JP3702779B2 - Vehicle behavior control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピン、ドリフトアウトなどの車両の挙動異常を修正する車両の挙動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、例えば、特開平8−310366号公報に示されているように、車両の旋回時における挙動異常を修正する車両の挙動制御装置は知られている。この装置では、スピン、ドリフトアウトなどの車両の挙動異常が発生すると、旋回前輪を基準輪として決定し、同決定基準輪に対する制動力の付与を停止し、他の3輪に対する制動力の付与により車両の挙動を修正するようにしている。この場合、左右前輪及び左右後輪からなる4輪のうちの旋回内側の前輪を基準輪とするとともに同基準輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度を基準車輪速度とし、同基準車輪速度及び検出した車両の運動状態量を用いて車両の挙動を修正するための他の3輪の目標車輪速度をそれぞれ計算し、前記他の3輪の制動力を制御して、実車輪速度が前記計算した目標車輪速度になるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の装置にあっては、ロック状態にて前後輪の回転数差を禁止するロック機構付きセンターディファレンシャル(以下、このディファレンシャルを単にデフと略す)を搭載した車両については何ら考慮されていない。センターデフがアンロックの状態(差動許容状態)にあれば、車両の挙動を修正するために旋回外側の前輪の目標車輪速度として低い値が計算され、同車輪に制動力を付与することにより同車輪の実車輪速度を前記低い値に制御するようにしても、左右前輪及び左右後輪の各輪間の回転数差が許容されるので、他の車輪速度に影響を与えない。したがって、この場合には、各輪に適度な制動力を付与することができて、車両の挙動異常を的確に修正できる。
【0004】
しかしながら、センターデフがロックされた状態(差動禁止状態)では、前後輪間の回転数差が禁止されるので、すなわち左右前輪の車輪速度の合計値と左右後輪の車輪速度の合計値とが等しくなるように規制されるので、前記旋回外側の前輪の車輪速度の低下に伴い、後輪の車輪速度が低下したり、旋回内側の前輪の車輪速度が上昇したりする。このような後輪の車輪速度の低下、特に車両の挙動修正に重要な旋回外側の後輪の車輪速度の低下により、後輪によって発生される横力が低下して、車両の挙動異常を的確に修正できないばかりか、車両の挙動がより異常になるおそれもある。また、前記旋回内側の前輪の車輪速度の上昇、特に同車輪速度の急激な上昇により、同車輪のスリップ率が高くなる。この場合、車輪速度は車輪の回転速度の測定により検出しているので、前記スリップ率の上昇は旋回内側の前輪の車輪速度の検出精度の悪化を意味し、この検出精度の悪化により、この車輪速度(基準車輪速度)に基づいて計算される他の3輪の目標車輪速度が適切でなくなり、車両の挙動異常を的確に修正できないという問題がある。
【0005】
【発明の概略】
本発明は、上記した問題に対処するためになされたもので、その目的は、ロック機構付きのセンターデフを搭載した車両において、同センターデフがロック状態であっても、車両の挙動異常の発生時には同挙動異常が的確に修正されるようにした車両の挙動制御装置を提供することにある。
【0006】
前記目的を達成するために本発明の構成上の特徴は、左右前輪及び左右後輪からなる4輪の制動力を独立に制御可能な制動装置と、アンロック状態にて前後輪間の回転数差を許容するとともにロック状態にて前後輪の回転数差を禁止するロック機構つきセンターディファレンシャルとを備えた車両に適用され、車両旋回時における車両の挙動異常の検出に応答して車両の挙動を修正する車両の挙動制御装置において、前記4輪の各車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度センサと、車両の操舵輪の操舵角を検出する操舵角センサと、車両の運動状態量を検出する運動状態量検出手段と、前記4輪のうちの1輪を基準輪とするとともに同基準輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度を基準車輪速度とし、同基準車輪速度、前記操舵角センサによって検出された操舵角及び前記検出された車両の運動状態量を用いて、車両の挙動を修正するための他の3輪の目標車輪速度をそれぞれ計算する第1目標車輪速度計算手段と、前記4輪のうちの1輪を基準輪とするとともに同基準輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度を基準車輪速度とし、同基準車輪速度、前記操舵角センサによって検出された操舵角及び前記検出された車両の運動状態量を用いて、車両の挙動を修正するための他の3輪のうち前記基準輪に対して左右反対側の1輪及び前記基準輪に対して前後反対側の2輪のうちのいずれか1輪の目標車輪速度をそれぞれ計算するとともに、残りの1輪の目標車輪速度を前記基準車輪速度と前記左右反対側の1輪の目標車輪速度との合計値から前記前後反対側の1輪の目標車輪速度を減算した値に計算する第2目標車輪速度計算手段と、前記センターディファレンシャルがアンロック状態にあるとき、前記第1目標車輪速度計算手段によって計算された前記他の3輪の目標車輪速度及び前記他の3輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度を用いて、前記他の3輪の車輪の車輪速度が前記計算された前記他の3輪の目標車輪速度になるように前記制動装置を制御し、また前記センターディファレンシャルがロック状態にあるとき、前記第2目標車輪速度計算手段によって計算された前記他の3輪の目標車輪速度及び前記他の3輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度を用いて、前記他の3輪の車輪の車輪速度が前記計算された前記他の3輪の目標車輪速度になるように前記制動装置を制御する制動制御手段とを備えたことにある。
【0007】
この場合、前記車両の運動状態量は、例えば、車両の前後加速度、横加速度及びヨーレートである。また、前記第1目標車輪速度計算手段は、前記他の3輪に対応して車両の挙動を修正するために必要な目標スリップ率を前記検出された車両の運動状態量に基づいて計算し、前記基準車輪速度、前記操舵角及び前記計算した目標スリップ率を用いて前記車両の挙動を修正するための他の3輪の目標車輪速度をそれぞれ計算し、前記第2目標車輪速度計算手段は、前記車両の挙動を修正するための他の3輪のうち、前記基準輪に対して左右反対側の1輪及び前記基準輪に対して前後反対側の2輪のうちのいずれか1輪に対応して車両の挙動を修正するために必要な目標スリップ率を前記検出された車両の運動状態量に基づいて計算し、前記基準車輪速度、前記操舵角及び前記計算した目標スリップ率を用いて前記基準輪に対して左右反対側の1輪及び前記基準輪に対して前後反対側の2輪のうちのいずれか1輪の目標車輪速度をそれぞれ計算するとともに、残りの1輪の目標車輪速度を前記基準車輪速度と前記左右反対側の1輪の目標車輪速度との合計値から前記前後反対側の1輪の目標車輪速度を減算した値に計算するとよい。さらに、前記第1目標車輪速度計算手段は、車両の重心位置における車両の基準速度を前記基準車輪速度に基づいて計算し、同計算した車両の基準速度、前記操舵角及び車両の運動状態量を用いて前記車両の挙動を修正するための他の3輪の目標車輪速度をそれぞれ計算し、前記第2目標車輪速度計算手段は、車両の重心位置における車両の基準速度を前記基準速度に基づいて計算し、同計算した車両の基準速度、前記操舵角及び車両の運動状態量を用いて前記車両の挙動を修正するための他の3輪のうち前記基準輪に対して左右反対側の1輪及び前記基準輪に対して前後反対側の2輪のうちのいずれか1輪の目標車輪速度をそれぞれ計算するとともに、残りの1輪の目標車輪速度を前記基準車輪速度と前記左右反対側の1輪の目標車輪速度との合計値から前記前後反対側の1輪の目標車輪速度を減算した値に計算するとよい。
【0009】
より、具体的には、前記基準輪を旋回内側の前輪又は後輪のいずれか一輪とするとよい。また、前記基準輪を旋回内側の前輪とし、前記第2目標車輪速度計算手段は、前記基準車輪速度、前記操舵角センサによって検出された操舵角及び前記検出された車両の運動状態量を用いて車両の挙動を修正するための旋回外側の前後2輪の目標車輪速度をそれぞれ計算するとともに、旋回内側の後輪の目標車輪速度を前記基準車輪速度と前記旋回外側の前輪の目標車輪速度との合計値から前記旋回外側の後輪の目標車輪速度を減算した値に計算するようにするとよい。
【0010】
前記本発明の構成上の特徴によれば、第1目標車輪速度計算手段は、4輪のうちの1輪を基準輪とし、同基準輪の車輪速度を基準車輪速度とする。そして、第1目標車輪速度計算手段は、基準車輪速度、操舵角及び車両の運動状態量を用いて、車両の挙動を修正するための他の3輪の目標車輪速度をそれぞれ計算する。また、第2目標車輪速度計算手段は、4輪のうちの1輪を基準輪とし、同基準輪の車輪速度を基準車輪速度とする。そして、第2目標車輪速度計算手段は、基準車輪速度、操舵角及び車両の運動状態量を用いて、車両の挙動を修正するための他の3輪のうち基準輪に対して左右反対側の1輪及び基準輪に対して前後反対側の2輪のうちのいずれか1輪の目標車輪速度をそれぞれ計算するとともに、残りの1輪の目標車輪速度を基準車輪速度と左右反対側の1輪の目標車輪速度との合計値から前後反対側の1輪の目標車輪速度を減算した値に計算する。これにより、車両の挙動を修正するための他の3輪の各目標車輪速度は、センターデフのアンロック状態(差動許容状態)とロック状態(差動禁止状態)とで異なる計算方法によって計算される。特にセンターデフのロック状態(差動禁止状態)では、車両の挙動を修正するための他の3輪の各目標車輪速度が第2目標車輪速度計算手段によって計算されることにより、前後輪の回転数差の禁止の影響を受けないように計算されて、複数の車輪の実車輪速度が前記計算した各目標車輪速度になるように制御される。
【0011】
したがって、センターデフがロック状態にあって前後輪間の回転数差が禁止された状態であっても、車両の挙動を修正するための他の3輪の車輪の目標車輪速度が的確に設定され、車両の挙動が的確に修正される。例えば、上述のように、旋回外側の車輪速度を低下させても、車両の挙動修正に重要な旋回外側の後輪の車輪速度が低下することがなくなり、同後輪によって発生される横力が適切に保たれ、車両の挙動異常が的確に修正される。
【0012】
また、本発明の他の構成上の特徴は、前記基準輪の車輪速度に基づいて他の3輪の目標車輪速度を決定する車両の挙動制御装置において、基準輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度の増加に対して所定の制限を加えて同制限された車輪速度を基準車輪速度とする基準車輪速度補正手段を設けたことにある。
【0013】
これによれば、基準輪と左右反対側の車輪の目標車輪速度を低下させた結果、例えば旋回内側の前輪を基準輪としたときの旋回外側の前輪の目標車輪速度を低下させた結果、スリップを伴う基準輪の回転速度の急激な上昇があっても、基準輪の車輪速度が精度よく検出される。したがって、この車輪速度(基準車輪速度)に基づいて計算される他の3輪の目標車輪速度が適切になり、車両の挙動異常を的確に修正できるようになる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、同実施形態に係り、4輪駆動車に適用された本発明による車両の挙動制御装置を示す概略構成図であり、図2は図1に示された制動装置30を電気制御装置70とともに示す概略構成図である。
【0015】
図1において、エンジン10の回転出力は、トランスミッション12を介して変速され、さらに左右前輪24FL,24FRと左右後輪24RL,24RRとの差動を許容するセンターデフ14を介して前輪側の駆動軸16Fと後輪側の駆動軸16Rに配分される。このセンターデフ14は、差動機能を制限するロック機構を備えており、運転者の操作により、デフロックアクチュエータ18が駆動され、デフロック及びデフロック解除が行われる機構となっている。なお、センターデフ14にはこのセンターデフ14がロック状態(差動禁止状態)となったことを検出するデフロックセンサ88を設けている。
【0016】
前輪側の駆動軸16Fは、フロントデフ20Fを介して左右の駆動軸22FL,22FRに連結され、後輪側の駆動軸16Rは、リアデフ20Rを介して左右の駆動軸22RL,22RRに連結されている。駆動軸22FL,22FRはそれぞれ左右前輪24FL,24FRに連結され、駆動軸22RL,22RRはそれぞれ左右後輪24RL,24RRに連結されており、エンジン10の回転出力が各車輪に伝達される。
【0017】
各車輪24FL,24FR,24RL,24RRの制動力は、制動装置30の油圧回路Aによりホイールシリンダ58FL,58FR,58RL,58RRの制動圧を制御することによって制御されるようになっている。後述するように、油圧回路Aは、ブレーキペダル32の踏み込み操作に応じて又は電気制御装置70のマイクロコンピュータ72によって制御されることにより、ホイールシリンダ58FL,58FR,58RL,58RRの制動圧を制御する。
【0018】
操舵輪である左右前輪24FL,24FRは、図示されていないステアリングホイールの回転に応じて操舵され、またエンジン10の出力がトランスミッション12を介して駆動軸22FL,22FRへ伝達されることによって駆動される。左右後輪24RL,24RRは、エンジン10の出力がトランスミッション12を介して駆動軸22RL,22RRへ伝達されることによって駆動される。
【0019】
制動装置30は、図2に示すように、運転者によるブレーキペダル32の踏み込み操作に応答してブレーキオイルを第1及び第2ポートより圧送するマスタシリンダ34を有し、第1のポートは前輪用のブレーキ油圧制御導管36により左右前輪用のブレーキ油圧制御装置38,40に接続され、第2のポートは途中にプロポーショナルバルブ42を有する後輪用のブレーキ油圧制御導管44により左右後輪用のブレーキ油圧制御装置46,48に接続されている。
【0020】
また、制動装置30はリザーバ50に貯容されたブレーキオイルを汲み上げ高圧のオイルとして高圧導管52へ供給するオイルポンプ54を有している。高圧導管52は、各ブレーキ油圧制御装置38,40,46,48に接続され、またその途中にはアキュムレータ56が接続されている。
【0021】
各ブレーキ油圧制御装置38,40,46,48は、それぞれ対応する車輪に対するホイールシリンダ58FL,58FR,58RL,58RRと、3ポート2位置切換え型の電磁式の制御弁60FL,60FR,60RL,60RRと、リザーバ50に接続された低圧導管62と高圧導管52との間に設けられた常開型の電磁式の開閉弁64FL,64FR,64RL,64RR及び常閉型の電磁式の開閉弁66FL,66FR,66RL,66RRとを有している。それぞれ開閉弁64FL,64FR,64RL,64RRと開閉弁66FL,66FR,66RL,66RRとの間の高圧導管52は、接続導管68FL,68FR,68RL,68RRにより制御弁60FL,60FR,60RL,60RRに接続されている。
【0022】
制御弁60FL,60FRは、それぞれ前輪用のブレーキ油圧制御導管36とホイールシリンダ58FL,58FRとを連通接続しかつホイールシリンダ58FL,58FRと接続導管68FL,68FRとの連通を遮断する図示の第1の位置と、ブレーキ油圧制御導管36とホイールシリンダ58FL,58FRとの連通を遮断しかつホイールシリンダ58FL,58FRと接続導管68FL,68FRとを連通接続する第2の位置とに切替わるようになっている。
【0023】
同様に制御弁60RL,60RRは、それぞれ後輪用のブレーキ油圧制御導管44とホイールシリンダ58RL,58RRとを連通接続しかつホイールシリンダ58RL,58RRと接続導管68RL,68RRとの連通を遮断する図示の第1の位置と、ブレーキ油圧制御導管44とホイールシリンダ58RL,58RRとの連通を遮断しかつホイールシリンダ58RL,58RRと接続導管68RL,68RRとを連通接続する第2の位置とに切替わるようになっている。
【0024】
