面の摩擦係数μを推定する（手順Ｓ５４）。なお、路面の摩擦係数μは、ヨーレートセンサ５で検出されたヨーレート及び車速に基づいて推定しても良いし、車両にナビゲーションが搭載されている場合には、ナビゲーションを用いて推定することもできる。

続いて、手順Ｓ５２で得られた目標ヨーレートと手順Ｓ５３で推定された車両の横滑り角と手順Ｓ５４で推定された路面μとに基づいて、車両の挙動を安定化させるために旋回外側の車輪に制動力をかけて旋回外向きのヨーモーメントを発生させるようなヨーモーメント制御量を求める（手順Ｓ５５）。

例えば、ヨーレートセンサ５で検出されたヨーレートが目標ヨーレートよりも大きくなると、車両がオーバーステア状態であると判断される。この場合には、車両の横滑り角及び路面μに基づいて、旋回外側の前輪のみに制動力をかけてオーバーステアを抑制するようなヨーモーメント制御量を求める。なお、車両の挙動によっては、旋回外側の後輪のみに制動力をかけても良いし、旋回外側の前輪及び後輪の両方に制動力をかけても良い

このとき、制動力によるヨーモーメント発生量に大きな影響を与えないように、旋回内側の前輪に与えられる駆動トルクの反力に見合った制動力を旋回外側の前輪に付加するのが望ましい。

続いて、手順Ｓ５５で得られたヨーモーメント制御量に応じた制御指令値を対応するブレーキアクチュエータ８に送出することにより、当該ブレーキアクチュエータ８を制御する（手順Ｓ５６）。

これにより、例えば図３に示すような車両１０の右旋回動作において、車両１０が強いオーバーステア状態となる場合には、旋回外側に相当する左前輪１１ａに制動力が付加されるようになる。

また、上記の手順Ｓ５２と並行して、例えば前後加速度センサ３で検出された前後加速度と左右加速度センサ４で検出された左右加速度とに基づいて、車両の４つの車輪の接地荷重を推定する（手順Ｓ５７）。

続いて、旋回内側の駆動輪（前輪）の接地荷重が設定値以下であるかどうかを判断し（手順Ｓ５８）、旋回内側の駆動輪の接地荷重が設定値以下であるときは、目標ピッチモーメントを求める（手順Ｓ５９）。

ここで、上記のように車両の旋回時に旋回外側の前輪に制動力をかけると、前後加速度により車両の荷重移動が生じることで、車両のピッチ挙動が発生する。そこで、例えば手順Ｓ５５で得られたヨーモーメント制御量から、近い将来に発生するピッチモーメントを予測し、それを打ち消すような逆方向の目標ピッチモーメントを求めるのが望ましい。

続いて、そのような目標ピッチモーメントを発生させるために旋回内側の前輪に付加する目標駆動力（目標駆動トルク）を求める（手順Ｓ６０）。そして、その目標駆動力に応じた制御指令値をエンジン９に送出することにより、エンジン９を制御する（手順Ｓ６１）。

これにより、例えば図３に示すように、車両１０が右旋回する場合には、旋回内側に相当する右前輪１１ｂに駆動力が付加されるようになる。

以上において、上記の手順Ｓ５１〜Ｓ５６は、車両に設けられた複数の車輪のうち旋回外側の車輪に制動力を付加する制動力付加手段の一部を構成する。上記の手順Ｓ５１，Ｓ５７，Ｓ５８は、複数の車輪のうち旋回内側の車輪の荷重が所定値以下であるかどうかを検出する検出手段の一部を構成する。上記の手順Ｓ５９〜Ｓ６１は、検出手段により旋回内側の車輪の荷重が所定値以下であることが検出されると、旋回内側の車輪に駆動力を付加する駆動力付加手段の一部を構成する。

以上のように本実施形態にあっては、例えば車両の旋回時に旋回内側の車輪が離地するような不安定な車両挙動が生じた場合に、旋回外側の車輪にブレーキをかけることで車両のピッチ挙動が発生しても、旋回内側の駆動輪に駆動力を付加することにより、旋回内側の駆動輪が急激に加速側に空転し、その反力によって制動力によるピッチモーメントとは逆方向のピッチモーメントが発生するようになる。これにより、制動力により発生したピッチ挙動が抑制されるため、車両姿勢（挙動）の安定性を十分確保することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、車両の前後加速度及び左右加速度に基づいて車輪の荷重を推定するものとしたが、ロールセンサやサスペンションのストロークセンサの検出値に基づいて車輪の荷重を推定しても良いし、或いは荷重センサにより車輪の荷重を直接的に検出しても良い。

また、上記実施形態では、前輪駆動式の車両を例にとって説明したが、本発明は、後輪駆動式や４輪駆動式の車両にも適用可能である。

本発明に係わる車両挙動制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。 図１に示したＥＣＵが実行する制御処理の手順を示すフローチャートである。 車両の旋回時に車輪に制動力及び駆動力を付加する状態を示す概略図である。

符号の説明

１…車両挙動制御装置、２…ＥＣＵ（制動力付加手段、検出手段、駆動力付加手段）、３…前後加速度センサ（制動力付加手段、検出手段）、４…左右加速度センサ（制動力付加手段、検出手段）、５…ヨーレートセンサ（制動力付加手段）、６…舵角センサ（制動力付加手段）、７…車輪速度センサ（制動力付加手段）、８…ブレーキアクチュエータ（制動力付加手段）、９…エンジン（駆動力付加手段）。

Claims (3)

1. 車両の旋回時に車両の挙動を制御する車両挙動制御装置において、
   前記車両に設けられた複数の車輪のうち旋回外側の車輪に制動力を付加する制動力付加手段と、
   前記複数の車輪のうち旋回内側の車輪の荷重が所定値以下であるかどうかを検出する検出手段と、
   前記検出手段により前記旋回内側の車輪の荷重が前記所定値以下であることが検出されると、前記旋回内側の車輪に駆動力を付加する駆動力付加手段とを備えることを特徴とする車両挙動制御装置。
2. 前記制動力付加手段は、前記旋回内側の車輪に与えられる駆動力の反力に応じた制動力を前記旋回外側の車輪に付加することを特徴とする請求項１記載の車両挙動制御装置。
3. 前記駆動力付加手段は、前記制動力付加手段により前記旋回外側の車輪に制動力を付加した時に発生するピッチモーメントを予測し、前記ピッチモーメントを打ち消すような駆動力を前記旋回内側の車輪に付加することを特徴とする請求項１または２記載の車両挙動制御装置。
   
   
   
   
   

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