JP3862357B2

JP3862357B2 - Ground load control device

Info

Publication number: JP3862357B2
Application number: JP12931397A
Authority: JP
Inventors: 正樹伊沢; 圭忍田; 秀明渋江
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: JPH10315734A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体と車軸との間の上下方向相対距離を能動的に変化させるアクチュエータの伸張加速度で車体に垂直方向の慣性力を発生させ、その反力によってタイヤ（＝車輪）の接地荷重を瞬間的に増大させることのできる接地荷重制御装置に関し、特に車両のハイドロプレーニング発生時の脱出性能の向上に寄与し得る接地荷重制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から車両の高速走行時等に、タイヤが発生する駆動力を、タイヤと路面との間のスリップ率により決まるピーク値付近となるように制御し、タイヤをスリップさせないようにして安定走行するようにした所謂トラクションコントロールシステムが知られている。
【０００３】
一方、ストロークを能動的に変化させることのできる直線摺動型アクチュエータを車体と車軸との間に設け、その時の車両の運動状態に応じた各タイヤの接地荷重配分が予め定めた目標値となるようにアクチュエータのストロークをフィードバック制御するものとしたアクティブサスペンションシステムが、既に実用化されている。
【０００４】
例えば特表昭６０−５００６６２号公報に提案されている如き従来のアクティブサスペンションシステムによるものは、基本的には走行中の車体の姿勢変化を抑制するように油圧アクチュエータの推力（ストローク）を制御するものであり、直進時はばね上質量の重心位置の変化を抑制するように路面の凹凸にタイヤを追従させ、制動時や加速時はピッチングを抑制するように前後車軸間の荷重移動量を制御し、旋回時はローリングを抑制するように各タイヤ間の荷重移動量を制御することが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、タイヤのグリップ力Ｆは、タイヤと路面との間の摩擦係数μとタイヤの接地面に加わる垂直荷重Ｗとの積（Ｆ＝μＷ）で与えられる。つまり車両の運動性を大きく左右するタイヤのグリップ力は、タイヤと路面との間の摩擦係数が一定ならば、接地荷重に比例すると言える。
【０００６】
しかるに、上述の如きトラクションコントロールシステムにあっては、接地荷重が一定であるため、その時の車両挙動に応じた各輪の駆動力配分を路面とタイヤとで決まる摩擦係数の範囲内で最適化し得るにとどまることから、特にハイドロプレーニング現象の発生時には、タイヤに所望のグリップ力を回復させることはできなかった。
【０００７】
ここで、ハイドロプレーニング現象とは車両が濡れた路面を走行する際、タイヤと路面との間に水膜が介在して浮いた状態となり、操縦性が著しく低下する現象である。また、特に旋回時にハイドロプレーニング現象が或る程度続くとその状態からタイヤのグリップ力が回復する際にヨーレート変化が起こる。
【０００８】
同様に上述の如きアクティブサスペンションシステムにあっても、その時の車両挙動に応じた各輪の荷重配分を車両重量の範囲内で最適化し得るにとどまり、特にハイドロプレーニング現象の発生時には、タイヤに所望のグリップ力を回復させることはできなかった。
【０００９】
