JP2013063751A - 車両の制動力制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両旋回時のタイヤのコーナリングフォースを有効に最大限発揮させ、安定した車両挙動でカーブ外側へのコースアウトを確実に防止する。
【解決手段】車速V、ハンドル角θHに基づいて目標横加速度を算出し、目標横加速度と実際の横加速度とに基づいて車両1に付加すべき第1の付加ヨーモーメントMzt1を算出し、目標横加速度と実際の横加速度とに基づいて第1の付加ヨーモーメントMzt1に加えて車両1に付加すべき第2の付加ヨーモーメントMzt2を算出し、第1の付加ヨーモーメントMzt1に基づいて旋回内側車輪に付加する制動力を第1の制動力FB1として算出し、第2の付加ヨーモーメントMzt2に基づいて旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の制動力差を変えることなく車両1に付加する制動力を第2の制動力FB2として算出し、第1の制動力FB1と第2の制動力FB2に基づいて各輪に付加する制動力を算出する。
【選択図】図2

Description

本発明は、各輪独立に制動力を付加して所望のヨーモーメントを車両に発生させることができる車両の制動力制御装置に関する。
近年、車両においては、各輪独立に制動力を付加して所望のヨーモーメントを発生させて安定性向上や運動性能向上を図る様々な技術が提案され実用化されてきている。例えば、特開2007−131251号公報(以下、特許文献1)では、横転防止制御時において、実横加速度の絶対値が値Gy1以上値Gy2以下である比較的早期の段階では旋回方向内側の前輪にのみ内側前輪制動力を発生させ、値Gy2以上値Gy3以下になると内側前輪制動力に加えて旋回方向内側の後輪に内側後輪制動力を発生させ、これにより、車体における旋回方向内側に車高低減力を発生させてロール角の増大を抑制し、更に、実横加速度の絶対値が値Gy3以上になると内側後輪制動力に加えて旋回方向外側の前輪に外側車輪制動力を発生させて、旋回方向と反対方向のヨーイングモーメントを強制的に発生させてロール角の増大を抑制する車両の運動制御装置の技術が開示されている。
特開2007−131251号公報
一般に、車両のアンダーステア傾向を検出して旋回内輪ブレーキによる車両回頭方向のヨーモーメントを付加することで、後輪にも十分なすべり角が付き、4輪トータルのコーナリングフォースをある程度高めることは可能である。しかしながら、前軸偏重となっている基本的な重量配分に起因する、前軸のコーナリングフォース不足(後軸のタイヤグリップを使い切れない特性)は解消できないため、旋回内輪のブレーキ力である制御量を増加させても、4輪のコーナリングフォースを最大限使い切れずに、最終的には4輪ドリフト状態でコースアウトに至る虞がある。
上述の特許文献1に開示される技術では、実横加速度の絶対値が値Gy1〜値Gy3以下となるまでは、旋回内輪側に制動力を発生させ、更に実横加速度の絶対値がGy3以上と大きくなると、旋回外側前輪にも制動力を発生させることで横加速度の増加を抑えると共に、結果的には車体に作用する減速度も大きくなり、走行速度も低下して車両の横転を防止するという効果を期待することができる。しかしながら、上述の特許文献1に開示される技術のように制動力を発生させると、車両に加える回頭方向のヨーモーメントが変化する他、制動力による予期せぬ車輪ロック等が生じて車両挙動が急変したり、アンダーステア傾向の防止効果が薄れる等の問題を生じる虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両旋回時のタイヤのコーナリングフォースを有効に最大限発揮させ、安定した車両挙動でカーブ外側へのコースアウトを確実に防止することができる車両の制動力制御装置を提供することを目的とする。
