JP4626550B2 - 車両の旋回挙動制御装置 - Google Patents
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Description
例えば、以下の特許文献1には、アクセルペダル開度およびアクセルペダル操作速度からタックインの発生を予測するとともに、ステアリング角と車速とに基づいて求められた基準横加速度からこのタックインの強度を推定し、このタックインを抑制するように車両を制御することで、車両の旋回安定性を高めることを狙った技術が開示されている。
つまり、ドライバの感覚としては、同じようにアクセルペダルを操作しているにも関わらず、タックイン抑制制御が実行される場合と実行されない場合とがあるため、ドライバが車両の挙動を予測しにくく、この結果、車両操作性の低下を招いてしまう。
また、請求項3記載の本発明の車両の旋回挙動制御装置は、請求項2記載の内容において、前記左右輪駆動力補正手段は、前記車両が減速中である場合は、前記車速検出手段によって検出された前記車速が高いほど前記傾きを大きくするように補正することを特徴としている。
また、請求項5記載の本発明の車両の旋回挙動制御装置は、請求項1〜4のいずれか1項記載の内容において、前記車両は駆動源としてエンジンを搭載し、前記加減速係数取得手段は、前記エンジンの出力トルクに基づいて前記加減速係数を得ることを特徴とする。
また、加減速度相関指標の加速度が大きくなる程に旋回を促進するように左右輪の駆動力を補正することで、アンダーステアの発生を効果的に防ぐことができる。また、加減速度相関指標の減速度が大きくなる程に旋回を抑制するように左右輪の駆動力を補正することで、オーバーステア(タックイン)の発生を効果的に防ぐことができる。(請求項2)
また、車両が高速走行しながら旋回し、且つ、減速中である場合にタックインが生じると、ドライバによる車両制御はより困難となるが、このような場合であっても、車速が高いほど、車両の旋回を抑制するように左右輪の各駆動力の補正度合を大きくするので、タックインの発生を的確に防ぐことができる。(請求項3)
また、加速中は車速が高いほど左右輪の各駆動力の補正度合を小さくするので、加速中の車両の車速が高くなるに連れて車両の直進性の優先度を高め、車両の安定性を確保することができる。(請求項4)
また、加減速度相関指標をエンジンの出力トルクから求めることにより、車両に生じる加速度を連続的に且つレスポンス良く高精度で得ることが可能となり、加速度の大きさに応じて滑らかに左右輪の駆動力を調整することができる。(請求項5)
また、車輪に伝達されるトルクを精度良く推定することで、これにより、車両の加減速状態を精度よく推定でき、加速度の大きさに応じて滑らかに左右輪の駆動力を調整することができる。(請求項6)
また、このセンターデフ5の出力は、フロントディファレンシャル(以下、フロントデフ)6および車軸7L,7Rを介して前左右輪8L,8Rにそれぞれ伝達されるとともに、前輪側ハイポイドギヤ機構9,プロペラシャフト10,後輪側ハイポイドギヤ機構11,リヤディファレンシャル(以下、リアデフ)12および車軸13L,13Rを介して後輪14の左右輪14L,14Rに伝達されるようになっている。なお、このリアデフ12には、詳しくは後述する、左右輪間駆動力移動機構15が備えられている。
また、センターデフ5は、デファレンシャルピニオン5A,5Bと、これらのデファレンシャルピニオン5A,5Bと噛合するサイドギヤ5C,5Dとから構成され、デファレンシャルピニオン5A,5Bから入力されたトルクは、一方のサイドギヤ5Cを介して前輪8へ伝達されるとともに、他方のサイドギヤ5Dを介しプロペラシャフト10などを経て後輪14へ伝達される。また、このとき、このセンターデフ5によって前輪8と後輪14との間の差動が許容されることによって、車両1の回頭性が妨げられないようになっている。
この前後輪間差動制限機構19は、湿式油圧多板クラッチ機構によって構成され、駆動系油圧ユニット(図示略)から入力された油圧に応じて、前輪8および後輪14との間での差動制限の度合を調整することができるようになっており、前輪8および後輪14に対して伝達されるトルク(駆動力)の配分を適宜変更できるようになっている。なお、駆動系油圧ユニットから前後輪間差動制限機構19に入力される油圧は、図示しないセンターデフコントローラによって制御されるようになっている。