本発明は、このような従来技術に課せられた問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、各輪の接地荷重を一時的に、かつ選択的に増大させることにより、各タイヤのグリップ力の発生限界をより一層高め、特にハイドロプレーニング現象発生時に早期にその脱出を図り、操縦性の低下を防止することが可能な車両制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明においては、高速走行中、ハイドロプレーニング現象が発生したことを検出したら車体と車軸との間に設けたアクチュエータの伸張加速度で車体に垂直方向の慣性力を発生させ、その反力によってハイドロプレーニング現象が発生した車輪または全車輪の接地荷重を一時的に増大させるものとした。これによると、車両重量を超えた荷重をタイヤの接地面に一時的に加えることができるので、ハイドロプレーニング発生時に早期に水膜を切り、所望のタイヤのグリップ力を回復することができる。また、全車輪同時に接地荷重を増大することで各車輪のグリップの回復時間の差などによるヨーレート変化を抑制し、車体の姿勢の安定化が図れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明の構成について詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明が適用される能動型懸架装置の要部の概略構成を模式的に示している。タイヤ１は、上下のサスペンションアーム２・３により、車体４に対して上下動可能に支持されている。そして下サスペンションアーム３と車体４との間には、油圧駆動によるリニアアクチュエータ５が設けられている。
【００１３】
リニアアクチュエータ５は、シリンダ／ピストン式のものであり、シリンダ内に挿入されたピストン６の上下の油室７・８に可変容量型油圧ポンプ９から供給される作動油圧をサーボ弁１０で制御することにより、ピストンロッド１１に上下方向の推力を発生させ、これによってタイヤ１の中心（車軸）と車体４との間の相対距離を自由に変化させることができるようになっている。
【００１４】
ポンプ９からの吐出油は、ポンプ脈動の除去および過渡状態での油量を確保するためのアキュムレータ１２に蓄えられた上で、各輪に設けられたアクチュエータ５に対し、各アクチュエータ５に個々に設けられたサーボ弁１０を介して供給される。
【００１５】
この油圧回路には、公知の能動型懸架装置と同様に、アンロード弁１３、オイルフィルタ１４、逆止弁１５、圧力調整弁１６、およびオイルクーラ１７などが接続されている。
【００１６】
なお、サーボ弁１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１８から発せられる制御信号をサーボ弁ドライバ１９を介してソレノイド１０ａに与えることにより、油圧アクチュエータ５に与える油圧と方向とが連続的に制御されるものであり、車体４とピストンロッド１１との接続部に設けられた荷重センサ２０、車体４と下サスペンションアーム３との間に設けられたストロークセンサ２１、車体側の上下加速度を検出するばね上加速度センサ２２、およびタイヤ側の上下加速度を検出するばね下加速度センサ２３の信号をＥＣＵ１８で処理した信号に基づいて制御される。
【００１７】
ＥＣＵ１８には、ハイドロプレーニング検出部２７と、目標荷重演算部２４と、安定化演算部２５と、変位制限比較演算部２６とが設けられている。そして、駆動輪に設けられた車輪速センサ２８及び従動輪に設けられた車速センサ２９からの信号に基づきハイドロプレーニング検出部２７にて発生するハイドロプレーニング状態信号（ハイドロプレーニングの有無）と、ばね上加速度センサ２２からの信号と、ばね下加速度センサ２３からの信号とを参照して目標荷重演算部２４にて仮の目標荷重を求め、この値と荷重センサ２０の信号との差分を安定化演算部２５で処理した後、変位制限比較演算部２６でストロークセンサ２１の信号を参照してアクチュエータ５のストロークの範囲内での制御が行われるようにサーボ弁ドライバ１９に与える指令値を調整する。そしてこの調整された指令信号により、目標荷重と実荷重とが等しくなるようにサーボ弁１０を駆動してアクチュエータ５に伸張加速度を発生させ、その時に車体に作用する垂直方向の慣性力の反力によってタイヤ接地荷重を増大させる。
【００１８】
次に本発明の原理について説明する。図２のモデルにおいて、
Ｍ2：ばね上質量
Ｍ1：ばね下質量
Ｚ2：ばね上座標
Ｚ1：ばね下座標
Ｋt：タイヤのばね定数
Ｆz：アクチュエータ推力
とし、下向きを正方向とすると、ばね上質量Ｍ2並びにばね下質量Ｍ1の運動方程式は、それぞれ次式で与えられる。ただし式中の^*マークは一階微分を表し、^**マークは二階微分を表す。
Ｍ2・Ｚ2^**＝−Ｆz
Ｍ1・Ｚ1^**＋Ｋt・Ｚ1＝Ｆz
【００１９】
従って、タイヤ接地荷重Ｗは次式で与えられる。

