JP2011068253A - 車両の状態検出装置、及び車両の状態安定化制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ECUは、車両の車体加速度に基づき演算された車両の傾斜角θ1とウィリー状態判定閾値KWθとの比較結果(ステップS29)、前輪の車輪速度FRVWと第1前輪閾値KWSP1との比較結果(ステップS30)、後輪の車輪速度RRVWと第1後輪閾値KWSP2との比較結果(ステップS31)に基づき、前輪又は後輪が路面から離間する車両の状態を検出する(ステップS33)。
【選択図】図4
Description
ECU16の入力側インターフェースには、各車輪FW,RWの車輪速度FRVW,RRVW(図3参照)を検出するための車輪速度センサSE1,SE2、及び車両の前後方向における車体加速度(単に「車体加速度」ともいう。)G0(図2参照)を検出するための加速度センサSE3が電気的に接続されている。また、ECU16の出力側インターフェースには、各弁23f〜25f,23r〜25r及び駆動モータ27などが電気的に接続されている。そして、ECU16は、各種センサSE1〜SE3からの各種検出信号に基づき、各弁23f〜25f,23r〜25r及び駆動モータ27(即ち、ポンプ28f,28r)の作動を個別に制御する。なお、加速度センサSE3からは、車両10が加速する場合には車両10の重心が後方に移動するために正の値となるような信号が出力される一方、車両10が減速する場合には車両10の重心が前方に移動するために負の値となるような信号が出力される。
さて、ECU16は、予め設定された所定周期(例えば「6msec. 」)毎に状態安定化処理ルーチンを実行する。この状態安定化処理ルーチンにおいて、ECU16は、車輪速度センサSE1からの検出信号に基づき前輪FWの車輪速度(第1車輪速度)FRVWを演算し(ステップS10)、車輪速度センサSE2からの検出信号に基づき後輪RWの車輪速度(第2車輪速度)RRVWを演算する(ステップS11)。したがって、本実施形態では、ECU16が、車輪速度取得手段としても機能する。続いて、ECU16は、ステップS11にて取得した後輪RWの車輪速度RRVWを微分して後輪RWの車輪加速度aVWを取得する(ステップS12)。したがって、本実施形態では、ECU16が、車輪加速度取得手段としても機能する。そして、ECU16は、加速度センサSE3からの検出信号に基づき車両10の車体加速度G0を演算する(ステップS13)。したがって、本実施形態では、ECU16が、車体加速度取得手段としても機能する。
ただし、g…重力加速度(略9.8m/s2)
そして、ECU16は、図4で詳述するウィリー状態判定解消処理を実行する(ステップS16)。このウィリー状態判定解消処理では、車両10がウィリー状態であるか否かが判定されると共に、ウィリー状態である場合にはウィリー状態を解消して車両の状態の安定化を図るための安定化制御が実行される。また、ステップS16では、ウィリー状態である場合には後述するウィリーフラグFLG1(図4参照)が「ON」にセットされる一方、ウィリー状態ではない及びウィリー状態が解消された場合にはウィリーフラグFLG1が「OFF」にセットされる。続いて、ECU16は、図5で詳述するジャックナイフ状態判定解消処理を実行する(ステップS17)。このジャックナイフ状態判定解消処理では、車両10がジャックナイフ状態であるか否かが判定されると共に、ジャックナイフ状態である場合にはジャックナイフ状態を解消して車両の状態の安定化を図るための安定化制御が実行される。また、ステップS17では、ジャックナイフ状態である場合には後述するジャックナイフフラグFLG2(図5参照)が「ON」にセットされる一方、ジャックナイフ状態ではない場合及びジャックナイフ状態が解消された場合にはジャックナイフフラグFLG2が「OFF」にセットされる。したがって、本実施形態では、ECU16が、状態安定化制御装置としても機能する。