次に、後輪14側の駆動系について説明すると、この後輪14には左右輪14L,14R間の差動を許容するリアデフ12が設けられ、また、このリアデフ12には、左右輪14L,14Rに伝達される駆動力の差を適宜変更することができる左右輪間駆動力移動機構15が設けられている。
このうち、変速機構15Aは、左右輪のうちの一方の車輪(ここでは左輪14L)の回転速度を増速させたり減速させたりしてトルク伝達機構15Bに出力するものである。
さらに、この車両1には、図示しないブレーキ装置コントローラが備えられている。このブレーキ装置コントローラは、いずれも図示しないインタフェイス,メモリ,CPU等がそなえられた電子制御ユニットであって、各輪8L,8R,14L,14Rに設けられた4つのブレーキ装置21L,21R,22L,22Rのそれぞれに対して増減されるべき油圧を示す信号(ブレーキ増減圧信号)を制動系油圧ユニット(図示略)に対して送信し、このブレーキ増減圧信号を受けた制動系油圧ユニットが各ブレーキ装置21L,21R,22L,22Rに入力される油圧を適宜制御するようになっている。
そして、上述のリアデフコントローラ(駆動力調整手段)31,センターデフコントローラおよびブレーキ装置コントローラは、それぞれ、ECU40からの制御に基づいて作動するようになっているが、このECU40は、いずれも図示しないインタフェイス,メモリ,CPU等がそなえられた電子制御ユニットであって、いずれも図示しない車輪速センサ,舵角センサ(旋回状態検出手段),アクセルポジションセンサ,クランク角センサおよび車速センサ(車速検出手段)による測定結果を検出することができるようになっている。
より具体的に、この基準トルク差設定部41は、図2の制御ブロックにおいて矢印A11で示すように、まず、舵角δSWと車速vBとに基づいて、基準横加速度GYを算出するようになっている。なお、この基準横加速度GYは以下の式(1)によって求められるようになっている。
その後、この基準トルク差設定部41は、得られた基準横加速度GYを、図3に示す基準制御値マップ44に適用し、リアデフコントローラ31に対する制御値の基準値(以後、基準制御値という)TAYC0を求めるようになっている(図2中矢印A12参照)。
つまり、原則的には、車両1に作用する横加速度を示す基準横加速度GYの絶対値が大きくなるに連れて、車両1に作用するヨーモーメントを増大させ、旋回を促進するようにリアデフコントローラ31を作動させるように、この基準制御値マップ44は設定されているのであるが、この基準制御値TAYC0は制御値補正部43によって補正されるようになっている。この点については後述する。
より具体的に、この加減速係数取得部42は、図2中矢印A13で示すように、まず、アクセルペダルポジションセンサによって検出されたアクセルペダル開度θACCと、クランク角センサによって検出されたクランク角に基づいて得られたエンジン回転数NEとに応じて、エンジン11の出力トルクTEを推定するようになっている。
そして、得られた出力トルクTEと総減速比RTとを乗算することで、実駆動トルクTDRを算出し(図2中矢印A15参照)、この実駆動トルクTDRと、車速vBとを、図4に示す加減速係数マップ45に適用することで、加減速係数KADを得るようになっている(図2中矢印A16参照)。
との関係を規定する3次元マップであって、ここでは、車速vBが低速である場合を示す線vB1,車速vBが中速である場合を示す線vB2および車速vBが高速である場合を示す線vB3を例示する。なお、この加減速係数マップ45のうち、実駆動トルクTDRが正(TDR>0)の領域は、車両1が加速中であることを示す領域であり、他方、実駆動トルクTDRが負(TDR<0)である領域は、車両1が減速中であることを示す領域である。
次に、車速vBが中速である場合を示す線vB2について説明すると、この線vB2は、実駆動トルクTDRが正である領域においては、傾きθ3で且つ実駆動トルクTDRが増大するに連れて増大するように設定され、他方、実駆動トルクTDRが負である領域においては、傾きθ4で且つ実駆動トルクTDRが減少するに連れて減少するように設定されている。そして、これらの傾きθ3およびθ4は、下式(3)のような関係になっている。