制御弁60FL,60FR,60RL,60RRが第2の位置にある状況において、開閉弁64FL,64FR,64RL,64RR及び開閉弁66FL,66FR,66RL,66RRが図示の状態に制御されると、ホイールシリンダ58FL,58FR,58RL,58RRは制御弁60FL,60FR,60RL,60RR及び接続導管68FL,68FR,68RL,68RRを介して高圧導管52と連通接続され、これによりホイールシリンダ内の圧力が増圧される。
【0025】
また、制御弁60FL,60FR,60RL,60RRが第2の位置にある状況において、開閉弁64FL,64FR,64RL,64RRが閉弁され開閉弁66FL,66FR,66RL,66RRが開弁されると、ホイールシリンダ58FL,58FR,58RL,58RRは制御弁60FL,60FR,60RL,60RR及び接続導管68FL,68FR,68RL,68RRを介して低圧導管62と連通接続され、これによりホイールシリンダ内の圧力が減圧される。
【0026】
さらに、制御弁60FL,60FR,60RL,60RRが第2の位置にある状況において、開閉弁64FL,64FR,64RL,64RR及び開閉弁66FL,66FR,66RL,66RRが閉弁されると、ホイールシリンダ58FL,58FR,58RL,58RRは高圧導管52及び低圧導管62のいずれとも遮断され、これによりホイールシリンダ内の圧力がそのまま保持される。
【0027】
このため、制動装置30は、制御弁60FL,60FR,60RL,60RRが第1の位置のあるときには、ホイールシリンダ58FL,58FR,58RL,58RRにより運転者によるブレーキペダル32の踏み込み操作量に応じた制動力を発生する。また、制御弁60FL,60FR,60RL,60RRのいずれかが第2の位置にあるときには、運転者によるブレーキペダル32の踏み込み操作の影響を受けず、オイルポンプ54の作動と、制御弁60FL,60FR,60RL,60RR、開閉弁64FL,64FR,64RL,64RR及び開閉弁66FL,66FR,66RL,66RRの制御とにより各輪の制動力を制御し得るようになっている。
【0028】
制御弁60FL,60FR,60RL,60RRと、開閉弁64FL,64FR,64RL,64RR及び開閉弁66FL,66FR,66RL,66RRは電気制御装置70により制御される。電気制御装置70は、図2に示すように、マイクロコンピュータ72と駆動回路74とを備えており、マイクロコンピュータ72は図1及び図2には詳細に示されていないが、例えば、中央処理ユニット(CPU)と、リードオンリメモリ(ROM)と、ランダムアクセスメモリ(RAM)と、入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のものでよい。
【0029】
マイクロコンピュータ72には、車速センサ76、車輪速度センサ78FL,78FR,78RL,78RR、前後加速度センサ80、横加速度センサ82、ヨーレートセンサ84、操舵角センサ86及びデフロックセンサ88が接続されている。車速センサ76は、車両(車体)の前後方向の速度を表す車速Vを検出する。車輪速度センサ78FL,78FR,78RL,78RRは、車輪24FL〜24RRの各回転速度を測定することにより各車輪24FL〜24RRの前後方向の速度を表す車輪速度Vwi(i=fl,fr,rl,rr)をそれぞれ検出する。前後加速度センサ80、横加速度センサ82及びヨーレートセンサ84は、車両(車体)の前後加速度Gx、横加速度Gy及びヨーレートγをそれぞれ検出する。操舵角センサ86は、図示しないステアリングコラムの基準位置からの回転角を測定することにより、左右前輪24FL,24FRの操舵角φfを検出する。デフロックセンサ88は、センターデフ14のロック状態を検出する。なお、横加速度Gy、ヨーレートγ及び前輪操舵角φfは、車両の左旋回時における検出値を正で表し、車両の右旋回時における検出値を負で表す。
【0030】
ここで、本発明に用いる目標車輪速度の求め方について説明しておく。制動時の横力の低下、荷重移動、タイヤスリップ角及び路面の摩擦係数を考慮したタイヤモデルを例に説明する。
【0031】
図8に示されるように、各輪のタイヤの発生力Fti(i=fl,fr,rl,rr)、すなわち前後力Ftxi及び横力Ftyiの合力がタイヤの縦方向に対しなす角度をθiとする。また、タイヤのスリップ角をβiとし、タイヤのスリップ率をSi(制動時が正、−∞<Si<1.0)とし、路面の摩擦係数をμとし、タイヤの接地荷重をWiとし、KsとKbを正の係数とする。このとき、タイヤがロック状態にない場合(ξi≧0の場合)の前後力Ftxi及び横力Ftyiはそれぞれ下記数1,2により表される。一方、タイヤがロック状態である場合(ξi<0の場合)の前後力Ftxi及び横力Ftyiはそれぞれ下記数3,4で表される。なお、ξiは、車輪のグリップ状態を表す。
【0032】
【数1】
【0033】
【数2】
【0034】
【数3】
【0035】
【数4】
【0036】
なお、係数Ksは、図9に示すように、スリップ角βiが「0」であることを条件としタイヤのスリップ率Siが「0」であるときの同スリップ率Siに対する傾きである。係数Kbは図10に示されているように、スリップ率Siが「0」であることを条件としタイヤのスリップ角βiが「0」であるときのタイヤのスリップ角βiに対する傾きである。また、cosθi、sinθi、λi、ξiはそれぞれ下記数5〜数8で表される。
【0037】
【数5】
【0038】
【数6】
【0039】
【数7】
【0040】
【数8】
【0041】
上記数1〜数4をスリップ率Siにて偏微分することにより、各車輪の微小なスリップ率変化に対する各車輪の前後力変化及び横力変化が下記数9,10で表される。
【0042】
【数9】
【0043】
【数10】
【0044】
次に、下記数11〜数18により各輪のタイヤの前後力Ftxi及び横力Ftyiを車両座標系に変換して車両重心に作用する前後力Fxi及び横力Fyiを演算し、モーメントMiを演算する。なお、車両座標系は車両重心を原点とし、車両の前後方向、車両の左右方向及び車両の上下方向をそれぞれX方向、Y方向及びZ方向とする座標系である。また、下記の各式においてφf及びφrはそれぞれ前輪及び後輪の舵角であり、Trは車両のトレッド幅である。また、Lf及びLrはそれぞれ車両の重心から前輪車軸及び後輪車軸までの距離であり、T(φf)及びT(φr)は数19,20で表される。
【0045】
【数11】
【0046】
【数12】
【0047】
【数13】
【0048】
【数14】
【0049】
【数15】
【0050】
【数16】
【0051】
【数17】
【0052】
【数18】
【0053】
【数19】
【0054】
【数20】
【0055】
同様に、下記数21〜数28により各タイヤの前後力Ftxi及び横力Ftyiの偏微分値を車両座標系に変換して車両に作用する前後力及び横力の偏微分値(微係数)を演算し、モーメントの偏微分値(微係数)を演算する。
【0056】
【数21】
【0057】
【数22】
【0058】
【数23】
【0059】
【数24】
【0060】
【数25】
【0061】
【数26】
【0062】
【数27】
【0063】
【数28】
【0064】
次に、各輪のスリップ率が目標スリップ率Siであるとしたときに発生する車両の前後力Fx、横力Fy及びモーメントMをそれぞれ各輪による前後力Fxi、横力Fyi、モーメントMiの和として下記数29により推定演算する。
【0065】
【数29】
【0066】
次に、下記数30,31により車両の目標前後力Fxa、目標横力Fya及び目標モーメントMaを演算する。この演算においては、下記に示す(A)及び(B)の考え方に基づいて演算する。なお、数30の右辺はスリップ率が「0」であるときに各輪により発生される前後力、横力及びモーメントを表している。
【0067】
(A)車両の運動制御により車両の挙動を安定化させるための目標前後力Fxt及び目標モーメントMtは、運動制御をしていないとき(スリップ率Siが「0」であって運動制御が必要ないとき)に発生する前後力Fxso及びモーメントMsoに対する上乗せ量であるとみなす。
【0068】
(B)運動制御していないときの横力Fysoを目標横力Fyaとすることにより、運動制御時の横力の低下を極力減らす。
【0069】
【数30】
【0070】
【数31】
【0071】
被制御4輪のスリップ率の微小な変化dSiによる車体に作用する前後力の変化dFx、横力の変化dFy、モーメントの変化dMは下記数32により演算される。なお、数32において、dSfr、dSfl、dSrr、dSrl、はそれぞれ右前輪24FR、左前輪24FL、右後輪24RR、左後輪24RLのスリップ率の微小変化量であり、Jはヤコビ行列である。
【0072】
【数32】
【0073】
次に目標前後力Fxa及び目標モーメントMaを実現する目標スリップ率Siを演算する。ただし、この目標スリップ率Siを解析的に解くことは困難であるため、以下の収束演算により求める。
【0074】
現在の前後力Fx、横力Fy及びモーメントMと、目標前後力Fxa、目標横力Fya及び目標モーメントMaとの各差をΔとすると、Δは下記数33により表され、このΔを「0」にするスリップ率修正量のうち、Tをトランスポーズとして下記数34にて表される評価関数Lを最小化するスリップ率修正量δSを求める。
【0075】
【数33】
【0076】
【数34】
【0077】
上記数34の評価関数Lを最小化するスリップ率修正量δSは下記数35のとおりである。ただしFx、Fy及びMはそれぞれ現在の被制御輪のスリップ率に応じて発生している前後力、横力及びモーメント(数29)であり、Fxa、Fya及びMaはそれぞれ目標前後力、目標横力及び目標モーメント(数31)であり、S及びδSはそれぞれ数36及び数37で表される各輪のスリップ率及びスリップ率修正量であり、Eは数38で表されるΔとδSによる前後力、横力及びモーメントの修正量との各差である。また、Wds、Ws及びWfはそれぞれスリップ率修正量δS、スリップ率Si及び各力に対する重みであり、各重みは「0」又は正の値である。
【0078】
【数35】
【0079】
【数36】
【0080】
【数37】
【0081】
【数38】
【0082】
したがって前回の目標スリップ率Siをスリップ率修正量δSiにて修正することにより、目標前後力Fxa、目標横力Fya及び目標モーメントMaを達成する各輪の目標スリップ率Siを演算することができる。
【0083】
次に下記数39により基準車輪速度Vwを幾何学的に車両の重心位置に変換して、車体基準速度Vbを演算する。基準車輪速度Vwは、旋回内側前輪の車輪速度であり、例えば、右旋回時には、右前輪24FRの車輪速度Vwfrが基準車輪速度となる。逆に左旋回時には、左前輪24FLの車輪速度VwFLが基準車輪速度となる。また、車両の旋回時には、ヨーレートにより生じる左右輪の速度差を補正するため、補正係数としてVyrを付加して車体基準速度Vbを演算する。ただし、補正係数Vyrは下記数40により表される。
【0084】
【数39】
【0085】
【数40】
【0086】
次に上記数39より車体基準速度Vbを幾何学的に基準輪以外の各輪位置に変換して、下記数41より基準輪以外の各輪位置速度Vbiを演算する。
【0087】
【数41】
【0088】
次に基準輪以外の各輪の車輪速度の目標車輪速度Vriを演算する。目標スリップ率Siに応じて下記数42により基準輪以外の各輪の目標車輪速度Vriを演算することができる。
【0089】
【数42】
【0090】
次に図3乃至図7に示すフローチャートを参照して本実施形態における車両の運動制御について説明する。イグニッションスイッチが閉成されると、マイクロコンピュータ72は、図3のメインプログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。
【0091】
このメインプログラムの実行は、図3のステップS10にて開始され、ステップS12にて各輪の目標スリップ率Siをそれぞれ初期値として「0」に設定し、ステップS14にて各センサ76〜88から検出信号を入力する。
【0092】
次に、ステップS16にて、挙動判定ルーチンを実行して、車両の挙動が異常であるかすなわち車両運動状態がスピン状態又はドリフトアウト状態にあるか否かを判定する。
【0093】
この挙動判定ルーチンは図4に詳細に示されており、その実行はステップS100にて開始され、ステップS102にて車体のスリップ角βを演算する。具体的には、前記ステップS14の処理により入力した横加速度Gy、車速V及びヨーレートγを用いた下記数43の演算により車体の横すべり速度Vyを演算し、この演算した車体の横すべり速度Vyと前記ステップS14にて入力した車体の前後速度Vx(=車速V)を用いた下記数44の演算により車体のスリップ角βを演算する。なお、Vydは車両の横すべり加速度Vydである。
【0094】
【数43】
【0095】
【数44】
【0096】
次に、ステップS104にて、前記演算した車体のスリップ角β、前記車速V及びヨーレートγを用いた下記数45の演算によって後輪のスリップ角βrを演算する。なお、Lrは、車両の重心と後輪車軸との間の車両前後方向の距離であり、車種に応じて予め与えられる定数である。また、後輪の進行方向が後輪の中心面の向きに対して反時計回り方向にある場合に、後輪のスリップ角βrを正とする。
【0097】
【数45】
【0098】
前記後輪のスリップ角βrの演算後、ステップS106,108にて同スリップ角βrの絶対値|βr|が基準値βrcの範囲内にあるかを判定することにより、車両の挙動が異常であるか、すなわち車両がスピン状態又はドリフトアウト状態にあるかを判定する。いま、後輪のスリップ角βrの絶対値|βr|が予め決めた基準値βrc以内であって、車両の挙動が正常であれば、ステップS106,S108にて共に「NO」すなわちスリップ角βrが正の基準値βrcよりも小さくかつ負の基準値βrcよりも大きいと判定し、ステップS110にてフラグFLGを車両挙動の正常を表す“0”に設定する。
【0099】
一方、スリップ角βrが正の基準値βrcよりも大きければ、ステップS106にて「YES」すなわち車両の挙動が異常であると判定し、ステップS112にて後輪のスリップ角βrを正の基準値βrcに設定するとともに、ステップS116にてフラグFLGを車両挙動の異常を表す“1”に設定する。また、スリップ角βrが負の基準値−βrcよりも小さければ、ステップS108にて「YES」すなわち車両の挙動が異常であると判定し、ステップS114にて後輪のスリップ角βrを負の基準値−βrcに設定するとともに、ステップS116にてフラグFLGを車両挙動の異常を表す“1”に設定する。前記ステップS110又はステップS116の処理後、ステップS118にてこの挙動判定ルーチンの実行を終了する。
【0100】
ふたたび、図3のメインプログラムの説明に戻ると、前記ステップS16の挙動判定ルーチンの実行後、ステップS18にて、フラグFLGが“1”であるか否か、すなわち車両が挙動異常であるかを判定する。前述のように、車両の挙動が正常であってフラグFLGが“0”に設定されていれば、ステップS18にて「NO」と判定して、ステップS44にてメインプログラムの実行を終了する。この場合、左右前輪24FL,24FR及び左右後輪24RL,24RRには、ブレーキペダル32の踏み込み操作に応じた制動力が付与され、本発明に係る車両の挙動制御は行われない。
【0101】
一方、車両の挙動が異常であってフラグFLGが“1”に設定されていれば、ステップS18にて「YES」と判定して、ステップS20にて運動状態量演算ルーチンを実行する。この運動状態量演算ルーチンは図5に詳細に示されており、その実行がステップS200にて開始される。前記開始後、ステップS202にて、前記ステップS14の処理により入力した前輪操舵角φf、ヨーレートγ及び車速V、並びに前記ステップS16の挙動判定ルーチンの処理により計算した車体のスリップ角βを用いた下記数46の演算により、前輪のスリップ角βfを演算する。ただし、Lfは車両の重心と前輪車軸との間の車両前後方向の距離を表す予め決めた定数である。なお、前輪の進行方向が前輪の中心面の向きに対して反時計回りにある場合に、前輪のスリップ角βfを正とする。
【0102】
【数46】
【0103】
次に、ステップS204にて、前記ステップS14の処理により入力した車体の前後加速度Gx及び横加速度Gyを用いた下記数47の演算により、タイヤに対する路面の摩擦係数μを推定演算する。ただし、gは重力加速度である。