本発明の車両の制動力制御装置の一態様は、車両の運転状態に基づいて車両横運動の目標とする車両挙動を算出する目標車両挙動算出手段と、車両横運動の実際の車両挙動を検出する実車両挙動検出手段と、上記車両横運動の目標とする車両挙動と上記車両横運動の実際の車両挙動とに基づいて車両に付加すべき第1の付加ヨーモーメントを算出する第1の付加ヨーモーメント算出手段と、上記車両横運動の目標とする車両挙動と上記車両横運動の実際の車両挙動とに基づいて上記第1の付加ヨーモーメントに加えて車両に付加すべき第2の付加ヨーモーメントを算出する第2の付加ヨーモーメント算出手段と、上記第1の付加ヨーモーメントに基づいて旋回内側車輪と旋回外側車輪に付加する制動力を第1の制動力として算出する第1の制動力算出手段と、上記第2の付加ヨーモーメントに基づいて、上記第1の制動力算出手段により算出した上記旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の制動力差を変えることなく車両に付加する制動力を第2の制動力として算出する第2の制動力算出手段と、上記第1の制動力と上記第2の制動力に基づいて各輪に付加する制動力を算出する各輪制動力算出手段とを備えた。
本発明による車両の制動力制御装置によれば、車両旋回時のタイヤのコーナリングフォースを有効に最大限発揮させ、安定した車両挙動でカーブ外側へのコースアウトを確実に防止することが可能となる。
本発明の実施の一形態による、制動力制御装置を搭載した車両の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施の一形態による、制御部の機能ブロック図である。 本発明の実施の一形態による、制動力制御プログラムのフローチャートである。 本発明の実施の一形態による、本制御を適用したときの定常円旋回テストにおける横加速度とハンドル角比の特性説明図である。 本発明の実施の一形態による、ブレーキ力を発生させる制御状態の説明図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1において、符号1は車両を示し、車両前部に配置されたエンジン2による駆動力は、このエンジン2後方の自動変速装置(トルクコンバータ等も含んで図示)3からトランスミッション出力軸3aを経てセンターディファレンシャル装置4に伝達される。
このセンターディファレンシャル装置4から、リヤドライブ軸5、プロペラシャフト6、ドライブピニオン7を介して後輪終減速装置8に入力される一方、センターディファレンシャル装置4から、フロントドライブ軸9を介して前輪終減速装置10に入力される。ここで、自動変速装置3、センターディファレンシャル装置4および前輪終減速装置10等は、一体にケース11内に設けられている。
後輪終減速装置8に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸12rlを経て左後輪13rlに、後輪右ドライブ軸12rrを経て右後輪13rrに伝達される。一方、前輪終減速装置10に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸12flを経て左前輪13flに、前輪右ドライブ軸12frを経て右前輪13frに伝達される。
符号15は車両のブレーキ駆動部を示し、このブレーキ駆動部15には、ドライバにより操作されるブレーキペダル16と接続されたマスターシリンダ17が接続されており、ドライバがブレーキペダル16を操作する(踏み込む)とマスターシリンダ17により、ブレーキ駆動部15を通じて、4輪13fl,13fr,13rl,13rrの各ホイールシリンダ(左前輪ホイールシリンダ18fl,右前輪ホイールシリンダ18fr,左後輪ホイールシリンダ18rl,右後輪ホイールシリンダ18rr)にブレーキ圧が導入され、これにより4輪にブレーキがかかって制動される。
ブレーキ駆動部15は、加圧源、減圧弁、増圧弁等を備えたハイドロリックユニットで、入力信号に応じて、各ホイールシリンダ18fl,18fr,18rl,18rrに対して、それぞれ独立にブレーキ圧を導入自在に形成されている。
車両1には、エンジン2を制御するエンジン制御装置21、自動変速装置3、センターディファレンシャル装置4を制御するトランスミッション制御装置22、ブレーキ駆動部15を制御する後述の制御部30が設けられている。
