JP5636825B2 - Vehicle weight estimation device - Google Patents
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Description
本発明は、車重推定装置に関するものである。 The present invention relates to vehicle weight estimation equipment.
車重推定装置の一形式として、特許文献1に示されているものが知られている。特許文献1の図2に示されているように、車重推定装置においては、エンジントルク検出手段(S2)と、車速検出手段(車速センサ3)と、車両の加減速度検出手段(S3)と、エンジントルク、車速および加速度とから車両走行抵抗の演算式を用いて車両重量を演算する演算手段(S5、S6)とを備えて構成されている。 As a form of the vehicle weight estimation device, one disclosed in Patent Document 1 is known. As shown in FIG. 2 of Patent Document 1, in the vehicle weight estimation device, engine torque detection means (S2), vehicle speed detection means (vehicle speed sensor 3), vehicle acceleration / deceleration detection means (S3), , And calculating means (S5, S6) for calculating the vehicle weight from the engine torque, the vehicle speed and the acceleration using the calculation formula of the vehicle running resistance.
車両の運転制御装置の一形式として、特許文献2に示されているものが知られている。特許文献2の図2に示されているように、車両の運転制御装置においては、車両が横転傾向にあることを示す横転状態値が所定の開始しきい値を超えた場合に、横転抑制制御を実行するように構成された車両用横転抑制制御装置が知られている。この車両用横転抑制制御装置は、車両に発生する実横加速度を検出する実横加速度検出手段と、車両における重力成分を含まない理想的な横加速度に相当する規範横加速度を検出する規範横加速度検出手段(ステップ200)と、実横加速度検出手段によって検出された実横加速度と規範横加速度検出手段によって検出された規範横加速度との実質的な比率を求める比率演算手段(ステップ300)と、比率演算手段によって求められた実横加速度と規範横加速度との実質的な比率に基づいて、開始しきい値を変更する開始しきい値変更手段(ステップ400)と、を有している。
As a type of vehicle operation control device, one disclosed in
これにより、実横加速度と規範横加速度との比率が車両状態、つまり車両重量と重心高の両方を含んだ車両の横転し易さを示すパラメータとなっていることから、車両重量や重心高などを考慮した開始しきい値を設定することが可能となるようになっている。 As a result, the ratio between the actual lateral acceleration and the standard lateral acceleration is a parameter indicating the vehicle state, that is, the ease of rollover of the vehicle including both the vehicle weight and the center of gravity. It is possible to set a start threshold value in consideration of the above.
上述した特許文献1に記載の車重推定装置においては、エンジントルクが0である場合、すなわちアクセルペダルが踏み込まれていない場合(例えば車両旋回中であってアクセルペダルが踏み込まれていない場合、制動時である場合)、または4輪スリップしている場合には、車両重量を演算できない、あるいはできたとしても誤差を生じるという問題があった。 In the vehicle weight estimation device described in Patent Document 1 described above, when the engine torque is 0, that is, when the accelerator pedal is not depressed (for example, when the vehicle is turning and the accelerator pedal is not depressed), braking is performed. When the vehicle is slipping, or when the vehicle is slipping, there is a problem that the vehicle weight cannot be calculated or an error occurs even if it is possible.
一方、車両重量を使用する制御、例えば車両横転抑制制御を行う場合には、常に適切な車両重量の演算が行われていることが必要であり、特に横転が生じる可能性が高い車両の旋回中では車両重量の演算できることが必要である。 On the other hand, when performing control using vehicle weight, for example, vehicle rollover suppression control, it is necessary to always calculate an appropriate vehicle weight, particularly during turning of a vehicle that is likely to cause rollover. Then, it is necessary to be able to calculate the vehicle weight.
また、上述した特許文献2に記載の車両の運転制御装置においては、車両重量や重心高などを考慮した横転抑制制御の開始しきい値を設定することが可能となるが、車両の前後方向の重心位置(車重または車両の積載量)を考慮していないため、車両の積載量(車両の前後方向の重心位置)によっては横転抑制制御を適切に開始できないおそれがある。
Further, in the vehicle operation control device described in
そこで、本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、車両の旋回中において車両重量を適切かつ確実に演算する車重推定装置を提供することを目的とする。なお、本明細書において「車両重量」とは無積載の車両に所定の「積載量」の荷物を積載した重量をいう。また、車重は車両重量の省略形である。 The present invention has been made to solve the respective problems described above, an object of Hisage Kyosu Rukoto the vehicle weight estimation device for calculating a vehicle weight appropriately and reliably during turning of the vehicle. In the present specification, “vehicle weight” refers to the weight of a non-loaded vehicle loaded with a predetermined “loading amount” of luggage. Vehicle weight is an abbreviation for vehicle weight.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、車両に発生するヨーレートである実ヨーレートを取得する実ヨーレート取得手段と、車両に発生する横加速度を取得する横加速度取得手段と、車両の操舵輪の舵角を取得する舵角取得手段と、舵角取得手段により取得された車両の操舵輪の舵角、車両の車体速度、および車両の積載量が0であるときのスタビリティファクタに基づいて舵角ヨーレートを演算する舵角ヨーレート演算手段と、舵角ヨーレート演算手段により演算された舵角ヨーレートと実ヨーレート取得手段により取得された実ヨーレートとの偏差であるヨーレート偏差を演算するヨーレート偏差演算手段と、予め定められたヨーレート偏差と車両の積載量との関係と、ヨーレート偏差演算手段により演算されたヨーレート偏差とに基づいて、該ヨーレート偏差に応じた車両の積載量を演算する積載量演算手段と、を備えたことである。 In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention according to claim 1 is that the actual yaw rate acquisition means for acquiring the actual yaw rate that is the yaw rate generated in the vehicle, and the lateral acceleration that acquires the lateral acceleration generated in the vehicle. The acquisition means, the steering angle acquisition means for acquiring the steering angle of the steering wheel of the vehicle, the steering angle of the steering wheel of the vehicle, the vehicle body speed of the vehicle, and the loading amount of the vehicle acquired by the steering angle acquisition means are zero. A steering angle yaw rate calculating means for calculating the steering angle yaw rate based on the stability factor, and a yaw rate that is a deviation between the steering angle yaw rate calculated by the steering angle yaw rate calculating means and the actual yaw rate acquired by the actual yaw rate acquiring means The yaw rate deviation calculating means for calculating the deviation, the relationship between the predetermined yaw rate deviation and the vehicle load, and the yaw rate deviation calculating means Was based on the yaw rate deviation, a load amount calculating means for calculating a load of the vehicle in accordance with the yaw rate deviation is that having a.
