JP4960291B2 - 原動機付き車両のローリング抑制装置及びその方法 - Google Patents

原動機付き車両のローリング抑制装置及びその方法 Download PDF

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Description

本発明は、原動機付き車両の横方向加速度を測定又は算出する装置と、原動機付き車両のフロントアクスル及びリヤアクスルに設けられつつローリング抑制のための補助トルクを該フロントアクスル及び／又はリヤアクスルに発生させるアクチュエータの制御信号を、測定された横方向加速度又は算出された横方向加速度に基づいて生成する制御装置とを備えて成る原動機付き車両（以下「車両」という。）のローリング抑制装置及びその方法に関する。
車両の走行状態は、この車両の前後方向軸、左右方向軸及び上下方向軸に作用する複数の力及びトルクによって決定される。車両の前後方向軸とは、フロントアクスルとリヤアクスルの各中心点を通る軸であり、この前後方向軸回りの傾斜運動（回動）がローリングと呼ばれている。
良好な車両の走行状態を得るために、例えば測定された横方向加速度又は算出された横方向加速度で特徴付けられる走行状態に基づいて、フロントアクスル及び／又はリヤアクスルに補助トルクを発生させるアクチュエータの制御信号を生成してローリング抑制を行うことが従来から知られている。ここで、アクチュエータとは、通常、弁ブロックで制御される油圧制御式のスタビライザである。この弁ブロックは、測定された横方向加速度又は算出された横方向加速度に基づき制御装置において生成される制御信号を受けて動作する。
独国特許第４１１７８９７号明細書 独国特許出願公開第１０２００４０４７８６０号明細書 独国特許出願公開第１０２００４００４３３６号明細書
従来から公知のものにおいては、上述のようにフロントアクスル及び／又はリヤアクスルに補助トルクを発生させているが、この際、フロントアクスルとリヤアクスルの間での補助トルク配分によって、いわゆる操舵特性に影響が出てしまうという問題があった。
また、車両の負荷が変化すると操舵特性も変化してしまい、快適な操舵特性を得難いという問題もあった。
本発明は上記問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、上記問題を解決することが可能な新規な車両のローリング抑制装置及びその方法を提供することにある。
上記目的は、請求項１記載の発明によって達成される。この請求項１記載の発明は、車両の操舵特性を良好に維持するよう、アクセルペダル操作から推定される第１の信号及び／又はブレーキペダル操作から推定される第２の信号に応じてフロントアクスルとリヤアクスルの間の補助トルクを変更することを特徴としている。
また、本発明によれば、良好な操舵特性を維持するために、アクセルペダル操作、エンジンブレーキトルク及びブレーキペダル操作の少なくともいずれかに応じて、フロントアクスルとリヤアクスルの間の補助トルク配分の変更がなされる。さらに、その後、操舵特性の不意の変化を防止するため、アクセルペダル操作及び／又はブレーキペダル操作によってフロントアクスルとリヤアクスルの間の補助トルク配分が変更されないよう設定されている。したがって、良好な操舵特性が維持されることとなる。
そして、本発明によれば、通常の走行状態ではフロントアクスルとリヤアクスルに作用する補助トルクの配分比が第１の補助トルク配分比に設定されているが、仮に、
１）アクセルペダル踏込位置がその所定値を下回るかあるいはエンジンブレーキトルクがその所定値を超過して第１の信号が推定された場合
２）アクセルペダル操作速度あるいはエンジンブレーキトルクがその所定値を超過して第１の信号が推定された場合
３）アクセルペダル操作加速度あるいはエンジンブレーキトルクがその所定値を超過して第１の信号が推定された場合
４）ブレーキペダルが操作されて第２の信号が推定された場合
のうち少なくともいずれかの場合には、この第１の補助トルク配分比がこれより更に大きい第２の補助トルク配分比に設定される。
この第２の補助トルク配分比は、所定時間維持された後、この第２の補助トルク配分比より小さな第３の補助トルク配分比に設定される。なお、第２の補助トルク配分比が維持される時間は、一定に設定してもよいし、例えばエンジンブレーキトルク及び／又は走行状態に応じて変化させるよう設定してもよい。