制御部30には、上述のエンジン制御装置21からエンジン出力Teg、エンジン回転数Neが入力され、トランスミッション制御装置22からタービン回転数Nt、主変速ギヤ比i、センターディファレンシャル装置4による駆動力前後配分比DD(=前輪側駆動力/総駆動力)が入力される。
また、制御部30には、車速センサ23、ハンドル角センサ24、前後加速度センサ25、横加速度センサ26からの車速V、ハンドル角θH、前後加速度(dx/dt)、車体横加速度(dy/dt)等の各信号が入力される。
そして、制御部30は、車速V、ハンドル角θHに基づいて車両横運動の目標とする車両挙動としての目標横加速度(dy/dt)tを算出し、この目標横加速度(dy/dt)tと実際の横加速度(dy/dt)(すなわち、実車両挙動検出手段としての横加速度センサ26による検出値)とに基づいて車両1に付加すべき第1の付加ヨーモーメントMzt1を算出し、目標横加速度(dy/dt)tと実際の横加速度(dy/dt)とに基づいて第1の付加ヨーモーメントMzt1に加えて車両1に付加すべき第2の付加ヨーモーメントMzt2を算出し、第1の付加ヨーモーメントMzt1に基づいて旋回内側車輪に付加する制動力を第1の制動力FB1として算出し、第2の付加ヨーモーメントMzt2に基づいて旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の制動力差を変えることなく車両1に付加する制動力を第2の制動力FB2として算出し、第1の制動力FB1と第2の制動力FB2に基づいて各輪に付加する制動力を算出してブレーキ駆動部15に対して出力するように構成されている。
このため、制御部30は、図2に示すように、目標横加速度算出部30a、横加速度偏差算出部30b、目標ヨーモーメント算出部30c、制動力算出部30d、トランスミッション出力トルク算出部30e、総制駆動力算出部30f、第2の前後制動力配分比算出部30g、駆動力を考慮した前後制動力配分比算出部30h、各輪の制動力算出部30i、各輪のブレーキ液圧算出部30jから主要に構成されている。
目標横加速度算出部30aは、車速センサ23から車速Vが入力され、ハンドル角センサ24からハンドル角θHが入力される。そして、例えば、以下の(1)式により、車両横運動の目標とする車両挙動としての目標横加速度(dy/dt)tを算出し、横加速度偏差算出部30bに出力する。
(dy/dt)t=(1/(1+A・V))・(V/l)・(θH/n)…(1)
ここで、Aはスタビリティファクタ、lはホイールベース、nはステアリングギヤ比である。このように、目標横加速度算出部30aは、目標車両挙動算出手段として設けられている。
横加速度偏差算出部30bは、横加速度センサ26から実際の横加速度(dy/dt)が入力され、目標横加速度算出部30aから目標横加速度(dy/dt)tが入力される。そして、以下の(2)式により、横加速度偏差Δ(dy/dt)を算出して目標ヨーモーメント算出部30cに出力する。
Δ(dy/dt)=(dy/dt)−(dy/dt)t …(2)
目標ヨーモーメント算出部30cは、ハンドル角センサ24からハンドル角θHが入力され、横加速度偏差算出部30bから横加速度偏差Δ(dy/dt)が入力される。そして、横加速度偏差の絶対値|Δ(dy/dt)|が予め設定しておいた第1の横加速度偏差閾値e1よりも小さい場合(|Δ(dy/dt)|<e1の場合)、または、横加速度偏差Δ(dy/dt)とハンドル角θHが異符号で車両1がオーバーステア傾向にあるとみなせる条件で、車両1に旋回方向へのヨーモーメントを付加する必要がないと判定できる場合には、このヨーモーメントを第1の付加ヨーモーメントMzt1として、この第1の付加ヨーモーメントMzt1を0に設定する。逆に、上述の条件が成立せず、車両1に旋回方向へのヨーモーメントを付加する必要があると判定できる場合には、第1の付加ヨーモーメントMzt1を、例えば、以下の(3)式により、算出する。
Mzt1=GMZ1・Δ(dy/dt) …(3)
ここで、GMZ1は予め実験・計算等に設定しておいたヨーモーメントゲインである。