【0104】
【数47】
【0105】
ステップS206にて、車体の前後加速度Gx及び横加速度Gyに定数を乗じて各輪の荷重移動量ΔWiを演算するとともに、各輪の支持荷重Wiを予め決めた各輪の静荷重Wsiと荷重移動量ΔWiとの和(Wsi+ΔWi)として演算する。例えば車両が制動されていて前後加速度Gxが負であるときには前輪の支持荷重Wfl,Wfrが増加し、車両が旋回しているときには旋回外側車輪の支持荷重が増加する。
【0106】
また、ステップS208においては、上記数7,8の演算の実行により各輪毎のグリップ状態(ロック状態)を表す判定値ξiを計算する。この数7の演算においては、ステップS24にて前回演算された目標スリップ率Si、すなわち現在のスリップ率Siと、上記した係数Ks,Kb(図9、図10に示す予め定めた所定値)とを用いるとともに、スリップ角βiとして上記ステップS202にて数46の演算により、又はステップS112,114にて設定した後輪のスリップ角βrを用いる。数8の演算においては、前記計算したλiと、前記係数Ksと、前回演算された目標スリップ率Si、すなわち現在のスリップ率Siと、前記ステップS204にて計算した路面の摩擦係数μと、前記ステップS206にて計算した各輪の支持荷重Wiとを用いる。
【0107】
前記ステップS208の処理後、ステップS210にて前記計算した判定値ξiに基づいて、車輪がグリップ状態にあるか否か、言い換えれば車輪がロック状態にあるか否かの判定を行う。車輪がグリップ状態にあって(ロック状態になくて)、判定値ξiが「0」以上であれば、前記ステップS210にて「YES」と判定して、ステップS212に進む。一方、車輪がグリップ状態になくて(ロック状態にあり)、判定値ξiが「0」未満であれば、前記ステップS210にて「NO」と判定して、ステップS214に進む。
【0108】
ステップS212においては、数5,6,1,2の演算により各輪の前後力Ftxi及び横力Ftyiを計算する。数5,6の演算においては、上記ステップS208の処理により計算したλi及び上記ステップS208の演算に使用したSi,Ks,Kb,βiを用いてcosθi,sinθiを計算する。前記数1,2の計算においては、前記したξi,Si,cosθi,sinθi,μ,Wi,βi,Ks,Kbを用いて各輪の前後力Ftxi及び横力Ftyiを計算する。
【0109】
また、ステップS214にて、上記数5,6,3,4を用いて各輪の前後力Ftxi及び横力Ftyiを計算する。この数5,6の演算は上述と同様であり、数3,4の演算においては、前記計算したcosθi,sinθi,μ,Wiを用いて各輪の前後力Ftxi及び横力Ftyiを計算する。なお、ステップS210〜214の処理は各輪ごとに行なわれる。
【0110】
前記ステップS212,214の処理後、ステップS216にて、前記ステップS14の処理により入力した前輪操舵角φfと、ステップS212,214にて計算した各輪の前後力Ftxi及び横力Ftyiとを用いた上記の数11〜数20の演算により車両の前後力Fxに対する各輪の成分Fxfl,Fxfr,Fxrl,Fxrr、横力Fyに対する各輪の成分Fyfl,Fyfr,Fyrl,Fyrr及びモーメントMに対する各輪の成分Mfl,Mfr,Mrl,Mrrを計算する。
【0111】
次に、ステップS218にて、前記ステップS216の処理により計算した各輪による車両重心位置の前後力成分Fxi、横力成分Fyi、モーメント成分Miを用いた上記の数29により車両の実際の前後力Fx、横力Fy及びモーメントMを演算する。そして、ステップS220のこの運動状態量演算ルーチンの実行を終了する。
【0112】
ふたたび、図3のプログラムの説明に戻ると、前記ステップS20の運動状態量演算ルーチンの実行後、ステップS22にて、車両のスピン及びドリフトアウトを抑制するための抑制量を計算する抑制量演算ルーチンを実行する。この抑制量演算ルーチンは図6に詳細に示されており、その実行がステップS300にて開始される。
【0113】
前記開始後、ステップS302にて、前記ステップS14の処理により入力した前輪操舵角φf及び車速Vを用いた下記数48の演算により目標ヨーレートγcを計算する。なお、下記数49の演算により目標ヨーレートγcを計算してもよい。ただし、下記数48中のnは、予め決められた定数値であるステアリングギア比であり、下記数48及び数49中のKh,Hは、予め決められた定数値であるスタビリティーファクタ及びホイールベースである。
【0114】
【数48】
【0115】
【数49】
【0116】
また、同ステップS302にて、前記数48の計算結果を用いた下記数50の演算により基準ヨーレートγtを計算する。ただし、下記数50中、Tは予め決められた時定数であり、sはラプラス演算子である。なお、上記数49の計算結果を用いた下記数50の演算により基準ヨーレートγtを計算してもよい。
【0117】
【数50】
【0118】
次に、ステップS304にて、前記計算した基準ヨーレートγtと、前記ステップS14の処理により入力したヨーレートγを用いた下記数51の演算により両ヨーレートγt,γ間の偏差を表すドリフトアウト量Dvを計算する。
【0119】
【数51】
【0120】
次に、ステップS306にて、前記入力したヨーレートγの符号に基づき車両の旋回方向を判定し、車両が左旋回中であればドリフトアウト状態量Dsを前記計算したドリフトアウト量Dvに設定し、車両が右旋回中であればドリフトアウト状態量Dsを前記計算したドリフトアウト量Dvを正負反転した値−Dvに設定する。
【0121】
次に、ステップS308にて、マイクロコンピュータ72に内蔵されて図11に示されたグラフに対応するマップを参照することにより、前記計算したドリフトアウト状態量Dsに対応した係数Kgを導出しておく。また、ステップ310においては、車両のスリップ角速度βd、車両の目標スリップ角βt及び車両の目標スリップ角速度βtdを計算する。この車両のスリップ角速度βdの計算にあっては、前記ステップS16の挙動判定ルーチンにて計算した車両のスリップ角βを微分する。また、車両の目標スリップ角βtを計算するためには、まず前記ステップS302(数48)にて計算した目標ヨーレートγc及び前記ステップS14にて入力した車速Vを用いた下記数52の演算により、目標横加速度Gycを計算する。なお、これに代えて前記数49の演算の実行により目標横加速度Gycを計算してもよい。そして、図12に示すような特性を表す予め定められた関数パラメータを用いて、目標横加速度Gycに対応した目標スリップ角βtを計算する。ただし、この場合、目標スリップ角βtの上限及び下限は、K*μ及び−K*μに制限される。なお、このKは、予め車種ごとに定めた所定値(例えば、0.4程度)である。
【0122】
【数52】
【0123】
また、ステップS312においては、前記計算した車両のスリップ角β及び角速度βdと、前記ステップS310にて計算した車両の目標スリップ角βt及び目標スリップ角速度βtdとを用いた下記数53の演算により車両の挙動を安定化させるための目標モーメントMtを計算する。ただし、Km1,Km2は、適宜定めた正の定数である。なお、前記目標スリップ角βt及び目標スリップ角速度βtdはいずれも「0」であってよい。
【0124】
【数53】
【0125】
次に、ステップS314にて、前記計算した係数Kgを用いた下記数54の演算により車両の挙動を安定化させるための目標前後力Fxtを計算する。ただし、Massは車両の質量を表す予め定めた定数であり、gは重力加速度である。
【0126】
【数54】
【0127】
次に、ステップS316にて、上記数30の演算により各輪のスリップ率が0であるときの車両の前後力Fxso、横力Fyso、モーメントMsoを計算する。この数30の計算においては、Fxfrso,Fxflso,…Mrlso等の変数は上記ステップS216(数11〜数20)の処理と同様な各輪の成分の演算にてスリップ率Siを「0」として計算する。
【0128】
次に、ステップS318にて、前記ステップS316の処理により計算した車両の前後力Fxso、横力Fyso、モーメントMsoと、予め決められた目標前後力Fxt及び目標モーメントMtとを用いた上記数31の演算により車両の目標前後力Fxa、横力Fya、モーメントMaを計算する。
【0129】
次に、ステップS320にて、前記ステップS212,214の処理により計算した各輪の前後力Ftxi及び横力Ftyiを用いた上記数9,10の演算により微小なスリップ率の変化に対する各輪の前後力の変化及び横力の変化を計算するとともに、前記ステップ216の処理により計算した各輪による車両重心位置の前後力成分Fxi、横力成分Fyi、モーメント成分Miを用いた上記数21〜28の演算により車両の前後力の微係数∂Fxi/∂Si、横力の微係数∂Fyi/∂Si、モーメントの微係数∂Mi/∂Siを計算する。
【0130】
次に、ステップS322にて、前記ステップS318の処理により計算した車両の目標前後力Fxa、横力Fya、モーメントMaと、前記ステップS218の処理により計算した車両の実際の前後力Fx、横力Fy及びモーメントMとを用いた上記数33の演算により車両の前後力の修正量δFx、横力の修正量δFy、モーメントの修正量δMを計算する。そして、ステップS324のこの抑制量演算ルーチンの実行を終了する。
【0131】
ふたたび、図3のプログラムの説明に戻ると、前記ステップS22の抑制量演算ルーチンの実行後、ステップS24にて、目標スリップ率を計算する目標スリップ率演算ルーチンを実行する。この抑制量演算ルーチンは図7に詳細に示されており、その実行がステップS400にて開始される。
【0132】
前記開始後、ステップS402にて、前記ステップS322の処理により計算した現在の車両の前後力Fx、横力Fy、モーメントMと目標前後力Fxa、目標横力Fya、目標モーメントMaとの差Δ(車両の前後力の修正量δFx、横力の修正量δFy、モーメントの修正量δM)を用いた上記数34,35の演算により各輪のスリップ率の修正量δSiを計算する。ただし、上記数35は上記数34で表される評価関数Lを最小化する各輪のスリップ率の修正量δSiを計算する。
【0133】
次に、ステップS404にて、前記ステップS402の処理により計算した各輪のスリップ率の修正量δSiと、ステップS24にて前回演算された目標スリップ率Si、すなわち現在のスリップ率Siとを用いた下記数55の演算により各輪の目標スリップ率Siを計算する。そして、ステップS406のこの抑制量演算ルーチンの実行を終了する。
【0134】
【数55】
【0135】
ふたたび、図3のフローチャートの説明に戻ると、前記ステップS24の目標スリップ率の計算後、マイクロコンピュータ72は、ステップS26にて、デフロックセンサ88からの信号に基づいて、センターデフ14がロック状態であるか否か判定する。センターデフ14がロック状態になければ、ステップS26にて「NO」と判定し、ステップS28〜S32の処理により各輪の目標車輪速度Vriを計算する。一方、センターデフ14がロック状態にあれば、ステップS26にて「YES」と判定し、ステップS34〜S40の処理により各輪の目標車輪速度Vriを計算する。
【0136】
まず、センターデフ14がロック状態にない場合について説明する。ステップS28においては、各輪24FL,24FR,24RL,24RRのうちのいずれか一つの車輪を基準輪として定め、前記ステップS14の処理により入力した各車輪速度Vwfl,Vwfr,Vwrl,Vwrrのうちで前記基準輪の車輪速度Vwiを上記数39を用いて車両重心位置の速度に変換することにより、車体基準速度Vbを計算する。この種の車両の挙動制御においては、車輪速度の検出誤差が最も少ない旋回内側前輪を基準輪として採用することが一般的であるので、具体的には、車両が左旋回中であれば左前輪24FLが基準輪として決定され、車両が右旋回中であれば右前輪24FRが基準輪として決定される。したがって、同ステップS28では、前記ステップS14の処理により入力したヨーレートγに基づいて車両の旋回方向が決定され、車両が左旋回中であれば左前輪24FLが基準輪として決定され、左前輪24FLの車輪速度Vwfl及びヨーレートγにより生じる左右輪の車輪速度差を補正する補正係数Vyrを用いた数39の演算により車体基準速度Vbが計算される。また、車両が右旋回中であれば右前輪24FRが基準輪として決定され、右前輪24FRの車輪速度Vwfrを用いた数39の演算により車体基準速度Vbが計算される。
【0137】
次に、ステップS30にて、前記計算した車体基準速度Vbと、前記ステップS14の処理により入力した前輪操舵角φf及びヨーレートγと、予め決められた車両のトレッド幅Trを用いた数41の演算により基準輪以外の3輪の各車輪速度Vbiを推定演算する。具体的には、車両の左旋回時にはVbfr、Vbrl、Vbrrを計算し、車両の右旋回時ではVbfl、Vbrl、Vbrrを計算する。
【0138】
ステップS32にて、前記計算した基準輪以外の3輪の各車輪速度Vbi及び前記ステップS24の目標スリップ率演算ルーチンの実行により計算した目標スリップ率Siを用いた上記数42の演算により基準輪以外の目標車輪速度Vriを計算する。具体的には、車両の左旋回時にはVrfr、Vrrl、Vrrrを計算し、車両の右旋回時ではVrfl、Vrrl、Vrrrを計算する。
【0139】
前記ステップS32の処理後、ステップS42にて、マイクロコンピュータ72は駆動回路74を介して制動装置装置30内の各種開閉弁を制御することにより、基準輪に対する制動を解除するとともに、他の3輪を前記計算した目標車輪速度Vriに制御する。そして、ステップS44にてメインプログラムの実行を一旦終了する。
【0140】
まず、左右前輪24FL,24FR及び左右後輪24RL,24RRにそれぞれ対応するブレーキ油圧制御装置38,40,46,48に設けられた電磁式の制御弁60FL,60FR,60RL,60RRを、図2で示されている第1の位置から第2の位置へ切換えて、ブレーキペダル32の踏み込み操作がブレーキ油圧制御導管36,44を介してブレーキ油圧制御装置38,40,46,48に伝達されることを不能とする。この制御により、左右前輪24FL,24FR及び左右後輪24RL,24RRに対する制動力の付与は、運転者のブレーキペダル32の踏み込み操作に依存しなくなる。
【0141】
また、前記制御と同時に、基準輪に対応したホイールシリンダに制動油圧が付与されないように開閉弁を制御する。具体的には、車両が左旋回中であれば、基準輪としての左前輪24FLに対応した開閉弁64FLを閉弁するとともに、開閉弁66FLを開弁する。車両が右旋回中であれば、基準輪としての右前輪24FRに対応した開閉弁64FRを閉弁するとともに、開閉弁66FRを開弁する。これにより、基準輪に対する制動は解除される。
【0142】
一方、他の3輪に関しては、各輪に対応した車輪速度センサにより検出された各検出車輪速度Vwiが前記ステップS32の処理により計算した各目標車輪速度Vriにそれぞれ一致するように、他の3輪に対応した開閉弁を開閉制御することにより同3輪に対応したホイールシリンダへの制動油圧の供給を制御する。具体的には、車両が左旋回中であれば、右前輪24FR及び左右後輪24Rl,24RRの各検出車輪速度Vwfr、Vwrl、Vwrrと各目標車輪速度Vrfr、Vrrl、Vrrrとの各比較に応じて開閉弁64FR,64RL,64RR及び開閉弁66FR,66RL,66RRを開閉制御する。
【0143】
すなわち、各検出車輪速度Vwfr、Vwrl、Vwrrが各目標車輪速度Vrfr、Vrrl、Vrrrよりも大きければ、開閉弁64FR,64RL,64RRをそれぞれ開弁するとともに、開閉弁66FR,66RL,66RRをそれぞれ閉弁して、ホイールシリンダ58FR,58RL,58RRの制動圧を増圧する。逆に、各検出車輪速度Vwfr、Vwrl、Vwrrが各目標車輪速度Vrfr、Vrrl、Vrrrよりも小さければ、開閉弁64FR,64RL,64RRをそれぞれ閉弁するとともに、開閉弁66FR,66RL,66RRをそれぞれ開弁して、ホイールシリンダ58FR,58RL,58RRの制動圧を減圧する。また、各検出車輪速度Vwfr、Vwrl、Vwrrが各目標車輪速度Vrfr、Vrrl、Vrrrに等しければ、開閉弁64FR,64RL,64RRをそれぞれ閉弁するとともに、開閉弁66FR,66RL,66RRをそれぞれ閉弁して、ホイールシリンダ58FR,58RL,58RRの制動圧を保持する。これにより、右前輪24FR及び左右後輪24Rl,24RRの各検出車輪速度Vwfr、Vwrl、Vwrrと各目標車輪速度Vrfr、Vrrl、Vrrrとがそれぞれ一致するように制御される。