【００２０】
つまり接地荷重Ｗは、ばね上慣性力とばね下慣性力との和となるので、アクチュエータ５の伸縮加速度を制御してばね上質量とばね下質量との少なくともいずれか一方の慣性力を変化させることにより、接地荷重Ｗを変化させることができる。従って、アクチュエータ５の伸張加速度を制御することにより、接地荷重Ｗをタイヤ毎に一時的に増大させることが可能となる。なお、サスペンションストロークを２００mmとしてアクチュエータ５に１トンの推力を発生させた場合、約０．２秒間作動させることができる。
【００２１】
例えば、前輪駆動車に於いて路面に多量の水溜まりができた状態で高速走行するとハイドロプレーニングが発生して前輪（駆動輪）が空転する。その際、ハイドロプレーニング検出部２７にて各車輪速及び車速等から、車輪の空転が検出され、ハイドロプレーニングが発生していると判断されたら、上記した手法でその空転する車輪の接地荷重を通常時に比して一時的に増大させることにより（図３）、ハイドロプレーニングから早期に回復させることができ、前輪の車輪のグリップ力を確保して所要の操縦性能を得ることができる。また、ハイドロプレーニングにあっては直進走行状態であっても車輪のグリップの回復する時間のずれ等によりヨーレートが発生することもあるが、空転する車輪に限定せず、全車輪の接地荷重を通常時に比して一時的に増大させ、これを制御すれば（図４）、全車輪のグリップ力をバランス良く同時に確保できるため、上記ヨーレート変化を抑制でき、車体の姿勢が安定する。ここで、各車輪速とは別に公知の超音波式車速センサ等を設ければ車速を正確に検出できる。尚、後輪駆動車や４輪駆動車の場合にも上記同様であることは言うまでもない。
【００２２】
なお、図３並びに図４は、タイヤの接地荷重（＝グリップ力）分布を概念的に示し、静荷重の範囲での接地荷重を実線の円で表し、アクチュエータ５のストローク制御で増大した接地荷重を二点鎖線の円で表している。
【００２３】
上記した手順をフローチャートに示すと図５のようになる。即ち、ステップ１、２にて車速及び駆動輪の車輪速を読み込み、ステップ３にてハイドロプレーニング判定のための演算を行う。実際には車速が基準車速（例えばハイドロプレーニングが発生しやすくなる車速）よりも大きく、かつタイヤのスリップ率が基準スリップ率（例えば乾路面での通常のスリップ率）よりも大きくなった場合に「ハイドロプレーニングが発生した」との演算結果を出力する。そして、ステップ４にてハイドロプレーニングが発生したか否かの判断に応じて、ハイドロプレーニング状態でなければステップ１に戻り、上記ステップを繰り返し、ハイドロプレーニング状態であればステップ５に進んでその車輪または全車輪の接地荷重を増加させる。
【００２４】
一般的には、アクチュエータの消費エネルギを節約するために車両重量を支持する懸架スプリングと減衰力発生用ダンパとを併用するが（図６参照）、その場合は、
Ｋs：懸架スプリングのばね定数
Ｃ：ダンパの減衰係数
とすると、ばね上質量Ｍ2並びにばね下質量Ｍ1の運動方程式は、それぞれ次式で与えられる。
Ｍ2・Ｚ2^**＋Ｃ・（Ｚ2^*−Ｚ1^*）＋Ｋs・（Ｚ2−Ｚ1）＝−Ｆz
Ｍ1・Ｚ1^**＋Ｃ・（Ｚ1^*−Ｚ2^*）＋Ｋs・（Ｚ1−Ｚ2）＋Ｋt・Ｚ1＝Ｆz
【００２５】
従って、タイヤ接地荷重Ｗは次式で与えられる。