更に、目標ヨーモーメント算出部30cでは、以下のようにして、第1の付加ヨーモーメントMzt1に加えて車両1に付加すべき第2の付加ヨーモーメントMzt2を算出する。すなわち、横加速度偏差の絶対値|Δ(dy/dt)|が予め設定しておいた第2の横加速度偏差閾値e2(>e1)よりも小さい場合(|Δ(dy/dt)|<e2の場合)、または、横加速度偏差Δ(dy/dt)とハンドル角θHが異符号で車両1がオーバーステア傾向にあるとみなせる条件で、第1の付加ヨーモーメントMzt1に加えて車両1に旋回方向へのヨーモーメントを付加する必要がないと判定できる場合には、このヨーモーメントを第2の付加ヨーモーメントMzt2として、この第2の付加ヨーモーメントMzt2を0に設定する。逆に、上述の条件が成立せず、第1の付加ヨーモーメントMzt1に加えて車両1に旋回方向へのヨーモーメントを付加する必要があると判定できる場合には、第2の付加ヨーモーメントMzt2を、例えば、以下の(4)式により、算出する。
Mzt2=GMZ2・Δ(dy/dt) …(4)
ここで、GMZ2は予め実験・計算等に設定しておいたヨーモーメントゲインである。
こうして、目標ヨーモーメント算出部30cで算出された第1の付加ヨーモーメントMzt1と第2の付加ヨーモーメントMzt2は、制動力算出部30dに出力される。このように、目標ヨーモーメント算出部30cは、第1の付加ヨーモーメント算出手段、第2の付加ヨーモーメント算出手段として設けられている。
制動力算出部30dは、目標ヨーモーメント算出部30cから第1の付加ヨーモーメントMzt1と第2の付加ヨーモーメントMzt2が入力される。そして、例えば、以下の(5)式により、旋回内側車輪に付加する制動力を第1の制動力FB1として算出し、また、例えば、以下の(6)式により、旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の制動力差を変えることなく車両1に付加する制動力を第2の制動力FB2として算出する。
FB1=|Mzt1|/(w/2) …(5)
ここで、wは、トレッドである。
FB2=GFb・|Mzt2| …(6)
ここで、GFbは、制動力への換算ゲイン(所定値)である。こうして算出された第1の制動力FB1は、各輪の制動力算出部30iに出力され、第2の制動力FB2は、駆動力を考慮した前後制動力配分比算出部30h、各輪の制動力算出部30iに出力される。このように、制動力算出部30dは、第1の制動力算出手段、第2の制動力算出手段として設けられている。
トランスミッション出力トルク算出部30eは、エンジン制御装置21からエンジン出力Teg、エンジン回転数Neが入力され、トランスミッション制御装置22からタービン回転数Nt、主変速ギヤ比iが入力される。そして、例えば、以下の(7)式により、トランスミッション出力トルクTDを算出して総制駆動動力算出部30fに出力する。
TD=Teg・t・i …(7)
ここで、tはトルクコンバータのトルク比で、例えば、予め設定されているトルクコンバータの回転速度比e(=Nt/Ne)と、トルクコンバータのトルク比tとのマップを参照することにより求められる。
総制駆動動力算出部30fは、トランスミッション出力トルク算出部30eからトランスミッション出力トルクTDが入力される。そして、例えば、以下の(8)式により、総制駆動力FDを算出して駆動力を考慮した前後制動力配分比算出部30hに出力する。
FD=(TD・Gf)/Rt …(8)
ここで、Gfはファイナルギヤ比、Rtはタイヤ径である。
第2の前後制動力配分比算出部30gは、前後加速度センサ25から前後加速度(dx/dt)が入力される。そして、例えば、以下の(9)式により、第2の制動力FB2の前後制動力配分比DB2(=前輪側制動力/総制動力)を算出し、駆動力を考慮した前後制動力配分比算出部30hに出力する。
DB2=Fzf/(Fzf+Fzr) …(9)
ここで、Fzfは前軸の接地荷重、Fzrは後軸の接地荷重であり、それぞれ以下の(10)式、(11)式により算出される。
Fzf=Fzf0−m・(dx/dt)・h/l …(10)
ここで、Fzf0は静止状態での前軸接地荷重、mは車両質量、hは重心高である。
