JP4985203B2 - Vehicle behavior control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両挙動制御装置に関するものである。特に、この発明は、エンジンとモータとを併用して車輪を駆動させる車両挙動装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle behavior control device. In particular, the present invention relates to a vehicle behavior device that drives a wheel by using an engine and a motor together.
従来の車両では、車両走行をする際の動力源として内燃機関からなるエンジンを用いる場合が多いが、近年では、燃費の向上や排気ガスの低減等を目的として動力源としてエンジンとモータジェネレータとを併用するハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両では、モータジェネレータは加速時や定速走行時に駆動力を発生させたり、減速時に回生を行なって車両の運動エネルギーを電気に変換して発電したりする。つまり、ハイブリッド車両は、走行状態に応じてエンジンとモータジェネレータとの作動を切替えながら走行する。 In conventional vehicles, an engine composed of an internal combustion engine is often used as a power source when the vehicle travels. However, in recent years, an engine and a motor generator are used as power sources for the purpose of improving fuel consumption and reducing exhaust gas. Hybrid vehicles to be used in combination are known. In such a hybrid vehicle, the motor generator generates a driving force during acceleration or constant speed traveling, or regenerates during deceleration to generate electric power by converting the kinetic energy of the vehicle into electricity. That is, the hybrid vehicle travels while switching the operation of the engine and the motor generator according to the traveling state.
また、ハイブリッド車両には、様々なタイプのものがあり、例えば、エンジンとモータジェネレータとが同一の車輪を駆動可能に設けられているものや、車両の前輪と後輪とのうちエンジンは一方の車輪を駆動し、モータジェネレータは他方の車輪を駆動可能に設けられているものがある。ハイブリッド車両は、このように様々なタイプのものがあるが、ハイブリッド車両のうちエンジンとモータジェネレータとで異なる車輪を駆動するタイプでは、車両の旋回時にエンジンとモータジェネレータとの作動を切替えた場合、車両の挙動に乱れが生じる虞がある。 In addition, there are various types of hybrid vehicles. For example, the engine and the motor generator are provided so as to be able to drive the same wheel, or the engine is one of the front wheels and the rear wheels of the vehicle. Some motor generators are provided so that the other wheel can be driven. There are various types of hybrid vehicles as described above, but in the hybrid vehicle type in which different wheels are driven by the engine and the motor generator, when the operation of the engine and the motor generator is switched when the vehicle turns, There is a risk that the behavior of the vehicle may be disturbed.
つまり、エンジンとモータジェネレータとの作動状態に応じて駆動輪が変化するタイプのハイブリッド車両では、旋回走行時にエンジンとモータジェネレータとの作動を切替えた場合、駆動輪が変化するので、駆動トルクによる力のベクトルも変化する。これにより、車両の挙動に乱れが生じる虞があるが、このようなハイブリッド車両では、旋回走行時に車両の挙動が大きく乱れることを抑制しているものがある。 In other words, in a hybrid vehicle in which the drive wheels change according to the operating state of the engine and the motor generator, the drive wheels change when the operation of the engine and the motor generator is switched during turning, so the force generated by the drive torque The vector also changes. Thereby, there is a possibility that the behavior of the vehicle may be disturbed. However, in such a hybrid vehicle, there is a vehicle that suppresses the behavior of the vehicle from being greatly disturbed during turning.
例えば、特許文献1に記載のハイブリッド車両制御装置は、車両の前輪と後輪とのうち、一方はエンジンにより駆動可能に設け、他方はモータにより駆動可能に設けており、車両の走行中には所定の切替え条件によってエンジンとモータとの作動を切替え可能に設けている。さらに、このハイブリッド車両制御装置は、車両の旋回走行中と旋回走行中ではない場合とで、エンジンとモータとの切替え条件を異ならせている。具体的には、旋回走行中には、車両の挙動変化が生じ難い方向に切替え条件を変化させている。これにより、旋回走行中でも車両の挙動を乱すことなく、精度の高い走行制御を実現することができる。 For example, in the hybrid vehicle control device described in Patent Document 1, one of a front wheel and a rear wheel of a vehicle is provided so that it can be driven by an engine, and the other is provided so that it can be driven by a motor. The operation of the engine and the motor can be switched according to a predetermined switching condition. Furthermore, this hybrid vehicle control device changes the switching condition between the engine and the motor depending on whether the vehicle is turning or not. Specifically, during turning, the switching condition is changed in a direction in which a change in vehicle behavior is unlikely to occur. As a result, highly accurate traveling control can be realized without disturbing the behavior of the vehicle even during turning.
しかしながら、車両が旋回走行をしている場合には、旋回走行中に駆動輪を変化させなくても車両の挙動が乱れる場合がある。例えば、車両の駆動輪では、路面との摩擦力が、駆動力が作用する方向と、旋回時における旋回半径方向、つまり横方向の力とに分散されるため、横方向の力である横力が小さくなる。このため、後輪が駆動輪となる後輪駆動車では、後輪に駆動力を作用させた状態における後輪の横力が小さくなる。従って、後輪は前輪と比較して旋回半径方向における外側方向に流れ易くなり、この場合、車両はいわゆるオーバーステア状態になる虞がある。また、前輪が駆動輪となる前輪駆動車の場合でも、例えば早い速度で旋回をした場合には、後輪の横力よりも横Gが大きくなり、オーバーステア状態になる虞がある。 However, when the vehicle is turning, the behavior of the vehicle may be disturbed without changing the driving wheel during turning. For example, in the driving wheel of a vehicle, the frictional force with the road surface is distributed in the direction in which the driving force acts and the turning radial direction at the time of turning, that is, the lateral force. Becomes smaller. For this reason, in the rear-wheel drive vehicle in which the rear wheels are the drive wheels, the lateral force of the rear wheels is small when the driving force is applied to the rear wheels. Therefore, the rear wheels tend to flow outward in the turning radius direction compared to the front wheels, and in this case, the vehicle may be in a so-called oversteer state. Even in the case of a front-wheel drive vehicle in which the front wheels are the drive wheels, for example, when turning at a high speed, the lateral G becomes larger than the lateral force of the rear wheels, which may cause an oversteer state.
車両の旋回走行中には、このようにオーバーステアが発生する虞があるが、特許文献1に記載のハイブリッド車両制御装置では、車両の旋回時にはエンジンとモータとの切替え条件を、旋回走行中と旋回走行中ではない場合とで異ならせることにより旋回走行中における挙動変化を低減している。しかし、オーバーステアは、上述したように旋回走行中において駆動状態が変化する場合以外でも発生するため、旋回走行中と旋回走行中ではない場合とでエンジンとモータとの切替え条件を変化させることによりオーバーステアを抑制するのは、大変困難なものとなっていた。 There is a possibility that oversteer occurs during the turning of the vehicle. However, in the hybrid vehicle control device described in Patent Document 1, when the vehicle is turning, the switching condition between the engine and the motor is set to The change in behavior during turning is reduced by making the difference between when the vehicle is not turning. However, as described above, oversteer occurs even when the driving state changes during turning, as described above. Therefore, by changing the switching condition between the engine and the motor between turning and not turning. It has been very difficult to suppress oversteer.