【００２６】
つまり接地荷重Ｗは、上記と同様に、アクチュエータの伸縮加速度を制御することによって変化させることができることが分かる。
【００２７】
実際の車両の慣性力は、上下方向運動のみならず、ローリング運動およびピッチング運動によっても発生する。ここでばね上質量の重心点を通る各軸回りの回転運動を、
ロールレイト：φ
ピッチレイト：θ
ヨーレイト：γ
とし、重心位置を基準とした前後方向中心線と左右方向中心線から各輪の接地中心までの距離をそれぞれＬf、Ｌr、Ｔf／２、Ｔr／２とし（図７参照）、各輪のアクチュエータの推力を、Ｆz1（前左）、Ｆz2（前右）、Ｆz3（後右）、Ｆz4（後左）とし、力、モーメント、並びに座標系の向きを図８に示すものとすれば、ローリングモーメントは、
Ｍx＝Ｔf／２・（−Ｆz1＋Ｆz2）−Ｔf／２・（−Ｆz3＋Ｆz4）
となり、ピッチングモーメントは、
Ｍy＝Ｌf・（−Ｆz1−Ｆz2）−Ｌr・（−Ｆz3−Ｆz4）
となる。
【００２８】
また、
ローリング慣性モーメント：Ｉx
ピッチング慣性モーメント：Ｉy
とすれば、
ローリング慣性力は、