さて、ウィリー状態判定解消処理ルーチンにおいて、ECU16は、以下に示す関係式(式2)に基づき車輪速度差SPを取得し、該車輪速度差SPが車輪速度差閾値KSP以下であるか否かを判定する(ステップS20)。すなわち、ウィリー状態である場合、上述したように、前輪FWの車輪速度FRVWは、後輪RWの車輪速度RRVWよりも低速である。そこで、ステップS20では、車輪速度差SPに基づいて前輪FWが路面35と接地しているか否かが判定される。なお、車輪速度差閾値KSPは、前輪FW又は後輪RWが路面35から離間しているか否かを車輪速度差から判断するための基準値であって、各車輪FW,RWが共に路面35に接地する場合にステップS20の判定結果が否定判定とならない値に予め設定される。
ステップS20の判定結果が否定判定(SP>KSP)である場合、ECU16は、ウィリー状態である可能性があると判断し、その処理を後述するステップS29に移行する。一方、ステップS20の判定結果が肯定判定(SP≦KSP)である場合、ECU16は、ウィリー状態である可能性が低いと判断し、ステップS15で演算した車両10の傾斜角θ1が予め正の値に設定された第1傾斜角閾値Kθ1(Kθ1>0、例えば5°)以上であるか否かを判定する(ステップS21)。この第1傾斜角閾値Kθ1は、車両10が上り坂を走行中であるか否かを判断するための基準値である。
さて、ジャックナイフ状態判定解消処理ルーチンにおいて、ECU16は、上記ステップS20と同等の判定処理を行なう(ステップS40)。すなわち、ジャックナイフ状態である場合、上述したように、前輪FWの車輪速度FRVWは、後輪RWの車輪速度RRVWよりも低速である。そこで、ステップS40では、車輪速度差SPに基づいて後輪RWが路面35と接地しているか否かが判定される。ステップS40の判定結果が否定判定(SP>KSP)である場合、ECU16は、ジャックナイフ状態である可能性があると判断し、その処理を後述するステップS49に移行する。一方、ステップS40の判定結果が肯定判定(SP≦KSP)である場合、ECU16は、ジャックナイフ状態である可能性が低いと判断し、上記ステップS21に相当する判定処理を行なう(ステップS41)。
さて、運転手によるアクセル12の操作によって、後輪RWに伝達される駆動力が急激に大きくなると、車両10の重心が後方に移動して前輪FWが路面35から離間することがある。すなわち、車両10がウィリー状態になることがある(図2(b)参照)。本実施形態では、車両10の走行する路面35が水平面に相当する場合、車両10の路面を基準とした傾斜角(即ち、傾斜角θ1)がウィリー状態判定閾値KWθ以上になると、ウィリー状態である可能性があると判断される。このときのウィリー状態判定閾値KWθは、ウィリー状態になる直前に検出された傾斜角θ1(即ち、水平面を基準とした路面35の傾斜角)に第2定数β1を加算した値である。しかし、前輪FWの車輪速度FRVWが第1前輪閾値KWSP1以上であったり、後輪RWの車輪速度RRVWが第1後輪閾値KWSP2未満であったりすると、各車輪FW,RWが路面35に接地していると判断され、ウィリー状態であるとは判定されない。これは、車両10がウィリー状態でなくても、車両10が上り坂を走行する際には車体加速度G0(具体的には傾斜加速度G1)に基づき算出される傾斜角θ1が第2定数β1以上になる可能性があるためである。
さて、運転手によるブレーキレバー18の操作によって、前輪FWに大きな制動力が付与されると、車両10の重心が前方に移動して後輪RWが路面35から離間することがある。すなわち、車両10がジャックナイフ状態になることがある(図2(c)参照)。本実施形態では、車両10の走行する路面35が水平面に相当する場合、車両10の路面35を基準とした傾斜角θ2が第5定数β2以下になると、ジャックナイフ状態である可能性があると判定される。しかし、前輪FWの車輪速度FRVWが第2前輪閾値KJSP1以上であったり、後輪RWの車輪速度RRVWが第2後輪閾値KJSP2未満であったりすると、ジャックナイフ状態であるとは判定されない。これは、車両10がジャックナイフ状態でなくても、車両10が下り坂を走行する際には車体加速度G0(具体的には傾斜加速度G1)に基づき算出される傾斜角θ1が第5定数β2以下になる可能性があるためである。