また、オーバーステアを抑制する手段としては、車輪のブレーキを各車輪で独立して制御可能な車両挙動制御装置を車両に設け、オーバーステアの発生時には、この車両挙動制御装置で、後輪にのみブレーキをかけることが考えられる。しかし、このようにブレーキを各車輪で独立して制御可能な車両挙動制御装置は、構成が複雑になり、さらに、制御も複雑になるため、製造コストが上昇する虞があった。 In addition, as a means for suppressing oversteer, a vehicle behavior control device capable of independently controlling the brakes of the wheels at each wheel is provided in the vehicle, and when oversteer occurs, this vehicle behavior control device is used only for the rear wheels. It is possible to apply the brake. However, the vehicle behavior control apparatus that can control the brake independently by each wheel in this way has a complicated configuration and further complicated control, which may increase the manufacturing cost.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストの上昇を抑え、回生も行ないつつオーバーステアを抑制できる車両挙動制御装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the vehicle behavior control apparatus which can suppress an oversteer, suppressing a raise of cost and performing regeneration.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る車両挙動制御装置は、車両のヨーレートを取得可能なヨーレート取得手段と、前記車両が有する後輪を駆動すると共に前記車両の減速時に回生制動が可能なモータジェネレータと、前記車両の旋回中に、前記ヨーレート取得手段で取得した前記ヨーレートに基づいた大きさの回生制動量で前記モータジェネレータに回生制動を行なわせることが可能な回生制動量制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a vehicle behavior control apparatus according to the present invention includes a yaw rate acquisition unit capable of acquiring a yaw rate of a vehicle, a rear wheel of the vehicle, and a deceleration of the vehicle. A motor generator capable of regenerative braking sometimes, and a regenerative brake capable of causing the motor generator to perform regenerative braking with a regenerative braking amount having a magnitude based on the yaw rate acquired by the yaw rate acquisition means while the vehicle is turning. And a braking amount control means.
この発明では、車両の旋回中にヨーレートに基づいた大きさの回生制動量でモータジェネレータに回生制動を行なわせ、後輪を制動している。このモータジェネレータは、車両の走行中には、状況に応じて後輪を駆動させたり回生制動によって制動したりしているので、車両の旋回中にヨーレートに基づいた回生制動量で回生制動を行なうことにより後輪を制動する場合、高い応答性で制動することができる。これにより、旋回中の車両にオーバーステアが発生した場合でも、素早くオーバーステアを抑制できる。 In the present invention, while the vehicle is turning, the motor generator is caused to perform regenerative braking with a regenerative braking amount based on the yaw rate to brake the rear wheels. Since the motor generator drives the rear wheels or brakes by regenerative braking according to the situation while the vehicle is running, regenerative braking is performed with a regenerative braking amount based on the yaw rate during turning of the vehicle. Therefore, when braking the rear wheel, it is possible to brake with high responsiveness. Thereby, even when oversteer occurs in the turning vehicle, it is possible to quickly suppress oversteer.
また、このようなモータジェネレータは、車両を走行させる動力源としてエンジンとモータジェネレータとを併用するハイブリッド車両では従来から用いられており、また、ヨーレート取得手段も、車両走行時における挙動を制御する場合には、従来から用いられている。これらのように、従来から用いられているモータジェネレータやヨーレート取得手段を用いてオーバーステアを抑制することにより、ブレーキを各車輪で独立して制御可能に設けるなど車両の装備が複雑な構成になることを抑制でき、製造コストが上昇することを抑制できる。これらの結果、コストの上昇を抑え、回生も行ないつつオーバーステアを抑制することができる。 Further, such a motor generator has been conventionally used in a hybrid vehicle that uses both an engine and a motor generator as a power source for running the vehicle, and the yaw rate acquisition means also controls the behavior during vehicle running. Has been conventionally used. As described above, by controlling the oversteer using a conventionally used motor generator and yaw rate acquisition means, the vehicle equipment is complicatedly configured such that the brake can be independently controlled by each wheel. This can be suppressed, and an increase in manufacturing cost can be suppressed. As a result, it is possible to suppress oversteer while suppressing an increase in cost and performing regeneration.
また、この発明に係る車両挙動制御装置は、さらに、前記ヨーレート取得手段で取得した前記ヨーレートより前記車両にオーバーステアが発生しているかを判定可能なオーバーステア判定手段を備えており、前記回生制動量制御手段は、前記オーバーステア判定手段が前記車両にオーバーステアが発生していると判定した場合に、前記ヨーレート取得手段で取得した前記ヨーレートに基づいた大きさの回生制動量で前記モータジェネレータに回生制動を行なわせることを特徴とする。 The vehicle behavior control apparatus according to the present invention further includes oversteer determination means capable of determining whether oversteer has occurred in the vehicle from the yaw rate acquired by the yaw rate acquisition means, and the regenerative braking When the oversteer determination unit determines that oversteer has occurred in the vehicle, a quantity control unit is provided to the motor generator with a regenerative braking amount having a magnitude based on the yaw rate acquired by the yaw rate acquisition unit. Regenerative braking is performed.
この発明では、オーバーステア判定手段を有しているので、ヨーレートに基づいた回生制動量で回生制動を行なう際に、車両にオーバーステアが発生しているとオーバーステア判定手段で判定した場合に、モータジェネレータで回生制動を行なうことができる。この結果、より確実にオーバーステアを抑制することができる。 In this invention, since it has an oversteer determination means, when performing regenerative braking with a regenerative braking amount based on the yaw rate, when it is determined by the oversteer determination means that oversteer has occurred in the vehicle, Regenerative braking can be performed with a motor generator. As a result, oversteer can be more reliably suppressed.
本発明に係る車両挙動制御装置は、コストの上昇を抑え、回生も行ないつつオーバーステアを抑制することができる、という効果を奏する。 The vehicle behavior control device according to the present invention has an effect that it is possible to suppress oversteer while suppressing an increase in cost and performing regeneration.