車両の負荷に関係なく常に良好な操舵特性が得ることが可能なローリング抑制装置及びその方法を提供することができる。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明は車両のローリング抑制装置及びその方法に関し、ローリングとは、車両の前後方向軸周りの傾斜運動である。また、車両の前後方向軸とは、フロントアクスルとリヤアクスルの各中心点を通る軸である。そして、この中心点とは、車両が横力を受けて傾斜する際の回転軸中心線上の一点である。
しかして、ローリング抑制装置はフロントアクスル及び／又はリヤアクスルに設けられたアクチュエータを含んで構成されており、このアクチュエータは、例えば測定された横方向加速度若しくはヨーレート又は算出された横方向加速度若しくはヨーレートで特徴付けられた走行状態に応じて、フロントアクスル及びリヤアクスルに対しローリング抑制のための補助トルクを発生させる。
また、ローリング抑制装置は特に油圧システムとして構成されており、フロントアクスル及びリヤアクスルに設けられたアクチュエータは、弁ブロックによって制御される油圧制御式のスタビライザとして構成されている。なお、ローリング抑制装置を例えば電動式又は電気油圧式のシステムとしてもよく、スタビライザを例えば電子制御式のものとしてもよい。
ところで、弁ブロックを制御するための入力信号は、測定された横方向加速度若しくはヨーレート又は算出された横方向加速度若しくはヨーレートに基づき制御装置で生成される。また、図１にはローリング抑制装置の一部が示されており、制御装置１０には、少なくとも、測定された横方向加速度若しくはヨーレート及び算出された横方向加速度若しくはヨーレートの少なくともいずれかが入力値として入力される。そして、この制御装置１０は、アクチュエータ（特に弁ブロックによって油圧制御されるスタビライザ）に対する制御信号（修正信号）を出力する。なお、制御装置１０には、更にロール角を入力値として入力するのが望ましい。
図１に示す制御装置１０は、入力信号生成部１１と、制御部１２と、補助トルクをフロントアクスルとリヤアクスルの間で配分する補助トルク分配部１３の３つのメインコンポーネントで構成されている。入力信号生成部１１は測定された横方向加速度若しくはヨーレート又は算出された横方向加速度若しくはヨーレートに基づきローリング抑制のための入力信号を生成し、制御部１２はこの入力信号を受けて制御目標へ向けて制御する。そして、補助トルク分配部１３では、入力信号生成部１１で生成された入力信号及び制御部１２での制御に基づきフロントアクスルとリヤアクスルの間の補助トルクの配分が決定される。
ここで、負荷の変動にもかかわらず車両の操舵特性が不意に変更されないよう機能する補助トルク分配部１３について、以下に詳細に説明する。
本発明によれば、負荷の変動時における操舵特性の不意の変動を防止し、良好な操舵特性を維持するため、アクセルペダル操作又はエンジンブレーキトルクから（帰納的に）推定される第１の信号及び／又はブレーキペダル操作から（帰納的に）推定される第２の信号に基づいてフロントアクスル及びリヤアクスルに発生させる補助トルクが変更される。なお、これについては図２に基づき以下に説明する。
すなわち、図２には本発明によるフロントアクスルとリヤアクスルの間の補助トルク配分の変化の一例が示されており、ここで、横軸に時間ｔをとり、縦軸に補助トルク配分比ＭＶをとっている。なお、この補助トルク配分比ＭＶは、フロントアクスルに作用する補助トルクをリヤアクスルに作用する補助トルクで除した比を表している。したがって、フロントアクスルに作用する補助トルクがリヤアクスルに作用する補助トルクに比して大きくなれば、補助トルク配分比ＭＶも大きくなる。
通常の走行状態では、補助トルク分配部１３によって、時点ｔ０から時点ｔ１の間で補助トルク配分比ＭＶが第１の補助トルク配分比ＭＶ１となるよう設定される。
ここで、仮に、
１）アクセルペダル踏込位置がその所定値を下回るかあるいはエンジンブレーキトルクがその所定値を超過して第１の信号が推定された場合
２）アクセルペダル操作速度あるいはエンジンブレーキトルクがその所定値を超過して第１の信号が推定された場合
