JP4193439B2 - 接地荷重推定装置及び車両挙動制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両走行時における車輪の接地荷重を推定する接地荷重推定装置及び、それを利用した車両挙動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、このような技術としては、例えば特開平10−100736号公報や特開平10-315945号公報に記載されているものが知られている。
これらの従来例のうち前者には、荷重センサを用いて接地荷重を検出し、その接地荷重に基づいて横転防止装置を作動させる技術が開示されている。
【0003】
また後者には、加速度センサ等を用いて接地荷重を推定し、その設定荷重に基づいて制駆動力制御を行う技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術のうち前者のものにあっては、荷重センサを用いて接地荷重を検出するため、車両重量に耐えられる大型の荷重センサを車両に搭載しなければならなかった。
また、後者のものにあっては、加速度センサ等を用いて接地荷重を推定するため、大型の荷重センサを車両に搭載せずに済むものの、通常の走行状態における接地荷重の変動要因しか考慮しておらず、車両の限界挙動付近では接地荷重の推定精度が低下するという問題があった。
【0005】
そこで本発明は上記従来の技術の未解決の問題点に着目してなされたものであって、車両の限界挙動付近における接地荷重を精度よく推定できる接地荷重推定装置及び、それを利用した車両挙動制御装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明である接地荷重推定装置は、車両のロール慣性主軸の車両水平面に対する傾きにより、前記ロール慣性主軸上で且つ車両のヨー慣性主軸から車両前側および車両後側のそれぞれに当該ヨー慣性主軸に対する慣性半径だけ離れたところにある車両の等価慣性質量に対し、車両旋回時に車両鉛直軸回りに作用する遠心力によって車両ピッチング方向に発生する第1ピッチモーメント、およびヨー慣性モーメントからロール慣性モーメントを減じた値と車両のヨー角速度とロール角速度との積で表され、車両旋回時に車両ピッチング方向に発生する第2ピッチモーメントとの少なくともいずれかを算出し、その算出結果に基づいて、車輪の接地荷重を推定することを特徴とする。
【0008】
さらに、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の接地荷重推定装置において、前記第1ピッチモーメント及び前記第2ピッチモーメントの少なくとも一方と、車重と前後加速度と重心高との積から算出される第3ピッチモーメントとの合ピッチモーメントを算出すると共に、その合ピッチモーメントによる各車輪の接地荷重の変化量を前後輪のバネ定数に基づいて算出し、且つ、車重と横加速度と重心高との積からロールモーメントを算出すると共に、そのロールモーメントによる各車輪の接地荷重の変化量を前後輪のロール剛性配分に基づいて算出し、それらの算出結果を静止状態における輪荷重に加減して車輪の接地荷重を推定することを特徴とする。
【0009】
またさらに、請求項3に係る発明は、請求項2に記載の接地荷重推定装置において、積載物の荷重を検出する積載荷重検出手段を備え、当該積載荷重検出手段で検出した荷重に基づいて空車時の車両諸元を補正し、補正後の車両諸元を用いて前記ピッチモーメントとロールモーメントとを算出することを特徴とする。
一方、請求項4に係る発明である車両挙動制御装置は、請求項1から3のいずれか1項に記載の接地荷重推定装置で推定された前左右輪の接地荷重のうち小さい方と後左右輪の接地荷重のうち小さい方とに応じて、前後輪の駆動力の配分を変更することを特徴とする。
【0010】
また、請求項5に係る発明である車両挙動制御装置は、請求項1から3のいずれか1項に記載の接地荷重推定装置で推定された旋回内輪の接地荷重が前後輪ともに第1閾値以下であるときに、旋回外輪となる前後輪の少なくとも一方の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うことを特徴とする。
さらに、請求項6に係る発明は、前記接地荷重推定装置で推定された旋回内輪の接地荷重の減少速度が前後輪ともに第2閾値以上であるときに、旋回外輪となる前後輪の少なくとも一方の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うことを特徴とする。