以下に、本発明に係る車両挙動制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments of a vehicle behavior control apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本発明の実施例に係る車両挙動制御装置が設けられた車両の概略図である。同図に示す車両1には、本発明の実施例に係る車両挙動制御装置5が備えられており、この車両挙動制御装置5は、運転時には内部で燃料を燃焼させることにより作動するエンジン10を有している。このエンジン10は、当該エンジン10を搭載する車両1の進行方向における前半部分に設けられており、エンジン10には、トルクコンバータ(図示省略)を介して、変速手段であるトランスミッション15が接続されている。このトランスミッション15は、エンジン10の運転時に、運転者が操作しなくても変速比を自動的に変速する、いわゆるオートマチックトランスミッションとして設けられている。これにより、トランスミッション15は、車両1の走行時におけるエンジン10の回転と、車両1が有する車輪40の回転との回転比を変化させることができる。なお、このトランスミッション15は、乾式単板クラッチ(図示省略)を介してエンジン10に接続され、運転者が手動で変速比を変速する、いわゆるマニュアルトランスミッションを用いてもよい。
FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle provided with a vehicle behavior control apparatus according to an embodiment of the present invention. The vehicle 1 shown in the figure includes a vehicle
このように設けられるトランスミッション15には、当該トランスミッション15によって変速されたエンジン10の回転が伝達される前輪用デファレンシャルギア25が接続されている。さらに、この前輪用デファレンシャルギア25には、車両1が有する複数の車輪40のうち、車両1の進行方向における前側に位置する車輪40である前輪41に、エンジン10の動力を伝達する前輪用ドライブシャフト27が接続されている。つまり、前輪用デファレンシャルギア25は、トランスミッション15によって変速されたエンジン10の回転を、前輪用ドライブシャフト27を介して車両1の前輪41に伝達可能に設けられている。
The
また、この前輪用ドライブシャフト27は、前輪用デファレンシャルギア25から2方向に向けて設けられており、2方向の前輪用ドライブシャフト27は、車両1の左右の前輪41に接続されている。これにより、前輪用ドライブシャフト27は、車両1の左右に設けられる2つの前輪41に、トランスミッション15から前輪用デファレンシャルギア25に伝達された回転を伝達可能になっている。さらに、前輪用デファレンシャルギア25は、2方向の前輪用ドライブシャフト27、或いは左右の前輪41に対して、回転差を有してトランスミッション15からの回転を伝達可能に設けられている。
The front
また、エンジン10には、車両1が有する各電機部品で使用される電気を発電するオルタネータ11が備えられている。さらに、エンジン10には、車両1に備えられる空調機のコンプレッサ(図示省略)など、エンジン10の運転時にエンジン10の動力によって作動可能な補機12が備えられている。
Further, the
これらのオルタネータ11と補機12とには、それぞれに回転可能なプーリ30が設けられており、これらはエンジン10に設けられたプーリ30とベルト38によって接続されることにより、作動可能に設けられている。詳しくは、エンジン10には、エンジン10の内部に設けられ、エンジン10の運転時に回転するクランクシャフト(図示省略)と一体に形成されている回転軸に接続されたクランクプーリ31が設けられている。また、オルタネータ11には、オルタネータ11が有すると共にオルタネータ11で発電をさせる際に回転させる軸である回転軸に接続されたオルタネータ用プーリ32が設けられている。また、補機12には、補機12が有すると共に補機12を作動させる際に回転させる軸である回転軸に接続された補機用プーリ33が設けられている。
Each of the
これらのクランクプーリ31、オルタネータ用プーリ32及び補機用プーリ33には、エンジン10の動力をオルタネータ11と補機12とに伝達するベルト38が掛けられている。このベルト38は、輪状に形成されており、輪状の外側から内側に向かうに従って幅が狭くなって形成される、いわゆるVベルトとなっている。このように形成されるベルト38は、1本のベルト38がクランクプーリ31、オルタネータ用プーリ32、補機用プーリ33の全てのプーリ30に掛けられている。
A
なお、ベルト38は、輪状に形成されるベルト38の内側に周方向に形成される複数本の溝を有するVリブベルトなど、Vベルト以外のベルト38を用いてもよい。また、ベルト38は、1本のベルト38を全てのプーリ30に掛けるのではなく、複数本のベルト38をクランクプーリ31に掛け、オルタネータ用プーリ32、補機用プーリ33に、別々にベルト38を掛けてもよい。
The
また、オルタネータ11には、高圧バッテリ50と12Vバッテリ51とが接続されており、12Vバッテリ51よりも高圧バッテリ50の方が、充電や放電をできる電気の電圧が高くなっている。これらの高圧バッテリ50と12Vバッテリ51とのうち、高圧バッテリ50には、オルタネータ11で発電した電気が供給される。また、オルタネータ11と12Vバッテリ51との間には、電圧を変化させるDC(Direct Current:直流)/DCコンバータ52が設けられており、このDC/DCコンバータ52には、高圧バッテリ50も接続されている。即ち、12Vバッテリ51は、DC/DCコンバータ52を介してオルタネータ11と高圧バッテリ50とに接続されており、オルタネータ11で発電した電気が12Vバッテリ51に供給される際には、DC/DCコンバータ52を介して供給される。また、この12Vバッテリ51には、車両1の各部を制御するECU(Electronic Control Unit)90が接続されている。
The
また、高圧バッテリ50には、インバータ53を介してモータジェネレータ20が接続されており、このモータジェネレータ20は、インバータ53を介してオルタネータ11にも接続されている。即ち、モータジェネレータ20は、インバータ53を介してオルタネータ11と高圧バッテリ50とに接続されている。これにより、オルタネータ11で発電した電気や、高圧バッテリ50に充電されている電気は、インバータ53を介してモータジェネレータ20に供給可能になっている。モータジェネレータ20は、インバータ53を介してオルタネータ11や高圧バッテリ50から供給される電気により作動可能に形成されている。
Further, the
また、モータジェネレータ20には、オルタネータ11や高圧バッテリ50からの電気によって作動するモータジェネレータ20の回転が伝達されるリダクション機構21が接続されており、リダクション機構21には、後輪用デファレンシャルギア26が接続されている。このリダクション機構21は、モータジェネレータ20の回転を後輪用デファレンシャルギア26に伝達可能に設けられていると共に、この回転を伝達する際における回転比を変更可能に形成されている。つまり、リダクション機構21は、モータジェネレータ20の回転を後輪用デファレンシャルギア26に伝達する際における変速比を変更可能に形成されている。換言すると、後輪用デファレンシャルギア26は、リダクション機構21を介してモータジェネレータ20に接続されており、モータジェネレータ20の回転は、リダクション機構21によって変速比を変更しつつ、リダクション機構21を介して後輪用デファレンシャルギア26に伝達可能に設けられている。
The
さらに、後輪用デファレンシャルギア26には、車両1が有する複数の車輪40のうち、車両1の進行方向における後側に位置する車輪40である後輪42に、モータジェネレータ20の動力を伝達する後輪用ドライブシャフト28が接続されている。これにより、後輪用デファレンシャルギア26は、リダクション機構21を介して伝達されたモータジェネレータ20の回転を、後輪用ドライブシャフト28を介して車両1の後輪42に伝達可能に設けられている。
Furthermore, the power of the
また、後輪用ドライブシャフト28は、前輪用ドライブシャフト27と同様に、後輪用デファレンシャルギア26から2方向に向けて設けられている。このため、後輪用ドライブシャフト28は、車両1の左右に設けられる2つの後輪42に、リダクション機構21を介してモータジェネレータ20から後輪用デファレンシャルギア26に伝達された回転を伝達可能になっている。また、後輪用ドライブシャフト28が接続される後輪用デファレンシャルギア26は、2方向の後輪用ドライブシャフト28、或いは左右の後輪42に対して、回転差を有してモータジェネレータ20からの回転を伝達可能に設けられている。
Similarly to the front
また、車両1には、車両1の運転状態を検出するセンサが設けられており、例えば、エンジン10のクランクシャフトの近傍には、クランクシャフトの回転角であるクランク角を検出するクランク角センサ55が設けられている。また、トランスミッション15の出力軸(図示省略)の近傍には、当該出力軸の回転速度を検出することにより、この回転速度を介して車速を検出する車速センサ56が設けられている。また、車両1の運転席に設けられたステアリング61の回転軸であるステアリングシャフト62の近傍には、ステアリング61の回転状態を検出するステアリングセンサ57が設けられている。また、運転席に設けられたアクセルペダル63の近傍には、アクセルペダル63の状態を検出するアクセルセンサ58が設けられている。また、この車両1には、車両1の重心80(図4参照)付近を通る上下方向の軸を回転軸とする車両1の回転の角速度、つまりヨーレートを検出可能なヨーレート検出手段であるヨーレートセンサ59が設けられている。
Further, the vehicle 1 is provided with a sensor that detects the driving state of the vehicle 1. For example, a