(1)車両10の車体加速度G0に基づき取得された車両10の傾斜角θ1だけではなく、各車輪FW,RWの車輪速度FRVW,RRVWに基づいてウィリー状態やジャックナイフ状態が検出される。そのため、車体加速度G0に相当する傾斜角θ1のみからウィリー状態やジャックナイフ状態を検出する場合に比べて、ウィリー状態やジャックナイフ状態の検出精度を向上させることができる。しかも、ピッチレートセンサを車輪FW,RW毎に設ける場合とは異なり、車両10に新たな部品(センサなど)を設ける必要もないので車両10全体のコスト上昇を抑制できる。したがって、各車輪FW,RWの何れか一方が路面35から離間するような車両10の状態の検出精度を容易に向上させることができる。
・実施形態において、車両10がウィリー状態になった場合に後輪用ホイールシリンダ17r内に発生させるWC圧KRPを、傾斜角θ1が大きいほど高圧となるように設定してもよい。また、車両10がジャックナイフ状態になった場合における前輪用ホイールシリンダ17f内のWC圧の減圧量KFPを、傾斜角θ1が小さくなるほど多めに設定してもよい。
・実施形態において、車両10は、前輪FWにも駆動装置からの駆動力の一部が配分されるような車両に具体化してもよい。この場合、ジャックナイフ状態であると判定された場合、前輪FWに伝達される駆動力が増加させてもよい。このように構成しても、前輪FWに対する制動力を減少させる場合と同様に、ジャックナイフ状態を解消させることができる。
Claims (8)
- 車両(10)の車体加速度(G0)を取得する車体加速度取得手段(16、S13)と、
前記車体加速度取得手段(16、S13)によって取得された車体加速度(G0)に基づき、車両(10)の傾斜角(θ1)を取得する傾斜角取得手段(16、S15)と、
車両(10)の進行方向前側に配置される第1車輪(FW)の第1車輪速度(FRVW)及び車両(10)の進行方向後側に配置される第2車輪(RW)の第2車輪速度(RRVW)を取得する車輪速度取得手段(16、S10,S11)と、
前記傾斜角取得手段(16、S15)によって取得された傾斜角(θ1)と傾斜角閾値(KWθ,KJθ)との比較結果、及び前記車輪速度取得手段(16、S10,S11)によって取得された各車輪速度(FRVW,RRVW)と該各車輪速度(FRVW,RRVW)に個別対応する各車輪速度閾値(KWSP1,KWSP2,KJSP1,KJSP2)との比較結果に基づき、前記第1車輪(FR)又は前記第2車輪(RW)が路面(35)から離間する車両(10)の状態を検出する状態検出手段(16、S29,S30,S31,S33,S34,S49,S50,S51,S53,S54)と、を備えることを特徴とする車両の状態検出装置。 - 前記状態検出手段(16、S29,S30,S31,S33,S34)は、
前記傾斜角取得手段(16、S15)によって取得された傾斜角(θ1)がウィリー判定用傾斜角閾値(KWθ)以上であると共に、
前記車輪速度取得手段(16、S10)によって取得された第1車輪速度(FRVW)がウィリー判定用第1車輪速度閾値(KWSP1)未満であり、
さらに、前記車輪速度取得手段(16、S11)によって取得された第2車輪速度(RW)が、前記ウィリー判定用第1車輪速度閾値(KWSP1)よりも大きな値に設定されたウィリー判定用第2車輪速度閾値(KWSP2)以上である場合に、
前記第2車輪(RW)が接地すると共に前記第1車輪(FW)が路面(35)から離間するウィリー状態であると検出することを特徴とする請求項1に記載の車両の状態検出装置。 - 前記状態検出手段(16、S49,S50,S51,S53,S54)は、
前記傾斜角取得手段(16、S15)によって取得された傾斜角(θ1)がジャックナイフ判定用傾斜角閾値(KJθ)以下であると共に、
前記車輪速度取得手段(16、S10)によって取得された第1車輪速度(FRVW)がジャックナイフ判定用第1車輪速度閾値(KJSP1)未満であり、