【0144】
また、車両が右旋回中であれば、左前輪24FL及び左右後輪24Rl,24RRの各検出車輪速度Vwfl、Vwrl、Vwrrと各目標車輪速度Vrfl、Vrrl、Vrrrとの各比較に応じて開閉弁64FL,64RL,64RR及び開閉弁66FL,66RL,66RRを前記左旋回の場合と同様に開閉制御する。これにより、左前輪24FL及び左右後輪24Rl,24RRの各検出車輪速度Vwfl、Vwrl、Vwrrと各目標車輪速度Vrfl、Vrrl、Vrrrとがそれぞれ一致するように制御される。
【0145】
その結果、基準輪以外の車輪速度が、車両のスピン、ドリフトアウトなどの車両の挙動を修正するための目標スリップ率Siに応じた目標車輪速度Vriとなるように各輪の車輪速度Vwiが制御されるので、車両の挙動、特に旋回時の挙動を確実に安定化させることができる。
【0146】
次に、センターデフ14がロック状態である場合について説明する。この状態においても前記ステップS28と同様に各輪24FL,24FR,24RL,24RRのうちのいずれか一つの車輪を基準輪として定め、ステップS34にて、前記ステップS14の処理により入力した各車輪速度Vwfl,Vwfr,Vwrl,Vwrrのうちで前記基準輪の車輪速度Vwiを上記数39を用いて車両重心位置の速度に変換することにより、車体基準速度Vbを計算する。
【0147】
次に、ステップS36にて、前記ステップS34の処理により計算した車体基準速度Vbを用いた下記数56の演算により、前記ステップS34にて今回計算した車体基準速度Vbと、前回計算した車体基準速度Vbを補正した値とを比較して小さい方の値を車体基準速度Vbとして計算する。ただしVb_lastは前回計算した車体基準速度であり、αは0.05〜0.1の定数であり、Δtは演算のサンプリング周期である。
【0148】
【数56】
【0149】
次に、ステップS38にて、前記計算した車体基準速度Vbと、前記ステップS14の処理により入力した前輪操舵角φf及びヨーレートγと、予め決められた車両のトレッド幅Trを用いた数41の演算により基準輪以外の3輪の各車輪速度Vbiを推定演算する。具体的には、車両の左旋回時にはVbfr、Vbrl、Vbrrを計算し、車両の右旋回時ではVbfl、Vbrl、Vbrrを計算する。
【0150】
次に、ステップS40にて、前記計算した基準輪以外の3輪の各車輪速度Vbi及び前記ステップS24の目標スリップ率演算ルーチンの実行により計算した目標スリップ率Siを用いた上記数42の演算により基準輪及び旋回内側後輪以外の目標車輪速度Vriを計算する。具体的には、車両の左旋回時にはVrfr及びVrrrを計算し、車両の右旋回時ではVrfl及びVrrlを計算する。また、センターデフ14がロック状態とされたときには、下記数57で表される関係が成立する。すなわち、左右前輪の車輪速度VwflとVwfrとの和及び左右後輪の車輪速度VwrlとVwrrとの和が等しくなる。
【0151】
【数57】
【0152】
この関係に基づいて前記ステップS14の処理により入力された車輪速度を用いた下記数58,59の演算により旋回内側後輪の目標車輪速度を演算する。具体的には、車両の左旋回時には数58の演算によりVrrlを計算し、車両の右旋回時には数59の演算によりVrrrを計算する。
【0153】
【数58】
【0154】
【数59】
【0155】
前記ステップS40の処理後、ステップS42にて、マイクロコンピュータ72は駆動回路74を介して制動装置装置30内の各種開閉弁を制御することにより、基準輪に対する制動を解除するとともに、他の3輪を前記計算した目標車輪速度Vriに制御する。そして、ステップS44にてメインプログラムの実行を一旦終了する。
【0156】
このセンターデフ14がロック状態である場合においても、前記センターデフ14がロック状態にない場合と同様に、左右前輪24FL,24FR及び左右後輪24RL,24RRにそれぞれ対応するブレーキ油圧制御装置38,40,46,48に設けられた電磁式の制御弁60FL,60FR,60RL,60RRを、第1の位置から第2の位置へ切換える。この制御により、左右前輪24FL,24FR及び左右後輪24RL,24RRに対する制動力の付与は、運転者のブレーキペダル32の踏み込み操作に依存しなくなる。
【0157】
また、前記センターデフ14がロック状態にない場合と同様に、基準輪に対応したホイールシリンダに制動油圧が付与されないように開閉弁を制御する。一方、他の3輪に関しても、前記センターデフ14がロック状態にない場合と同様に、各輪に対応した車輪速度センサにより検出された各検出車輪速度Vwiが前記ステップS40の処理により計算した各目標車輪速度Vriにそれぞれ一致するように、他の3輪に対応した開閉弁を開閉制御することにより同3輪に対応したホイールシリンダへの制動油圧の供給を制御する。これにより、車両が左旋回中であれば、右前輪24FR及び左右後輪24Rl,24RRの各検出車輪速度Vwfr、Vwrl、Vwrrと各目標車輪速度Vrfr、Vrrl、Vrrrとがそれぞれ一致するように制御される。
【0158】
また、車両が右旋回中であれば、左前輪24FL及び左右後輪24Rl,24RRの各検出車輪速度Vwfl、Vwrl、Vwrrと各目標車輪速度Vrfl、Vrrl、Vrrrとがそれぞれ一致するように制御される。
【0159】
その結果、この場合も基準輪以外の車輪速度が、車両のスピン、ドリフトアウトなどの車両の挙動を修正するための目標スリップ率Siに応じた目標車輪速度Vriとなるよう各輪の車輪速度Vwiが制御されるので、車両の挙動、特に旋回時の挙動を確実に安定化させることができる。
【0160】
また、上記実施形態によれば、前記ステップS40にて旋回内側の前輪を基準輪とし、旋回外側の前後2輪の目標車輪速度が主に車両の挙動異常を修正するように計算され、旋回内側の後輪の目標車輪速度でセンターデフ14のロック状態による前後輪の回転数差の規制を吸収するように計算される。
【0161】
これにより、センターデフ14がロック状態にあっても、例えば車両が左旋回中に、旋回外側の前輪である右前輪24FRの目標車輪速度Vrfrを低下させても、旋回内側の後輪である左後輪24RLの目標車輪速度Vrrlでセンターデフ14のロック状態による前後輪の回転数差の規制を吸収するため、車両の挙動修正に重要な旋回外側の後輪である右後輪24RRの車輪速度Vrrrが低下することがなくなり、この右後輪24RRによって発生される横力が適切に保たれ、車両の挙動異常が的確に修正される。また、車両が右旋回中に、旋回外側の前輪である左前輪24FLの目標車輪速度Vrflを低下させても、左旋回時と同様に旋回外側の後輪である左後輪24RLの車輪速度Vrrlが低下することがなくなり、この左後輪24RLによって発生される横力が適切に保たれ、車両の挙動異常が的確に修正される。
【0162】
また、上記実施形態によれば、前記ステップS36にて今回計算した車体基準速度Vbと、前回計算した車体基準速度Vbを補正した値Vb_last+(Gx+α)*Δtとのうちの小さい方の値を車体基準速度Vbとして導出することにより、基準輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度の増加に対して所定の制限を加えて同制限された車輪速度を基準車輪速度とするようにした。
【0163】
これにより、例えば車両が左旋回中に、旋回外側の前輪である右前輪24FRの目標車輪速度Vrfrを低下させた結果、スリップを伴って基準輪である左前輪24FLの回転速度が急激に上昇しても、左前輪24FLの車輪速度Vwflが精度よく検出される。したがって、基準車輪速度Vbに基づいて計算される他の3輪の目標車輪速度Vbiが適切になり、車両の挙動異常を的確に修正できるようになる。また、車両が右旋回中に、旋回外側の前輪である左前輪24FLの目標車輪速度Vrflを低下させた結果、基準輪である右前輪24FRの車輪速度Vwfrが急激に上昇しても、右前輪24FRの車輪速度Vwfrが精度よく検出され、左旋回時と同様に車両の挙動異常を的確に修正できるようになる。
【0164】
なお、上記実施形態においては、基準輪を旋回内側の前輪としたが、同基準輪を旋回内側の後輪として実施してもよい。この場合、旋回外側の前輪及び後輪の目標車輪速度(目標スリップ率)を前記基準輪である旋回内側の後輪の車輪速度(基準車輪速度)と、車両の運動状態量(例えば、前後加速度Gx、横加速度Gy及びヨーレートγ)とに応じて、車両の挙動を修正するための旋回外側の前輪及び後輪の目標車輪速度(目標スリップ率)を上記実施形態の場合と同様にして計算するとともに、旋回内側の前輪の目標車輪速度を左右後輪の合計車輪速度から旋回外側の前輪の車輪速度を演算することにより計算するとよい。また、場合によっては、旋回外側の前輪又は後輪を基準輪とすることも可能である。
【0165】
さらに、上記実施形態で説明するとともに本発明に係る車両の挙動制御装置は、センターデフの形式がメカ式のデフロック装置に限らず、高粘度の粘性流体の剪断を利用してトルクを伝えて、デフの作動が生じたときに作動制限トルクが発生するビスカス式のデフロック装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係り、車両の挙動制御装置の構成を概略的に示す構成図である。
【図2】本発明の一実施形態に係り、制動装置の構成を概略的に示す構成図である。
【図3】図2のマイクロコンピュータにより実行される車両の挙動制御を示すフローチャートである。
【図4】前記車両の挙動制御プログラムにおける挙動判定ルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図5】前記車両の挙動制御プログラムにおける運動状態演算ルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図6】前記車両の挙動制御プログラムにおける抑制量演算ルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図7】前記車両の挙動制御プログラムにおける目標スリップ率演算ルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図8】各輪に生ずる力を説明する説明図である。
【図9】スリップ率Siと前後力Ftxiとの関係を示すグラフである。
【図10】スリップ角βiと横力Ftyiとの関係を示すグラフである。
【図11】ドリフトアウト状態量Dsと係数Kgの関係を示すグラフである。
【図12】目標横加速度Gycと車体の目標スリップ角βtの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
32…ブレーキペダル、34…マスタシリンダ、38,40,46,48…ブレーキ油圧制御装置、58FL,58FR,58RL,58RR…ホイールシリンダ、72…マイクロコンピュータ、76…車速センサ、78FL,78FR,78RL,78RR…車輪速度センサ、80…前後加速度センサ、82…横加速度センサ、84…ヨーレートセンサ、86…操舵角センサ、88…デフロックセンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle behavior control apparatus that corrects vehicle behavior anomalies such as spin and drift-out.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-310366, a vehicle behavior control apparatus that corrects a behavior abnormality when a vehicle turns is known. In this device, when a vehicle behavior abnormality such as spin or drift out occurs, the wheel before turning is determined as a reference wheel, the application of braking force to the determined reference wheel is stopped, and the braking force is applied to the other three wheels. The behavior of the vehicle is modified. In this case, of the four wheels including the left and right front wheels and the left and right rear wheels, the front wheel on the inner side of the turn is used as the reference wheel, and the wheel speed detected by the wheel speed sensor corresponding to the reference wheel is used as the reference wheel speed. The target wheel speed of the other three wheels for correcting the behavior of the vehicle is calculated using the speed and the detected motion state amount of the vehicle, respectively, and the braking force of the other three wheels is controlled to determine the actual wheel speed. The calculated target wheel speed is set.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional device, there is no consideration for a vehicle equipped with a center differential with a lock mechanism that prohibits a difference in rotational speed between the front and rear wheels in a locked state (hereinafter, this differential is simply referred to as a differential). Absent. If the center differential is in the unlocked state (differential permissible state), a low value is calculated as the target wheel speed of the front wheel outside the turn to correct the behavior of the vehicle, and by applying braking force to the wheel Even if the actual wheel speed of the same wheel is controlled to the low value, a difference in rotational speed between the left and right front wheels and the left and right rear wheels is allowed, so that other wheel speeds are not affected. Therefore, in this case, an appropriate braking force can be applied to each wheel, and the abnormal behavior of the vehicle can be corrected accurately.