３）アクセルペダル操作加速度あるいはエンジンブレーキトルクがその所定値を超過して第１の信号が推定された場合
４）ブレーキペダルが操作されて第２の信号が推定された場合
のうち少なくともいずれかの場合には、補助トルク分配部１３によって第１の補助トルク配分比ＭＶ１が更に大きい第２の補助トルク配分比ＭＶ２へ設定される。
この第１の補助トルク配分比ＭＶ１から第２の補助トルク配分比ＭＶ２への変更はステップ状（不連続）に行われ、この第２の補助トルク配分比ＭＶ２は、時点ｔ１から時点ｔ２の間維持される。
なお、図２では第１の補助トルク配分比ＭＶ１から第２の補助トルク配分比ＭＶ２への変更はステップ状（不連続）に行われているが、この変更を連続的に行うことも可能である。また、時点ｔ１から時点ｔ２までは数秒であり、第１の補助トルク配分比ＭＶ１から第２の補助トルク配分比ＭＶ２への上昇は２〜５％、特に３〜４％である。
そして、第２の補助トルク配分比ＭＶ２を所定時間維持した後、第２の補助トルク配分比ＭＶ２は、補助トルク分配部１３によってこの第２の補助トルク配分比ＭＶ２より補助トルク配分比の小さい第３の補助トルク配分比ＭＶ３へ変更される。
ここで、時点ｔ３から補助トルク配分比ＭＶがこの第３の補助トルク配分比ＭＶ３となるが、時点ｔ２から時点ｔ３の間では、第２の補助トルク配分比ＭＶ２から第３の補助トルク配分比ＭＶ３へ連続的（線形）に移行している。なお、この時点ｔ２から時点ｔ３の間の時間は、適宜設定すればよい。
また、本実施形態においては、第３の補助トルク配分比ＭＶ３が第１の補助トルク配分比ＭＶ１よりも小さくなっているが、第３の補助トルク配分比ＭＶ３を第１の補助トルク配分比ＭＶ１以上に設定することも可能である。
ところで、アクセルペダル操作若しくはエンジンブレーキトルク、特にアクセルペダル踏込位置若しくはエンジンブレーキトルク、アクセルペダル操作速度若しくはエンジンブレーキトルク上昇速度又はアクセルペダル操作加速度若しくはエンジンブレーキトルク上昇加速度から推定される第１の信号として、アクセルペダルを直接検出するアクセルペダルセンサからの信号を用いることができる。また、アクセルペダル操作から推定される信号として、スロットルバルブ開度信号又は駆動トルク信号を用いることも可能である。
さらに、ブレーキペダル操作から推定される第２の信号として、ブレーキペダルに設けられたブレーキペダルセンサの検出信号を用いることが可能である。
したがって、本発明は、ローリングを抑制する際、負荷変動時における操舵特性の不意の変動を防止するために、フロントアクスルとリヤアクスルの間の補助トルク配分をアクセルペダル操作及び／又はブレーキペダル操作に応じて変更するものである。そして、このようなフロントアクスルとリヤアクスルの間の補助トルク配分の変更とは、ブレーキ操作がなされた場合、アクセルペダル踏込位置が所定値を超過するか下回った場合及びアクセルペダル操作速度若しくはアクセルペダル操作加速度が所定値を超過した場合の少なくともいずれかの場合に補助トルク配分比が上昇し、この上昇した補助トルク配分比が所定時間維持され、この上昇した補助トルク配分比が所定時間維持された後、再び補助トルク配分比が減少するものである。
なお、上記第１〜第３の補助トルク配分比ＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ３はいずれも一定であるのが望ましいが、これら補助トルク配分比ＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ３をそれぞれ走行状態に応じて変化させてもよい。
本発明によるローリング抑制装置のブロック図である。 本発明によるローリング抑制方法を示すグラフである。
符号の説明
１０ 制御装置
１１ 入力信号生成部
１２ 制御部
１３ 補助トルク分配部

Claims (12)

  1. 原動機付き車両のフロントアクスル及びリヤアクスルに設けられつつローリング抑制のための補助トルクを該フロントアクスル及び／又はリヤアクスルに発生させるアクチュエータの制御信号を、測定された横方向加速度又は算出された横方向加速度に基づいて生成する原動機付き車両のローリング抑制方法において、