請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、車両の積載量の演算を許可するか否かの判定を行う積載量演算許可判定手段をさらに備え、積載量演算許可判定手段により車両の積載量の演算を許可する旨の判定がされた場合に、積載量演算手段は車両の積載量の演算を行うことである。
The structural feature of the invention according to
請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項2において、横加速度取得手段により取得された横加速度に基づき演算された横加速度ヨーレートと取得された実ヨーレートとの偏差の絶対値が所定値より小さい場合に、積載量演算許可判定手段は、車両の積載量の演算を許可する旨の判定を行うことである。
The structural feature of the invention according to
請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項2において、車両のステアリングの操舵速度の絶対値が所定値より小さい場合に、積載量演算許可判定手段は、車両の積載量の演算を許可する旨の判定を行うことである。
The structural feature of the invention according to claim 4 is that, in
請求項5に係る発明の構成上の特徴は、請求項2において、横加速度取得手段により取得された横加速度が所定値より大きい場合に、積載量演算許可判定手段は、車両の積載量の演算を許可する旨の判定を行うことである。
The structural feature of the invention according to claim 5 is that, in
上記のように構成した請求項1に係る発明においては、ヨーレート偏差演算手段が、舵角取得手段により取得された車両の操舵輪の舵角、車両の車体速度、および車両の積載量が0であるときのスタビリティファクタに基づいて舵角ヨーレートを演算する舵角ヨーレート演算手段と、舵角ヨーレート演算手段により演算された舵角ヨーレートと実ヨーレート取得手段により取得された実ヨーレートとの偏差であるヨーレート偏差を演算する。積載量演算手段が、予め定められたヨーレート偏差と車両の積載量との関係と、ヨーレート偏差演算手段により演算されたヨーレート偏差とに基づいて、該ヨーレート偏差に応じた車両の積載量を演算する。 In the invention according to claim 1 configured as described above, the yaw rate deviation calculating means is such that the steering angle of the steering wheel of the vehicle, the vehicle body speed of the vehicle, and the loading amount of the vehicle acquired by the steering angle acquisition means are zero. A steering angle yaw rate calculation means for calculating a steering angle yaw rate based on a stability factor at a certain time, and a deviation between the steering angle yaw rate calculated by the steering angle yaw rate calculation means and the actual yaw rate acquired by the actual yaw rate acquisition means Calculate the yaw rate deviation. The load amount calculating means calculates the vehicle load amount according to the yaw rate deviation based on the relationship between the predetermined yaw rate deviation and the vehicle load amount and the yaw rate deviation calculated by the yaw rate deviation calculating means. .
つまり、事前に実験などで取得し予め設定することができる「車両の積載量が0であるときのスタビリティファクタ」および「ヨーレート偏差と車両の積載量との関係」と、センサなどを使用して実際に検出することができる車両の操舵輪の舵角および車両の車体速度とから、車両の旋回中において車両の積載量を演算することができる。すなわち、「車両の積載量が0であるときのスタビリティファクタ」および「ヨーレート偏差と車両の積載量との関係」を予め設定するとともに、車両の操舵輪の舵角および車両の車体速度を取得することができれば、アクセルペダルの踏み込み状態にかかわらず(エンジントルクの有無にかかわらず)、車両の旋回中において車両の積載量を演算することができ、また、誤差を抑制して車両の積載量を演算することができる。 In other words, using a sensor or the like, “stability factor when vehicle loading is zero” and “relationship between yaw rate deviation and vehicle loading” that can be acquired and set in advance through experiments, etc. From the steering angle of the steering wheel of the vehicle and the vehicle body speed of the vehicle that can be actually detected, the load amount of the vehicle can be calculated during the turning of the vehicle. That is, “stability factor when the vehicle load is 0” and “relation between the yaw rate deviation and the vehicle load” are set in advance, and the steering angle of the vehicle steering wheel and the vehicle body speed are acquired. If it is possible, the vehicle load can be calculated while the vehicle is turning, regardless of whether the accelerator pedal is depressed (regardless of whether the engine torque is present), and the vehicle load can be reduced while suppressing errors. Can be calculated.
これにより、車両の旋回中においてアクセルペダルが踏み込まれていない場合(例えば車両旋回中であってアクセルペダルが踏み込まれていない場合、制動時である場合)であっても、車両の積載量ひいては車両重量(=車両自体の重量+積載量)を常に適切かつ確実に演算する車重推定装置を提供することができる。 As a result, even when the accelerator pedal is not depressed while the vehicle is turning (for example, when the vehicle is turning and the accelerator pedal is not depressed, or during braking), the load amount of the vehicle and the vehicle It is possible to provide a vehicle weight estimation device that always calculates the weight (= the weight of the vehicle itself + the loaded amount) appropriately and reliably.
上記のように構成した請求項2に係る発明においては、請求項1において、車両の積載量の演算を許可するか否かの判定を行う積載量演算許可判定手段をさらに備え、積載量演算許可判定手段により車両の積載量の演算を許可する旨の判定がされた場合に、積載量演算手段は車両の積載量の演算を行う。これにより、車両の積載量の演算が許可される状況下でのみ車両の積載量の演算を行うことができるため、演算結果の信頼性を向上させることができる。
In the invention according to
上記のように構成した請求項3に係る発明においては、請求項2において、横加速度取得手段により取得された横加速度に基づき演算された横加速度ヨーレートと取得された実ヨーレートとの偏差の絶対値が所定値より小さい場合に、積載量演算許可判定手段は、車両の積載量の演算を許可する旨の判定を行う。これにより、実ヨーレートと横加速度ヨーレートとの偏差が小さい場合すなわち両ヨーレートがほぼ一致している場合である、車両の車輪がほぼグリップしている場合に、車両の積載量の演算を行うことができる。よって、より信頼性の高い演算結果を得ることができる。
In the invention according to
上記のように構成した請求項4に係る発明においては、請求項2において、車両のステアリングの操舵速度の絶対値が所定値より小さい場合に、積載量演算許可判定手段は、車両の積載量の演算を許可する旨の判定を行う。これにより、急旋回などの場合には、車両の積載量の演算精度が悪化するが、このような場合を除外することで、演算精度を向上させることができる。
In the invention according to claim 4 configured as described above, in
上記のように構成した請求項5に係る発明においては、請求項2において、横加速度取得手段により取得された横加速度が所定値より大きい場合に、積載量演算許可判定手段は、車両の積載量の演算を許可する旨の判定を行う。これにより、車両の直進中には、車両の積載量の演算精度が悪化するが、このような場合を除外することで、車両の旋回中において演算精度を向上させることができる。
In the invention according to claim 5 configured as described above, in
以下、本発明に係る車重推定装置(車両の運動制御装置)を適用した車両の一実施形態を図面を参照して説明する。図1はその車両の構成を示す概要図であり、図2は液圧ブレーキ装置Aの構成を示す概要図である。この車両Mは、車体前部に搭載した駆動源であるエンジン11の駆動力が駆動輪である後輪に伝達される形式のものである。車両Mは、荷物、貨物などを積載可能な車両(例えば、トラック)である。なお、前輪は車両の進行方向を任意に変えるための操舵輪である。また、車両Mは後輪駆動車でなく、他の駆動方式の車両例えば前輪駆動車、四輪駆動車でもよい。 Hereinafter, an embodiment of a vehicle to which a vehicle weight estimation device (vehicle motion control device) according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the vehicle, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the hydraulic brake device A. The vehicle M is of a type in which the driving force of the engine 11 that is a driving source mounted on the front part of the vehicle body is transmitted to the rear wheels that are driving wheels. The vehicle M is a vehicle (for example, a truck) that can load luggage, cargo, and the like. The front wheels are steering wheels for arbitrarily changing the traveling direction of the vehicle. Further, the vehicle M is not a rear wheel drive vehicle, but may be a vehicle of another drive system, such as a front wheel drive vehicle or a four wheel drive vehicle.