【0011】
また、請求項7に係る発明である車両挙動制御装置は、請求項1から3のいずれか1項に記載の接地荷重推定装置で推定された後輪の接地荷重が左右輪ともに第3閾値以下であるときに、旋回外輪となる前輪の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うことを特徴とする。
さらに、請求項8に係る発明は、前記接地荷重推定装置で推定された後輪の接地荷重の減少速度が左右輪ともに第4閾値以上であるときに、旋回外輪となる前輪の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うことを特徴とする。
【0012】
【発明の効果】
したがって、請求項1又は請求項2に記載の発明である接地荷重推定装置にあっては、車両のロール慣性主軸の車両水平面に対する傾きにより車両旋回時に車両ピッチング方向に発生する第1ピッチモーメントや、ジャイロ効果により車両旋回時に車両ピッチング方向に発生する第2ピッチモーメントといった、車両の限界挙動付近における接地荷重の変動要因に基づいて当該接地荷重を推定するため、車両の限界挙動付近における車輪の接地荷重を精度よく推定できる。
【0013】
また、請求項3に記載の発明である接地荷重推定装置にあっては、積載物の荷重に基づいて空車時の車両諸元を補正し、補正後の車両諸元を用いて前記ピッチモーメントとロールモーメントとを算出するため、車輪の接地荷重をより精度よく推定することができる。ここで車両諸元としては、例えば車重,重心高,重量配分,ヨー慣性モーメント,ロール慣性モーメント,慣性主軸の傾き等を挙げることができる。
【0014】
一方、請求項4に記載の発明である車両挙動制御装置にあっては、請求項1から3のいずれか1項に記載の接地荷重推定装置で推定された前左右輪の接地荷重のうち小さい方と後左右輪の接地荷重のうち小さい方とに応じて、前後輪の駆動力の配分を変更するため、例えば前左右輪の接地荷重のうち小さい方と後左右輪の接地荷重のうち小さい方との比に等しくなるように、前後輪の駆動力の配分を変更することができ、車輪のスリップ量の増加を抑制することができる。
【0015】
また、請求項5に記載の発明である車両挙動制御装置にあっては、請求項1から3のいずれか1項に記載の接地荷重推定装置で推定された旋回内輪の接地荷重が前後輪ともに第1閾値以下であるときに、旋回外輪となる前後輪の少なくとも一方の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うため、例えば旋回外輪の接地荷重が著しく小さくなってしまう可能性があるときに、旋回時におけるヨー角速度を抑制することができ、前記旋回内輪の接地荷重の減少を抑制できる。
【0016】
さらに、請求項6に記載の発明である車両挙動制御装置にあっては、請求項1から3のいずれか1項に記載の接地荷重推定装置で推定された旋回内輪の接地荷重の減少速度が前後輪ともに第2閾値以上であるときに、旋回外輪となる前後輪の少なくとも一方の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うため、例えば旋回外輪の接地荷重が著しく小さくなってしまう傾向にあるときに、旋回時におけるヨー角速度を抑制することができ、前記旋回内輪の接地荷重の減少を抑制できる。
【0017】
またさらに、請求項7に記載の発明である車両挙動制御装置にあっては、請求項1から3のいずれか1項に記載の接地荷重推定装置で推定された後輪の接地荷重が左右輪ともに第3閾値以下であるときに、旋回外輪となる前輪の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うため、例えば後輪の接地荷重が著しく小さくなってしまう可能性があるときに、旋回時におけるヨー角速度を抑制することができ、前記後輪の接地荷重の減少を抑制できる。
【0018】