    前記原動機付き車両の操舵特性を良好に維持するよう、アクセルペダル操作から推定される第１の信号及び／又はブレーキペダル操作から推定される第２の信号に応じて、通常走行時には、前記フロントアクスルと前記リヤアクスルの間の第１の補助トルク配分比を変更し、アクセルペダル踏込位置が所定値を下回るか又はエンジンブレーキトルクが所定値を上回って前記第１の信号が推定されると、補助トルク配分比を、所定の時間維持される第２の補助トルク配分比に設定するとともに、該所定時間経過後に補助トルク配分比を第３の補助トルク配分比に設定し，
    前記第２の補助トルク配分比を前記第１の補助トルク配分比よりも大きくなるよう設定し，前記第３の補助トルク配分比を前記第２の補助トルク配分比よりも小さく設定することを特徴とする原動機付き車両のローリング抑制方法。
  2. アクセルペダル操作速度又はアクセルペダル操作加速度が所定値を超過して前記第１の信号が推定されると、補助トルク配分比を前記第１の補助トルク配分比よりも大きな第２の補助トルク配分比に設定することを特徴とする請求項１に記載の原動機付き車両のローリング抑制方法。
  3. ブレーキペダルが操作されて前記第２の信号が推定されると、補助トルク配分比を前記第１の補助トルク配分比よりも大きな第２の補助トルク配分比に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の原動機付き車両のローリング抑制方法。
  4. 前記第１の補助トルク配分比から前記第２の補助トルク配分比への移行を不連続に行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の原動機付き車両のローリング抑制方法。
  5. 前記第１の補助トルク配分比から前記第２の補助トルク配分比への移行を連続的に行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の原動機付き車両のローリング抑制方法。
  6. 前記第３の補助トルク配分比を前記第１の補助トルク配分比より小さく設定することを特徴とする請求項１に記載の原動機付き車両のローリング抑制方法。
  7. 前記第３の補助トルク配分比を前記第１の補助トルク配分比より大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の原動機付き車両のローリング抑制方法。
  8. 前記第３の補助トルク配分比を前記第１の補助トルク配分比に一致させることを特徴とする請求項１に記載の原動機付き車両のローリング抑制方法。
  9. 前記第２の補助トルク配分比から前記第３の補助トルク配分比への移行を連続的に行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の原動機付き車両のローリング抑制方法。
  10. 前記第１の信号としてアクセルペダル信号、スロットルバルブ開度信号又は駆動トルク信号を用いることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の原動機付き車両のローリング抑制方法。
  11. 前記第２の信号としてブレーキペダル信号を用いることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の原動機付き車両のローリング抑制方法。
  12. 原動機付き車両の横方向加速度を測定又は算出する装置と、
    原動機付き車両のフロントアクスル及びリヤアクスルに設けられつつローリング抑制のための補助トルクを該フロントアクスル及び／又はリヤアクスルに発生させるアクチュエータの制御信号を測定された横方向加速度又は算出された横方向加速度に基づいて生成する制御装置と
    を備えて成る原動機付き車両のローリング抑制装置において、
    前記制御装置（１０）を、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法に基づいて前記フロントアクスルと前記リヤアクスルの間の補助トルク配分を決定する補助トルク分配部（１３）を含んで構成したことを特徴とする原動機付き車両のローリング抑制装置。
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