車両Mは、エンジン11、変速機12、プロペラシャフト13、ディファレンシャルギヤ14、左右前輪Wfl,Wfrおよび左右後輪Wrl,Wrrを備えている。エンジン11の駆動力は、変速機12で変速され、プロペラシャフト13およびディファレンシャルギヤ14を介して左右後輪Wrl,Wrrにそれぞれ伝達されるようになっている。
The vehicle M includes an engine 11, a
車両Mは、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに液圧制動力を直接付与して車両を制動させる液圧ブレーキ装置Aを備えている。液圧ブレーキ装置Aは、図2に示すように、各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrr、ブレーキ操作部材であるブレーキペダル31、真空式制動倍力装置32、マスタシリンダ33、リザーバタンク34、液圧自動発生装置であるブレーキアクチュエータ35、およびブレーキ制御ECU36を備えている。
The vehicle M includes a hydraulic brake device A that directly applies a hydraulic braking force to each wheel Wfl, Wfr, Wrl, Wrr to brake the vehicle. As shown in FIG. 2, the hydraulic brake device A includes wheel cylinders WCfl, WCfr, WCrl, WCrr, a
液圧ブレーキ装置Aを詳述する。各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrは、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの回転をそれぞれ規制するものであり、各キャリパCLfl,CLfr,CLrl,CLrrに設けられている。各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに基礎液圧および制御液圧の少なくともいずれかが供給されると、各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrの各ピストン(図示省略)が摩擦部材である一対のブレーキパッド(図示省略)を押圧して各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrと一体回転する回転部材であるディスクロータDRfl,DRfr,DRrl,DRrrを両側から挟んでその回転を規制するようになっている。なお、本実施形態においては、ディスク式ブレーキを採用するようにしたが、ドラム式ブレーキを採用するようにしてもよい。 The hydraulic brake device A will be described in detail. Each wheel cylinder WCfl, WCfr, WCrl, WCrr regulates rotation of each wheel Wfl, Wfr, Wrl, Wrr, and is provided in each caliper CLfl, CLfr, CLrl, CLrr. When at least one of the basic hydraulic pressure and the control hydraulic pressure is supplied to each wheel cylinder WCfl, WCfr, WCrl, WCrr, each piston (not shown) of each wheel cylinder WCfl, WCfr, WCrl, WCrr is a friction member. A pair of brake pads (not shown) are pressed to restrict the rotation of the disc rotors DRfl, DRfr, DRrl, DRrr, which are rotating members that rotate integrally with the wheels Wfl, Wfr, Wrl, Wrr from both sides. It has become. In this embodiment, the disc type brake is adopted, but a drum type brake may be adopted.
真空式制動倍力装置32は、エンジン11の吸気負圧をダイヤフラムに作用させてブレーキペダル31の踏み込み操作により生じるブレーキ操作力を助勢して倍力(増大)する倍力装置である。
The
マスタシリンダ33は、ドライバによるブレーキペダル31の操作力を変換して基礎液圧を形成し、その基礎液圧によって車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに摩擦制動力を発生させ得る装置である。本実施形態では、マスタシリンダ33は、真空式制動倍力装置32により倍力されたブレーキ操作力を基礎液圧に変換し、各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに供給する。
The
リザーバタンク34は、ブレーキ液を貯蔵してマスタシリンダ33にそのブレーキ液を補給するものである。
The
ブレーキアクチュエータ35は、マスタシリンダ33と各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrとの間に設けられて、ブレーキペダル31の操作の有無に関係なく自動的に形成した制御液圧をホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに付与し、対応する車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrに摩擦制動力を発生させ得る装置である。
The
図2を参照してブレーキアクチュエータ35の構成を詳述する。ブレーキアクチュエータ35は、独立して作動する液圧回路である複数の系統から構成されている。具体的には、ブレーキアクチュエータ35は、前後配管である第1系統35aと第2系統35bを有している。第1系統35aは、マスタシリンダ33の第1液圧室33aと左後輪Wrl,右後輪WrrのホイールシリンダWCrl,WCrrとをそれぞれ連通して、左後輪Wrl,右後輪Wrrの制動力制御に係わる系統である。第2系統35bは、マスタシリンダ33の第2液圧室33bと左前輪Wfl,右前輪WfrのホイールシリンダWCfl,WCfrとをそれぞれ連通して、左前輪Wfl,右前輪Wfrの制動力制御に係わる系統である。
The configuration of the
第1系統35aは、差圧制御弁41、左後輪液圧制御部42、右後輪液圧制御部43、および第1減圧部44を含んで構成されている。
The
差圧制御弁41は、マスタシリンダ33と、左後輪液圧制御部42の上流部および右後輪液圧制御部43の上流部との間に介装されている常開リニア電磁弁(常開リニアソレノイド弁)である。この差圧制御弁41は、ブレーキ制御ECU36により連通状態(非差圧状態)と差圧状態を切り替え制御されるものである。差圧制御弁41は非通電して通常連通状態とされているが、通電して差圧状態(閉じる側)にすることによりホイールシリンダWCrl,WCrr側の液圧をマスタシリンダ33側の液圧よりも所定の制御差圧分高い圧力に保持することができる。この制御差圧はブレーキ制御ECU36により制御電流に応じて調圧されるようになっている。これにより、ポンプ44aによる加圧を前提に制御差圧に相当する制御液圧が形成されるようになっている。
The differential