図2は、図1に示した車両挙動制御装置の要部構成図である。また、これらのエンジン10、トランスミッション15、モータジェネレータ20、リダクション機構21、クランク角センサ55、車速センサ56、ステアリングセンサ57、アクセルセンサ58、ヨーレートセンサ59は、ECU90に接続されており、ECU90によって制御可能に設けられている。このECU90には、処理部91、記憶部101及び入出力部102が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、ECU90に接続されているエンジン10等は、入出力部102に接続されており、入出力部102は、これらのエンジン10等との間で信号の入出力を行なう。また、記憶部101には、本発明に係る車両挙動制御装置5を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部101は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ(CD−ROM等のような読み出しのみが可能な記憶媒体)や、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。
FIG. 2 is a configuration diagram of a main part of the vehicle behavior control apparatus shown in FIG. The
また、処理部91は、メモリ及びCPU(Central Processing Unit)により構成されており、少なくともヨーレートセンサ59で検出した検出結果より車両1のヨーレートを取得可能なヨーレート取得手段であるヨーレート取得部92と、ヨーレート取得部92で取得したヨーレートより車両1にオーバーステアが発生しているかを判定可能なオーバーステア判定手段であるオーバーステア判定部93と、を有している。
The
また、処理部91は、モータジェネレータ20で回生制動を行なう際における回生制動の強さである回生制動量を、ヨーレート取得部92で取得したヨーレートに基づいて算出可能な回生制動量算出手段である回生制動量算出部94と、モータジェネレータ20を制御するモータジェネレータ制御手段であるモータジェネレータ制御部95と、車両1の旋回中に、ヨーレート取得部92で取得したヨーレートに基づいた大きさの回生制動量でモータジェネレータ20に回生制動を行なわせることが可能な回生制動量制御手段である回生制動量制御部96と、を有している。
The
当該車両挙動制御装置5が有するエンジン10やトランスミッション15などの制御は、例えばクランク角センサ55など、車両1の各部に設けられたセンサによる検出結果に基づいて、処理部91が前記コンピュータプログラムを当該処理部91に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じてエンジン10に設けられた燃料噴射インジェクタ(図示省略)などを作動させることにより制御する。その際に処理部91は、適宜記憶部101へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このように車両挙動制御装置5を制御する場合には、前記コンピュータプログラムの代わりに、ECU90とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
The control of the
この実施例に係る車両挙動制御装置5は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。車両1を走行させる際には、エンジン10とモータジェネレータ20とのうち、少なくともいずれか一方を運転させる。さらに、運転中のエンジン10またはモータジェネレータ20の駆動力を車輪40に伝達し、車両1を走行させる。例えば、エンジン10を運転させることにより車両1を走行させる場合、エンジン10の駆動力を車輪40に伝達して走行させるが、このようにエンジン10の駆動力を車輪40に伝達する際には、まず、エンジン10の回転をトランスミッション15に伝達する。
The vehicle
エンジン10の回転が伝達されたトランスミッション15は、エンジン10の回転数や車両1の速度、車両1の室内に設けられたアクセルペダル63の開度など、車両1の運転状態に応じて、変速して出力をする。つまり、トランスミッション15は、エンジン10から伝達された動力の回転数を変化させて前輪用デファレンシャルギア25に伝達するが、その際におけるエンジン10から入力される回転と前輪用デファレンシャルギア25に出力する回転との回転比を、車両1の運転状態に応じて変化させる。
The
なお、このようにエンジン10から入力される回転と前輪用デファレンシャルギア25に出力する回転との回転比を変化させる、即ち、変速する際には、予めECU90の記憶部101に記憶された変速のマップ(図示省略)に従って変速する。この変速のマップは、車両1の運転状態に応じた変速のタイミングを示すマップとなっている。
In this way, when the rotation ratio between the rotation input from the
トランスミッション15で変速されたエンジン10の動力が伝達された前輪用デファレンシャルギア25は、前輪用ドライブシャフト27を介して、車両1の左右の前輪41に動力を伝達する。これにより、左右の前輪41は駆動する。
The front
また、エンジン10の運転時には、クランクシャフトの回転に伴ってクランクプーリ31が回転し、この回転は、クランクプーリ31に掛けられたベルト38によって、当該ベルト38が掛けられたオルタネータ用プーリ32や補機用プーリ33に伝達される。これにより、オルタネータ11や補機12は作動する。
Further, during operation of the
このうち、オルタネータ11が作動すると電気を発電し、オルタネータ11が発電した電気は、高圧バッテリ50や、DC/DCコンバータ52を介して12Vバッテリ51などに供給される。また、補機12として設けられる空調機のコンプレッサなどは、その補機12に応じた作用をする。また、オルタネータ11の作動時にオルタネータ11から12Vバッテリ51に供給される電気は、DC/DCコンバータ52によって電圧が下げられた後、12Vバッテリ51に供給される。
Among these, when the
また、オルタネータ11で発電した電気や、高圧バッテリ50に充電された電気は、インバータ53を介してモータジェネレータ20に供給される。ここで、モータジェネレータ20は、交流の電気で作動するのに対し、オルタネータ11は直流の電気を発電し、高圧バッテリ50は直流の電気を放電する。このため、インバータ53は、オルタネータ11や高圧バッテリ50から供給される直流の電気を交流に変換して、モータジェネレータ20に供給する。車両1を走行させる際において、モータジェネレータ20を作動させることにより走行させる場合、モータジェネレータ20は、このようにインバータ53によって交流に変換された電気を供給することにより作動させる。
The electricity generated by the
インバータ53を介してオルタネータ11や高圧バッテリ50からの電気が供給されることにより作動するモータジェネレータ20は、作動時の動力を、リダクション機構21を介して後輪用デファレンシャルギア26に出力する。その際に、リダクション機構21は、車両1の走行状態に適した変速比で、モータジェネレータ20の動力を後輪用デファレンシャルギア26に出力する。モータジェネレータ20の動力が伝達された後輪用デファレンシャルギア26は、後輪用ドライブシャフト28を介して、車両1の左右の後輪42に動力を伝達する。これにより、左右の後輪42は駆動する。
The
また、これらのエンジン10やモータジェネレータ20は、車両1の走行状態に応じて作動の仕方を異ならせることができる。具体的には、車両1は走行状態に応じてエンジンのみを作動させて走行をする場合と、モータジェネレータ20のみを作動させて走行をする場合と、エンジン10とモータジェネレータ20との双方を作動させて走行をする場合とがある。このうち、エンジン10のみ作動させて走行する場合は前輪41のみが駆動し、モータジェネレータ20のみを作動させて走行する場合は後輪42のみが駆動する。また、エンジン10とモータジェネレータ20との走行を作動させて走行する場合は、前輪41はエンジン10によって駆動し、後輪42はモータジェネレータ20によって駆動することにより、四輪全てが駆動する。
In addition, the
エンジン10とモータジェネレータ20とは、このように車両1の走行状態によって作動の仕方を異ならせることができるので、例えば、低速走行時や大きな駆動力が不要な場合などは、エンジン10またはモータジェネレータ20の一方のみを作動させ、急加速時や大きな駆動力が必要な場合などには、エンジン10とモータジェネレータ20との双方を作動せる。
Since the
また、モータジェネレータ20は、車両1の減速時に、後輪42、後輪用ドライブシャフト28、後輪用デファレンシャルギア26、リダクション機構21を介して車両1の運動エネルギーが伝達されることにより、運動エネルギーによって発電を行なう、いわゆる回生機構を有している。つまり、車両1の減速時には、後輪42の回転が後輪用ドライブシャフト28、後輪用デファレンシャルギア26、リダクション機構21の順でモータジェネレータ20に伝達され、モータジェネレータ20は、伝達された回転により発電する。
Further, when the vehicle 1 decelerates, the
このように、モータジェネレータ20は、減速時に後輪42の回転が伝達されることにより発電をするが、このモータジェネレータ20は、交流の電気を発電する。モータジェネレータ20が発電した電気は、まず、インバータ53に伝達される。さらに、この電気は、インバータ53から高圧バッテリ50に伝達され、高圧バッテリ50に充電される。その際に、モータジェネレータ20が発電した交流の電気は、インバータ53によって直流の電気に変換され、直流の電気の状態で高圧バッテリ50に充電される。
Thus, the