さらに、前記車輪速度取得手段(16、S11)によって取得された第2車輪速度(RRVW)が、前記ジャックナイフ判定用第1車輪速度閾値(KJSP1)よりも大きな値に設定されたジャックナイフ判定用第2車輪速度閾値(KJSP2)以上である場合に、
前記第1車輪(FW)が接地すると共に前記第2車輪(RW)が路面(35)から離間するジャックナイフ状態であると検出することを特徴とする請求項1に記載の車両の状態検出装置。 - 前記状態検出手段(16、S20,S29,S30,S31,S33,S34,S40,S49,S50,S51,S53,S54)は、前記車輪速度取得手段(16、S10,S11)によって取得された各車輪速度(FRVW,RRVW)の車輪速度差(SP)と予め設定された車輪速度差閾値(KSP)との比較結果に基づき、前記第1車輪(FW)又は前記第2車輪(RW)が路面(35)から離間する車両(10)の状態を検出することを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の車両の状態検出装置。
- 前記第2車輪(RW)は、駆動輪であると共に、前記車体加速度取得手段(16、S13)は、車両(10)の前後方向における車体加速度(G0)を取得するようになっており、
前記第2車輪(RW)の車輪加速度(aVW)を取得する車輪加速度取得手段(16、S12)をさらに備え、
前記傾斜角取得手段(16、S15)は、前記車体加速度取得手段(16、S13)によって取得された車両(10)の前後方向における車体加速度(G0)から前記車輪加速度取得手段(16、S12)によって取得された第2車輪(RW)の車輪加速度(aVW)を減算し、該減算結果(G1)に基づき車両の傾斜角(θ1)を演算することを特徴とする請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の車両の状態検出装置。 - 前記傾斜角閾値(KWθ,KJθ)を、前記車輪速度取得手段(16、S10,S11)によって取得された各車輪速度(FRVW,RRVW)の車輪速度差(SP)が予め設定された車輪速度差閾値(KSP)以下である場合に前記傾斜角取得手段(16、S15)によって取得された車両(10)の傾斜角(θ1)に応じた値に設定する傾斜角閾値設定手段(16、S21,S22,S24,S25,S27,S41,S42,S44,S45,S47)をさらに備えることを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の車両の状態検出装置。
- 請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の車両の状態検出装置(16)と、
前記状態検出装置(16)による検出結果に基づき、前記各車輪(FR,RW)への制動力及び前記第2車輪(RW)への駆動力のうち少なくとも一方を調整して車両(10)の走行状態を安定化させる安定化制御を行なう制御手段(16、S32,S52)と、を備えることを特徴とする車両の状態安定化制御装置。 - 前記車輪速度取得手段(16、S10,S11)によって取得された各車輪速度(FRVW,RRVW)の車輪速度差(SP)が予め設定された車輪速度差閾値(KSP)以下である場合に前記傾斜角取得手段(16、S15)によって取得された車両(10)の傾斜角(θ1)に基づき、前記安定化制御時に制動力の付与対象となる車輪(FW,RW)に付与する制動力の大きさを設定する制動力設定手段(16、S21,S23,S24,S26,S28,S41,S43,S44,S46,S48)をさらに備え、
前記制御手段(16、S32,S52)は、前記制動力設定手段(16、S21,S23,S24,S26,S28,S41,S43,S44,S46,S48)によって設定された大きさの制動力を、前記付与対象となる車輪(FW,RW)に付与させる安定化制御を行なうことを特徴とする請求項7に記載の車両の状態安定化制御装置。
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