さらに、請求項8に記載の発明である車両挙動制御装置にあっては、請求項1から3のいずれか1項に記載の接地荷重推定装置で推定された後輪の接地荷重の減少速度が左右輪ともに第4閾値以上であるときに、旋回外輪となる前輪の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うため、例えば後輪の接地荷重が著しく小さくなってしまう傾向にあるときに、旋回時におけるヨー角速度を抑制することができ、前記後輪の接地荷重の減少を抑制できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の第1実施形態を示す概略構成図であって、図中、1FL,1FRは従動輪としての前輪、1RL,1RRは駆動輪としての後輪であって、後輪1RL,1RRは、エンジン2の駆動力が自動変速機3、プロペラシャフト4、ディフレンシャルギヤ5及び車軸6を介して伝達されて回転駆動される。
【0020】
前輪1FL,1FR及び後輪1RL,1RRには、夫々制動力を発生するディスクブレーキ7が設けられていると共に、これらディスクブレーキ7の制動油圧が制動制御装置8によって制御される。
ここで、制動制御装置8は、図示しないブレーキペダルの踏み込みに応じて制動油圧を発生すると共に、車両挙動制御用コントローラ100から供給される制動圧指令値PBDの大きさに応じた制動油圧を発生してディスクブレーキ7に供給するように構成されている。
【0021】
また、車両には、車幅方向の横加速度Gyを検出する横加速度センサ9と、車両前後方向の前後加速度Gxを検出する前後加速度センサ10と、ヨー角速度ωzを検出するヨー角速度センサ11と、ロール角速度ωxを検出するロール角速度センサ12とが配設されている。
そして、図2に示すように、横加速度センサ9、前後加速度センサ10、ヨー角速度センサ11及びロール角速度センサ12の各出力信号Gx,Gy,ωz,ωxが車両挙動制御用コントローラ100に入力され、この車両挙動制御用コントローラ100では、各出力信号Gy,Gx,ωz,ωyに基づいて接地荷重Wfo〜Wriを算出する接地荷重推定部110と、その接地荷重Wfo〜Wriに基づいて制動油圧指令値PBDを算出する制動力指令部120とからなる車両挙動制御処理が行われ、車両旋回時のロール動作によって、旋回内輪の接地荷重Wfi,Wriが小さくなっているときに、さらに当該接地荷重Wfi,Wriが減少して、当該接地荷重Wro,Wriが著しく小さくなってしまうことを抑制防止する。
【0022】
本実施の形態における車両挙動制御処理は、イグニッションキーがON状態にされることによって実行される処理であって、具体的には、その処理の手順の概要を表すフローチャートである、図3に示すように、先ずそのステップS1では、横加速度センサ9、前後加速度センサ10、ヨー角速度センサ11及びロール角速度センサ12から各種信号Gy,Gx,ωz,ωxを読み込んで、ステップS2に移行する。ここで、前後加速度Gxは、減速方向を正値とし加速方向を負値とする。
【0023】
前記ステップS2では、前記ステップS1読み込んだ信号Gy,Gx,ωz,ωxに基づいて、車両のロールモーメントMrとピッチモーメントMpとを算出し、ステップS3に移行する。具体的には、ロールモーメントMrは、前記ステップS1で読み込んだ横加速度Gyに基づき下記(1)式に従って算出される。
Mr=m・Gy(h-hrc) ………(1)
但し、mは車重、hは重心高、hrcはロールセンタ高さ。
【0024】
またピッチモーメントMpは、前後加速度により発生する第3ピッチモーメントMp3と、ジャイロ効果により車両旋回時に発生する第2ピッチモーメントMp2と、慣性主軸の傾きにより車両旋回時に発生する第1ピッチモーメントMp1とに基づき、下記(2)式に従って算出される。
Mp=Mp1+Mp2+Mp3 ……(2)
ここで第3ピッチモーメントMp3は、前記ステップS1で読み込んだ前後加速度Gxに基づき下記(3)式に従って算出される。
【0025】
Mp3=m・Gx・h ………(3)
また、ジャイロ効果により車両旋回時に発生する第2ピッチモーメントMp2は、図4に示すように、車両旋回時に前沈みの方向に作用するモーメントであって、前記ステップS1で読み込んだヨー角速度ωzとロール角速度ωxとに基づき下記(4)式に従って算出される。
【0026】
Mp2=(Iz-Ix)ωz・ωx ………(4)
但し、Ixはロール慣性主軸回りの慣性モーメント、Izはヨー慣性主軸回りの慣性モーメント。
また、ロール慣性主軸の傾きにより車両旋回時に発生する第1ピッチモーメントMp1は、図5(a)(b)に示すように、ヨー慣性主軸から慣性半径r(=(Iy/m)1/2)離れたところにある2個の等価慣性質量meq(=m/2)に、車両旋回時に作用する遠心力によるモーメントであって、ロール慣性主軸の水平面に対する傾角θに基づき下記(5)式に従って算出される。
【0027】