また、車両1の減速時に後輪42の回転が後輪用ドライブシャフト28などを介してモータジェネレータ20に伝達され、伝達された回転によりモータジェネレータ20で発電をする場合、発電時におけるモータジェネレータ20は、後輪用デファレンシャルギア26の回転の抵抗になる。つまり、発電時におけるモータジェネレータ20は、リダクション機構21、後輪用デファレンシャルギア26及び後輪用ドライブシャフト28を介して後輪42の回転を低減する作用をし、これにより、走行中の車両1の制動をする作用をする。換言すると、モータジェネレータ20は、車両1の運動エネルギーを電気に変換することにより、走行中の車両1の制動を行なう。このように、モータジェネレータ20は、車両1の減速時には、車両1の運動エネルギーを電気に変換することより、発電と同時に車両1の運動エネルギーを低減させて行なう制動である回生制動を行なう。
Further, when the vehicle 1 is decelerated, the rotation of the rear wheel 42 is transmitted to the
また、このように、モータジェネレータ20で回生制動を行なう場合には、モータジェネレータ20の動力を後輪42に伝達する際においてリダクション機構21で最適な変速比で伝達するのと同様に、後輪42の回転は、リダクション機構21で最適な変速比に変速してモータジェネレータ20に伝達される。つまり、車両1の減速時には、後輪42の回転が後輪用ドライブシャフト28及び後輪用デファレンシャルギア26を順に伝わってリダクション機構21に伝達され、リダクション機構21で、モータジェネレータ20で最適な回生制動を行なうことのできる変速比に変速された後、モータジェネレータ20に伝達され回生制動を行なう。
When regenerative braking is performed by the
図3は、モータジェネレータの特性を示す説明図である。同図は、モータジェネレータ20の回転数とトルクとの関係を示しており、横軸はモータジェネレータ20の回転数を示し、縦軸は、横軸の回転数におけるモータジェネレータ20のトルクを示している。なお、モータジェネレータ20は、モータジェネレータ20の出力時にモータジェネレータ20から出力されるトルクと、回生制動時にモータジェネレータ20を回転させるのに必要なトルクとが等しくなっている。このため、図3に示す特性は、モータジェネレータ20の出力時と回生制動時との双方における特性を示している。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing characteristics of the motor generator. The figure shows the relationship between the rotational speed and torque of the
モータジェネレータ20は、図3に示すように、極低回転で回転している場合が、最もトルクが大きく、回転数が上昇するに従ってトルクが減少する。また、モータジェネレータ20で回生制動を行なう場合、モータジェネレータ20が発電を行なう効率である回生効率は、モータジェネレータ20の回転数によっても変化する。具体的には、トルクが最も大きくなる回転数よりも、回転数が少し高い付近の領域が回生効率が高くなっており、回転数がそこから離れるに従って、回生効率は悪くなる。つまり、図3で説明すると、図3におけるaの領域が最も回生効率が高くなっており、a、b、c、d、eの順で、次第に回生効率は悪くなり、eの領域が回生効率は最も悪くなる。
As shown in FIG. 3, the
図4は、車両の旋回中に作用する力の説明図である。また、車両1の走行時に旋回した場合には、車両1は進行方向を変化させながら旋回するため、車両1の前輪41と後輪42には、それぞれに車両1の進行方向以外の力が作用する。つまり、車両1が旋回した場合、前輪41と後輪42とには、車両1の旋回走行時における旋回円(図示省略)の略中心方向に作用する力である横力が作用する。 FIG. 4 is an explanatory diagram of forces acting during turning of the vehicle. Further, when the vehicle 1 turns when the vehicle 1 travels, the vehicle 1 turns while changing the traveling direction, so that forces other than the traveling direction of the vehicle 1 act on the front wheels 41 and the rear wheels 42 of the vehicle 1 respectively. To do. That is, when the vehicle 1 turns, a lateral force acting on the front wheel 41 and the rear wheel 42 acts in a substantially central direction of a turning circle (not shown) when the vehicle 1 turns.
具体的には、前輪41には、車両1の旋回円の内側方向に向かう力である前輪横力72が作用し、後輪42には、車両1の旋回円の内側方向に向かう力である後輪横力76が作用する。このように前輪41や後輪42に作用する前輪横力72及び後輪横力76は、旋回走行時における旋回円の径方向外方への加速度である横Gに対抗する力になっている。車両1の旋回走行時には、このように車輪40に横力が発生することにより、車両1は任意の旋回半径で旋回走行が可能になっているが、車輪40に駆動力が作用した場合、この横力は駆動力に応じて変化する。
Specifically, a front
つまり、車輪40と路面(図示省略)との摩擦力である車輪40のグリップ力は、車輪40と路面との摩擦係数や車輪40に作用する荷重により一定であるため、横力と駆動力とは、このグリップ力の範囲内で発生する。このため、車輪40に横力と駆動力とが同時に作用した場合には、車輪40のグリップ力は、横力と駆動力とに分散される。これにより、横力は、駆動力の大きさに伴って変化し、駆動力が大きくなった場合には、横力は小さくなる。例えば、モータジェネレータ20(図1参照)が作動することにより後輪42が駆動している場合、後輪42のグリップ力は、後輪横力76と後輪42の駆動力とに分散されるため、後輪横力76は後輪42のグリップ力が駆動力として用いられる分、小さくなる。
That is, the grip force of the wheel 40, which is the friction force between the wheel 40 and the road surface (not shown), is constant depending on the friction coefficient between the wheel 40 and the road surface and the load acting on the wheel 40. Occurs within the range of this grip force. For this reason, when the lateral force and the driving force act on the wheel 40 simultaneously, the grip force of the wheel 40 is distributed to the lateral force and the driving force. Accordingly, the lateral force changes with the magnitude of the driving force, and when the driving force increases, the lateral force decreases. For example, when the rear wheel 42 is driven by the operation of the motor generator 20 (see FIG. 1), the grip force of the rear wheel 42 is distributed to the rear
前輪41と後輪42とは、前輪横力72と後輪横力76とにより、車両1の旋回走行時における横Gに対抗しているが、後輪42に駆動力が作用することにより後輪横力76が小さくなった場合、後輪42に作用する横Gに対抗する力が低減する。このように、後輪横力76が小さくなることにより後輪42が横Gに対抗する力が低減した場合、後輪42は旋回走行中の旋回半径で走行することが困難になり、旋回円の半径方向における外方に流れる場合がある。
The front wheel 41 and the rear wheel 42 are opposed to the lateral G when the vehicle 1 is turning by the front
後輪42に駆動力が作用することにより後輪横力76が低減した場合には、このように後輪42は旋回円の半径方向における外方に流れる場合があるが、後輪42は、車両1の重心80よりも後方に位置している。このため、後輪42が旋回円の半径方向における外方に流れた場合には、車両1には、重心80よりも後側部分が重心80を中心として旋回円の外側方向に向かう回転力である回転モーメントが発生する。つまり、車両1の前後方向軸81及び左右方向軸82が、重心80を中心として後輪横力76の向きの反対方向に回転する方向に回動して移動し、旋回中の車両1には、いわゆるオーバーステアが発生する。
When the rear
車両1の旋回走行中にオーバーステアが発生した場合には、車両1には、重心80よりも後側部分が旋回円の外側方向に向かう方向の回転モーメントが発生するが、後輪42は車両1の重心80よりも後方に位置しているのに対して、前輪41は、重心80よりも前方に位置している。このため、この方向に回転モーメントが発生した場合、重心80よりも前側部分に、前輪横力72の方向、即ち、旋回円の内側方向に向かう力が作用する。これらのように、オーバーステアが発生した場合は、車両1の重心80よりも前側部分は旋回円の内側方向に向かい、車両1の重心80よりも後側部分は旋回円の外側方向に向かう方向の回転モーメントが発生する。