となり、ピッチング慣性力は

となる。
【００２９】
さらに上下運動の慣性力は、
Ｍ2・Ｚ2^**＝−Ｆz1−Ｆz2−Ｆz3−Ｆz4
となり、これらの慣性力の少なくとも１つを制御することにより、ローリング運動およびピッチング運動を含む場合の接地荷重も、各タイヤについて個々に制御することで、ハイドロプレーニング脱出時の安定性が一層向上する。なお、従来のものは、４輪に荷重を配分するため、ローリング慣性力、ピッチング慣性力、並びに上下運動の慣性力は発生せず、これらの値は０となる。
【００３０】
上記実施例は、アクチュエータとして油圧駆動のシリンダ装置を用いるものを示したが、これはリニアモータ或いはボイスコイルなどの如きその他の電気式の推力発生手段を用いても、あるいはカム機構やばね手段を用いて加速度を発生させても、同様の効果を得ることもできる。
【００３１】
また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で使用センサを簡略化することもできる。例えば、ばね上、ばね下両加速度センサの出力差を二階積分することでも位置検出信号を得ることができるので、ストロークセンサを廃止することができるし、ばね上、ばね下両重量の実測値と、ばね上、ばね下両加速度センサの出力値とを演算することでアクチュエータが発生する力を求めることができるので、荷重センサを廃止することもできる。さらに、荷重センサと変位センサとの信号に基づいて状態推定器を構成し、ばね上、ばね下両加速度を間接的に求めることもできる。さらにＥＣＵについても、ディジタル、アナログ、またはハイブリッドのいずれでも実現可能なことは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、車体と車軸との間に設けたアクチュエータの伸張加速度で車体に垂直方向の慣性力を発生させてその反力を接地面に作用させることにより、ハイドロプレーニング現象発生時にタイヤの接地荷重を一時的に増大させることができる。従って、ハイドロプレーニング現象発生時にタイヤのグリップ力の発生限界を高めることができ、安定に素早く脱出することが可能となる。また、全車輪同時に接地荷重を増大することで各車輪のグリップの回復時間の差などによるヨーレート変化を抑制し、車体の姿勢の安定化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される能動型懸架装置の概略システム構成図。
【図２】本発明の原理を説明するためのモデル図
【図３】本発明が適用された前輪駆動車のハイドロプレーニング現象発生時の概念的な接地荷重分布図。
【図４】本発明が適用された前輪駆動車のハイドロプレーニング現象発生時の概念的な接地荷重分布図。
【図５】本発明が適用された車両のハイドロプレーニング発生の検出・脱出手順を示すフローチャート。
【図６】一般的な能動型懸架装置のモデル図。
【図７】車体重心位置と接地位置との関係を示す説明図。
【図８】力、モーメント、並びに座標系の向きの関係を示す説明図。
【符号の説明】
１タイヤ
２上サスペンションアーム
３下サスペンションアーム
４車体
５アクチュエータ
６ピストン
７・８油室
９油圧ポンプ
１０サーボ弁
１１ピストンロッド
１２アキュムレータ
１３アンロード弁
１４オイルフィルタ
１５逆止弁
１６圧力調整弁
１７オイルクーラ
１８電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１９サーボ弁ドライバ
２０荷重センサ
２１ストロークセンサ
２２ばね上加速度センサ
２３ばね下加速度センサ
２４目標荷重演算部
２５安定化演算部
２６変位制限比較演算部
２７ハイドロプレーニング検出部
２８車輪速センサ
２９車速センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention generates an inertial force in the vertical direction on the vehicle body by the extension acceleration of the actuator that actively changes the vertical relative distance between the vehicle body and the axle, and the ground force of the tire (= wheel) is generated by the reaction force. The present invention relates to a contact load control device that can be increased instantaneously, and more particularly to a contact load control device that can contribute to an improvement in escape performance when hydroplaning occurs in a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when the vehicle is traveling at high speed, etc., the driving force generated by the tire is controlled to be near the peak value determined by the slip ratio between the tire and the road surface, so that the tire does not slip and travels stably. A so-called traction control system is known.
[0003]
On the other hand, a linear sliding actuator capable of actively changing the stroke is provided between the vehicle body and the axle, and the ground load distribution of each tire according to the motion state of the vehicle at that time becomes a predetermined target value. Thus, an active suspension system in which the actuator stroke is feedback-controlled has already been put into practical use.
[0004]
For example, a conventional active suspension system such as that proposed in Japanese Patent Publication No. 60-5000662 basically controls the thrust (stroke) of the hydraulic actuator so as to suppress a change in the posture of the vehicle body during traveling. Controls the amount of load movement between the front and rear axles so that when the vehicle goes straight, the tire follows the unevenness of the road surface to suppress changes in the center of gravity of the sprung mass and to suppress pitching during braking and acceleration. In general, the amount of load movement between tires is controlled so as to suppress rolling during turning.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, the grip force F of the tire is given by the product (F = μW) of the coefficient of friction μ between the tire and the road surface and the vertical load W applied to the ground contact surface of the tire. That is, it can be said that the grip force of a tire that greatly affects the mobility of the vehicle is proportional to the contact load if the coefficient of friction between the tire and the road surface is constant.
[0006]
However, in the traction control system as described above, since the ground contact load is constant, the driving force distribution of each wheel according to the vehicle behavior at that time can be optimized within the range of the friction coefficient determined by the road surface and the tire. Therefore, particularly when the hydroplaning phenomenon occurs, the desired grip strength of the tire cannot be recovered.
[0007]
Here, the hydroplaning phenomenon is a phenomenon in which when a vehicle travels on a wet road surface, a water film is interposed between the tire and the road surface to float and the maneuverability is significantly reduced. In particular, when the hydroplaning phenomenon continues to some extent during turning, the yaw rate changes when the gripping force of the tire recovers from that state.
[0008]
Similarly, even in the above-described active suspension system, the load distribution of each wheel according to the vehicle behavior at that time can be optimized within the range of the vehicle weight. The grip force could not be restored.
[0009]
The present invention has been devised to solve the problems imposed on the prior art, and its main purpose is to temporarily and selectively increase the contact load of each wheel. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vehicle control device that can further increase the generation limit of the grip force of each tire, and can escape from the vehicle early when a hydroplaning phenomenon occurs, thereby preventing a decrease in maneuverability.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, in the present invention, when it is detected that a hydroplaning phenomenon has occurred during high-speed traveling, an inertial force in the vertical direction is applied to the vehicle body by the extension acceleration of the actuator provided between the vehicle body and the axle. It was assumed that the ground contact load of the wheel in which the hydroplaning phenomenon occurred or all wheels were temporarily generated by the reaction force was temporarily increased. According to this, since a load exceeding the vehicle weight can be temporarily applied to the ground contact surface of the tire, a water film is cut early when hydroplaning occurs, and a desired tire grip force can be recovered. Further, by increasing the ground contact load at the same time for all the wheels, a change in yaw rate due to a difference in grip recovery time of each wheel can be suppressed, and the posture of the vehicle body can be stabilized.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 schematically shows a schematic configuration of a main part of an active suspension device to which the present invention is applied. The tire 1 is supported by upper and