同様に、車速vBが高速である場合を示す線vB3について説明すると、この線vB3は、実駆動トルクTDRが正である領域においては、傾きθ5で、実駆動トルクTDRが増大するに連れて増大するように設定され、他方、実駆動トルクTDRが負である領域においては、傾きθ6で、実駆動トルクTDRが減少するに連れて減少するように設定されている。そして、これらの傾きθ5およびθ6は、下式(4)のような関係になっている。
つまり、この加減速係数マップ45においては、いずれの車速vB1,vB2,vB3においても、車両1が加速している場合よりも減速している場合のほうが、実駆動トルクTDRに応じた加減速係数KADの変化割合が大きくなるように設定されている。
また、この線vB1,vB2,vB3における個々の傾きθ1〜θ6は異なるものの、実駆動トルクTDRが小さくなるに連れて加減速係数KADが小さくなるように設定されている。
より具体的には、この制御値補正部43は、図2中矢印A17で示すように、基準制御値TAYC0と加減速係数KADを乗算することで目標制御値TAYCを得て、この目標制御値TAYCをリアデフコントローラ31に対して送信するようになっている。なお、この目標制御値TAYCは、後右輪14Rと後左輪14Lとのトルク差XR−XL[N・m]であるが、後左輪14LにXL[N・m],後右輪14RにXR[N・m]というように具体的なトルクを示すパラメータとしてもよいし、また、後左輪14LにYL[%],後右輪14RにYR[%]というようにトルク割合を示すパラメータとしてもよい。
本発明の一実施形態に係る車両の旋回挙動制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
その後、基準トルク差設定部41が、舵角センサによって検出された舵角δSWと車速センサによって検出された車速vBとに基づいて基準横加速度GYを算出し(ステップS12)、ここで算出された基準横加速度GYを基準制御値マップ44に適用することにより基準制御値TAYC0を得る。ここで、舵角センサによりδSWを検出することで、運転者の旋回させたい度合いの意思がわかるため、フィードフォワード的に基準制御値TAYC0を得ることができる。
その後、制御値補正部43は、得られた目標制御値TAYCをリアデフコントローラ31へ向けて送信し、これを受けたリアデフコントローラ31が目標制御値TAYCに従って、後左右輪14L,14R間のトルク差を調整し、車両1の旋回を促進したり旋回を抑制したりする(ステップS19)。
また、車両1が減速中は、加減速係数KADが小さくなる程、即ち、車両1の減速度が増大するに連れて、車両1の旋回を抑制するように後左右輪14L,14Rの各トルクが補正されるので、過剰なタックインの発生を効果的に防ぐことができる。
また、車両1が高速走行しながら旋回し、且つ、減速中である場合に過剰なタックインが生じると、ドライバによる車両制御はより困難となるが、このような場合であっても、減速中は車速vBが高いほど、後左右輪14L,14Rの各トルクの旋回抑制方向への補正度合を大きくするため、過剰なタックインの発生を的確に防ぐことができる。
これは、車両1の加速度が高いほど、前輪8L,8Rにかかる荷重が小さく、後輪14L,14Rにかかる荷重が大きくなっていることで、アンダーステアが発生し易いことに着目した制御である。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態における左右輪間駆動力移動機構15を、リアデフ12に装備するだけではなくフロントデフ6にも装備する構成としてもよいし、フロントデフ6のみに装備する構成としてもよい。
また、上述の実施形態においては、リアデフコントローラ31が左右輪間駆動力移動機構15を制御することで、エンジン1から後左右輪14L,14Rに伝達されるトルクの差が変更される場合を例にとって説明したが、このような構成に限定するものではない。