Fzr=m・g−Fzf …(11)
ここで、gは重力加速度である。
尚、本実施の形態においては、第2の制動力FB2の前後制動力配分比DB2を前後軸の接地荷重配分に応じて設定するようにしているが、車両の前後重量配分に応じて設定するようにしても良い。この場合、第2の制動力FB2の前後制動力配分比DB2は、例えば、以下の(12)式により、算出される。
DB2=Wf/(Wf+Wr) …(12)
ここで、Wf,Wrは前後軸重を示す。
駆動力を考慮した前後制動力配分比算出部30hは、トランスミッション制御装置22からセンターディファレンシャル装置4による駆動力前後配分比DDが入力され、制動力算出部30dから第2の制動力FB2が入力され、総制駆動動力算出部30fから総制駆動力FDが入力され、第2の前後制動力配分比算出部30gから第2の制動力FB2の前後制動力配分比DB2が入力される。そして、例えば、以下の(13)式により、第2の制動力FB2に関して駆動力を考慮した前後制動力配分比DBを算出して各輪の制動力算出部30iに出力する。
DB=DB2+(FD/FB2)・(DD−DB2) …(13)
ここで、上述の(13)式について説明する。
まず、第2の制動力FB2に関して駆動力を考慮した実際の前後制駆動力の前後配分比(=前軸の制駆動力/総制駆動力)DAは、以下の(14)式により算出できる。
DA=(FD・DD−FB2・DB2)/(FD−FB2) …(14)
この(14)式を、前後制動力配分比DB2について解くと、
DB2=DA+(FD/FB2)・(DD−DA) …(15)
この(15)式において、DAを、発生させるべき制動力の前後配分比である第2の制動力FB2の前後制動力配分比DB2とした場合、その時の第2の制動力FB2に関して駆動力を考慮した前後制動力配分比DBは、DB2をDBとおいて、(13)式のように表現される。
各輪の制動力算出部30iは、制動力算出部30dから第1の制動力FB1、第2の制動力FB2が入力され、駆動力を考慮した前後制動力配分比算出部30hから第2の制動力FB2に関して駆動力を考慮した前後制動力配分比DBが入力される。そして、例えば、以下の(16)〜(19)式により、各輪の制動力(旋回外側前輪制動力FBfo、旋回内側前輪制動力FBfi、旋回外側後輪制動力FBro、旋回内側後輪制動力FBri)を算出して各輪のブレーキ液圧算出部30jに出力する。すなわち、各輪の制動力算出部30iは、各輪制動力算出手段として設けられている。
FBfo=(FB2/2)・DB …(16)
FBfi=FB1・DB1+FBfo …(17)
FBro=(FB2/2)・(1−DB) …(18)
FBri=FB1・(1−DB1)+FBro …(19)
ここで、DB1は、第1の制動力FB1の前後配分比であり、例えば、予め実験、計算等により、0.5等の値に設定されている。
上述の(16)〜(19)式からも明らかなように、本実施の形態では、図5に示すように、まず、横加速度偏差の絶対値|Δ(dy/dt)|が第1の横加速度偏差閾値e1以上となって、第1の付加ヨーモーメントMzt1を付加する状況となると、旋回内側前後輪にFBfi、FBriの制動力が発生される(図5中、Cv1の状態)。
その後、横加速度偏差の絶対値|Δ(dy/dt)|が第2の横加速度偏差閾値e2以上となって、第2の付加ヨーモーメントMzt2を付加する状況となると、上述の旋回内側前後輪の制動力FBfi、FBriに加え、旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の制動力差を変えることなく4輪に制動力(前2輪にはそれぞれFBfo、後2輪にはそれぞれFBroの制動力)が発生される。従って、旋回内側前輪の制動力FBfiは、当初のFBfiに加えFBfoの制動力が発生され(FBfi=FBfi+FBfo)、旋回内側後輪の制動力FBriは、当初のFBriに加えFBroの制動力が発生される(FBri=FBri+FBro)(図5中、Cv2の状態)。