[0004]
However, in the state where the center differential is locked (differential prohibited state), the rotational speed difference between the front and rear wheels is prohibited, that is, the total value of the wheel speeds of the left and right front wheels and the total value of the wheel speeds of the left and right rear wheels Therefore, as the wheel speed of the front wheel outside the turn decreases, the wheel speed of the rear wheel decreases or the wheel speed of the front wheel inside the turn increases. Such a decrease in the wheel speed of the rear wheel, particularly a decrease in the wheel speed of the rear wheel outside the turn, which is important for correcting the behavior of the vehicle, reduces the lateral force generated by the rear wheel, thereby accurately correcting the vehicle behavior abnormality. In addition to being unable to correct, the behavior of the vehicle may become more abnormal. Further, the slip ratio of the front wheel on the inner side of the turn increases, and particularly the sudden increase of the wheel speed increases the slip ratio of the wheel. In this case, since the wheel speed is detected by measuring the rotational speed of the wheel, the increase in the slip ratio means a deterioration in the detection accuracy of the wheel speed of the front wheel inside the turn. There is a problem that the target wheel speeds of the other three wheels calculated based on the speed (reference wheel speed) are not appropriate, and the vehicle behavior abnormality cannot be corrected accurately.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention has been made in order to address the above-described problems, and an object of the present invention is to generate an abnormal behavior of a vehicle in a vehicle equipped with a center differential with a lock mechanism even when the center differential is locked. It is an object of the present invention to provide a vehicle behavior control device in which the behavior abnormality is sometimes corrected accurately.
[0006]
In order to achieve the above object, the constitutional feature of the present invention is that a braking device capable of independently controlling the braking force of the four wheels including the left and right front wheels and the left and right rear wheels, and the rotational speed between the front and rear wheels in the unlocked state. Applies to vehicles equipped with a center differential with a lock mechanism that allows the difference and prohibits the difference in the number of rotations of the front and rear wheels in the locked state, and responds to the detection of vehicle behavior abnormalities when turning the vehicle. In the vehicle behavior control device to be corrected, a wheel speed sensor for detecting each wheel speed of the four wheels,A steering angle sensor for detecting the steering angle of the steering wheel of the vehicle;A movement state quantity detecting means for detecting a movement state quantity of the vehicle;One of the four wheels is used as a reference wheel, and a wheel speed detected by a wheel speed sensor corresponding to the reference wheel is used as a reference wheel speed, and the reference wheel speed and the steering angle detected by the steering angle sensor are used. as well asUsing the detected vehicle state of motion,To correct vehicle behaviorOther 3 wheelsFirst target wheel speed calculating means for calculating respective target wheel speeds ofOne of the four wheels is used as a reference wheel, and a wheel speed detected by a wheel speed sensor corresponding to the reference wheel is used as a reference wheel speed, and the reference wheel speed and the steering angle detected by the steering angle sensor are used. as well asUsing the detected vehicle state of motion,Fixed vehicle behaviorOf the other three wheels, one of the two wheels on the opposite side to the reference wheel and the two wheels on the opposite side of the reference wheelTarget wheel speedRespectivelycalculateAt the same time, the target wheel speed of the remaining one wheel is calculated by subtracting the target wheel speed of the one wheel on the opposite side from the total value of the reference wheel speed and the target wheel speed of the one wheel on the opposite side.Calculated by the first target wheel speed calculating means when the second target wheel speed calculating means and the center differential are unlocked.The other three wheelsTarget wheel speed and saidCorresponding to the other three wheelsUsing the wheel speed detected by the wheel speed sensor,The other three wheelsThe wheel speed of the wheels of the calculatedThe other three wheelsCalculated by the second target wheel speed calculating means when the braking device is controlled to become a target wheel speed and the center differential is in a locked state.The other three wheelsTarget wheel speed and saidCorresponding to the other three wheelsUsing the wheel speed detected by the wheel speed sensor,The other three wheelsThe wheel speed of the wheels of the calculatedThe other three wheelsAnd braking control means for controlling the braking device so as to achieve a target wheel speed.
[0007]
In this case, the amount of motion state of the vehicle is, for example, longitudinal acceleration, lateral acceleration, and yaw rate of the vehicle.Further, the first target wheel speed calculating means calculates a target slip ratio necessary for correcting the behavior of the vehicle corresponding to the other three wheels based on the detected motion state quantity of the vehicle, Using the reference wheel speed, the steering angle, and the calculated target slip ratio, the target wheel speeds of other three wheels for correcting the behavior of the vehicle are respectively calculated, and the second target wheel speed calculating means includes: Corresponds to one of the other three wheels for correcting the behavior of the vehicle, one of the wheels on the opposite side to the reference wheel and the two wheels on the opposite side of the reference wheel. And calculating a target slip ratio necessary for correcting the behavior of the vehicle based on the detected motion state quantity of the vehicle, and using the reference wheel speed, the steering angle, and the calculated target slip ratio. 1 on the opposite side to the reference wheel And the target wheel speed of any one of the two wheels on the opposite side with respect to the reference wheel is calculated, and the target wheel speed of the remaining one wheel is set to 1 on the opposite side to the reference wheel speed. The value may be calculated by subtracting the target wheel speed of one wheel on the opposite side from the total value with the target wheel speed of the wheel. Further, the first target wheel speed calculation means calculates a reference speed of the vehicle at the center of gravity position of the vehicle based on the reference wheel speed, and calculates the calculated reference speed of the vehicle, the steering angle, and the motion state quantity of the vehicle. The second target wheel speed calculating means calculates the reference speed of the vehicle at the center of gravity position of the vehicle based on the reference speed. One wheel on the opposite side to the reference wheel among the other three wheels for calculating and correcting the behavior of the vehicle using the calculated vehicle reference speed, the steering angle and the vehicle motion state quantity And the target wheel speed of any one of the two wheels on the opposite side with respect to the reference wheel is calculated, and the target wheel speed of the remaining one wheel is set to 1 on the opposite side to the reference wheel speed. Wheel target wheel speed Target wheel speed from the sum of one wheel of said front and rear opposite side may be calculated to a value obtained by subtracting.
[0009]
More specifically, the reference wheel may be one of the front wheel and the rear wheel inside the turn. Further, the reference wheel is a front wheel on the inside of the turn, and the second target wheel speed calculating means is configured to output the reference wheel speed.The steering angle detected by the steering angle sensorAnd calculating the target wheel speeds of the front and rear two wheels on the outside of the turn for correcting the behavior of the vehicle using the detected motion state quantity of the vehicle, and calculating the target wheel speeds of the rear wheels on the inside of the turn as the reference wheels. It is preferable to calculate a value obtained by subtracting the target wheel speed of the rear wheel outside the turn from the total value of the speed and the target wheel speed of the front wheel outside the turn.
[0010]
According to the structural features of the invention,The first target wheel speed calculation means sets one of the four wheels as a reference wheel, and sets the wheel speed of the reference wheel as a reference wheel speed. Then, the first target wheel speed calculation means calculates the target wheel speeds of the other three wheels for correcting the behavior of the vehicle, using the reference wheel speed, the steering angle, and the motion state quantity of the vehicle. The second target wheel speed calculation means sets one of the four wheels as a reference wheel, and sets the wheel speed of the reference wheel as a reference wheel speed. Then, the second target wheel speed calculation means uses the reference wheel speed, the steering angle, and the motion state quantity of the vehicle to correct the behavior of the vehicle among the other three wheels on the opposite side to the reference wheel. Calculate the target wheel speed of any one of the two wheels on the opposite side of the front and back with respect to one wheel and the reference wheel, and set the remaining target wheel speed to the wheel on the opposite side to the reference wheel speed. Is calculated by subtracting the target wheel speed of one wheel on the opposite side from the total value with the target wheel speed. As a result, the other three wheels for correcting the behavior of the vehicleEach target wheel speed is calculated by different calculation methods depending on whether the center differential is unlocked (differential allowable state) or locked (differential prohibited state).TheEspecially when the center differential is locked (differential prohibited)The target wheel speeds of the other three wheels for correcting the behavior of the vehicle are calculated by the second target wheel speed calculating means,The calculation is performed so as not to be affected by the prohibition of the difference in the rotational speeds of the front and rear wheels, and the actual wheel speeds of a plurality of wheels are controlled to be the calculated target wheel speeds.
[0011]
Therefore, even if the center differential is in the locked state and the rotational speed difference between the front and rear wheels is prohibited, it is necessary to correct the behavior of the vehicle.Other 3 wheelsThe target wheel speed of the wheel is accurately set, and the behavior of the vehicle is accurately corrected. For example, as described above, even if the wheel speed outside the turn is reduced, the wheel speed of the rear wheel outside the turn, which is important for correcting the behavior of the vehicle, is not reduced, and the lateral force generated by the rear wheel is reduced. Appropriately maintained and vehicle behavior abnormalities are corrected appropriately.
[0012]
Another structural feature of the present invention is a vehicle behavior control device that determines a target wheel speed of the other three wheels based on a wheel speed of the reference wheel, and is detected by a wheel speed sensor corresponding to the reference wheel. There is provided a reference wheel speed correcting means that applies a predetermined restriction to the increased wheel speed and sets the restricted wheel speed as a reference wheel speed.
[0013]
According to this, as a result of reducing the target wheel speed of the wheel on the opposite side to the reference wheel, for example, as a result of reducing the target wheel speed of the front wheel outside the turn when the front wheel inside the turn is used as the reference wheel, Even if there is a rapid increase in the rotational speed of the reference wheel accompanying the wheel speed, the wheel speed of the reference wheel is detected with high accuracy. Therefore, the target wheel speeds of the other three wheels calculated based on this wheel speed (reference wheel speed) are appropriate, and the vehicle behavior abnormality can be corrected accurately.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a vehicle behavior control device according to the present invention applied to a four-wheel drive vehicle according to the embodiment, and FIG. 2 shows an electrical control device for the
[0015]
In FIG. 1, the rotational output of the
[0016]
The front wheel
[0017]
The braking force of each wheel 24FL, 24FR, 24RL, 24RR is controlled by controlling the braking pressure of the wheel cylinders 58FL, 58FR, 58RL, 58RR by the hydraulic circuit A of the
[0018]
The left and right front wheels 24FL and 24FR, which are steering wheels, are steered according to the rotation of a steering wheel (not shown), and are driven by the output of the
[0019]
As shown in FIG. 2, the
[0020]
Further, the
[0021]
The brake hydraulic
[0022]
The control valves 60FL and 60FR respectively connect the brake hydraulic
[0023]
Similarly, the control valves 60RL and 60RR respectively connect the brake hydraulic
[0024]
When the control valves 60FL, 60FR, 60RL, 60RR are in the second position, when the on-off valves 64FL, 64FR, 64RL, 64RR and the on-off valves 66FL, 66FR, 66RL, 66RR are controlled to the illustrated state, the wheel cylinder 58FL, 58FR, 58RL, and 58RR are connected to the high-
[0025]
Further, when the control valves 60FL, 60FR, 60RL, 60RR are in the second position, when the on-off valves 64FL, 64FR, 64RL, 64RR are closed and the on-off valves 66FL, 66FR, 66RL, 66RR are opened, The wheel cylinders 58FL, 58FR, 58RL, and 58RR are connected to the
[0026]
Further, in the situation where the control valves 60FL, 60FR, 60RL, 60RR are in the second position, the wheel cylinder 58FL is closed when the on-off valves 64FL, 64FR, 64RL, 64RR and the on-off valves 66FL, 66FR, 66RL, 66RR are closed. , 58FR, 58RL, 58RR are disconnected from both the
[0027]
For this reason, when the control valves 60FL, 60FR, 60RL, and 60RR are in the first position, the
[0028]
The control valves 60FL, 60FR, 60RL, and 60RR, the on-off valves 64FL, 64FR, 64RL, and 64RR and the on-off valves 66FL, 66FR, 66RL, and 66RR are controlled by the
[0029]
A
[0030]
Here, how to obtain the target wheel speed used in the present invention will be described. An example of a tire model that takes into account the reduction in lateral force during braking, load movement, tire slip angle, and road friction coefficient will be described.