lower suspension arms

2 and 3 so as to be movable up and down with respect to the vehicle body 4. A hydraulic actuator linear actuator 5 is provided between the lower suspension arm 3 and the vehicle body 4.
[0013]
The linear actuator 5 is of the cylinder / piston type, and the hydraulic pressure supplied from the variable displacement hydraulic pump 9 to the upper and

lower oil chambers

7 and 8 of the piston 6 inserted in the cylinder is controlled by the servo valve 10. As a result, a vertical thrust is generated in the piston rod 11, whereby the relative distance between the center (axle) of the tire 1 and the vehicle body 4 can be freely changed.
[0014]
The oil discharged from the pump 9 is stored in an accumulator 12 for removing pump pulsation and securing the oil amount in a transient state, and then individually to each actuator 5 with respect to the actuator 5 provided on each wheel. It is supplied via a provided servo valve 10.
[0015]
An unload valve 13, an oil filter 14, a check valve 15, a pressure adjustment valve 16, an oil cooler 17, and the like are connected to this hydraulic circuit as in a known active suspension system.
[0016]
The servo valve 10 continuously controls the hydraulic pressure and direction applied to the hydraulic actuator 5 by providing a control signal generated from an electronic control unit (ECU) 18 to the solenoid 10a via the servo valve driver 19. A load sensor 20 provided at a connection portion between the vehicle body 4 and the piston rod 11, a stroke sensor 21 provided between the vehicle body 4 and the lower suspension arm 3, and a sprung for detecting vertical acceleration on the vehicle body side. The acceleration sensor 22 and the unsprung acceleration sensor 23 that detects the vertical acceleration on the tire side are controlled based on signals processed by the ECU 18.
[0017]
The ECU 18 includes a hydroplaning detection unit 27, a target load calculation unit 24, a stabilization calculation unit 25, and a displacement limit comparison calculation unit 26. A hydroplaning state signal (whether or not hydroplaning is generated) generated by the hydroplaning detection unit 27 based on signals from the wheel speed sensor 28 provided on the driving wheel and the vehicle speed sensor 29 provided on the driven wheel, and the sprung The target load calculation unit 24 obtains a temporary target load with reference to the signal from the acceleration sensor 22 and the signal from the unsprung acceleration sensor 23, and performs a stabilization calculation on the difference between this value and the signal from the load sensor 20. After the processing by the unit 25, the displacement limit comparison calculation unit 26 refers to the signal of the stroke sensor 21 and adjusts the command value to be given to the servo valve driver 19 so that the control within the stroke range of the actuator 5 is performed. Then, by this adjusted command signal, the servo valve 10 is driven so that the target load and the actual load are equal to generate an extension acceleration in the actuator 5, and the reaction force of the vertical inertia force acting on the vehicle body at that time Increase the tire ground contact load.
[0018]
Next, the principle of the present invention will be described. In the model of FIG.
M2: Unsprung mass M1: Unsprung mass Z2: Unsprung coordinate Z1: Unsprung coordinate Kt: Spring constant of tire Fz: Actuator thrust, where the downward direction is positive, the motion of unsprung mass M2 and unsprung mass M1 Each equation is given by the following equation. However, the ^* mark in the formula represents the first derivative, and the ^** mark represents the second derivative.
M2 ・ Z2 ^** = −Fz
M1 ・ Z1 ^** + Kt ・ Z1 ＝ Fz
[0019]
Therefore, the tire ground contact load W is given by the following equation.