左後輪液圧制御部42は、ホイールシリンダWCrlに供給する液圧を制御可能なものであり、2ポート2位置切換型の常開電磁開閉弁である増圧弁42aと2ポート2位置切換型の常閉電磁開閉弁である減圧弁42bとから構成されている。増圧弁42aは、差圧制御弁41とホイールシリンダWCrlとの間に介装されており、ブレーキ制御ECU36の指令にしたがって差圧制御弁41とホイールシリンダWCrlとを連通または遮断できるようになっている。減圧弁42bは、ホイールシリンダWCrlと調圧リザーバ44cとの間に介装されており、ブレーキ制御ECU36の指令にしたがってホイールシリンダWCrlと調圧リザーバ44cとを連通または遮断できるようになっている。これにより、ホイールシリンダWCrl内の液圧が増圧・保持・減圧され得るようになっている。
The left rear wheel hydraulic
右後輪液圧制御部43は、ホイールシリンダWCrrに供給する液圧を制御可能なものであり、左後輪液圧制御部42と同様に増圧弁43aと減圧弁43bとから構成されている。増圧弁43aおよび減圧弁43bがブレーキ制御ECU36の指令により制御されて、ホイールシリンダWCrr内の液圧が増圧・保持・減圧され得るようになっている。
The right rear wheel hydraulic
第1減圧部44は、ポンプ44a、ポンプ用モータ44b、調圧リザーバ44cを含んで構成されている。ポンプ44aは、調圧リザーバ44c内のブレーキ液を汲み上げて、そのブレーキ液を差圧制御弁41と増圧弁42a,43aとの間に供給するようになっている。このポンプ44aは、ブレーキ制御ECU36の指令にしたがって駆動するポンプ用モータ44bによって駆動されるようになっている。
The first
調圧リザーバ44cは、ホイールシリンダWCrl,WCrrから減圧弁42b、43bを介して抜いたブレーキ液を一旦溜めておく装置である。また、調圧リザーバ44cは、マスタシリンダ33と連通しており、調圧リザーバ44c内のブレーキ液が所定量以下である場合には、マスタシリンダ33からブレーキ液が供給される一方で、所定量より多い場合には、マスタシリンダ33からのブレーキ液の供給が停止されるようになっている。
The pressure adjusting reservoir 44c is a device that temporarily stores brake fluid extracted from the wheel cylinders WCrl and WCrr via the
これにより、差圧制御弁41によって差圧状態が形成されるとともにポンプ44aが駆動されている場合(例えば、横転抑制制御、横滑り防止制御、トラクションコントロールなどの場合)、マスタシリンダ33から供給されているブレーキ液を調圧リザーバ44c経由で増圧弁42a,43aの上流に供給することができるようになっている。
Thereby, when a differential pressure state is formed by the differential
第2系統35bは、差圧制御弁51、左前輪液圧制御部52、右前輪液圧制御部53、および第2減圧部54を含んで構成されている。
The
差圧制御弁51は、マスタシリンダ33と、左前輪液圧制御部52の上流部および右前輪液圧制御部53の上流部との間に介装されている常開リニア電磁弁である。この差圧制御弁51は、差圧制御弁41と同様に、ブレーキ制御ECU36によりホイールシリンダWCfl,WCfr側の液圧をマスタシリンダ33側の液圧に対してよりも所定の制御差圧分高い圧力に保持できるようになっている。
The differential
左前輪液圧制御部52および右前輪液圧制御部53は、ホイールシリンダWCfl,WCfrに供給する液圧をそれぞれ制御可能なものであり、左後輪液圧制御部42と同様に、それぞれ増圧弁52aと減圧弁52b、増圧弁53aと減圧弁53bから構成されている。増圧弁52aと減圧弁52b、増圧弁53aと減圧弁53bがブレーキ制御ECU36の指令によりそれぞれ制御されて、ホイールシリンダWCfl内およびホイールシリンダWCfr内の液圧がそれぞれ増圧・保持・減圧され得るようになっている。
The left front wheel hydraulic
第2減圧部54は、第1減圧部44と同様に、ポンプ54a、ポンプ用モータ44b(第1減圧部44と共用)、調圧リザーバ54cを含んで構成されている。ポンプ54aは、調圧リザーバ44cと同様な調圧リザーバ54c内のブレーキ液を汲み上げて、そのブレーキ液を差圧制御弁51と増圧弁52a,53aとの間に供給するようになっている。このポンプ54aは、ブレーキ制御ECU36の指令にしたがって駆動するポンプ用モータ44bによって駆動されるようになっている。
Similar to the
このように構成されたブレーキアクチュエータ35は、通常ブレーキの際には全ての電磁弁が非励磁状態にされて、ブレーキペダル31の操作力に応じたブレーキ液圧、すなわち基礎液圧をホイールシリンダWC**にそれぞれ供給できるようになっている。なお、**は、各輪に対応する添え字であって、fl,fr,rl,rrのいずれかであり、左前、右前、左後、右後を示している。以下の説明及び図面において同じである。
In the
また、ポンプ用モータ44bすなわちポンプ44a,54aを駆動するとともに差圧制御弁41,51を励磁すると、マスタシリンダ33からの基礎液圧に制御液圧を加えたブレーキ液圧をホイールシリンダWC**にそれぞれ供給できるようになっている。
Further, when the
さらに、ブレーキアクチュエータ35は、増圧弁42a,43a,52a,53a、および減圧弁42b,43b,52b,53bを制御することでホイールシリンダWC**の液圧を個別に調整できるようになっている。これにより、ブレーキ制御ECU36からの指示により、例えば、周知のアンチスキッド制御、前後制動力配分制御、ESC(Electronic Stability Control)である横滑り防止制御(具体的には、アンダステア抑制制御、オーバステア抑制制御)、トラクションコントロール、車間距離制御、横転抑制制御等を達成できるようになっている。
Further, the
また、液圧ブレーキ装置Aは、車輪速度センサSfl,Sfr,Srl,Srrを備えている。車輪速度センサSfl,Sfr,Srl,Srrは、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの付近にそれぞれ設けられており、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの回転に応じた周波数のパルス信号をブレーキ制御ECU36に出力している。
In addition, the hydraulic brake device A includes wheel speed sensors Sfl, Sfr, Srl, Srr. Wheel speed sensors Sfl, Sfr, Srl, Srr are provided in the vicinity of each wheel Wfl, Wfr, Wrl, Wrr, and brake a pulse signal having a frequency according to the rotation of each wheel Wfl, Wfr, Wrl, Wrr. It is output to the
なお、液圧ブレーキ装置Aは、ブレーキペダル31が踏まれるとオンされ、踏み込みが解除されるとオフされるストップスイッチ31aを備えている。このストップスイッチ31aのオン・オフ信号はブレーキ制御ECU36に入力されるようになっている。
The hydraulic brake device A includes a stop switch 31a that is turned on when the
さらに、車両Mは、図1に示すように、ステアリング37aおよびステアリングセンサ37bを含んで構成されるステアリング装置37を備えている。ステアリング37aは、操舵輪(左右前輪)に連結されてドライバの操作によりその操舵輪の向きを任意に変えるものである。ステアリングセンサ37bは、ステアリング37aの操作量(回転角度)を検出するものである。ステアリング装置37のステアリングギヤ機構のトータルギヤ比は、予め決められた値に設定されており、ステアリング37aの回転角度(ハンドル角)/操舵輪の操舵角で示される値である。よって、このステアリングセンサ37bは操舵輪の操舵角を検出する舵角センサである。