Mp1=-2・meq・r・ωz2・r・sinθ=-Iy・ωz2・sinθ ……(5)
このロール慣性主軸の傾角θは、図5(a)に示すように、ロール慣性主軸が前下がりであるときに正値となり、図5(b)に示すように、ロール慣性主軸の傾角θが前上がりであるときに負値となる。
【0028】
Wfo=mgα/2+Mp/(2L)+Mr・Kf(Kf+Kr)/T
Wfi=mgα/2+Mp/(2L)-Mr・Kf(Kf+Kr)/T
Wro=mg(1-α)/2-Mp/(2L)+Mr・Kf(Kf+Kr)/T
Wri=mg(1-α)/2-Mp/(2L)-Mr・Kf(Kf+Kr)/T ………(6)
但し、Wfoは旋回外輪の前輪における接地荷重、Wfiは旋回内輪の前輪における接地荷重、Wroは旋回外輪の後輪における接地荷重、Wriは旋回内輪の後輪における接地荷重。また、αは前輪側重量配分、Lはホイルベース、Kfは前輪側ロール剛性、Krは後輪側ロール剛性、Tはトレッド。
【0029】
また、この演算処理が前回実行されたときに、旋回外輪の前輪側でバンプタッチが発生していた場合には、下記(7)式に従って各輪の接地荷重Wfo〜Wriを算出する。
但し、Wf0は前輪側でバンプタッチが発生する荷重、kfは前輪のバネ定数、kfbは前輪側のバンプラバ剛性。
【0030】
また、この演算処理が前回実行されたときに、旋回外輪の後輪側でバンプタッチが発生していた場合には、下記(8)式に従って各輪の接地荷重Wfo〜Wriを算出する。
但し、Wr0は後輪側でバンプタッチが発生する荷重、krは後輪のバネ定数、krbは後輪側のバンプラバ剛性。
【0031】
また、この演算処理が前回実行されたときに、旋回外輪で前後輪ともにバンプタッチが発生していた場合には、下記(9)式に従って各輪の接地荷重Wfo〜Wriを算出する。
このように、本実施形態にあっては、ロール慣性主軸の傾きにより車両旋回時に発生する第1ピッチモーメントMp1や、ジャイロ効果により車両旋回時に発生する第2ピッチモーメントMp2といった、車両の限界挙動付近における接地荷重Wfo〜Wriの変動要因に基づいて当該接地荷重Wfo〜Wriを推定するため、車両の限界挙動付近における各輪の接地荷重を精度よく推定できる。
【0032】
前記ステップS4では、この演算処理が前回実行されたときから、バンプタッチの発生状況に変化がないか否かを判定する。具体的には、前記ステップS4で算出した前輪の接地荷重Wfo,Wfiと前輪側でバンプタッチが発生する荷重Wf0との大小関係が前回実行時から変化しておらず、且つ、後輪の接地荷重Wro,Wriと後輪側でバンプタッチが発生する荷重Wr0との大小関係が前回実行時から変化していないか否かを判定し、それらが変化していない場合には(Yes)ステップS6に移行し、そうでない場合には(No)ステップS5に移行する。
【0033】
前記ステップS5では、前記ステップS3で算出した各輪の接地荷重Wfo〜Wriと、バンプタッチが発生する荷重Wf0,Wr0とに基づいて、ステップS3で用いる前記接地荷重Wfo〜Wroの算出方法を変更してから、前記ステップS3に移行する。
一方、前記ステップS6では、前記ステップS3で算出した各輪の接地荷重Wfo〜Wriと、当該接地荷重Wfo〜Wriから判断されるバンプタッチ状況とをメモリに格納し、ステップS7に移行する。
【0034】
前記ステップS7では、前記ステップS6でメモリに格納した旋回内輪の接地荷重Wfi,Wriが前後輪ともに所定閾値以下であるか否かを判定し、所定閾値以下である場合には(Yes)ステップS8に移行し、そうでない場合には(No)ステップS10に移行する。
前記ステップS8では、前記ステップS6でメモリに格納した旋回内輪の接地荷重Wfi,Wriに基づいて、当該接地荷重Wfi,Wriの減少速度が前後輪ともに所定閾値以上であるか否かを判定し、所定閾値以上である場合には(Yes)ステップS9に移行し、そうでない場合には(No)前記ステップS10に移行する。
【0035】
前記ステップS9では、車両旋回時におけるヨー角速度ωzを抑制して、旋回内輪の接地荷重Wfi,Wriが小さくなり過ぎないように、旋回外輪の前後輪に制動力を発生させる制動圧指令値PBDを制動制御装置8に出力し、前記ステップS10に移行する。
前記ステップS10では、例えはイグニッションキーがOFF状態にされたか否かを判定し、OFF状態にされた場合には(Yes)この演算処理を終了し、そうでない場合には(No)前記ステップS1に移行する。
【0036】