[0031]
As shown in FIG. 8, the generated force Fti (i = fl, fr, rl, rr) of each wheel, that is, the angle formed by the resultant force of the longitudinal force Ftxi and the lateral force Ftyi with respect to the longitudinal direction of the tire is θi. To do. Further, the tire slip angle is βi, the tire slip ratio is Si (positive during braking, −∞ <Si <1.0), the road friction coefficient is μ, the tire ground load is Wi, and Ks And Kb are positive coefficients. At this time, the longitudinal force Ftxi and the lateral force Ftyi when the tire is not in a locked state (when ξi ≧ 0) are expressed by the following
[0032]
[Expression 1]
[0033]
[Expression 2]
[0034]
[Equation 3]
[0035]
[Expression 4]
[0036]
As shown in FIG. 9, the coefficient Ks is an inclination with respect to the slip ratio Si when the slip angle Si of the tire is “0” on condition that the slip angle βi is “0”. As shown in FIG. 10, the coefficient Kb is a slope with respect to the tire slip angle βi when the tire slip angle βi is “0” on condition that the slip ratio Si is “0”. Further, cos θi, sin θi, λi, and ξi are expressed by the following equations 5 to 8, respectively.
[0037]
[Equation 5]
[0038]
[Formula 6]
[0039]
[Expression 7]
[0040]
[Equation 8]
[0041]
By partially differentiating the
[0042]
[Equation 9]
[0043]
[Expression 10]
[0044]
Next, the longitudinal force Ftxi and lateral force Ftyi of the tires of each wheel are converted into the vehicle coordinate system by the following formulas 11 to 18, and the longitudinal force Fxi and lateral force Fyi acting on the vehicle center of gravity are calculated, and the moment Mi is calculated. To do. The vehicle coordinate system is a coordinate system in which the center of gravity of the vehicle is the origin, and the longitudinal direction of the vehicle, the lateral direction of the vehicle, and the vertical direction of the vehicle are the X direction, the Y direction, and the Z direction, respectively. In the following equations, φf and φr are the steering angles of the front and rear wheels, respectively, and Tr is the tread width of the vehicle. Lf and Lr are distances from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axle and the rear wheel axle, respectively, and T (φf) and T (φr) are expressed by
[0045]
## EQU11 ##
[0046]
[Expression 12]
[0047]
[Formula 13]
[0048]
[Expression 14]
[0049]
[Expression 15]
[0050]
[Expression 16]
[0051]
[Expression 17]
[0052]
[Expression 18]
[0053]
[Equation 19]
[0054]
[Expression 20]
[0055]
Similarly, the partial differential values (derivatives) of the longitudinal force and lateral force acting on the vehicle by converting the partial differential values of the longitudinal force Ftxi and lateral force Ftyi of each tire into the vehicle coordinate system by the following equations 21 to 28. Calculate the partial differential value (derivative) of the moment.
[0056]
[Expression 21]
[0057]
[Expression 22]
[0058]
[Expression 23]
[0059]
[Expression 24]
[0060]
[Expression 25]
[0061]
[Equation 26]
[0062]
[Expression 27]
[0063]
[Expression 28]
[0064]
Next, the vehicle longitudinal force Fx, lateral force Fy and moment M generated when the slip rate of each wheel is the target slip rate Si are the sum of the longitudinal force Fxi, lateral force Fyi and moment Mi of each wheel, respectively. As shown in FIG.
[0065]
[Expression 29]
[0066]
Next, the target longitudinal force Fxa, target lateral force Fya, and target moment Ma of the vehicle are calculated by the following
[0067]
(A) The target longitudinal force Fxt and the target moment Mt for stabilizing the vehicle behavior by the vehicle motion control are not controlled (the slip ratio Si is “0” and the motion control is not required). It is considered that the amount of addition to the longitudinal force Fxso and the moment Mso generated at the time.
[0068]
(B) By reducing the lateral force Fyso when the motion is not controlled to the target lateral force Fya, the reduction of the lateral force during the motion control is reduced as much as possible.
[0069]
[30]
[0070]
[31]
[0071]
The longitudinal force change dFx, lateral force change dFy, and moment change dM acting on the vehicle body due to the minute change dSi of the slip ratio of the four controlled wheels are calculated by the following equation (32). In
[0072]
[Expression 32]
[0073]
Next, a target slip ratio Si for realizing the target longitudinal force Fxa and the target moment Ma is calculated. However, since it is difficult to analytically solve the target slip ratio Si, it is obtained by the following convergence calculation.
[0074]
If each difference between the current longitudinal force Fx, lateral force Fy and moment M and the target longitudinal force Fxa, target lateral force Fya and target moment Ma is Δ, Δ is expressed by the following equation 33, and this Δ is expressed as “0 "Slip rate correction amount δS that minimizes the evaluation function L expressed by the following
[0075]
[Expression 33]
[0076]
[Expression 34]
[0077]
The slip ratio correction amount δS that minimizes the evaluation function L of the
[0078]
[Expression 35]
[0079]
[Expression 36]
[0080]
[Expression 37]
[0081]
[Formula 38]
[0082]
Therefore, by correcting the previous target slip ratio Si by the slip ratio correction amount δSi, the target slip ratio Si of each wheel that achieves the target longitudinal force Fxa, the target lateral force Fya, and the target moment Ma can be calculated.
[0083]
Next, the vehicle body reference speed Vb is calculated by geometrically converting the reference wheel speed Vw into the position of the center of gravity of the vehicle by the following equation (39). The reference wheel speed Vw is the wheel speed of the turning inner front wheel. For example, when turning right, the wheel speed Vwfr of the right front wheel 24FR becomes the reference wheel speed. Conversely, when turning left, the wheel speed VwFL of the left front wheel 24FL becomes the reference wheel speed. Further, when the vehicle turns, in order to correct the speed difference between the left and right wheels caused by the yaw rate, Vyr is added as a correction coefficient to calculate the vehicle body reference speed Vb. However, the correction coefficient Vyr is expressed by the following
[0084]
[39]
[0085]
[Formula 40]
[0086]
Next, the vehicle body reference speed Vb is geometrically converted to each wheel position other than the reference wheel from the above formula 39, and each wheel position speed Vbi other than the reference wheel is calculated from the following formula 41.
[0087]
[Expression 41]
[0088]
Next, the target wheel speed Vri of the wheel speed of each wheel other than the reference wheel is calculated. The target wheel speed Vri of each wheel other than the reference wheel can be calculated by the following
[0089]
[Expression 42]
[0090]
Next, the vehicle motion control in the present embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. When the ignition switch is closed, the
[0091]
The execution of the main program is started in step S10 in FIG. 3, the target slip ratio Si of each wheel is set to “0” as an initial value in step S12, and the
[0092]
Next, in step S16, a behavior determination routine is executed to determine whether the vehicle behavior is abnormal, that is, whether the vehicle motion state is in a spin state or a drift-out state.
[0093]
This behavior determination routine is shown in detail in FIG. 4. The execution is started in step S100, and the slip angle β of the vehicle body is calculated in step S102. Specifically, the side slip speed Vy of the vehicle body is calculated by the following equation 43 using the lateral acceleration Gy, the vehicle speed V, and the yaw rate γ input in the process of step S14, and the calculated side slip speed Vy of the vehicle body and the calculated The slip angle β of the vehicle body is calculated by the following
[0094]
[Equation 43]
[0095]
(44)
[0096]
Next, in step S104, the rear wheel slip angle βr is calculated by the following equation 45 using the calculated vehicle body slip angle β, the vehicle speed V and the yaw rate γ. Lr is a distance in the vehicle front-rear direction between the center of gravity of the vehicle and the rear wheel axle, and is a constant given in advance according to the vehicle type. Further, when the traveling direction of the rear wheel is counterclockwise with respect to the direction of the center plane of the rear wheel, the rear wheel slip angle βr is positive.
[0097]
[Equation 45]
[0098]
After calculating the rear wheel slip angle βr, the vehicle behavior is abnormal by determining whether the absolute value | βr | of the slip angle βr is within the reference value βrc in steps S106 and S108. That is, whether the vehicle is in a spin state or a drift-out state. If the absolute value | βr | of the rear wheel slip angle βr is within the predetermined reference value βrc and the vehicle behavior is normal, both “NO”, that is, the slip angle βr is determined in steps S106 and S108. It is determined that it is smaller than the positive reference value βrc and larger than the negative reference value βrc, and in step S110, the flag FLG is set to “0” representing normal vehicle behavior.
[0099]
On the other hand, if the slip angle βr is larger than the positive reference value βrc, “YES” in
[0100]
Returning to the description of the main program in FIG. 3, after the execution of the behavior determination routine in step S16, it is determined in step S18 whether or not the flag FLG is “1”, that is, whether the vehicle is abnormal in behavior. judge. As described above, if the behavior of the vehicle is normal and the flag FLG is set to “0”, “NO” is determined in step S18, and the execution of the main program is terminated in step S44. In this case, the left and right front wheels 24FL and 24FR and the left and right rear wheels 24RL and 24RR are given a braking force according to the depression operation of the
[0101]
On the other hand, if the behavior of the vehicle is abnormal and the flag FLG is set to “1”, “YES” is determined in step S18, and an exercise state quantity calculation routine is executed in step S20. This exercise state quantity calculation routine is shown in detail in FIG. 5, and its execution is started in step S200. After the start, step S202Then, the following
[0102]
[Equation 46]
[0103]
Next, in step S204, the friction coefficient μ of the road surface with respect to the tire is estimated and calculated by the following equation 47 using the longitudinal acceleration Gx and lateral acceleration Gy of the vehicle body input by the processing of step S14. However, g is a gravitational acceleration.
[0104]
[Equation 47]
[0105]
In step S206, the load movement amount ΔWi of each wheel is calculated by multiplying the longitudinal acceleration Gx and the lateral acceleration Gy of the vehicle body by constants, and the support load Wi of each wheel is determined in advance and the static load Wsi and load movement of each wheel. It is calculated as the sum (Wsi + ΔWi) with the amount ΔWi. For example, when the vehicle is braked and the longitudinal acceleration Gx is negative, the front wheel support loads Wfl and Wfr increase, and when the vehicle is turning, the support load of the turning outer wheel increases.
[0106]
In step S208, a judgment value ξi representing the grip state (lock state) for each wheel is calculated by executing the calculations of the above formulas 7 and 8. In the calculation of Equation 7, the target slip ratio Si previously calculated in step S24, that is, the current slip ratio Si, and the above-described coefficients Ks and Kb (predetermined predetermined values shown in FIGS. 9 and 10) and And the slip angle βr of the rear wheel set in steps S202 or S112 and 114 as the slip angle βi is used as the slip angle βi. In the calculation of Expression 8, the calculated λi, the coefficient Ks, the previously calculated target slip ratio Si, that is, the current slip ratio Si, the road friction coefficient μ calculated in step S204, The support load Wi of each wheel calculated in step S206 is used.
[0107]
After the process of step S208, based on the determination value ξi calculated in step S210, it is determined whether or not the wheel is in a grip state, in other words, whether or not the wheel is in a locked state. If the wheel is in the grip state (not in the locked state) and the determination value ξi is “0” or more, “YES” is determined in step S210, and the process proceeds to step S212. On the other hand, if the wheel is not in a grip state (is in a locked state) and the determination value ξi is less than “0”, it is determined “NO” in step S210, and the process proceeds to step S214.
[0108]
In step S212, the longitudinal force Ftxi and the lateral force Ftyi of each wheel are calculated by the calculations of
[0109]
In step S214, the longitudinal force Ftxi and the lateral force Ftyi of each wheel are calculated using the above formulas 5, 6, 3, and 4. The calculations of equations 5 and 6 are the same as described above. In the calculations of equations 3 and 4, the longitudinal force Ftxi and the lateral force Ftyi of each wheel are calculated using the calculated cos θi, sin θi, μ, and Wi. In addition, the process of step S210-214 is performed for every wheel.
[0110]
After the processing in steps S212 and 214, in step S216, the front wheel steering angle φf input by the processing in step S14 and the longitudinal force Ftxi and lateral force Ftyi of each wheel calculated in steps S212 and 214 are used. Each wheel component Fxfl, Fxfr, Fxrl, Fxrr with respect to the longitudinal force Fx of the vehicle and the components Fyfl, Fyfr, Fyrl, Fyrr with respect to the lateral force Fy, and the moment M with respect to the moment M by the calculation of the above formulas 11 to 20. The components Mfl, Mfr, Mrl, Mrr are calculated.
[0111]
Next, in step S218, the actual longitudinal force of the vehicle is calculated by the above equation 29 using the longitudinal force component Fxi, lateral force component Fyi, and moment component Mi of the vehicle center of gravity position calculated by the processing in step S216. Fx, lateral force Fy and moment M are calculated. Then, the execution of the motion state quantity calculation routine in step S220 is terminated.