When oversteer occurs while the vehicle 1 is turning, a rotational moment is generated in the vehicle 1 in a direction in which the rear side of the center of
このようにオーバーステアが発生することにより回転モーメントが発生した場合、実施例に係る車両挙動制御装置5を備える車両1は、ヨーレートセンサ59(図1参照)が設けられているため、この回転モーメントによる回転はヨーレートセンサ59でヨーレートとして検出する。このヨーレートセンサ59で検出したヨーレートが所定値以上の場合には、モータジェネレータ20は回生制動を行なう。モータジェネレータ20が回生制動を行なった場合には、回生制動による制動力は後輪42に作用する。
When a rotational moment is generated by the occurrence of oversteer in this manner, the vehicle 1 including the vehicle
モータジェネレータ20の回生制動による制動力が後輪42に作用した場合、後輪42付近には、車両1の進行方向の反対方向に作用する力である旋回時後輪制動力75が発生する。このため、後輪42には、この旋回時後輪制動力75と後輪横力76との合力である旋回時回生制動合力66が作用する。このように、モータジェネレータ20の回生制動による制動力が後輪42に作用した場合における旋回時回生制動合力66は、車両1の後方に向かいつつ、車両1にオーバーステアが発生した場合における回転モーメントの回転方向に対して、反対側に向かう方向の力になっている。つまり、モータジェネレータ20の回生制動による制動力が後輪42に作用した場合には、車両1には、オーバーステア時に発生する回転モーメントの方向に対して反対方向の回転モーメントが発生する。
When braking force due to regenerative braking of the
ここで、回生制動による回転モーメントと、オーバーステア時に発生する回転モーメントとは、重心80を中心とする回転方向が反対方向になっている。このため、車両1の旋回中のオーバーステア時に発生する回転モーメントと、回生制動による回転モーメントとは、互いに打ち消し合う作用をする。換言すると、回生制動による回転モーメントと、オーバーステア時に発生する回転モーメントとは、重心80を中心とする回転方向が反対方向になっているため、旋回走行時における回転モーメントの釣り合いを取ることができる。これにより、オーバーステアの発生時に後輪42に回生制動を作用させた場合には、オーバーステア時に発生する回転モーメントが低減するため、オーバーステアが低減する。
Here, the rotational moment caused by regenerative braking and the rotational moment generated during oversteering are opposite to each other in the direction of rotation about the center of
さらに、モータジェネレータ20の回生制動による制動力が後輪42に作用した場合、駆動力は0になり、代わりに旋回時後輪制動力75が後輪42に作用する。後輪42に旋回時後輪制動力75が作用した場合、後輪42のグリップ力は、この旋回時後輪制動力75と後輪横力76とに分散されるが、旋回時後輪制動力75は、駆動力よりも小さい力になるように制御される。このため、後輪横力76は、後輪42に駆動力が作用した場合と比較して大きくなる。
Further, when the braking force due to the regenerative braking of the
旋回時後輪制動力75が駆動力よりも小さい力になるように制御した場合には、このように後輪横力76は後輪42に駆動力が作用した場合と比較して大きくなるが、後輪横力76は、オーバーステア時に発生する回転モーメントの方向の反対方向に作用する力になっている。このため、後輪横力76が大きくなった場合には、オーバーステア時に発生する回転モーメントの方向に対して、より確実に反対方向の回転モーメントが発生する。従って、旋回時後輪制動力75が駆動力よりも小さい力になるように制御した場合における回転モーメントと、オーバーステア時に発生する回転モーメントとは互い打ち消し合うため、オーバーステア時に発生する回転モーメントは、より確実に小さくなる。
When the rear
図5は、車両の旋回中における旋回中心の移動を示す説明図である。また、車両1の旋回中は、旋回中の車速が速くなるに従って、車輪40にスリップが発生し易くなるため、旋回中心は前方に移動する。つまり、車両1の高速走行時における旋回中心である高速時旋回中心85は、車両1の低速走行時における旋回中心である低速時旋回中心86よりも車両1の進行方向における前方に移動する。このため、高速時旋回中心85から後輪42までの距離は、低速時旋回中心86から後輪42までの距離よりも大きくなるため、高速走行時における旋回では、低速走行時における旋回よりも後輪42に作用する横Gが大きくなる。従って、後輪42に作用する横Gは、後輪横力76(図4参照)よりも大きくなり易くなるため、後輪42は旋回円の半径方向における外方に流れ易くなる。このため、車両1は重心80を中心として、重心80よりも後側部分が旋回円の外側方向に向かう方向に車両1が回動し、車両1の向きが変わり易くなる。即ち、オーバーステアが発生し易くなる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing movement of the turning center during turning of the vehicle. Further, while the vehicle 1 is turning, the wheel 40 tends to slip as the vehicle speed during turning increases, so the turning center moves forward. That is, the high-
車両1が走行をする際には、上述したような挙動をするが、この車両1の走行中には、ECU90が車両1の各部を制御し、例えば、ECU90の処理部91が有する回生制動量制御部96では、モータジェネレータ20の回生制動量を制御する。この回生制動量制御部96は、オーバーステアの発生時にヨーレートセンサ59で検出したヨーレートに基づき、このヨーレートに適した大きさの回生制動量でモータジェネレータ20に回生制動を行なわせる制御をする。これにより、オーバーステアを低減する。また、このようにオーバーステアの発生時にヨーレートセンサ59で検出したヨーレートに基づいてモータジェネレータ20で回生制動を行なわせる場合は、目標となるヨーレートと実際のヨーレートとの差を比較しながら制御する、いわゆるフィードバック制御により制御する。
When the vehicle 1 travels, it behaves as described above. While the vehicle 1 is traveling, the
図6は、ヨーレートに基づいて回生制動をフィードバック制御する場合における説明図である。なお、モータジェネレータ20の回生制動は、ECU90の処理部91が有するモータジェネレータ制御部95と回生制動量制御部96とでモータジェネレータ20とリダクション機構21とを制御することにより回生制動量を変化させるが、以下のフィードバック制御に関する説明はフィードバック制御の概略の説明であるため、回生制動量制御部96及びリダクション機構21の説明は省略し、モータジェネレータ制御部95でモータジェネレータ20を制御することにより回生制動量を変化させるものとして説明する。
FIG. 6 is an explanatory diagram when the regenerative braking is feedback-controlled based on the yaw rate. Note that the regenerative braking of the
実施例に係る車両挙動制御装置5は、走行中の車両1のヨーレートが、オーバーステアが発生していない状態のヨーレートである目標ヨーレートに近付くようにフィードバック制御を行なうため、フィードバック制御が可能な構成になっている。具体的には、モータジェネレータ20は、ECU90の処理部91が有するモータジェネレータ制御部95で制御するが、このECU90には、さらに、モータジェネレータ20が理想的な状態で作動した場合における仮想のモータジェネレータ20である理想モータジェネレータ110が設定されている。
The vehicle
この理想モータジェネレータ110は、実際のモータジェネレータ20ではなく、ECU90の記憶部101に記憶されたソフトウェア、またはECU90とは異なるハードウェアにより設けられている。このように設けられる理想モータジェネレータ110は、目標ヨーレートに応じてモータジェネレータ20を制御した際に、理想的な回生制動を行なう仮想のモータジェネレータ20になっている。また、理想モータジェネレータ110は、理想的な状態におけるモータジェネレータ20に目標ヨーレートが入力された際における出力結果と、実際のモータジェネレータ20の出力結果とを比較することにより、実際のモータジェネレータ20の性能や運転状況による出力のバラツキを除去するために設けられている。
The
このため、目標ヨーレートは、理想モータジェネレータ110とモータジェネレータ制御部95に伝達可能になっており、モータジェネレータ制御部95によって制御されるモータジェネレータ20は、理想モータジェネレータ110とは異なり、実際に作動する。モータジェネレータ制御部95によって制御されるモータジェネレータ20が作動した場合には、作動した結果が、本フィードバック制御においてはヨーレートセンサ59で検出可能な実際のヨーレートであるヨーレートとして出力される。モータジェネレータ20が作動することにより出力される実ヨーレートは、理想モータジェネレータ110での出力結果と合わせてモータジェネレータ制御部95に出力結果を伝達可能に設けられている。