次に、本実施形態の動作を具体的状況に基づいて説明する。
まず車両旋回時に当該車両が限界挙動付近にあり、前述のロールモーメントMrによって、旋回内輪の接地荷重Wfi,Wriが前後輪ともに所定閾値以下となっているときに、さらに当該接地荷重Wfi,Wriが所定閾値以上の速度で減少しているとする。すると、前記車両挙動制御用コントローラ100の車両挙動制御処理で、ステップS1〜S6を経て、ステップS7及びS8の判定が「Yes」となり、ステップS9で制動圧指令値PBDが制動制御装置8に出力される。
【0037】
そして、制動圧指令値PBDが出力された制動制御装置8によって、ディスクブレーキ7の制動油圧が制御され、旋回外輪となる前後輪に制動力が発生し、ヨー角速度ωz及びロール角速度ωxが抑制され、旋回内輪における接地荷重Wfi,Wriの減少が抑制される。
次に、本発明の車両挙動制御装置の第2実施形態について説明する。この実施形態は、車両の旋回動作によって、後輪の接地荷重Wro,Wriが小さくなっているときに、さらに当該接地荷重Wro,Wriが減少して、当該接地荷重Wro,Wriが著しく小さくなってしまうことを抑制防止するものであり、前記第1実施形態の車両挙動制御用コントローラ100で行われる演算処理が、前記第1実施形態の図3のものから、図6のものに変更されている。
【0038】
この図6の演算処理は、前記第1実施形態の図3の演算処理と同等のステップを多く含んでおり、同等のステップには同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この図6の演算処理では、前記図3の演算処理のステップS1に代えてステップS1’が設けられており、またステップS1’とステップS2との間にはステップS11が設けられており、さらにステップS7,S8、S9に代えてステップS7’,S8’、S9’が設けられている。
【0039】
このうち、まずステップS1’では、図7に示すように、横加速度センサ9、前後加速度センサ10、ヨー角速度センサ11から各種信号Gy,Gx,ωzを読み込んで、ステップS11に移行する。
前記ステップS11では、前記ステップS1’で読み込んだ横加速度Gyに基づき、下記(10)式に従ってロール角速度ωxを算出する。
【0040】
ωx=s/((Ix+m(h-hrc)2)s2+Cs+K) ………(10)
但し、K=Kf+Krはロール剛性,Cはロール減衰,sはラプラス演算子。
一方、ステップS7’では、前記ステップS6でメモリに格納した後輪の接地荷重Wro,Wriが所定閾値以下であるか否かを判定し、所定閾値以下である場合には(Yes)ステップS8’に移行し、そうでない場合には(No)ステップS10に移行する。
【0041】
前記ステップS8’では、前記ステップS6でメモリに格納した後輪の接地荷重Wro,Wriに基づいて、当該接地荷重Wro,Wriの減少速度が所定閾値以上であるか否かを判定し、所定閾値以上である場合には(Yes)ステップS9に移行し、そうでない場合には(No)ステップS10に移行する。
前記ステップS9’では、旋回時におけるヨー角速度ωzを抑制して、後輪の接地荷重Wro,Wriが小さくなり過ぎないように、旋回外輪となる前後輪に制動力を発生させる制動圧指令値PBDを制動制御装置8に出力し、前記ステップS10に移行する。
【0042】
次に、本実施形態の動作を具体的状況に基づいて説明する。
まず車両旋回時に当該車両が限界挙動付近にあり、前述の第1ピッチモーメントMp1や第2ピッチモーメントMp2によって、後輪の接地荷重Wro,Wriが左右輪ともに所定閾値以下となっているときに、さらに当該接地荷重Wro,Wriが所定閾値以上の速度で減少しているとする。すると、前記車両挙動制御用コントローラ100の車両挙動制御処理で、ステップS1’〜S6を経て、ステップS7’及びS8’の判定が「Yes」となり、ステップS9’で制動圧指令値PBDが制動制御装置8に出力される。
【0043】
そして、制動圧指令値PBDが出力された制動制御装置8によって、ディスクブレーキ7の制動油圧が制御され、旋回外輪となる前後輪に制動力が発生し、ヨー角速度ωz及びロール角速度ωxが抑制され、後輪における接地荷重Wro,Wriの減少が抑制される。
次に、本発明の車両挙動制御装置の第3実施形態について説明する。この実施形態は、前左右輪の接地荷重Wfo,Wfiのうち小さい方と、後左右輪の接地荷重Wro,Wriのうち小さい方とに応じて、4WD車の駆動力配分比を変更して車輪スリップを抑制するものであり、前記第1実施形態の車両挙動制御装置の概略構成が、前記第1実施形態の図1のものから、図8のものに変更されている。