また、前輪側あるいは後輪側の左右輪にそれぞれクラッチ機構を設け、このクラッチ機構による締結力を調整することで、左右輪に伝達される駆動力の大きさを可変とする構成としてもよい。
例えば、車速vBを微分することによって加速度値を得て、この加速度値を実駆動トルクTDRに換えるようにしてもよいし、或いは、加速度センサ(Gセンサ)により直接的に車両の加速度を検出し、この検出値を実駆動トルクTDRに換えるようにしてもよい。なお、上述の実施形態のように、実駆動トルクTDRを用いた場合には、トランスミッション3の総減速比RTが加味されているため、車輪に伝達されるトルクを精度良く推定することで、これにより、車両の加減速状態を精度よく推定できるという利点があり、また、車速vBを微分して得た加速度値を用いた場合には、単純な処理で直接的に車両の加速状態を推定することができ、且つ、特に新たなハードウェアを付加しないので、故障しにくいという利点があり、また、Gセンサによる検出結果を用いた場合には、車両の加速度を高い精度で直接的に検出することができるという利点がある。
8L 前左輪(前輪,左輪)
8R 前右輪(前輪,右輪)
14L 後左輪(後輪,左輪)
14R 後右輪(後輪,右輪)
21L,21R,22L,22R ブレーキ装置
31 リアデフコントローラ(駆動力調整手段)
41 基準トルク差設定部(基準駆動力差設定手段)
42 加減速係数取得部(加減速度相関指標取得手段)
43 制御値補正部(左右輪駆動力補正手段)
Claims (6)
- 前後左右輪を備える車両の旋回挙動制御装置であって、
前記前輪または前記後輪の少なくとも一方において前記左右輪の各駆動力を調整する駆動力調整手段と、
前記車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記旋回状態検出手段および前記車速検出手段による検出結果に応じて前記左右輪の基準駆動力差を設定する基準駆動力差設定手段と、
前記車両の加減速度に相関する加減速係数を求める加減速係数取得手段と、
前記加減速係数取得手段によって得られた前記加減速係数に応じて前記基準駆動力差設定手段により設定された前記基準駆動力差を補正し目標駆動力差とする左右輪駆動力補正手段とをそなえ、
前記駆動力調整手段は、前記左右輪駆動力補正手段によって得られた目標駆動力差に従って前記左右輪の各駆動力を調整し、
加速中における前記加減速係数及び減速中における前記加減速係数は何れも前記加減速度に対してそれぞれの傾きを持った線形関数の関係に設定され、加速中における前記加減速係数の前記加減速度に対する前記傾きよりも減速中における前記加減速係数の前記加減速度に対する前記傾きの方が大きく設定されている
ことを特徴とする、車両の旋回挙動制御装置。 - 前記左右輪駆動力補正手段は、
前記車両が加速中は前記加減速係数の加速度が大きくなるほど旋回を促進するように前記基準駆動力差を補正するとともに、
前記車両が減速中は前記加減速係数の減速度が大きくなるほど旋回を抑制するように前記基準駆動力差を補正する
ことを特徴とする、請求項1に記載の車両の旋回挙動制御装置。 - 前記左右輪駆動力補正手段は、
前記車両が減速中である場合は、前記車速検出手段によって検出された前記車速が高いほど前記傾きを大きくするように補正する
ことを特徴とする、請求項2に記載の車両の旋回挙動制御装置。 - 前記左右輪駆動力補正手段は、
前記車両が加速中である場合は、前記車速検出手段によって得られた前記車速が高いほど前記傾きを小さくするように補正する
ことを特徴とする、請求項2または3に記載の車両の旋回挙動制御装置。 - 前記車両は駆動源としてエンジンを搭載し、
前記加減速係数取得手段は、前記エンジンの出力トルクに基づいて前記加減速係数を得る
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両の旋回挙動制御装置。 - 前記傾きは、前記車両の実駆動トルクに対する前記加減速係数の線形関数の関係として設定される
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の車両の旋回挙動制御装置。
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