Therefore, the target yaw rate can be transmitted to the
このようにフィードバック制御が可能な車両挙動制御装置5で、目標ヨーレートに基づいてモータジェネレータ20の回生制動を行なう場合は、まず、目標ヨーレートが、理想モータジェネレータ110とモータジェネレータ制御部95とに伝達される。なお、車両の走行中には、ヨーレートが発生しない方が安定しているため、目標ヨーレートは、0または0に近い値で予め定められており、ECU90の記憶部101に記憶されている。この目標ヨーレートが、理想モータジェネレータ110とモータジェネレータ制御部95とに伝達される際には、まず、記憶部101に記憶された目標ヨーレートと、ヨーレートセンサ59で検出され、ECU90の処理部91が有するヨーレート取得部92で取得したヨーレートである実ヨーレートとの差を算出する。
When the vehicle
また、目標ヨーレートは、実ヨーレートとの差の算出に用いられると同時に、理想モータジェネレータ110に伝達される。目標ヨーレートが伝達された理想モータジェネレータ110は、目標ヨーレートが、この理想モータジェネレータ110に入力され、理想的な状態におけるモータジェネレータ20に目標ヨーレートが入力された場合における出力をする。つまり、理想モータジェネレータ110は、目標ヨーレートを入力することにより、理想的な状態におけるモータジェネレータ20を目標ヨーレートに基づいて作動させ、このモータジェネレータ20が回生制動を行なった場合におけるヨーレートを出力する。
Further, the target yaw rate is used to calculate a difference from the actual yaw rate, and at the same time, is transmitted to the
このように、理想モータジェネレータ110に目標ヨーレートが入力され、理想モータジェネレータ110からヨーレートが出力された場合には、さらにこのヨーレートと、ECU90のヨーレート取得部92で取得したヨーレートである実ヨーレートとの差を算出する。これらのヨーレートの差は、入力された信号の大きさを調整して出力可能なゲインブロック111に入力され、信号の大きさが調整される。ゲインブロック111でヨーレートの出力信号を調整した後は、さらに、上述した目標ヨーレートと実ヨーレートとの差と、ゲインブロック111から出力されたヨーレートとの差を算出する。
As described above, when the target yaw rate is input to the
ECU90のモータジェネレータ制御部95には、このようにして算出した算出結果が伝達される。モータジェネレータ制御部95では、この入力結果に基づき、モータジェネレータ20を制御して入力されたヨーレートに基づいて回生制動を行なわせる。これにより、車両1の挙動は変化し、ヨーレートセンサ59は、この挙動の変化によって変化するヨーレートを検出する。ヨーレートセンサ59で検出したヨーレートは、ヨーレート取得部92で取得し、再び記憶部101に記憶された目標ヨーレートとの差、及び理想モータジェネレータ110から出力されたヨーレートとの差の算出に用いられる。
The calculation result calculated in this way is transmitted to the motor
モータジェネレータ20の回生制動の制御は、このように、ヨーレートセンサ59による検出結果と目標ヨーレートとを比較することにより、ヨーレートセンサ59による検出結果が目標ヨーレートに近付くように制御する。つまり、モータジェネレータ20の回生制動の制御は、フィードバック制御により行なう。
As described above, the regenerative braking of the
図7は、本発明の実施例に係る車両挙動制御装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例に係る車両挙動制御装置5の制御方法、即ち、当該車両挙動制御装置5の処理手順について説明する。実施例に係る車両挙動制御装置5の処理手順では、まず車両1走行時におけるヨーレートを取得する(ステップST101)。このヨーレートは、車両1に設けられたヨーレートセンサ59による検出結果がECU90の処理部91が有するヨーレート取得部92に伝達され、このヨーレート取得部92で取得する。このようにヨーレート取得部92で取得したヨーレートが、上記のフィードバック制御の説明中における実ヨーレートになる。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of the vehicle behavior control apparatus according to the embodiment of the present invention. Next, a control method of the vehicle
次に、オーバーステアが発生しているかを判定する(ステップST102)。この判定は、ヨーレート取得部92で取得したヨーレートが、ECU90の処理部91が有するオーバーステア判定部93に伝達され、伝達されたヨーレートよりオーバーステア判定部93によって判定する。具体的には、ヨーレートセンサ59は、走行中における車両1の角度の変化と角速度とを検出し、検出結果をオーバーステア判定部93に伝達する。オーバーステア判定部93は、ヨーレートセンサ59から伝達された角速度と、オーバーステアが発生しているかの判定に用いる閾値とを比較し、角速度が閾値よりも大きい場合にはオーバーステアが発生していると判定する。
Next, it is determined whether oversteer has occurred (step ST102). In this determination, the yaw rate acquired by the yaw
なお、オーバーステアが発生しているか否かの判定に用いる閾値は、予めECU90の記憶部101に記憶されており、具体的には、上記のフィードバック制御の説明中における目標ヨーレートになっている。また、オーバーステア判定部93によってこの閾値と比較するヨーレートは、フィードバック制御の説明中における、目標ヨーレートと実ヨーレートとの差と、理想モータジェネレータ110から出力されたヨーレートと実ヨーレートとの差との差を算出することにより求められるヨーレートになっている。オーバーステア判定部93での判定により、オーバーステアは発生していないと判定された場合には、この処理手順から抜け出る。
Note that the threshold value used for determining whether or not oversteer has occurred is stored in advance in the
また、オーバーステア判定部93での判定により、オーバーステアが発生していると判定された場合には、次に、モータジェネレータ20での回生制動量を算出する(ステップST103)。この回生制動量の算出は、ヨーレート取得部92で取得したヨーレートが、ECU90の処理部91が有する回生制動量算出部94に伝達され、回生制動量算出部94で算出する。回生制動量算出部94は、ヨーレート取得部92から伝達されたヨーレートに基づいてモータジェネレータ20での回生制動量を算出する。詳しくは、回生制動量算出部94は、ヨーレート取得部92で取得したヨーレートが大きくなるに従って、回生制動量が大きくなるように算出する。
If it is determined by
次に、回生制動をONにする(ステップST104)。即ち、回生制動量を算出した後は、次に、モータジェネレータ20で回生制動を行なう。このように、モータジェネレータ20で回生制動を行なう場合には、ECU90の処理部91が有するモータジェネレータ制御部95によって、モータジェネレータ20への電気の供給を停止する。これにより、モータジェネレータ20は動力を発生しなくなり、後輪42から伝達される回転によって発電をしつつ、後輪42を制動する回生制動を行なう状態になる。
Next, regenerative braking is turned on (step ST104). That is, after calculating the regenerative braking amount, the
また、このように回生制動を行なう際には、回生制動量算出部94で算出した回生制動量が、ECU90の処理部91が有する回生制動量制御部96に伝達され、回生制動量制御部96でリダクション機構21を制御することにより制御する。詳しくは、回生制動量制御部96はリダクション機構21を制御し、後輪42の回転が後輪用ドライブシャフト28やリダクション機構21などを伝わってモータジェネレータ20に伝達される際に、モータジェネレータ20のトルクが、回生制動量算出部94で算出した回生制動量になる回転数になるようにリダクション機構21の変速比を変更する。
Further, when performing regenerative braking in this way, the regenerative braking amount calculated by the regenerative braking
このように、回生制動量制御部96でリダクション機構21を制御する場合には、モータジェネレータ20のトルクに対する回転数のマップ(図3参照)を予め作成して記憶部101に記憶させておく。モータジェネレータ20による回生制動量が、回生制動量算出部94で算出した回生制動量になるようにする制御するには、リダクション機構21の変速比を変更し、後輪42の回転が伝達されることにより回転するモータジェネレータ20の回転数を、回生制動量算出部94で算出した回生制動量、即ちモータジェネレータ20のトルクになる回転数にする。これにより、回生制動量算出部94で算出した回生制動量を、モータジェネレータ20に発生させることができる。
As described above, when the