【0044】
この図8の車両挙動制御装置は、前記第1実施形態の図1の構成と同等の要素を多く含んでおり、同等の要素には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。この図8の構成では、13はエンジン2の出力を制御するエンジン出力制御装置、14は後輪1RR、1RLへの駆動力伝達の断続及び当該駆動力配分比を変更する多板クラッチ(トランスファ)、22は車両挙動制御用コントローラ100からの指令値CLに基づいて前記多板クラッチ14を制御する4WDアクチュエータ、16R、16Lは後左右輪のサスペンションのストローク値SR、SLを検出する後輪ストロークセンサを表す。
【0045】
エンジン出力制御装置13は、車両挙動制御用コントローラ100からの指令値θに応じたエンジントルクをエンジン2に出力させ、当該エンジントルクがトランスミッション・ディフレンシャルギヤ17を通じて前左右輪1FR、1FLに伝達される。また、多板クラッチ14の作動状態に応じて、上記エンジントルクは、出力軸18、多板クラッチ14、プロペラシャフト19、ディフレンシャルギヤ20及び車軸21を介して後左右輪2RR、2RLに伝達可能となっている。
【0046】
多板クラッチ14は、4WDアクチュエータ15からのクラッチ締結トルク指令値に応じて、上記エンジントルクが前輪側と後輪側とに所定の駆動力配分比で分配されるように、当該指令値に応じた締結トルクで出力軸18とプロペラシャフト19とを連結する。
また、この実施形態では前記第1実施形態の車両挙動制御用コントローラ100で行われる演算処理が、前記第1実施形態の図3のものから、図9のものに変更されている。この図9の演算処理は、前記第1実施形態の図3の演算処理と同等のステップを多く含んでおり、同等のステップには同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【0047】
この図9の演算処理では、前記図3の演算処理のステップS1に代えてステップS1”が設けられており、またステップS1”とステップS2との間にはステップS12,S13が設けられており、さらにステップS7〜S9に代えてステップS14,S15が設けられている。
このうち、まずステップS1”では、図10に示すように、横加速度センサ9、前後加速度センサ10、ヨー角速度センサ11、ロール角速度センサ12、右後輪ストロークセンサ16R及び左後輪ストロークセンサ16Lから各種信号Gy,Gx,ωz,ωx,SR,SLを読み込んで、ステップS12に移行する。
【0048】
前記ステップS12では、前記ステップS1”で読み込んだストローク値SL,SRに基づいて車両の積載物の荷重を算出し、ステップS13に移行する。具体的には、まずストローク値SL、SRをローパスフィルタに入力して、当該ストローク値SL、SRから路面外乱の影響を排除する。次に、前記ローパスフィルタの出力値から空車状態におけるストローク値SL、SRをそれぞれ減じると共にバネ定数を乗じ、さらにそれらを足し合わせて積載物の荷重を算出する。ここでローパスフィルタのカットオフ周波数としては、バネ上共振周波数(一般的には、1Hz付近)以下に設定することが望ましい。
【0049】
前記ステップS13では、図11に示すように、前記ステップS12で荷重の算出がされた積載物を後輪直上の荷台高さにある質点とみなして、空車時における車重m,重心高h,重量配分α,ヨー慣性モーメントIz,ロール慣性モーメントIx,慣性主軸の傾角θ等の車両諸元を前記質点分だけ補正し、ステップS2に移行する。
【0050】
このように、本実施形態では、積載物の荷重に基づいて空車時の車両諸元を補正するため、積載物の加重を考慮した補正後の車両諸元でピッチモーメントMpとロールモーメントMrとが算出され、車輪の接地荷重Wfo〜Wriがより精度よく推定される。
一方、前記ステップS14では、前後輪の理想駆動力配分比F:Bを算出し、ステップS15に移行する。具体的には、前左右輪の接地荷重Wfo,Wfiのうち小さい方と、後左右輪の接地荷重Wro,Wriのうち小さい方との比を下記(11)式に従って算出し、前記理想駆動力配分比F:Bとする。
【0051】
F:R=Min(Wfo,Wfi):Min(Wro,Wri) ………(11)