各輪のブレーキ液圧算出部30jは、各輪の制動力算出部30iから、各輪の制動力FBfo、FBfi、FBro、FBriが入力される。そして、例えば、以下の(20)〜(23)式により、各輪のブレーキ液圧(旋回外側前輪ブレーキ液圧PBfo、旋回内側前輪ブレーキ液圧PBfi、旋回外側後輪ブレーキ液圧PBro、旋回内側後輪ブレーキ液圧PBri)を算出してブレーキ駆動部15に出力する。
PBfo=FBfo・CBf …(20)
PBfi=FBfi・CBf …(21)
PBro=FBro・CBr …(22)
PBri=FBri・CBr …(23)
ここで、CBf、CBrはブレーキ諸元(ホイールシリンダ径等)によって定まる定数である。
次に、上述の制御部30で実行される制動力制御プログラムを、図3のフローチャートで説明する。
まず、ステップ(以下、「S」と略称)S101で、必要パラメータ、すなわち、エンジン出力Teg、エンジン回転数Ne、タービン回転数Nt、主変速ギヤ比i、センターディファレンシャル装置4による駆動力前後配分比DD、車速V、ハンドル角θH、前後加速度(dx/dt)、車体横加速度(dy/dt)等の各信号を読み込む。
次に、S102に進み、目標横加速度算出部30aで、例えば、前述の(1)式により、車両横運動の目標とする車両挙動としての目標横加速度(dy/dt)tを算出する。
次いで、S103に進み、横加速度偏差算出部30bで、前述の(2)式により、横加速度偏差Δ(dy/dt)を算出する。
次に、S104に進み、目標ヨーモーメント算出部30cで、横加速度偏差の絶対値|Δ(dy/dt)|が予め設定しておいた第1の横加速度偏差閾値e1よりも小さい場合(|Δ(dy/dt)|<e1の場合)、または、横加速度偏差Δ(dy/dt)とハンドル角θHが異符号で車両1がオーバーステア傾向にあるとみなせる条件で、車両1に旋回方向へのヨーモーメントを付加する必要がないと判定できる場合には、このヨーモーメントを第1の付加ヨーモーメントMzt1として、この第1の付加ヨーモーメントMzt1を0に設定する。逆に、上述の条件が成立せず、車両1に旋回方向へのヨーモーメントを付加する必要があると判定できる場合には、第1の付加ヨーモーメントMzt1を、例えば、前述の(3)式により、算出する。
次いで、S105に進み、目標ヨーモーメント算出部30cで、横加速度偏差の絶対値|Δ(dy/dt)|が予め設定しておいた第2の横加速度偏差閾値e2(>e1)よりも小さい場合(|Δ(dy/dt)|<e2の場合)、または、横加速度偏差Δ(dy/dt)とハンドル角θHが異符号で車両1がオーバーステア傾向にあるとみなせる条件で、第1の付加ヨーモーメントMzt1に加えて車両1に旋回方向へのヨーモーメントを付加する必要がないと判定できる場合には、このヨーモーメントを第2の付加ヨーモーメントMzt2として、この第2の付加ヨーモーメントMzt2を0に設定する。逆に、上述の条件が成立せず、第1の付加ヨーモーメントMzt1に加えて車両1に旋回方向へのヨーモーメントを付加する必要があると判定できる場合には、第2の付加ヨーモーメントMzt2を、例えば、前述の(4)式により、算出する。
次に、S106に進み、制動力算出部30dで、旋回内側車輪に付加する第1の制動力FB1を、前述の(5)式により算出する。
次いで、S107に進み、制動力算出部30dで、旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の制動力差を変えることなく車両1に付加する第2の制動力FB2を、前述の(6)式により算出する。
次に、S108に進み、駆動力を考慮した前後制動力配分比算出部30hで、例えば、前述の(13)式により、第2の制動力FB2に関して駆動力を考慮した前後制動力配分比DBを算出する。
次いで、S109に進み、各輪の制動力算出部30iで、前述の(16)〜(19)式により、各輪の制動力(旋回外側前輪制動力FBfo、旋回内側前輪制動力FBfi、旋回外側後輪制動力FBro、旋回内側後輪制動力FBri)を算出する。
そして、S110に進み、各輪のブレーキ液圧算出部30jで、前述の(20)〜(23)式により、各輪のブレーキ液圧(旋回外側前輪ブレーキ液圧PBfo、旋回内側前輪ブレーキ液圧PBfi、旋回外側後輪ブレーキ液圧PBro、旋回内側後輪ブレーキ液圧PBri)を算出してブレーキ駆動部15に出力して、プログラムを抜ける。