Further, as shown in FIG. 1, the vehicle M includes a
さらに、車両Mは、ヨーレートセンサ38、および横加速度センサ39を備えている。ヨーレートセンサ38は、車体の重心近傍位置に組み付けられており、車両に発生している実際のヨーレートを検出するものである。横加速度センサ39は、車体の重心近傍位置に組み付けられており、車両に発生している実際の横加速度を検出するものである。
Further, the vehicle M includes a
さらに、車両Mは、ブレーキ制御ECU36を備えている。ブレーキ制御ECU36は、車両の運動(車両の姿勢)を制御(例えば横転抑制制御、ABS制御、ESC(横滑り防止制御))するための制御装置であり、舵角センサ37b、ヨーレートセンサ38、横加速度センサ39からの各検出信号や、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの車輪速度をそれぞれ検出する各車輪速センサSfl,Sfr,Srl,Srrからの各検出信号を受け取り、各種物理量を算出するものである。ブレーキ制御ECU36は、舵角センサ37bが出力するドライバによるステアリング37aの操作量に応じた操舵角ξを算出したり、ヨーレートセンサ38が出力する車両に発生している実際のヨーレートに応じた検出信号に基づいて実ヨーレート(実際のヨーレート)を算出したり、横加速度センサ39が出力する車両に発生している実際の横加速度に応じた検出信号に基づいて実際の横加速度を算出したりする。また、車輪速センサSfl,Sfr,Srl,Srrからの検出信号に基づいて、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの車輪速度や車速(車体速度)も算出するようになっている。
Further, the vehicle M includes a
そして、ブレーキ制御ECU36は、マイクロコンピュータ(図示省略)を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、CPU、RAMおよびROM(いずれも図示省略)を備えている。CPUは、図3のフローチャートに対応したプログラムを実行して、車両が横転しないように横転抑制制御を行う。RAMは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ROMは前記プログラムを記憶するものである。
The
次に、上記のように構成した車両の運動制御装置の作動を図3のフローチャートに沿って説明する。ブレーキ制御ECU36は、車両Mのイグニションスイッチ(図示省略)がオン状態にあるとき、所定の短時間毎に、上記フローチャートに対応したプログラムを繰り返し実行する。ブレーキ制御ECU36は、図3のステップ100にてプログラムの実行を開始する毎に、横加速度Gy、各車輪速度Vfl,Vfr,Vrl,Vrr、車体速度V、ハンドル角度θ、および実ヨーレート(実Yr)を取得する(ステップ102)。
Next, the operation of the vehicle motion control apparatus configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. When the ignition switch (not shown) of the vehicle M is in an on state, the
具体的には、ブレーキ制御ECU36は、横加速度センサ39からの横加速度の方向および大きさを表す信号を車両に発生する実際の横加速度Gyとして取得する(横加速度取得手段)。なお、車両のロール傾向の検出方法は、横加速度Gyを検出する方法だけでなく、車両の重心回りのロール角速度をロール角速度センサによって検出しその値を積分することによって検出するようにしてもよい。また、車高センサ、上下方向加速度センサなどによって検出した車高、上下加速度などから検出することもできる。
Specifically, the
ブレーキ制御ECU36は、各車輪Wfl,Wfr,Wrl,Wrrの車輪速度Vfl,Vfr,Vrl,Vrr、および車体速度Vを取得する(車輪速度取得手段、車体速度取得手段)。具体的には、車輪速センサSfl,Sfr,Srl,Srrからそれぞれ入力された各パルス列信号に基づいて同各パルス列信号の周期に反比例した値をそれぞれ各車輪速度Vfl,Vfr,Vrl,Vrrとして計算する。そして、これら各車輪速を平均した値を車体速度Vとして算出する。なお、左右前輪Wfl,Wfrまたは左右後輪Wrl,Wrrの各車輪速を平均した値を車体速度Vとして算出するようにしてもよい。また、変速機12の出力軸の回転をピックアップして同回転速度に反比例する周期を有するパルス列信号を出力する車速センサをブレーキ制御ECU36に接続して、ブレーキ制御ECU36は車速センサから入力されたパルス列信号に基づいて同パルス列信号の周期に反比例した値を車体速度Vとして算出するようにしてもよい。
The
ブレーキ制御ECU36は、車両Mのハンドル角度θを算出する。すなわち、ハンドル角度θは、下記数1に示すようにステアリングセンサ37bから入力された2相パルス列信号に基づいて、両パルス列信号のレベルが変化する毎に操舵軸(ステアリング37a)の回動方向(2相のパルス列信号のレベルの変化の仕方によって検出される)に応じて前回のハンドル角度θを所定角度Δθずつ増減することにより算出される。
The
(数1)
ハンドル角度θ=前回のハンドル角度θ+加算値×Δθ
上記数1の加算値は、ステアリング37aの回転方向を示すものであり、ステアリングセンサ37bから入力された2相パルス列信号の前回値および今回値の変化の仕方に基づいて決定される。例えば、前回値と今回値が(0,0)と同じであれば加算値は0であり、(0,0)の前回値が(0,1)となれば加算値は+1であり、(0,0)の前回値が(1,0)となれば加算値は−1である。
(Equation 1)
Handle angle θ = previous handle angle θ + added value × Δθ
The addition value of Equation 1 indicates the rotation direction of the
イグニッションスイッチ(図示しない)を投入した直後に、このハンドル角度θの初期値は0にリセットされ、これに基づきその後のハンドル角度θの計算が実行される。また、ハンドル角度θは初期値からの相対的な角度を表すのみで、絶対的な角度を表していないので、ハンドル角度θの中立点を算出してこの算出した中立点に基づいて補正されてはじめて中立点からの絶対角度であるハンドル角度θが算出される。 Immediately after the ignition switch (not shown) is turned on, the initial value of the handle angle θ is reset to 0, and the subsequent calculation of the handle angle θ is executed based on this. Further, the handle angle θ represents only a relative angle from the initial value, and does not represent an absolute angle. Therefore, a neutral point of the handle angle θ is calculated and corrected based on the calculated neutral point. For the first time, the handle angle θ, which is an absolute angle from the neutral point, is calculated.