前記ステップS15では、前記ステップS14で算出した理想駆動力配分比F:Bに基づいて実際の駆動力配分比を算出すると共に、その算出結果に基づく指令値CLを4WDアクチュエータ15に出力すると共に、指令値θをエンジン出力制御装置13に出力して、前記ステップS10に移行する。具体的には、前記ステップS14で算出した理想駆動力配分比F:RがF>Rとなるか否かを判定し、F>Rとなる場合には(Yes)実際の駆動力配分を前記理想駆動力配分F:Rと等しくする指令値CL及び指令値θを出力し、そうでない場合には(No)実際の駆動力配分を50:50とする指令値CL及び指令値θを出力する。
【0052】
次に、本実施形態の動作を具体的状況に基づいて説明する。
まず車両旋回時に当該車両が限界挙動付近にあり、第2ピッチモーメントMp2によって、旋回内輪の接地荷重Wfi,Wriが小さくなっているときに、さらに第1ピッチモーメントMp1が発生し、後輪の接地荷重Wro,Wriが小さくなりつつあるとする。すると、前記車両挙動制御用コントローラ100の車両挙動制御処理で、ステップS1”〜S6を経て、ステップS14では、旋回内輪となる前輪の接地荷重Wfiと、旋回内輪となる後輪の接地荷重Wriとの比が前記理想駆動配分比F:Bとされ、ステップS15で指令値CLが4WDアクチュエータ15に出力される。
【0053】
そして、指令値CLが入力された4WDアクチュエータ15によって、多板クラッチ14のクラッチ締結トルク指令値が制御され、接地荷重が小さい車輪の駆動力配分が小さくされて、車輪スリップが抑制される。
なお、上記実施の形態は本発明の接地荷重推定装置及び車両挙動制御装置の一例を示したものであり、装置の構成等を限定するものではない。
【0054】
例えば、上記実施形態の第1実施形態及び第2実施形態においては、旋回外輪の前後輪両方に制動力を発生させる例を示したが、制動力を前後輪両方に発生させるものに限定するものではなく、旋回外輪となる前後輪の少なくとも一方に制動力を発生させることができればよい。
また、旋回外輪となる前後輪に制動力を発生させて、ヨー角速度ωzやロール角速度ωxを抑制する例を示したが、制動力に限定されるものではなく、例えば旋回外輪の駆動力を低減することによってヨー角速度ωz等を抑制するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車両挙動制御装置の第1実施形態の構成を示す概略構成図である。
【図2】図1の車両挙動制御用コントローラの構成を示す構成図である。
【図3】図1の車両挙動制御用コントローラ内で実行される演算処理を示すフローチャートである。
【図4】ジャイロ効果により車両旋回時に発生するピッチモーメントを説明するための説明図である。
【図5】ロール慣性主軸の傾きにより車両旋回時に発生するピッチモーメントを説明するための説明図である。
【図6】図1の車両挙動制御用コントローラ内で実行される第2実施形態の演算処理を示すフローチャートである。
【図7】図1の車両挙動制御用コントローラの第2実施形態の構成を示す構成図である。
【図8】本発明の車両挙動制御装置の第3実施形態の構成を示す概略構成図である。
【図9】図8の車両挙動制御用コントローラ内で実行される演算処理を示すフローチャートである。
【図10】図8の車両挙動制御用コントローラの構成を示す構成図である。
【図11】車両諸元を補正するための計算方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
1FL〜1RRは車輪
2はエンジン
3は自動変速機
4,19はプロペラシャフト
5,20はディフレンシャルギヤ
6,21は車軸
7はディスクブレーキ
8は制動制御装置
9は横加速度センサ
10は前後加速度センサ
11はヨー角速度センサ
12はロール角速度センサ
13はエンジン出力制御装置
14は多板クラッチ
15は4WDアクチュエータ
16R,16Lはストロークセンサ
17はトランスミッション・ディフレンシャルギヤ
18は出力軸
100は車両挙動制御用コントローラ
Claims (8)
- 車両のロール慣性主軸の車両水平面に対する傾きにより、前記ロール慣性主軸上で且つ車両のヨー慣性主軸から車両前側および車両後側のそれぞれに当該ヨー慣性主軸に対する慣性半径だけ離れたところにある車両の等価慣性質量に対し、車両旋回時に車両鉛直軸回りに作用する遠心力によって車両ピッチング方向に発生する第1ピッチモーメント、およびヨー慣性モーメントからロール慣性モーメントを減じた値と車両のヨー角速度とロール角速度との積で表され、車両旋回時に車両ピッチング方向に発生する第2ピッチモーメントとの少なくともいずれかを算出し、その算出結果に基づいて、車輪の接地荷重を推定することを特徴とする接地荷重推定装置。