このように、本発明の実施の形態によれば、車速V、ハンドル角θHに基づいて車両横運動の目標とする車両挙動としての目標横加速度(dy/dt)tを算出し、この目標横加速度(dy/dt)tと実際の横加速度(dy/dt)とに基づいて車両1に付加すべき第1の付加ヨーモーメントMzt1を算出し、目標横加速度(dy/dt)tと実際の横加速度(dy/dt)とに基づいて第1の付加ヨーモーメントMzt1に加えて車両1に付加すべき第2の付加ヨーモーメントMzt2を算出し、第1の付加ヨーモーメントMzt1に基づいて旋回内側車輪に付加する制動力を第1の制動力FB1として算出し、第2の付加ヨーモーメントMzt2に基づいて旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の制動力差を変えることなく車両1に付加する制動力を第2の制動力FB2として算出し、第1の制動力FB1と第2の制動力FB2に基づいて各輪に付加する制動力を算出してブレーキ駆動部15に対して出力する。このため、車両に加える回頭方向のヨーモーメントが変化したり、制動力による予期せぬ車輪ロック等が生じて車両挙動が急変したり、アンダーステア傾向の防止効果が薄れる等の問題を生じることがなく、車両旋回時のタイヤのコーナリングフォースを有効に最大限発揮させ、安定した車両挙動でカーブ外側へのコースアウトを確実に防止することが可能となる。
本実施の形態を、図4の定常円旋回テストにおける横加速度とハンドル角比の特性説明図で、具体的に説明する。
図4の定常円旋回テストにおける横加速度とハンドル角比の特性説明図は、所定の一定の半径の円に沿って車両1が旋回走行する際の、横加速度(dy/dt):横軸とハンドル角比(=ハンドル角θH/極低速でのハンドル角θH0):縦軸の特性の一例を示すもので、図4中の破線で示すラインL0は基準ステア特性のラインである。そして、この基準ステア特性のラインL0から、横加速度(dy/dt)が小さくなる方向に横軸に対して第1の横加速度偏差閾値e1だけ平行移動したラインがL1、第2の横加速度偏差閾値e2だけ平行移動したラインがL2となっている。
通常の車両では、車速Vが高速になり横加速度(dy/dt)が大きくなっていくに従い、極低速でのハンドル角θH0よりもハンドル角θHを切り足さなければ、所定の一定の半径の円に沿って旋回走行することが困難になるため、ハンドル角比が大きくなっていく傾向にある。
すなわち、一般の車両の特性では、破線Nsu0に示すように、横加速度(dy/dt)が大きくなると、タイヤコーナリングフォースの非線形性により、基準ステア特性のラインから外れ、横加速度(dy/dt)に対してハンドル角比がより大きな特性を描いていく。
本実施の形態の制御では、基準ステア特性のラインL0から第1の横加速度偏差閾値e1だけ外れた点P1以降の状態となると、旋回内側前後輪にFBfi、FBriの制動力が発生されて第1の付加ヨーモーメントMzt1が付加され、車両のアンダーステア傾向が防止される。これにより車両の特性はNsu1で示すようなラインL1に近づいた特性に改善されることになる。
そして、車両の特性がNsu1に改善されても、基準ステア特性のラインL0から第2の横加速度偏差閾値e2だけ外れた点P2以降の状態になると、上述の旋回内側前後輪の制動力FBfi、FBriに加え、旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の制動力差を変えることなく4輪に制動力が発生されて、第2の付加ヨーモーメントMzt2が付加されて、車両のアンダーステア傾向が防止される。これにより車両の特性はNsu2で示すようなラインL2に近づいた特性に改善されることになる。
尚、本発明の実施の形態では、車両横運動の目標とする車両挙動として目標目標横加速度(dy/dt)tを用いて、この目標横加速度(dy/dt)tと実際の横加速度(dy/dt)を基に、第1の付加ヨーモーメントMzt1、第2の付加ヨーモーメントMzt2を算出するようになっているが、例えば、以下の(24)式により、目標ヨーレートγtを算出し、この目標ヨーレートγtと実際のヨーレートγ(ヨーレートセンサからの検出値)を基に、ヨーレート偏差Δγを求めて第1の付加ヨーモーメントMzt1、第2の付加ヨーモーメントMzt2を算出するようにしても良い。