また、ブレーキ制御ECU36は、ハンドル角度θと予め設定されているトータルギヤ比nとを下記数2に代入して操舵輪の舵角ξ(操舵輪の切れ角)を算出している(舵角取得手段)。
Also, the
(数2)
操舵輪の切れ角ξ=ハンドル角度θ/n
なお、操舵輪の切れ角ξとは、車両Mが直進する方向に対する操舵輪の操舵方向の角度のことをいう。
(Equation 2)
Steering wheel turning angle ξ = steering wheel angle θ / n
The steering wheel turning angle ξ refers to the angle of the steering direction of the steering wheel with respect to the direction in which the vehicle M travels straight.
ブレーキ制御ECU36は、ヨーレートセンサ38からのヨーレートの方向及び大きさを表す信号を車両に発生する実際のヨーレートである実ヨーレート(実Yr)として取得する(実ヨーレート取得手段)。なお、実ヨーレートを左右前輪Wfl,Wfr(または左右後輪Wrl,Wrr)の車輪速度に基づいて算出するようにしてもよい。
The
ブレーキ制御ECU36は、上述の各パラメータの取得が終了すると、ステップ104において、舵角ヨーレート(舵角Yr)を演算する(舵角ヨーレート演算手段)。具体的には、ブレーキ制御ECU36は、先に取得した車体速度Vおよび操舵輪の舵角ξを下記数3に代入して舵角Yrを演算する。
When the acquisition of each parameter described above is completed, the
ここで、Lは車両Mのホイールベースであり、A0は車両Mの積載量が0であるときのスタビリティファクタである。このスタビリティファクタA0は車両Mの積載量が0である場合に実験などで取得した値である。 Here, L is a wheel base of the vehicle M, and A0 is a stability factor when the loading amount of the vehicle M is zero. This stability factor A0 is a value obtained by experiment or the like when the loading amount of the vehicle M is zero.
ブレーキ制御ECU36は、ステップ106において、先に取得した実ヨーレート(実Yr)と先に演算した舵角ヨーレート(舵角Yr)との偏差であるヨーレート偏差ΔYrを演算する(ヨーレート偏差演算手段)。
In
そして、ブレーキ制御ECU36は、ステップ108において、車両Mの積載量の演算を許可するか否かの判定を行う(積載量演算許可判定手段)。具体的には、ブレーキ制御ECU36は、先に取得された横加速度に基づき演算された横加速度ヨーレート(横GYr)と先に取得された実ヨーレート(実Yr)との偏差を算出する。その算出された偏差が所定値(例えば3deg)より小さいか否かを判定する。なお、横加速度ヨーレートは、横加速度Gy/車体速度Vで演算される。
In
また、ブレーキ制御ECU36は、ステアリング37aの操舵速度の絶対値が所定値(例えば200deg/s)より小さいか否かを判定する。ステアリング37aの操舵速度は、単位時間あたりのハンドル回転角度であるので、ステアリング37aの操作時間と先に取得されたハンドル角θとから演算することができる。なお、ブレーキ制御ECU36は、操舵輪の舵角速度の絶対値が所定値(例えば10deg/s)より小さいか否かを判定するようにしてもよい。
The
また、ブレーキ制御ECU36は、先に取得された実際の横加速度Gyが所定値(例えば0.2G)より大きいか否かを判定する。
Further, the
ブレーキ制御ECU36は、以上の3つの判定のうちの何れか1つでも「否」判定である場合には、車両Mの積載量の演算を許可しない旨の判定をする。すなわち、3つの判定について全て「適」判定をする場合のみ演算を許可する旨の判定をする。なお、ブレーキ制御ECU36は、前述した3つの判定を行う代わりに、そのうちのいずれか2つの判定を行うようにしてもよいし、いずれか1つの判定を行うようにしてもよい。
The
ブレーキ制御ECU36は、先のステップ108にて車両Mの積載量の演算を許可する旨の判定をした場合には、ステップ110にて「YES」と判定し、プログラムをステップ112に進めて、車両Mの積載量を演算する。一方、ブレーキ制御ECU36は、先のステップ108にて車両Mの積載量の演算を許可しない旨の判定をした場合には、ステップ110にて「NO」と判定し、プログラムをステップ120に進めて、車両Mの積載量の演算、横転抑制制御の実行を行わないで上述した許可判定を所定の短時間毎に繰り返す。
If the
ブレーキ制御ECU36は、ステップ112において、予め定められたヨーレート偏差ΔYrと車両Mの積載量との関係と、ヨーレート偏差演算手段により演算されたヨーレート偏差ΔYrとに基づいて、該ヨーレート偏差ΔYrに応じた車両Mの積載量を演算する(積載量演算手段)。
In
ヨーレート偏差ΔYrと車両Mの積載量との関係は、図4に示すように、ヨーレート偏差ΔYrが大きくなるほど積載量が大きくなる関係にある。これは、次の理由による。車両Mにおいて、各車輪のトータルの横力が大きいほど車両は曲がりやすい(旋回しやすい)。トラックなど積載可能な車両については、積載量が大きいほど後輪の荷重が前輪よりも大きくなり後輪の横力が大きくなる。よって、積載量が大きいほど車両が曲がりやすくなる。このことから明らかなように、車両の積載量が大きくなると車両の重心の前後位置が後方に変位することを前提にすれば、車両の積載量が大きくなれば車両の実ヨーレートが大きくなる。詳しくは、車両の積載量が0である場合の舵角ヨーレートと比べて、実ヨーレートが大きくなる。すなわち、ヨーレート偏差ΔYrが大きくなる。 As shown in FIG. 4, the relationship between the yaw rate deviation ΔYr and the loading amount of the vehicle M is such that the loading amount increases as the yaw rate deviation ΔYr increases. This is due to the following reason. In the vehicle M, the larger the total lateral force of each wheel is, the easier the vehicle is to bend (turns easily). For vehicles that can be loaded, such as trucks, the larger the load, the greater the load on the rear wheels and the greater the lateral force on the rear wheels. Therefore, the larger the loading capacity, the easier the vehicle bends. As is clear from this, assuming that the front and rear positions of the center of gravity of the vehicle are displaced rearward as the vehicle load increases, the actual yaw rate of the vehicle increases as the vehicle load increases. Specifically, the actual yaw rate is larger than the rudder angle yaw rate when the loading amount of the vehicle is zero. That is, the yaw rate deviation ΔYr increases.
