JP2016037159A - 車両のロール制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
2.アクティブスタビライザ装置の如きロール剛性可変手段を備えた自動車において、前輪および後輪の横力発生の余裕度合を推定し、この余裕度合に応じて前後輪ロール剛性配分比を制御する。これにより、従来に比して車輌の旋回限界を向上させている(特許文献2)。
また特許文献1,2は、ロール制御を行うための各アクチュエータが必要であり、コストがかかる。
前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段11と、
この横加速度検出手段11により横加速度を検出し、左右の車輪1,1、(2,2)の荷重移動量を求める荷重移動量算出手段12と、
この荷重移動量算出手段12で求めた荷重移動量を計算に用いて、全ての車輪1,1、2,2のコーナリングフォースの和を算出するコーナリングフォース和算出手段13と、
このコーナリングフォース和算出手段13で算出されるコーナリングフォースの和が定められた値以上となるように、前記左右の駆動輪1,1、(2,2)のいずれか一方,または左右の駆動輪1,1のいずれか一方と車両において前記の駆動輪1と対角位置にある駆動輪2の一輪に駆動力を付加すると共に、この駆動力を付加する前記駆動輪1,1、(2,2)と互いに同じ左右方向にある前方または後方の車輪1,2に制動力を与える制駆動力制御手段14とを設けたことを特徴とする。
前記「荷重移動量」について、
車体にロールが生じたときに、前後輪とも左右輪の一方(旋回外輪)は荷重が増し、他方(旋回内輪)は荷重が減少する。ロールによる各車輪の荷重の増加量または減少量を「荷重移動量」と言う。
前記「コーナリングフォース」とは、車輪の横滑りに伴い発生する横力の進行方向に直角な方向の成分である。
前記「定められた値」は、例えば、コーナリングフォースの和が最大となる値を基準として試験やシミュレーション等の結果により定められる。
前記タイヤモデルとして、例えば、ブラッシュ(Brush)タイヤモデルが適用される。車輪において弾性変形する部分は、剛なリムやトレッドベースに対応する円環に取り付けられたトレッドラバーのみとし、このトレッドラバーが横方向および前後方向に弾性変形するモデルを考える。このトレッドラバーは、環状の連続体ではなく、車輪の円周方向に独立した無数の弾性体とする。このようなタイヤモデルをブラッシュタイヤモデルと呼ぶ。
この横加速度検出手段により横加速度を検出し、左右の車輪の荷重移動量を求める荷重移動量算出手段と、この荷重移動量算出手段で求めた荷重移動量を計算に用いて、全ての車輪のコーナリングフォースの和を算出するコーナリングフォース和算出手段と、このコーナリングフォース和算出手段で算出されるコーナリングフォースの和が定められた値以上となるように、前記左右の駆動輪のいずれか一方、または左右の駆動輪のいずれか一方と車両において前記の駆動輪と対角位置にある駆動輪の一輪に駆動力を付加すると共に、この駆動力を付加する前記駆動輪と互いに同じ左右方向にある前方または後方の車輪に制動力を与える制駆動力制御手段とを設けたため、旋回限界を向上し、またコスト低減を図ることができる。
図1は、この車両のロール制御装置のシステム構成を平面視で概略示す図である。ロール制御装置は車両の車体に作用するロールを制御する装置である。この実施形態では、ロール制御装置が搭載される車両として、左右の前輪1,1および後輪2,2が、それぞれモータ3によって独立して駆動される4輪独立駆動車が適用される。
この車両は、車両の横加速度を計測する横加速度検出手段として横加速度センサ11を備える。
図4(a)に示すように、車両の進行方向に対して、車両を減速する方向の制動力Xiが前輪1に付与されると、前輪1のサスペンション20の瞬間回転中心P1には、鉛直方向上向きの力Xitanθfが作用する。言い換えると、車体には、前輪1のサスペンション20を介して車体を持ち上げる方向、すなわちロール時の車体の沈み込みを抑える方向の力Xitanθfが作用する。
また、図4(b)に示すように、車両の進行方向に対して、車両を加速する方向の駆動力Xiが前輪1に付与されると、前輪1のサスペンション20の瞬間回転中心P1には、鉛直方向下向きの力Xitanθfが作用する。言い換えると、車体には、前輪1のサスペンション20を介して車体を下げる方向、すなわちロール時の車体の浮き上がりを抑える方向の力Xitanθfが作用する。
また、車両の進行方向に対して、車両を減速する方向の制動力Xiを後輪2の接地点に作用させることができるトルクが後輪2に付与されると、後輪2のサスペンション20の瞬間回転中心P1には、鉛直方向下向きの力Xitanθrが作用する。言い換えると、車体には、後輪2のサスペンション20を介して車体を下げる方向、すなわちロール時の車体の浮き上がりを抑える方向の力Xitanθrが作用する。
