JP2020050024A - 車両の旋回挙動制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
軌跡制御においては、車両の目標軌跡と車両の実際の軌跡とのずれが大きくなると、操舵輪が転舵されることにより操舵輪の舵角が修正される。例えば、車両の実際の軌跡の旋回半径が車両の目標軌跡の旋回半径よりも大きく、それらの差が大きくなると、即ち車両がアンダーステア状態になると、操舵輪が切り増し方向へ転舵されることにより操舵輪の舵角が切り増し方向へ修正される。
本発明によれば、それぞれアンチダイブ及びアンチリフトのジオメトリーを有する前輪サスペンション(16FL及び16FR)及び後輪サスペンション(16RL及び16RR)と、左右前輪(14FL及び14FR)及び左右後輪(14RL及び14RR)に相互に独立して制動力を付与することができるよう構成された制動装置(26)と、を有し、左右前輪が操舵輪である車両(11)に適用される車両の旋回挙動制御装置(10)が提供される。
本発明の一つの態様においては、制御ユニット(44)は、旋回内側の駆動輪に付与する制動力の目標値を、偏差の時間変化率(ΔYrd)が大きいほど大きくなるように、少なくとも偏差の時間変化率に基づいて演算し、旋回内側の駆動輪に付与される制動力が目標値になるように制動装置を制御するよう構成される。
本発明の理解が容易になるよう、実施形態の説明に先立ち、図8乃至図11を参照して、本発明における旋回挙動制御の原理について説明する。
図8において、車両11が車体12と、左前輪14FL、右前輪14FR、左後輪14RL及び右後輪14RRとを有しており、左右の車輪間の距離、即ちトレッドはdである。車両10の重心Gの高さはhsであり、車体12(ばね上)の質量はmsである。前輪及び後輪の車両前後方向の位置における車体12のロールセンタCf及びCrの高さはそれぞれhf及びhrであり、前輪及び後輪の車両前後方向の位置における車体のロール剛性はそれぞれKφf及びKφrである。
左前輪14FL及び右前輪14FRの間における荷重移動量をΔWfとすると、前輪の車両前後方向の位置における車体12のロールセンタCfの周りのモーメントの釣り合いは、下記の式(2)により表される。同様に、左後輪14RL及び右後輪14RRの間における荷重移動量をΔWrとすると、後輪の車両前後方向の位置における車体12のロールセンタCrの周りのモーメントの釣り合いは、下記の式(3)により表される。なお、荷重移動量ΔWf及びΔWrは、旋回内輪から旋回外輪への荷重移動の場合に正の値になる。
図9において、左右前輪の静的接地荷重の和をPfとし、左右後輪の静的接地荷重の和をPrとし、車両11の前後加速度axに起因する前2輪と後2輪との間の荷重移動量をΔPとする。荷重移動量ΔPは、前2輪から後2輪へ荷重が移動する場合に正の値になる。重心Gの周りの車体12のピッチ方向のモーメントの釣り合いは、下記の式(6)により表される。なお、車両11が静止状態にあるときにおける車体12のピッチ方向のモーメントの釣り合いは、下記の式(7)により表される。
よって、ピッチ方向の荷重移動量、即ち前2輪と後2輪との間の荷重移動量ΔPは、下記の式(9)により表される。ロール方向の荷重移動量、即ち旋回内側前輪から旋回外側前輪への荷重移動量ΔWf及び旋回内側後輪から旋回外側後輪への荷重移動量ΔWrは、それぞれ下記の式(10)及び(11)により表される。
車両が非制動状態にあり、左右前輪の前後力Fxfi及びFxfoが互に同一であり、左右後輪の前後力Fxri及びFxroが互に同一である状況において、旋回内側前輪に制動力が付与されると、Fxri−Fxroは0のままであるが、Fxfi−Fxfoは負の値になる。よって、上記式(10)により表される左右前輪の間における荷重移動量ΔWfは減少するので、旋回外側前輪から旋回内側前輪への荷重移動が生起し、旋回外側前輪の接地荷重は減少し、旋回内側前輪の接地荷重は増大する。逆に、上記(11)により表される左右後輪の間における荷重移動量ΔWrは増大するので、旋回内側後輪から旋回外側後輪への荷重移動が生起し、旋回内側後輪の接地荷重は減少し、旋回外側後輪の接地荷重は増大する。
車両が非制動状態にあり、左右前輪の前後力Fxfi及びFxfoが互に同一であり、左右後輪の前後力Fxri及びFxroが互に同一である状況において、旋回内側後輪に制動力が付与されると、Fxfi−Fxfoは0のままであるが、Fxri−Fxroは負の値になる。よって、上記式(10)により表される左右前輪の間における荷重移動量ΔWfは減少するので、旋回外側前輪から旋回内側前輪への荷重移動が生起し、旋回外側前輪の接地荷重は減少し、旋回内側前輪の接地荷重は増大する。逆に、上記(11)により表される左右後輪の間における荷重移動量ΔWrは増大するので、旋回内側後輪から旋回外側後輪への荷重移動が生起し、旋回内側後輪の接地荷重は減少し、旋回外側後輪の接地荷重は増大する。
車両の旋回挙動がアンダーステア状態であるときには、前輪、特に旋回内側前輪の横力が必要な横力に比して不足している。よって、旋回内側前輪の接地荷重が増大するように荷重移動を発生させることにより、旋回内側前輪の横力を増大させてアンダーステアの度合を低減することができる。
車両が後輪駆動車である場合には、前輪は従動輪であるので、旋回内側前輪に駆動力は与えられていない。旋回内側前輪に制動力が与えられることにより前後力が増大されると、旋回内側前輪の横力が低下し、アンダーステア状態が却って悪化する虞がある。よって、旋回内側後輪に制動力が付与されることにより、旋回内側前輪の接地荷重が増大されることが好ましい。