図5に示すように、車両が無積載時である場合には、ヨーレートは破線で示すように、ハンドル角が大きくなるほどヨーレート(実ヨーレート)が大きくなる。このとき、そのヨーレートは、舵角ヨーレートで示すこともでき、上述したようにその舵角ヨーレートは無積載時のスタビリティファクタA0、車体速度Vおよび操舵輪の舵角ξから算出される。 As shown in FIG. 5, when the vehicle is not loaded, the yaw rate (actual yaw rate) increases as the steering wheel angle increases, as indicated by the broken line. At this time, the yaw rate can also be indicated by the steering angle yaw rate, and as described above, the steering angle yaw rate is calculated from the stability factor A0 when not loaded, the vehicle body speed V, and the steering angle ξ of the steered wheels.
一方、車両が積載状態である場合には、ヨーレートは実線で示すように、ハンドル角が大きくなるほどヨーレート(実ヨーレート)が大きくなるとともに、無積載状態と比べて積載量が増大し前後重心位置も後方に変位するため、ヨーレート(実ヨーレート)は増大する。積載量が増大し、前後重心位置が後方に変位すれば横力が変動しコーナリングフォースも変動する。その結果、車両のステア特性、ひいてはスタビリティファクタが変化する。 On the other hand, when the vehicle is in a loaded state, as shown by the solid line, the yaw rate (actual yaw rate) increases as the steering wheel angle increases. Due to the backward displacement, the yaw rate (actual yaw rate) increases. If the loading amount increases and the front / rear center of gravity shifts backward, the lateral force changes and the cornering force also changes. As a result, the steering characteristics of the vehicle, and thus the stability factor, change.
すなわち、積載状態の車両の重心の前後位置変動によるスタビリティファクタの変動を、車両の旋回時に実際に発生するヨーレート(実ヨーレート)と無積載状態の舵角ヨーレートとの差で捉え、そのスタビリティファクタの変動から積載量の変動を捉え、これにより積載量を取得するようになっている。 That is, the stability factor fluctuation due to the fluctuation of the front and rear position of the center of gravity of the loaded vehicle is grasped by the difference between the yaw rate actually generated when the vehicle turns (actual yaw rate) and the rudder angle yaw rate in the unloaded state. The change in the load amount is detected from the change in the factor, and the load amount is acquired by this.
図5から明らかなように、あるハンドル角における無積載状態の舵角ヨーレートと実ヨーレートとの間に偏差(例えば図5の矢印で示す)が生じる場合には、積載量が増大されていることを意味している。積載量が0である場合には、実線で示す実ヨーレートではなく、破線で示す舵角ヨーレートとなるはずである。図5では、ある積載量での実ヨーレートを示しているが、積載量を変更すれば、その実ヨーレートは異なる。よって、偏差が異なれば、積載量は異なり、偏差と積載量は図4に示すような関係となる。 As is clear from FIG. 5, when a deviation (for example, indicated by an arrow in FIG. 5) occurs between the steering angle yaw rate in a non-loading state at a certain steering wheel angle and the actual yaw rate, the loading amount is increased. Means. When the loading amount is 0, the steering angle yaw rate shown by the broken line should be used instead of the actual yaw rate shown by the solid line. FIG. 5 shows the actual yaw rate at a certain load amount. However, if the load amount is changed, the actual yaw rate is different. Therefore, if the deviation is different, the loading amount is different, and the deviation and the loading amount have a relationship as shown in FIG.
なお、図4において、ヨーレート偏差ΔYrと車両Mの積載量との関係を示すグラフは、ヨーレート偏差ΔYrが小さい範囲では、積載量は0である。これは、図5に示す、無積載の舵角ヨーレートの誤差範囲を吸収することで、積載量の算出誤差を抑制するためである。また、ヨーレート偏差ΔYrが所定値より大きい範囲では、積載量は一定値である。これは、図5に示すように、ハンドル角度が一定角度より大きくなると偏差はほぼ一定となるためである。 In FIG. 4, the graph showing the relationship between the yaw rate deviation ΔYr and the load amount of the vehicle M has a load amount of 0 in a range where the yaw rate deviation ΔYr is small. This is because the calculation error of the load amount is suppressed by absorbing the error range of the unloaded rudder angle yaw rate shown in FIG. Further, in the range where the yaw rate deviation ΔYr is larger than the predetermined value, the loading amount is a constant value. This is because, as shown in FIG. 5, when the handle angle becomes larger than a certain angle, the deviation becomes almost constant.
そして、ブレーキ制御ECU36は、ステップ114において、予め定められた横転抑制制御の開始閾値(以下、制御閾値という。)と積載量との関係と、先にステップ112にて演算された積載量とに基づいて、該積載量に応じた制御閾値を演算する(制御閾値演算手段)。
Then, in
制御閾値と車両Mの積載量との関係は、図6に示すように、積載量がWbからWaまでの間の範囲においては、積載量が大きくなるほど制御閾値が小さくなる関係にある。積載量がWbであるとき制御閾値はGybに設定され、積載量がWaであるとき制御閾値はGyaに設定される。WbはWaより小さい値であり、GybはGyaより大きい値である。具体的な一例としては、Wbは4000Kgであり、Waは8000Kgであり、Gyaは0.4Gであり、Gybは0.6Gである。なお、制御閾値と車両Mの積載量との関係は、操舵速度が大きい場合や、車体速度が大きい場合には、全体として制御閾値が小さい値となる。すなわち、図6の制御閾値−積載量特性ラインが下方に移動する。 As shown in FIG. 6, the relationship between the control threshold and the load amount of the vehicle M is such that the control threshold decreases as the load amount increases in the range between the load amount Wb and Wa. When the loading amount is Wb, the control threshold is set to Gyb, and when the loading amount is Wa, the control threshold is set to Gya. Wb is a value smaller than Wa, and Gyb is a value larger than Gya. As a specific example, Wb is 4000 Kg, Wa is 8000 Kg, Gya is 0.4 G, and Gyb is 0.6 G. Note that the relationship between the control threshold value and the load amount of the vehicle M is a small value as a whole when the steering speed is high or the vehicle body speed is high. That is, the control threshold value-loading amount characteristic line in FIG. 6 moves downward.
これにより、積載量(車両総重量)が大きい場合には制御閾値が小さい値に設定されるため、小さい横加速度でも横転抑制制御を開始することができる。よって、積載量が大きい場合には、横転抑制制御を旋回当初から確実に開始することができる。一方、積載量(車両総重量)が小さい場合には制御閾値が大きい値に設定されるため、横加速度がある程度大きくなってからでも横転抑制制御を開始することができる。よって、横転抑制制御の開始をできるだけ遅延させることで、その開始までにすでに行われている制御(例えばESC制御)をより長く行うことができる。 As a result, when the load amount (total vehicle weight) is large, the control threshold is set to a small value, so that the rollover suppression control can be started even with a small lateral acceleration. Therefore, when the loading amount is large, the rollover suppression control can be reliably started from the beginning of the turn. On the other hand, when the loading amount (total vehicle weight) is small, the control threshold is set to a large value, so that the rollover suppression control can be started even after the lateral acceleration has increased to some extent. Therefore, by delaying the start of the rollover suppression control as much as possible, the control (for example, ESC control) already performed before the start can be performed for a longer time.