- 前記第1ピッチモーメント及び前記第2ピッチモーメントの少なくとも一方と、車重と前後加速度と重心高との積から算出される第3ピッチモーメントとの合ピッチモーメントを算出すると共に、その合ピッチモーメントによる各車輪の接地荷重の変化量を前後輪のバネ定数に基づいて算出し、且つ、車重と横加速度と重心高との積からロールモーメントを算出すると共に、そのロールモーメントによる各車輪の接地荷重の変化量を前後輪のロール剛性配分に基づいて算出し、それらの算出結果を静止状態における輪荷重に加減して車輪の接地荷重を推定することを特徴とする請求項1に記載の接地荷重推定装置。
- 積載物の荷重を検出する積載荷重検出手段を備え、当該積載荷重検出手段で検出した荷重に基づいて空車時の車両諸元を補正し、補正後の車両諸元を用いて前記ピッチモーメントとロールモーメントとを算出することを特徴とする請求項2に記載の接地荷重推定装置。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載の接地荷重推定装置で推定された前左右輪の接地荷重のうち小さい方と後左右輪の接地荷重のうち小さい方とに応じて、前後輪の駆動力の配分を変更することを特徴とする車両挙動制御装置。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載の接地荷重推定装置で推定された旋回内輪の接地荷重が前後輪ともに第1閾値以下であるときに、旋回外輪となる前後輪の少なくとも一方の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うことを特徴とする車両挙動制御装置。
- 前記接地荷重推定装置で推定された旋回内輪の接地荷重の減少速度が前後輪ともに第2閾値以上であるときに、旋回外輪となる前後輪の少なくとも一方の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項4又は5に記載の車両挙動制御装置。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載の接地荷重推定装置で推定された後輪の接地荷重が左右輪ともに第3閾値以下であるときに、旋回外輪となる前輪の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うことを特徴とする車両挙動制御装置。
- 前記接地荷重推定装置で推定された後輪の接地荷重の減少速度が左右輪ともに第4閾値以上であるときに、旋回外輪となる前輪の制動力増加及び駆動力低減の少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項4から7のいずれか1項に記載の車両挙動制御装置。
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JP2877084B2 (ja) * | 1996-07-09 | 1999-03-31 | 三菱自動車工業株式会社 | 制動力制御装置 |
JPH10315945A (ja) * | 1997-05-20 | 1998-12-02 | Toyota Motor Corp | 車輌の安定走行制御装置 |
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JP2000159079A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-06-13 | Hino Motors Ltd | 横転抑止装置 |
JP2000225997A (ja) * | 1999-02-03 | 2000-08-15 | Toyota Motor Corp | プロペラ航空機の操縦制御装置 |
US6332104B1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-12-18 | Ford Global Technologies, Inc. | Roll over detection for an automotive vehicle |
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