γt=(1/(1+A・V))・(V/l)・(θH/n) …(24)
また、本発明の実施の形態では、第2の制動力FB2に関しては、駆動力を考慮した前後制動力配分比DBで前後配分を決定するようにしているが、車両特性によっては、駆動力を考慮することなく、前後軸の接地荷重配分、或いは、前後重量配分に応じて設定するようにしても良い。
更に、本発明の実施の形態では、旋回内側車輪に第1の制動力FB1を付加することにより、第1の付加ヨーモーメントMzt1を発生させるようになっているが、これは、旋回外側車輪の制動力を0とする場合の例であり、他に、旋回内側車輪に付加する制動力と旋回外側車輪に付加する制動力との間に所定の制動力差を設けて第1の付加ヨーモーメントMzt1を発生させる制御においても同様に適用できる。
1 車両
2 エンジン
3 自動変速装置
4 センターディファレンシャル装置
13fl、13fr、13rl、13rr 車輪
15 ブレーキ駆動部
18fl、18fr、18rl、18rr ホイールシリンダ
21 エンジン制御装置
22 トランスミッション制御装置
23 車速センサ
24 ハンドル角センサ
25 前後加速度センサ
26 横加速度センサ(実車両挙動検出手段)
30 制御部
30a 目標横加速度算出部(目標車両挙動算出手段)
30b 横加速度偏差算出部
30c 目標ヨーモーメント算出部(第1の付加ヨーモーメント算出手段、第2の付加ヨーモーメント算出手段)
30d 制動力算出部(第1の制動力算出手段、第2の制動力算出手段)
30e トランスミッション出力トルク算出部
30f 総制駆動動力算出部
30g 第2の前後制動力配分比算出部
30h 駆動力を考慮した前後制動力配分比算出部
30i 各輪の制動力算出部(各輪制動力算出手段)
30j 各輪のブレーキ液圧算出部

Claims (4)

  1. 車両の運転状態に基づいて車両横運動の目標とする車両挙動を算出する目標車両挙動算出手段と、
    車両横運動の実際の車両挙動を検出する実車両挙動検出手段と、
    上記車両横運動の目標とする車両挙動と上記車両横運動の実際の車両挙動とに基づいて車両に付加すべき第1の付加ヨーモーメントを算出する第1の付加ヨーモーメント算出手段と、
    上記車両横運動の目標とする車両挙動と上記車両横運動の実際の車両挙動とに基づいて上記第1の付加ヨーモーメントに加えて車両に付加すべき第2の付加ヨーモーメントを算出する第2の付加ヨーモーメント算出手段と、
    上記第1の付加ヨーモーメントに基づいて旋回内側車輪と旋回外側車輪に付加する制動力を第1の制動力として算出する第1の制動力算出手段と、
    上記第2の付加ヨーモーメントに基づいて、上記第1の制動力算出手段により算出した上記旋回内側車輪と旋回外側車輪との間の制動力差を変えることなく車両に付加する制動力を第2の制動力として算出する第2の制動力算出手段と、
    上記第1の制動力と上記第2の制動力に基づいて各輪に付加する制動力を算出する各輪制動力算出手段と、
    を備えたことを特徴とする車両の制動力制御装置。
  2. 上記各輪制動力算出手段は、上記第2の制動力の前後配分比を車両の前後重量配分と前後軸の接地荷重配分のどちらか一方に応じて設定することを特徴とする請求項1記載の車両の制動力制御装置。
  3. 上記各輪制動力算出手段は、上記第2の制動力の前後配分比を前後輪に付加される駆動力で補正して算出することを特徴とする請求項2記載の車両の制動力制御装置。
  4. 上記車両横運動の目標とする車両挙動は、車両の運転状態に基づいて算出する目標横加速度と目標ヨーレートのどちらか一方であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一つに記載の車両の制動力制御装置。
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