[0020]
That is, since the ground load W is the sum of the sprung inertia force and the unsprung inertia force, the inertial force of the sprung mass or the unsprung mass is changed by controlling the expansion / contraction acceleration of the actuator 5. As a result, the ground load W can be changed. Therefore, the ground load W can be temporarily increased for each tire by controlling the extension acceleration of the actuator 5. When the suspension stroke is 200 mm and a thrust of 1 ton is generated in the actuator 5, it can be operated for about 0.2 seconds.
[0021]
For example, in a front wheel drive vehicle, when the vehicle travels at a high speed with a large amount of water pooled on the road surface, hydroplaning occurs and the front wheels (drive wheels) run idle. At that time, if the hydroplaning detection unit 27 detects the idling of the wheel from each wheel speed, vehicle speed, and the like, and determines that hydroplaning has occurred, the ground load of the idling wheel is normally determined by the above-described method. By temporarily increasing as compared with time (FIG. 3), it is possible to recover from hydroplaning early, and to secure the gripping force of the wheels of the front wheels and obtain the required steering performance. Also, in hydroplaning, yaw rate may occur due to a shift in the recovery time of the grip of the wheel even in a straight traveling state, but it is not limited to the idling wheel, and the ground load of all wheels is normally set. If it is temporarily increased as compared with time and controlled (FIG. 4), the grip force of all the wheels can be secured simultaneously in a well-balanced manner, so that the change in the yaw rate can be suppressed and the posture of the vehicle body is stabilized. Here, if a known ultrasonic vehicle speed sensor or the like is provided separately from each wheel speed, the vehicle speed can be accurately detected. Needless to say, the same applies to rear-wheel drive vehicles and four-wheel drive vehicles.
[0022]
3 and 4 conceptually show the distribution of tire contact load (= grip force), the contact load in the static load range is represented by a solid circle, and the contact load increased by the stroke control of the actuator 5. Is represented by a two-dot chain line circle.
[0023]
The above procedure is shown in the flowchart in FIG. That is, the vehicle speed and the wheel speed of the driving wheel are read in

Steps

1 and 2, and the calculation for determining the hydroplaning is performed in Step 3. Actually, when the vehicle speed is higher than the reference vehicle speed (for example, the vehicle speed at which hydroplaning is likely to occur) and the tire slip ratio is higher than the reference slip ratio (for example, a normal slip ratio on a dry road surface), Outputs the calculation result that “hydroplaning has occurred”. Then, depending on whether or not hydroplaning has occurred in step 4, if it is not in the hydroplaning state, the process returns to step 1 and the above steps are repeated. Increase ground load on all wheels.
[0024]
Generally, in order to save energy consumption of the actuator, a suspension spring that supports the vehicle weight and a damper for generating a damping force are used in combination (see FIG. 6).
When Ks is the spring constant of the suspension spring and C is the damping coefficient of the damper, the equations of motion for the sprung mass M2 and the unsprung mass M1 are given by the following equations, respectively.
M2 / Z2 ^** + C. (Z2 ^* -Z1 ^* ) + Ks. (Z2-Z1) =-Fz
M1 ・ Z1 ^** + C ・ (Z1 ^* −Z2 ^* ) + Ks ・ (Z1−Z2) + Kt ・ Z1 = Fz
[0025]
Therefore, the tire ground contact load W is given by the following equation.

[0026]
That is, it can be seen that the ground load W can be changed by controlling the expansion / contraction acceleration of the actuator, as described above.
[0027]
The actual vehicle inertia force is generated not only by the vertical motion but also by the rolling motion and the pitching motion. Here, the rotational motion around each axis passing through the center of gravity of the sprung mass,
Roll rate: φ
Pitch rate: θ
Yaw rate: γ
Lf, Lr, Tf / 2, and Tr / 2 are the distances from the center line in the front-rear direction and the center line in the left-right direction with respect to the center of gravity position to the center of contact of each wheel (see FIG. 7). If the thrust is Fz1 (front left), Fz2 (front right), Fz3 (rear right), Fz4 (rear left), and the direction of the force, moment, and coordinate system is shown in Fig. 8, the rolling moment Is
Mx = Tf / 2 · (−Fz1 + Fz2) −Tf / 2 · (−Fz3 + Fz4)
And the pitching moment is
My = Lf. (-Fz1-Fz2) -Lr. (-Fz3-Fz4)
It becomes.
[0028]
Also,
Rolling moment of inertia: Ix
Pitching moment of inertia: Iy
given that,
Rolling inertia is