車両が前輪駆動車である場合には、後輪は従動輪であるので、旋回内側後輪に駆動力は与えられていない。旋回内側後輪に制動力が与えられることにより前後力の大きさが増大されると、旋回内側後輪の横力が低下し、車両がスピン状態になる虞がある。よって、旋回内側前輪に制動力が付与されることにより、旋回内側前輪の接地荷重が増大されることが好ましい。
車両が四輪駆動車である場合には、四輪の全てが駆動輪である。よって、旋回内側前輪及び旋回内側後輪の少なくとも一方に制動力が付与されることにより、旋回内側前輪の接地荷重が増大されることが好ましい。
旋回内側前輪の横力が不足することに起因するアンダーステア状態は、車両の規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差の時間変化率が高いほど悪化し易い。よって、旋回内輪に付与される制動力は、ヨーレート偏差の時間変化率が高いほど高くなるよう、ヨーレート偏差の時間変化率に基づいて制御されることが好ましい。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明の幾つかの実施形態について詳細に説明する。
図1に示されているように、本発明の第一の実施形態にかかる旋回挙動制御装置10は、後輪駆動車である車両11に適用されている。よって、それぞれ前輪サスペンション16FL及び16FRにより車体12から懸架された左右の前輪14FL及び14FRは、従動輪であると共に操舵輪である。それぞれ後輪サスペンション16RL及び16RRにより車体12から懸架された左右の後輪14RL及び14RRは、駆動輪であると共に非操舵輪である。前述のように、左右の前輪14FL及び14FRはアンチダイブのジオメトリーを有し、左右の後輪14RL及び14RRはアンチリフトのジオメトリーを有している。図1には示されていないが、前輪14FL及び14FRは、運転者によるステアリングホイールの転舵に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン式のパワーステアリング装置によりタイロッドを介して操舵される。
ΔYr=signYr(Yrt−Yr) (12)
(A)車両11が非制動での旋回中である。
(B)ヨーレート偏差ΔYrが偏差基準値ΔYrc(正の定数)よりも大きく且つヨーレート偏差ΔYrの時間変化率ΔYrdが開始基準値ΔYr1(正の定数)よりも大きい。
次に図2に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態における旋回挙動制御ルーチンについて説明する。なお、図2に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに制動用ECU44によって所定の時間毎に繰返し実行される。
以上の説明から解るように、ステップ20において、車両11の規範ヨーレートYrtが演算されると共に、車両11のヨーレート偏差ΔYrが演算される。ステップ30において、車両11が非制動状態にあり且つ旋回中であるか否かの判別、即ち上記条件(A)が成立しているか否かの判別が行われる。更に、ステップ40において、ヨーレート偏差ΔYrが偏差基準値ΔYrcよりも大きく且つヨーレート偏差ΔYrの時間変化率ΔYrdが開始基準値ΔYrd1よりも大きいか否かの判別、即ち上記条件(B)が成立しているか否かの判別が行われる。
図5は、前輪駆動車に適用された本発明による車両の旋回挙動制御装置の第二の実施形態を示す概略構成図である。なお、図5において、図1に示された部材と同一の部材には図1において付された符号と同一の符号が付されている。また、図5においては、図1に示されていないステアリングホイール51が図示されている。
次に図6に示されたフローチャートを参照して第二の実施形態における旋回挙動制御ルーチンについて説明する。なお、図6に示されたフローチャートによる制御も、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに制動用ECU44によって所定の時間毎に繰返し実行される。
Claims (4)
- それぞれアンチダイブ及びアンチリフトのジオメトリーを有する前輪サスペンション及び後輪サスペンションと、左右前輪及び左右後輪に相互に独立して制動力を付与することができるよう構成された制動装置と、を有し、左右前輪が操舵輪である車両に適用される車両の旋回挙動制御装置において、
前記制動装置を制御する制御ユニットを有し、前記制御ユニットは、車両が非制動にて旋回している状況において、車両の規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差が偏差基準値を越えており且つ前記偏差の時間変化率が開始基準値を越えているときには、前記制動装置を制御して旋回内側の駆動輪に制動力を付与するよう構成された、車両の旋回挙動制御装置。 - 請求項1に記載の車両の旋回挙動制御装置において、前記制御ユニットは、前記旋回内側の駆動輪に付与する制動力の目標値を、前記偏差の時間変化率が大きいほど大きくなるように、少なくとも前記偏差の時間変化率に基づいて演算し、前記旋回内側の駆動輪に付与される制動力が前記目標値になるように前記制動装置を制御するよう構成された、車両の旋回挙動制御装置。
- 請求項2に記載の車両の旋回挙動制御装置において、前記制御ユニットは、前記目標値の大きさが前記旋回内側の駆動輪の駆動力の2倍を越えるときには、前記目標値の大きさを前記旋回内側の駆動輪の駆動力の2倍以下に修正するよう構成された、車両の旋回挙動制御装置。
- 請求項1乃至3の何れか一つに記載の車両の旋回挙動制御装置において、前記制御ユニットは、前記偏差が前記偏差基準値を越えていても前記偏差の時間変化率が終了基準値未満になると、旋回内側の駆動輪への制動力の付与を終了するよう構成された、車両の旋回挙動制御装置。
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