したがって、ロール制御装置は、車両の車体にロールが生じた際に、車体が沈み込む側の前後輪1,2にそれぞれ制動力と駆動力(前後力),車体が浮き上がる側の前後輪1,2にそれぞれ駆動力と制動力(前後力)を作用させるように、前輪1のモータ3または摩擦式ブレーキ4と、後輪2のモータ3または摩擦式ブレーキ4をそれぞれ制御する。
ただし、FZは1輪あたりの輪荷重、A,Bは係数(A>0,B>0)である(例:A=3.46×10−5,B=0.33)
よって、コーナリングパワーKyは
Ky=−AFZ 2+BFZ …(9)
となる。
増加輪:−A(FZ+ΔFZ)2+B(FZ+ΔFZ) …(10)
減少輪:−A(FZ−ΔFZ)2+B(FZ−ΔFZ) …(11)
ただし、FZは荷重移動がないときの1輪当たりの輪荷重である。
よって、左右輪のコーナリングパワーの和は、次式のように表される。
−A(FZ+ΔFZ)2+B(FZ+ΔFZ)−A(FZ−ΔFZ)2+B(FZ−ΔFZ)
=2(−AFZ 2+BFZ)−2AΔFZ 2 …(12)
タイヤモデルとして、例えば、ブラッシュタイヤモデルが適用される。この場合、横力は次式で表される。
各駆動輪をそれぞれ駆動するモータを車体に設けたオンボード式の車両に、このロール制御装置を適用しても良い。
インホイールモータ駆動装置においては、サイクロイド式の減速機、遊星減速機、2軸並行減速機、その他の減速機を適用可能であり、また、減速機を採用しない、所謂ダイレクトモータタイプであってもよい。
3…モータ
4…摩擦式ブレーキ
11…横加速度センサ(横加速度検出手段)
12…荷重移動量算出手段
13…コーナリングフォース和算出手段
14…制駆動力制御手段
15…減速機
16…車輪用軸受
IWM…インホイールモータ駆動装置
Claims (4)
- 左右の駆動輪を個別に駆動する左右のモータを備えた車両のロール制御装置であって、
前記車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、
この横加速度検出手段により横加速度を検出し、左右の車輪の荷重移動量を求める荷重移動量算出手段と、
この荷重移動量算出手段で求めた荷重移動量を計算に用いて、全ての車輪のコーナリングフォースの和を算出するコーナリングフォース和算出手段と、
このコーナリングフォース和算出手段で算出されるコーナリングフォースの和が定められた値以上となるように、前記左右の駆動輪のいずれか一方,または前記左右の駆動輪のいずれか一方と車両において前記の駆動輪と対角位置にある駆動輪に駆動力を付加すると共に、この駆動力を付加する前記駆動輪と互いに同じ左右方向にある前方または後方の車輪に制動力を与える制駆動力制御手段と、
を設けたことを特徴とする車両のロール制御装置。 - 請求項1記載の車両のロール制御装置において、前記制駆動力制御手段は、車輪の横滑り角、スリップ率、垂直荷重,および路面摩擦係数から、前記車輪の前後力および横力が算出されるタイヤモデルを用いて各車輪の制駆動力を算出する車両のロール制御装置。
- 請求項1または請求項2記載の車両のロール制御装置において、前記車両は、各車輪に対して摩擦による制動力を与える摩擦式ブレーキを備え、前記制駆動力制御手段は、車輪に制動力を与えるとき、この車輪に対応するモータの回生ブレーキおよび前記摩擦式ブレーキのいずれか一方または両方により制動力を与える車両のロール制御装置。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の車両のロール制御装置において、前記モータは、一部または全体が駆動輪内に配置されて前記モータと車輪用軸受と減速機とを含むインホイールモータ駆動装置を構成する車両のロール制御装置。
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CN112793561A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-05-14 | 常州机电职业技术学院 | 一种基于独立式epb的快速过弯控制方法 |
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JP2006027302A (ja) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車輪の接地状態判定装置および車輪の接地状態判定方法、並びに車両運動制御装置 |
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