[0112]
Returning to the description of the program in FIG. 3 again, after the execution of the motion state amount calculation routine in step S20, in step S22, a suppression amount calculation routine for calculating a suppression amount for suppressing vehicle spin and drift-out. Execute. This suppression amount calculation routine is shown in detail in FIG. 6, and its execution is started in step S300.
[0113]
After the start, in step S302, the target yaw rate γc is calculated by the following
[0114]
[Formula 48]
[0115]
[Formula 49]
[0116]
In step S302, the reference yaw rate γt is calculated by the calculation of the following
[0117]
[Equation 50]
[0118]
Next, in step S304, the drift-out amount Dv representing the deviation between both yaw rates γt and γ is calculated by the following equation 51 using the calculated reference yaw rate γt and the yaw rate γ input by the processing of step S14. calculate.
[0119]
[Formula 51]
[0120]
Next, in step S306, the turning direction of the vehicle is determined based on the sign of the input yaw rate γ. If the vehicle is turning left, the drift-out state amount Ds is set to the calculated drift-out amount Dv. If the vehicle is turning right, the drift-out state quantity Ds is set to a value -Dv obtained by reversing the calculated drift-out quantity Dv.
[0121]
Next, in step S308, a coefficient Kg corresponding to the calculated drift-out state quantity Ds is derived by referring to a map built in the
[0122]
[Formula 52]
[0123]
In step S312, the vehicle slip angle β and angular velocity βd calculated in step S310 and the vehicle target slip angle βt and target slip angular velocity βtd calculated in step S310 are calculated by the following equation 53. A target moment Mt for stabilizing the behavior is calculated. However, Km1 and Km2 are positive constants determined as appropriate. The target slip angle βt and the target slip angular velocity βtd may both be “0”.
[0124]
[53]
[0125]
Next, in step S314, the target longitudinal force Fxt for stabilizing the behavior of the vehicle is calculated by the following
[0126]
[Formula 54]
[0127]
Next, in step S316, the longitudinal force Fxso, the lateral force Fyso, and the moment Mso of the vehicle when the slip ratio of each wheel is 0 are calculated by the calculation of
[0128]
Next, in step S318, the vehicle longitudinal force Fxso, lateral force Fyso, and moment Mso calculated by the processing in step S316 and the predetermined target longitudinal force Fxt and target moment Mt are used. The target longitudinal force Fxa, lateral force Fya, and moment Ma of the vehicle are calculated by calculation.
[0129]
Next, in step S320, the front and rear of each wheel with respect to a minute change in slip ratio by the calculation of the
[0130]
Next, in step S322, the target longitudinal force Fxa, lateral force Fya, moment Ma of the vehicle calculated by the process of step S318, and the actual longitudinal force Fx, lateral force Fy of the vehicle calculated by the process of step S218. And the correction amount δFx of the longitudinal force of the vehicle, the correction amount δFy of the lateral force, and the correction amount δM of the moment are calculated by the calculation of the above Expression 33 using the moment M. Then, the execution of the suppression amount calculation routine in step S324 is terminated.
[0131]
Returning to the description of the program in FIG. 3 again, after execution of the suppression amount calculation routine in step S22, a target slip ratio calculation routine for calculating the target slip ratio is executed in step S24. This suppression amount calculation routine is shown in detail in FIG. 7, and its execution is started in step S400.
[0132]
After the start, in step S402, the difference Δ () between the current vehicle longitudinal force Fx, lateral force Fy, moment M and target longitudinal force Fxa, target lateral force Fya, target moment Ma calculated by the processing of step S322. The correction amount δSi of the slip ratio of each wheel is calculated by the
[0133]
Next, in step S404, the correction amount δSi of each wheel slip ratio calculated by the process in step S402 and the target slip ratio Si previously calculated in step S24, that is, the current slip ratio Si are used. The target slip ratio Si of each wheel is calculated by the following equation 55. Then, the execution of the suppression amount calculation routine in step S406 is terminated.
[0134]
[Expression 55]
[0135]
Returning to the description of the flowchart of FIG. 3, after calculating the target slip ratio in step S24, the
[0136]
First, the case where the center differential 14 is not in the locked state will be described. In step S28, any one of the wheels 24FL, 24FR, 24RL, and 24RR is determined as a reference wheel, and the wheel speeds Vwfl, Vwfr, Vwrl, and Vwrr input by the processing in step S14 are used. The vehicle body reference speed Vb is calculated by converting the wheel speed Vwi of the reference wheel into the speed of the center of gravity of the vehicle using the above equation (39). In this type of vehicle behavior control, it is common to use the turning inner front wheel with the smallest detection error of the wheel speed as a reference wheel. Specifically, if the vehicle is turning left, the left front wheel 24FL is determined as the reference wheel, and if the vehicle is turning right, the right front wheel 24FR is determined as the reference wheel. Accordingly, in step S28, the turning direction of the vehicle is determined based on the yaw rate γ input in the process of step S14. If the vehicle is turning left, the left front wheel 24FL is determined as the reference wheel, and the left front wheel 24FL The vehicle body reference speed Vb is calculated by the calculation of Formula 39 using the correction coefficient Vyr for correcting the wheel speed difference between the left and right wheels caused by the wheel speed Vwfl and the yaw rate γ. If the vehicle is turning right, the right front wheel 24FR is determined as the reference wheel, and the vehicle body reference speed Vb is calculated by the calculation of Formula 39 using the wheel speed Vwfr of the right front wheel 24FR.
[0137]
Next, in step S30, the calculation of Formula 41 using the calculated vehicle body reference speed Vb, the front wheel steering angle φf and the yaw rate γ input by the processing in step S14, and the predetermined tread width Tr of the vehicle. To estimate and calculate the wheel speeds Vbi of the three wheels other than the reference wheel. Specifically, Vbfr, Vbrl, Vbrr are calculated when the vehicle turns left, and Vbfl, Vbrl, Vbrr are calculated when the vehicle turns right.
[0138]
In step S32, the wheel speed Vbi of each of the three wheels other than the calculated reference wheel and the target slip ratio Si calculated by executing the target slip ratio calculation routine in step S24 are used to calculate the
[0139]
After the process of step S32, in step S42, the
[0140]
First, the electromagnetic control valves 60FL, 60FR, 60RL, 60RR provided in the brake
[0141]
Simultaneously with the above control, the on-off valve is controlled so that the brake hydraulic pressure is not applied to the wheel cylinder corresponding to the reference wheel. Specifically, if the vehicle is turning left, the on-off valve 64FL corresponding to the left front wheel 24FL as the reference wheel is closed and the on-off valve 66FL is opened. If the vehicle is turning right, the on-off valve 64FR corresponding to the right front wheel 24FR as the reference wheel is closed and the on-off valve 66FR is opened. As a result, braking on the reference wheel is released.
[0142]
On the other hand, with respect to the other three wheels, the other three wheels are set such that the detected wheel speeds Vwi detected by the wheel speed sensors corresponding to the respective wheels coincide with the respective target wheel speeds Vri calculated by the process of step S32. By controlling the opening / closing valves corresponding to the wheels, the supply of braking hydraulic pressure to the wheel cylinders corresponding to the three wheels is controlled. Specifically, if the vehicle is turning left, according to each comparison between the detected wheel speeds Vwfr, Vwrl, Vwrr of the right front wheel 24FR and the left and right rear wheels 24Rl, 24RR and the target wheel speeds Vrfr, Vrrl, Vrrr. The on-off valves 64FR, 64RL, and 64RR and the on-off valves 66FR, 66RL, and 66RR are controlled to open and close.
[0143]
That is, if each detected wheel speed Vwfr, Vwrl, Vwrr is larger than each target wheel speed Vrfr, Vrrl, Vrrr, the on-off valves 64FR, 64RL, 64RR are opened, and the on-off valves 66FR, 66RL, 66RR are closed. Then, the braking pressure of the wheel cylinders 58FR, 58RL, 58RR is increased. Conversely, if the detected wheel speeds Vwfr, Vwrl, Vwrr are smaller than the target wheel speeds Vrfr, Vrrl, Vrrr, the on-off valves 64FR, 64RL, 64RR are closed and the on-off valves 66FR, 66RL, 66RR are respectively closed. The valve is opened to reduce the braking pressure of the wheel cylinders 58FR, 58RL, 58RR. If the detected wheel speeds Vwfr, Vwrl, Vwrr are equal to the target wheel speeds Vrfr, Vrrl, Vrrr, the on-off valves 64FR, 64RL, 64RR are closed and the on-off valves 66FR, 66RL, 66RR are closed. Thus, the braking pressure of the wheel cylinders 58FR, 58RL, 58RR is maintained. As a result, the detected wheel speeds Vwfr, Vwrl, Vwrr of the right front wheel 24FR and the left and right rear wheels 24Rl, 24RR and the target wheel speeds Vrfr, Vrrl, Vrrr are controlled to coincide with each other.
[0144]
If the vehicle is turning right, it opens and closes according to the comparison between the detected wheel speeds Vwfl, Vwrl, Vwrr of the left front wheel 24FL and the left and right rear wheels 24Rl, 24RR and the target wheel speeds Vrfl, Vrrl, Vrrr. The valves 64FL, 64RL, 64RR and the on-off valves 66FL, 66RL, 66RR are controlled to open and close in the same manner as in the case of the left turn. Thus, the detected wheel speeds Vwfl, Vwrl, Vwrr of the left front wheel 24FL and the left and right rear wheels 24Rl, 24RR are controlled so as to coincide with the target wheel speeds Vrfl, Vrrl, Vrrr, respectively.
[0145]
As a result, the wheel speed Vwi of each wheel is controlled so that the wheel speeds other than the reference wheel become the target wheel speed Vri corresponding to the target slip ratio Si for correcting the behavior of the vehicle such as vehicle spin and drift-out. Therefore, the behavior of the vehicle, particularly the behavior at the time of turning can be reliably stabilized.
[0146]
Next, the case where the center differential 14 is in the locked state will be described. Even in this state, as in step S28, any one of the wheels 24FL, 24FR, 24RL, 24RR is determined as a reference wheel, and in step S34, each wheel speed Vwfl input by the processing in step S14 is determined. , Vwfr, Vwrl, and Vwrr are used to calculate the vehicle body reference speed Vb by converting the wheel speed Vwi of the reference wheel into the speed of the vehicle center of gravity using the above equation (39).
[0147]
Next, in step S36, the vehicle body reference speed Vb calculated this time in step S34 and the vehicle body reference speed calculated last time are calculated by the following
[0148]
[Expression 56]
[0149]
Next, in step S38, the calculation of the equation 41 using the calculated vehicle body reference speed Vb, the front wheel steering angle φf and the yaw rate γ input by the processing in step S14, and the predetermined tread width Tr of the vehicle. To estimate and calculate the wheel speeds Vbi of the three wheels other than the reference wheel. Specifically, Vbfr, Vbrl, Vbrr are calculated when the vehicle turns left, and Vbfl, Vbrl, Vbrr are calculated when the vehicle turns right.
[0150]
Next, in step S40, the calculation of the
[0151]
[Equation 57]
[0152]
Based on this relationship, the target wheel speed of the turning rear rear wheel is calculated by the following
[0153]
[Formula 58]
[0154]
[Formula 59]
[0155]
After the processing in step S40, in step S42, the
[0156]
Even when the center differential 14 is in the locked state, the brake
[0157]
Further, as in the case where the center differential 14 is not in the locked state, the on-off valve is controlled so that the braking hydraulic pressure is not applied to the wheel cylinder corresponding to the reference wheel. On the other hand, as for the other three wheels, each detected wheel speed Vwi detected by the wheel speed sensor corresponding to each wheel is calculated by the process of step S40, as in the case where the center differential 14 is not locked. The supply of braking hydraulic pressure to the wheel cylinders corresponding to the three wheels is controlled by controlling the opening / closing valves corresponding to the other three wheels so as to match the target wheel speed Vri. Thus, if the vehicle is turning left, control is performed so that the detected wheel speeds Vwfr, Vwrl, Vwrr of the right front wheel 24FR and the left and right rear wheels 24Rl, 24RR coincide with the target wheel speeds Vrfr, Vrrl, Vrrr, respectively. Is done.
[0158]
If the vehicle is turning right, the detected wheel speeds Vwfl, Vwrl, Vwrr of the left front wheel 24FL and the left and right rear wheels 24Rl, 24RR are controlled so as to match the target wheel speeds Vrfl, Vrrl, Vrrr, respectively. Is done.
[0159]
As a result, also in this case, the wheel speed Vwi of each wheel is set so that the wheel speeds other than the reference wheel become the target wheel speed Vri corresponding to the target slip ratio Si for correcting the behavior of the vehicle such as vehicle spin and drift-out. Is controlled, it is possible to reliably stabilize the behavior of the vehicle, particularly when turning.
[0160]
Further, according to the above embodiment, in step S40, the front wheels on the inner side of the turn are used as reference wheels, and the target wheel speeds of the two front and rear wheels on the outer side of the turn are calculated so as to mainly correct the abnormal behavior of the vehicle. It is calculated so as to absorb the restriction of the rotational speed difference between the front and rear wheels due to the locked state of the center differential 14 at the target wheel speed of the rear wheel.
[0161]
Thus, even if the center differential 14 is in a locked state, for example, while the vehicle is turning left, even if the target wheel speed Vrfr of the right front wheel 24FR that is the front wheel outside the turn is reduced, the left wheel that is the rear wheel inside the turn The wheel speed of the right rear wheel 24RR, which is a rear wheel outside the turn important for correcting the behavior of the vehicle, is absorbed in order to absorb the restriction of the rotational speed difference between the front and rear wheels due to the locked state of the center differential 14 at the target wheel speed Vrrl of the rear wheel 24RL. Vrrr is no longer reduced, the lateral force generated by the right rear wheel 24RR is maintained appropriately, and the vehicle behavior abnormality is corrected appropriately. Further, even if the target wheel speed Vrfl of the left front wheel 24FL that is the front wheel outside the turn is decreased while the vehicle is turning right, the wheel speed of the left rear wheel 24RL that is the rear wheel outside the turn is the same as when turning left. Vrrl does not decrease, the lateral force generated by the left rear wheel 24RL is properly maintained, and the behavioral abnormality of the vehicle is corrected appropriately.