And the pitching inertia is

It becomes.
[0029]
Furthermore, the inertial force of the vertical movement is
M2 ・ Z2 ^** = -Fz1-Fz2-Fz3-Fz4
By controlling at least one of these inertial forces, the ground contact load when rolling and pitching motions are included is also individually controlled for each tire, thereby further improving the stability during hydroplaning escape. . In addition, since a conventional thing distributes a load to four wheels, a rolling inertia force, a pitching inertia force, and an inertia force of a vertical motion do not occur, and these values are zero.
[0030]
In the above embodiment, a hydraulically driven cylinder device is used as the actuator. However, this may be achieved by using other electric thrust generating means such as a linear motor or a voice coil, or by using a cam mechanism or a spring means. Even if acceleration is generated by using the same, the same effect can be obtained.
[0031]
In addition, the sensor used can be simplified without departing from the scope of the present invention. For example, the position detection signal can be obtained by second-order integration of the output difference of both the sprung and unsprung acceleration sensors, so that the stroke sensor can be eliminated, and the actual measured values of both the sprung and unsprung weights can be used. Since the force generated by the actuator can be obtained by calculating the output values of both the sprung and unsprung acceleration sensors, the load sensor can be eliminated. Further, a state estimator can be configured based on signals from the load sensor and the displacement sensor, and both the sprung and unsprung accelerations can be obtained indirectly. Furthermore, it goes without saying that the ECU can be realized in any of digital, analog, and hybrid.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the hydroplaning phenomenon occurs by generating a vertical inertial force on the vehicle body by the extension acceleration of the actuator provided between the vehicle body and the axle and applying the reaction force to the ground plane. Sometimes the tire ground contact load can be temporarily increased. Therefore, it is possible to increase the generation limit of the grip force of the tire when the hydroplaning phenomenon occurs, and to escape stably and quickly. Further, by increasing the ground contact load at the same time for all the wheels, a change in yaw rate due to a difference in grip recovery time of each wheel can be suppressed, and the posture of the vehicle body can be stabilized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic system configuration diagram of an active suspension device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a model diagram for explaining the principle of the present invention;
FIG. 4 is a conceptual grounding load distribution diagram when a hydroplaning phenomenon occurs in a front-wheel drive vehicle to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a flowchart showing a detection / escape procedure for occurrence of hydroplaning in a vehicle to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a model diagram of a general active suspension system.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a vehicle body center of gravity position and a ground contact position.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between force, moment, and direction of a coordinate system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tire 2 Upper suspension arm 3 Lower suspension arm 4 Car body 5 Actuator 6 Piston 7/8 Oil chamber 9 Hydraulic pump 10 Servo valve 11 Piston rod 12 Accumulator 13 Unload valve 14 Oil filter 15 Check valve 16 Pressure adjustment valve 17 Oil cooler 18 Electronic control unit (ECU)
19 servo valve driver 20 load sensor 21 stroke sensor 22 sprung acceleration sensor 23 unsprung acceleration sensor 24 target load calculation unit 25 stabilization calculation unit 26 displacement limit comparison calculation unit 27 hydroplaning detection unit 28 wheel speed sensor 29 vehicle speed sensor

Claims

A vertical inertia force is generated in the vehicle body by the extension acceleration of the actuator that actively changes the vertical relative distance between the vehicle body and the axle, and the reaction force is applied to the ground load acting between each tire and the road surface. Means for increasing the ground load temporarily applied;
Hydroplaning state detection means for determining that hydroplaning has occurred when the vehicle speed is greater than the reference vehicle speed and the tire slip rate is greater than the reference slip rate;
Wherein the ground contact load of the tire is determined to hydroplaning state I by the hydroplaning state detecting means, the ground contact load control device, characterized in that increasing by said ground load increasing means.

Vertical load control device according to claim 1 when it is determined that hydroplaning condition Ri by the hydroplaning condition detecting means, characterized in that to increase the ground contact load of all the wheels simultaneously.