また、このように回生制動量制御部96は、回生制動量算出部94で算出した回生制動量になるように、リダクション機構21を制御することを介してモータジェネレータ20の回生制動量を制御することができるように設けられている。詳しくは、回生制動量制御部96は、ヨーレート取得部92で取得したヨーレートが大きくなるに従って、モータジェネレータ20で発生させる回生制動の回生制動量を大きくすることが可能に設けられている。
In addition, the regenerative braking
以上の車両挙動制御装置5は、車両1の旋回中にヨーレートに基づいた大きさの回生制動量でモータジェネレータ20に回生制動を行なわせ、後輪42を制動している。このモータジェネレータ20は、車両1の走行中には、状況に応じて後輪42を駆動させたり回生制動によって制動したりしているので、車両1の旋回中にヨーレートに基づいた回生制動量で回生制動を行なうことにより後輪42を制動する場合、高い応答性で制動することができる。これにより、旋回中の車両1にオーバーステアが発生した場合でも、素早くオーバーステアを抑制できる。
The vehicle
また、このようなモータジェネレータ20は、車両1を走行させる動力源としてエンジン10とモータジェネレータ20とを併用するハイブリッド車両では従来から用いられており、また、ECU90の処理部91が有するヨーレート取得部92も、車両1の走行時における挙動を制御する場合には、従来から用いられている。これらのように、従来から用いられているモータジェネレータ20やヨーレート取得部92を用いてオーバーステアを抑制することにより、ブレーキを各車輪40で独立して制御可能に設けるなど車両1の装備が複雑な構成になることを抑制でき、製造コストが上昇することを抑制できる。これらの結果、コストの上昇を抑え、回生も行ないつつオーバーステアを抑制することができる。
Such a
また、実施例に係る車両挙動制御装置5は、ECU90の処理部91に、ヨーレート取得部92で取得したヨーレートよりオーバーステアが発生しているかを判定可能なオーバーステア判定部93を有している。このため、ヨーレートに基づいた回生制動量で回生制動を行なう際に、車両1にオーバーステアが発生しているか否かをオーバーステア判定部93で判定することができ、車両1にオーバーステアが発生しているとオーバーステア判定部93で判定した場合に、モータジェネレータ20で回生制動を行なうことができる。この結果、より確実にオーバーステアを抑制することができる。
In addition, the vehicle
また、このように、オーバーステアを抑制する際に、モータジェネレータ20の回生制動を用いて抑制することにより、車両1の走行時における運動エネルギーを回収することができる。この結果、車両1を走行させる際の低燃費化を図ることができる。
In addition, in this way, when oversteer is suppressed, the kinetic energy during travel of the vehicle 1 can be recovered by suppressing the regenerative braking of the
なお、上述した説明では、後輪42に駆動力が作用することにより発生するオーバーステアを抑制することについて説明してあるが、モータジェネレータ20の回生制動により抑制するオーバーステアは、後輪42に駆動力が作用することにより発生するオーバーステア以外のものでもよい。例えば、オーバーステアは、前輪41のグリップ力に対して後輪42のグリップ力が低い場合や、旋回半径に対して速い速度で旋回走行をした場合などでも発生するため、これらの原因により発生したオーバーステアも、モータジェネレータ20の回生制動により抑制してもよい。オーバーステアの発生原因に関わらず、ヨーレートに基づいた回生制動量でモータジェネレータ20を回生制動させることにより、コストの上昇を抑え、回生も行ないつつ、車両1の旋回走行時におけるオーバーステアを抑制することができる。
In the above description, it has been described that the oversteer generated by the driving force acting on the rear wheel 42 is suppressed. However, the oversteer suppressed by the regenerative braking of the
以上のように、本発明に係る車両挙動制御装置は、モータジェネレータで回生制動が可能な車両に有用であり、特に、後輪をモータジェネレータで駆動する車両に適している。 As described above, the vehicle behavior control device according to the present invention is useful for a vehicle that can be regeneratively braked by a motor generator, and is particularly suitable for a vehicle in which rear wheels are driven by a motor generator.
1 車両
5 車両挙動制御装置
10 エンジン
11 オルタネータ
12 補機
15 トランスミッション
20 モータジェネレータ
21 リダクション機構
25 前輪用デファレンシャルギア
26 後輪用デファレンシャルギア
27 前輪用ドライブシャフト
28 後輪用ドライブシャフト
40 車輪
41 前輪
42 後輪
50 高圧バッテリ
51 12Vバッテリ
52 DC/DCコンバータ
53 インバータ
59 ヨーレートセンサ
61 ステアリング
62 ステアリングシャフト
63 アクセルペダル
66 旋回時回生制動合力
72 前輪横力
75 旋回時後輪制動力
76 後輪横力
80 重心
81 前後方向軸
82 左右方向軸
85 高速時旋回中心
86 低速時旋回中心
90 ECU
91 処理部
92 ヨーレート取得部
93 オーバーステア判定部
94 回生制動量算出部
95 モータジェネレータ制御部
96 回生制動量制御部
101 記憶部
102 入出力部
110 理想モータジェネレータ
111 ゲインブロック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
91
Claims (1)
前記車両が有する後輪を駆動すると共に前記車両の減速時に回生制動が可能なモータジェネレータと、
前記ヨーレート取得手段で取得した前記ヨーレートより前記車両にオーバーステアが発生しているかを判定可能なオーバーステア判定手段と、
理想的な回生制動を行なう仮想のモータジェネレータとして設定される理想モータジェネレータと、
前記後輪に駆動力を作用させている状態での前記車両の旋回中に前記オーバーステア判定手段が前記車両にオーバーステアが発生していると判定した場合に、前記車両にオーバーステアが発生していない状態のヨーレートである目標ヨーレートを前記理想モータジェネレータに入力し、前記理想モータジェネレータで回生制動を行った場合における前記理想モータジェネレータでのヨーレートの出力結果と、前記ヨーレート取得手段で取得した前記ヨーレートと、前記目標ヨーレートと、に基づいた大きさの回生制動量で前記モータジェネレータに回生制動を行なわせることが可能な回生制動量制御手段と、
を備えることを特徴とする車両挙動制御装置。 A yaw rate acquisition means capable of acquiring the yaw rate of the vehicle;
A motor generator that drives the rear wheels of the vehicle and is capable of regenerative braking when the vehicle is decelerated;
Oversteer determination means capable of determining whether oversteer has occurred in the vehicle from the yaw rate acquired by the yaw rate acquisition means;
An ideal motor generator set as a virtual motor generator that performs ideal regenerative braking;
If the oversteer determination means determines that oversteer has occurred in the vehicle while the vehicle is turning with the driving force applied to the rear wheel, oversteer has occurred in the vehicle. The target yaw rate that is not in the state of being input is input to the ideal motor generator, and the output result of the yaw rate in the ideal motor generator when regenerative braking is performed by the ideal motor generator, and the yaw rate acquisition unit acquires the yaw rate Regenerative braking amount control means capable of causing the motor generator to perform regenerative braking with a regenerative braking amount having a magnitude based on a yaw rate and the target yaw rate;
A vehicle behavior control device comprising:
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