[0162]
Further, according to the above embodiment, the smaller value of the vehicle body reference speed Vb calculated this time in step S36 and the value Vb_last + (Gx + α) * Δt obtained by correcting the vehicle body reference speed Vb calculated last time is set to the vehicle body. By deriving as the reference speed Vb, a predetermined restriction is applied to the increase in wheel speed detected by the wheel speed sensor corresponding to the reference wheel, and the restricted wheel speed is set as the reference wheel speed.
[0163]
As a result, for example, while the vehicle is turning left, the target wheel speed Vrfr of the right front wheel 24FR, which is the front wheel outside the turn, is reduced. As a result, the rotational speed of the left front wheel 24FL, which is the reference wheel, rapidly increases with slip. However, the wheel speed Vwfl of the left front wheel 24FL is detected with high accuracy. Therefore, the target wheel speed Vbi of the other three wheels calculated based on the reference wheel speed Vb becomes appropriate, and the vehicle behavior abnormality can be corrected accurately. Further, while the vehicle is turning right, the target wheel speed Vrfl of the left front wheel 24FL, which is the front wheel outside the turn, is reduced. As a result, even if the wheel speed Vwfr of the right front wheel 24FR, which is the reference wheel, suddenly increases, The wheel speed Vwfr of the front wheel 24FR is detected with high accuracy, and the vehicle behavior abnormality can be corrected accurately in the same way as when turning left.
[0164]
In the above embodiment, the reference wheel is the front wheel on the turning inner side, but the reference wheel may be implemented as the rear wheel on the turning inner side. In this case, the target wheel speeds (target slip ratios) of the front wheels and the rear wheels outside the turn are set to the wheel speeds (reference wheel speeds) of the rear wheels inside the turn that are the reference wheels, and the vehicle motion state quantity (for example, longitudinal acceleration). In accordance with Gx, lateral acceleration Gy, and yaw rate γ), target wheel speeds (target slip ratios) for the front and rear wheels outside the turn for correcting the behavior of the vehicle are calculated in the same manner as in the above embodiment. At the same time, the target wheel speed of the front wheel inside the turn may be calculated by calculating the wheel speed of the front wheel outside the turn from the total wheel speed of the left and right rear wheels. In some cases, the front wheel or the rear wheel on the outside of the turn can be used as a reference wheel.
[0165]
Furthermore, the vehicle behavior control device according to the present invention described in the above embodiment is not limited to a mechanical differential diff lock device, and transmits torque using shearing of a viscous fluid with high viscosity. It may be a viscous differential lock device that generates an operation limiting torque when the differential operation occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a vehicle behavior control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a braking device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing vehicle behavior control executed by the microcomputer of FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart showing details of a behavior determination routine in the vehicle behavior control program.
FIG. 5 is a flowchart showing details of a motion state calculation routine in the vehicle behavior control program.
FIG. 6 is a flowchart showing details of a suppression amount calculation routine in the vehicle behavior control program.
FIG. 7 is a flowchart showing details of a target slip ratio calculation routine in the vehicle behavior control program.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a force generated in each wheel.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the slip ratio Si and the longitudinal force Ftxi.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between slip angle βi and lateral force Ftyi.
FIG. 11 is a graph showing a relationship between a drift-out state quantity Ds and a coefficient Kg.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the target lateral acceleration Gyc and the target slip angle βt of the vehicle body.
[Explanation of symbols]
32 ... Brake pedal, 34 ... Master cylinder, 38, 40, 46, 48 ... Brake hydraulic control device, 58FL, 58FR, 58RL, 58RR ... Wheel cylinder, 72 ... Microcomputer, 76 ... Vehicle speed sensor, 78FL, 78FR, 78RL, 78RR ... Wheel speed sensor, 80 ... Longitudinal acceleration sensor, 82 ... Lateral acceleration sensor, 84 ... Yaw rate sensor, 86 ... Steering angle sensor, 88 ... Differential lock sensor
Claims (6)
前記4輪の各車輪速度をそれぞれ検出する車輪速度センサと、
車両の操舵輪の操舵角を検出する操舵角センサと、
車両の運動状態量を検出する運動状態量検出手段と、
前記4輪のうちの1輪を基準輪とするとともに同基準輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度を基準車輪速度とし、同基準車輪速度、前記操舵角センサによって検出された操舵角及び前記検出された車両の運動状態量を用いて、車両の挙動を修正するための他の3輪の目標車輪速度をそれぞれ計算する第1目標車輪速度計算手段と、
前記4輪のうちの1輪を基準輪とするとともに同基準輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度を基準車輪速度とし、同基準車輪速度、前記操舵角センサによって検出された操舵角及び前記検出された車両の運動状態量を用いて、車両の挙動を修正するための他の3輪のうち前記基準輪に対して左右反対側の1輪及び前記基準輪に対して前後反対側の2輪のうちのいずれか1輪の目標車輪速度をそれぞれ計算するとともに、残りの1輪の目標車輪速度を前記基準車輪速度と前記左右反対側の1輪の目標車輪速度との合計値から前記前後反対側の1輪の目標車輪速度を減算した値に計算する第2目標車輪速度計算手段と、
前記センターディファレンシャルがアンロック状態にあるとき、前記第1目標車輪速度計算手段によって計算された前記他の3輪の目標車輪速度及び前記他の3輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度を用いて、前記他の3輪の車輪の車輪速度が前記計算された前記他の3輪の目標車輪速度になるように前記制動装置を制御し、また前記センターディファレンシャルがロック状態にあるとき、前記第2目標車輪速度計算手段によって計算された前記他の3輪の目標車輪速度及び前記他の3輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度を用いて、前記他の3輪の車輪の車輪速度が前記計算された前記他の3輪の目標車輪速度になるように前記制動装置を制御する制動制御手段と
を備えたことを特徴とする車両の挙動制御装置。A braking device capable of independently controlling the braking force of the four wheels consisting of the left and right front wheels and the left and right rear wheels, and allowing the rotational speed difference between the front and rear wheels in the unlocked state and the rotational speed difference between the front and rear wheels in the locked state In a vehicle behavior control device that is applied to a vehicle having a center differential with a lock mechanism that is prohibited, and corrects the behavior of the vehicle in response to detection of an abnormal behavior of the vehicle when the vehicle turns,
A wheel speed sensor for detecting each wheel speed of the four wheels;
A steering angle sensor for detecting the steering angle of the steering wheel of the vehicle;
A movement state quantity detecting means for detecting a movement state quantity of the vehicle;
One of the four wheels is used as a reference wheel, and a wheel speed detected by a wheel speed sensor corresponding to the reference wheel is used as a reference wheel speed, and the reference wheel speed and the steering angle detected by the steering angle sensor are used. And first target wheel speed calculating means for calculating the target wheel speeds of the other three wheels for correcting the behavior of the vehicle using the detected motion state quantity of the vehicle,
One of the four wheels is used as a reference wheel, and a wheel speed detected by a wheel speed sensor corresponding to the reference wheel is used as a reference wheel speed, and the reference wheel speed and the steering angle detected by the steering angle sensor are used. And among the other three wheels for correcting the behavior of the vehicle using the detected vehicle state of motion , one wheel on the opposite side to the reference wheel and the other side on the front and back side with respect to the reference wheel the target wheel speed of any one wheel of the two wheels with calculating respectively, the target wheel speed of the remaining one wheel from the sum of the target wheel speed of one wheel of the right and left opposite side of the reference wheel speed of Second target wheel speed calculating means for calculating a value obtained by subtracting the target wheel speed of one wheel on the opposite side of the front and rear ;
When the center differential is in the unlocked state, the target wheel speed of the other three wheels calculated by the first target wheel speed calculating means and the wheel speed detected by the wheel speed sensor corresponding to the other three wheels. using the wheel speeds of the wheels of the other three wheels are controlled to the braking device such that the target wheel speed of the other three wheels, which is the calculated, also when the center differential is locked, Using the target wheel speed of the other three wheels calculated by the second target wheel speed calculating means and the wheel speed detected by the wheel speed sensor corresponding to the other three wheels , the other three wheels. elevation of the vehicle wheel speed is characterized in that a brake control means for controlling the braking device such that the target wheel speed of the calculated the other three wheels of The control device.
前記基準輪を、旋回内側の前輪とし、
前記第2目標車輪速度計算手段は、前記基準車輪速度、前記操舵角センサによって検出された操舵角及び前記検出された車両の運動状態量を用いて車両の挙動を修正するための旋回外側の前後2輪の目標車輪速度をそれぞれ計算するとともに、旋回内側の後輪の目標車輪速度を前記基準車輪速度と前記旋回外側の前輪の目標車輪速度との合計値から前記旋回外側の後輪の目標車輪速度を減算した値に計算する車両の挙動制御装置。In the vehicle behavior control apparatus according to claim 1 ,
The reference wheel is a front wheel inside the turn,
The second target wheel speed calculating means is configured to adjust the vehicle behavior using the reference wheel speed , the steering angle detected by the steering angle sensor, and the detected motion state quantity of the vehicle. The target wheel speed of each of the two wheels is calculated, and the target wheel speed of the rear wheel inside the turn is calculated from the total value of the reference wheel speed and the target wheel speed of the front wheel outside the turn. A vehicle behavior control device that calculates a value obtained by subtracting the speed.
前記基準輪に対応した車輪速度センサによって検出された車輪速度の増加に対して所定の制限を加えて同制限された車輪速度を基準車輪速度とする基準車輪速度補正手段を設けたことを特徴とする車両の挙動制御装置。In the vehicle behavior control device according to claim 1 or 2 ,
A reference wheel speed correcting means is provided which applies a predetermined restriction to an increase in wheel speed detected by a wheel speed sensor corresponding to the reference wheel and sets the restricted wheel speed as a reference wheel speed. A vehicle behavior control device.
前記車両の運動状態量は、車両の前後加速度、横加速度及びヨーレートである車両の挙動制御装置。In the vehicle behavior control apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The vehicle motion control device is a vehicle behavior control device in which the vehicle motion state quantities are vehicle longitudinal acceleration, lateral acceleration, and yaw rate.
前記第1目標車輪速度計算手段は、前記他の3輪に対応して車両の挙動を修正するために必要な目標スリップ率を前記検出された車両の運動状態量に基づいて計算し、前記基準車輪速度、前記操舵角及び前記計算した目標スリップ率を用いて前記車両の挙動を修正するための他の3輪の目標車輪速度をそれぞれ計算し、The first target wheel speed calculating means calculates a target slip ratio necessary for correcting the behavior of the vehicle corresponding to the other three wheels based on the detected motion state quantity of the vehicle, Calculating the target wheel speeds of the other three wheels for correcting the behavior of the vehicle using the wheel speed, the steering angle and the calculated target slip ratio,
前記第2目標車輪速度計算手段は、前記車両の挙動を修正するための他の3輪のうち、前記基準輪に対して左右反対側の1輪及び前記基準輪に対して前後反対側の2輪のうちのいずれか1輪に対応して車両の挙動を修正するために必要な目標スリップ率を前記検出された車両の運動状態量に基づいて計算し、前記基準車輪速度、前記操舵角及び前記計算した目標スリップ率を用いて前記基準輪に対して左右反対側の1輪及び前記基準輪に対して前後反対側の2輪のうちのいずれか1輪の目標車輪速度をそれぞれ計算するとともに、残りの1輪の目標車輪速度を前記基準車輪速度と前記左右反対側の1輪の目標車輪速度との合計値から前記前後反対側の1輪の目標車輪速度を減算した値に計算することを特徴とする車両の挙動制御装置。The second target wheel speed calculation means includes one of the other three wheels for correcting the behavior of the vehicle, one wheel on the opposite side to the reference wheel and two on the opposite side to the reference wheel. A target slip ratio necessary for correcting the behavior of the vehicle corresponding to any one of the wheels is calculated based on the detected motion state quantity of the vehicle, and the reference wheel speed, the steering angle, and Using the calculated target slip ratio, the target wheel speed of any one of the one wheel on the opposite side to the reference wheel and the two wheels on the opposite side to the reference wheel is calculated. And calculating the target wheel speed of the remaining one wheel by subtracting the target wheel speed of the one wheel on the opposite side from the total value of the reference wheel speed and the target wheel speed of the one wheel on the opposite side. A vehicle behavior control device.
前記第1目標車輪速度計算手段は、車両の重心位置における車両の基準速度を前記基準車輪速度に基づいて計算し、同計算した車両の基準速度、前記操舵角及び車両の運動状態量を用いて前記車両の挙動を修正するための他の3輪の目標車輪速度をそれぞれ計算し、The first target wheel speed calculating means calculates a reference speed of the vehicle at the center of gravity position of the vehicle based on the reference wheel speed, and uses the calculated reference speed of the vehicle, the steering angle, and the motion state quantity of the vehicle. Calculating the target wheel speeds of the other three wheels for correcting the behavior of the vehicle,
前記第2目標車輪速度計算手段は、車両の重心位置における車両の基準速度を前記基準速度に基づいて計算し、同計算した車両の基準速度、前記操舵角及び車両の運動状態量を用いて前記車両の挙動を修正するための他の3輪のうち前記基準輪に対して左右反対側の1輪及び前記基準輪に対して前後反対側の2輪のうちのいずれか1輪の目標車輪速度をそれぞれ計算するとともに、残りの1輪の目標車輪速度を前記基準車輪速度と前記左右反対側の1輪の目標車輪速度との合計値から前記前後反対側の1輪の目標車輪速度を減算した値に計算することを特徴とする車両の挙動制御装置。The second target wheel speed calculation means calculates a reference speed of the vehicle at the center of gravity position of the vehicle based on the reference speed, and uses the calculated reference speed of the vehicle, the steering angle, and the motion state quantity of the vehicle. Target wheel speed of any one of the other three wheels for correcting the behavior of the vehicle, one wheel on the opposite side to the reference wheel and two wheels on the opposite side to the reference wheel And the target wheel speed of the remaining one wheel is subtracted from the total value of the reference wheel speed and the target wheel speed of the one wheel on the opposite left and right sides. A vehicle behavior control device characterized by calculating a value.
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