そして、ブレーキ制御ECU36は、先にステップ102にて取得された横加速度がステップ114にて演算された制御閾値以上である場合には、ステップ116にて「YES」と判定しプログラムをステップ118に進めて、車両Mの横転を抑制するように制御する横転抑制制御を行う。一方、ブレーキ制御ECU36は、先にステップ102にて取得された横加速度がステップ114にて演算された制御閾値未満である場合には、ステップ116にて「NO」と判定しプログラムをステップ120に進めて、車両Mの横転抑制制御の実行を行わないで上述した横加速度と制御閾値との比較を繰り返す。
If the lateral acceleration previously acquired at
ブレーキ制御ECU36は、ステップ118において、横転抑制制御を行う。このとき、例えば、ステップ102で取得した実ヨーレートや舵角から、車両が右旋回中であるか左旋回中であるかが判定され、その旋回方向に応じた対象輪に対して制動力が発生させられるようにブレーキアクチュエータ35を制御する。横転抑制制御とは、少なくとも一輪以上の車輪に制動力を付与するように制御することである。例えば、外側の前後輪に制動力を付与するように制御する。また、ブレーキアクチュエータ35のポンプの能力が大きければ、四輪全てに制動力を付与するように制御する。
In
なお、ブレーキ制御ECU36は、「車重推定装置」であり、「車両の運転制御装置」である。
The
上述した説明から明らかなように、本実施形態によれば、ヨーレート偏差演算手段(ステップ106)が、舵角取得手段(ステップ102)により取得された車両の操舵輪の舵角、車両の車体速度、および車両の積載量が0であるときのスタビリティファクタに基づいて舵角ヨーレートを演算する舵角ヨーレート演算手段(ステップ104)と、舵角ヨーレート演算手段(ステップ104)により演算された舵角ヨーレートと実ヨーレート取得手段(ステップ102)により取得された実ヨーレートとの偏差であるヨーレート偏差を演算する。積載量演算手段(ステップ112)が、予め定められたヨーレート偏差と車両の積載量との関係と、ヨーレート偏差演算手段(ステップ106)により演算されたヨーレート偏差とに基づいて、該ヨーレート偏差に応じた車両の積載量を演算する。 As is apparent from the above description, according to the present embodiment, the yaw rate deviation calculating means (step 106) determines the steering angle of the steering wheel of the vehicle acquired by the steering angle acquisition means (step 102), the vehicle body speed of the vehicle. , And rudder angle yaw rate calculating means (step 104) for calculating the rudder angle yaw rate based on the stability factor when the vehicle load is 0, and the rudder angle calculated by the rudder angle yaw rate calculating means (step 104). A yaw rate deviation that is a deviation between the yaw rate and the actual yaw rate acquired by the actual yaw rate acquisition means (step 102) is calculated. The load amount calculation means (step 112) responds to the yaw rate deviation based on the relationship between the predetermined yaw rate deviation and the vehicle load amount and the yaw rate deviation calculated by the yaw rate deviation calculation means (step 106). Calculate the load capacity of the selected vehicle.
つまり、事前に実験などで取得し予め設定することができる「車両の積載量が0であるときのスタビリティファクタ」および「ヨーレート偏差と車両の積載量との関係」と、センサなどを使用して実際に検出することができる車両の操舵輪の舵角および車両の車体速度とから、車両の旋回中において車両の積載量を演算することができる。すなわち、「車両の積載量が0であるときのスタビリティファクタ」および「ヨーレート偏差と車両の積載量との関係」を予め設定するとともに、車両の操舵輪の舵角および車両の車体速度を取得することができれば、アクセルペダルの踏み込み状態にかかわらず(エンジントルクの有無にかかわらず)、車両の旋回中において車両の積載量を演算することができ、また、誤差を抑制して車両の積載量を演算することができる。 In other words, using a sensor or the like, “stability factor when vehicle loading is zero” and “relationship between yaw rate deviation and vehicle loading” that can be acquired and set in advance through experiments, etc. From the steering angle of the steering wheel of the vehicle and the vehicle body speed of the vehicle that can be actually detected, the load amount of the vehicle can be calculated during the turning of the vehicle. That is, “stability factor when the vehicle load is 0” and “relation between the yaw rate deviation and the vehicle load” are set in advance, and the steering angle of the vehicle steering wheel and the vehicle body speed are acquired. If it is possible, the vehicle load can be calculated while the vehicle is turning, regardless of whether the accelerator pedal is depressed (regardless of whether the engine torque is present), and the vehicle load can be reduced while suppressing errors. Can be calculated.
これにより、車両の旋回中においてアクセルペダルが踏み込まれていない場合(例えば車両旋回中であってアクセルペダルが踏み込まれていない場合、制動時である場合)であっても、車両の積載量ひいては車両総重量(=車両自体の重量+積載量)を常に適切かつ確実に演算する車重推定装置を提供することができる。 As a result, even when the accelerator pedal is not depressed while the vehicle is turning (for example, when the vehicle is turning and the accelerator pedal is not depressed, or during braking), the load amount of the vehicle and the vehicle It is possible to provide a vehicle weight estimation device that always calculates the total weight (= the weight of the vehicle itself + the loaded amount) appropriately and reliably.
また、車両の積載量の演算を許可するか否かの判定を行う積載量演算許可判定手段(ステップ108,110)をさらに備え、積載量演算許可判定手段により車両の積載量の演算を許可する旨の判定がされた場合に、積載量演算手段(ステップ112)は車両の積載量の演算を行う。これにより、車両の積載量の演算が許可される状況下でのみ車両の積載量の演算を行うことができるため、演算結果の信頼性を向上させることができる。
The vehicle further includes load amount calculation permission determination means (
また、横加速度取得手段(ステップ102)により取得された横加速度に基づき演算された横加速度ヨーレートと取得された実ヨーレートとの偏差の絶対値が所定値より小さい場合に、積載量演算許可判定手段(ステップ108)は、車両の積載量の演算を許可する旨の判定を行う。これにより、実ヨーレートと横加速度ヨーレートとの偏差が小さい場合すなわち両ヨーレートがほぼ一致している場合である、車両の車輪がほぼグリップしている場合に、車両の積載量の演算を行うことができる。よって、より信頼性の高い演算結果を得ることができる。 Further, when the absolute value of the deviation between the lateral acceleration yaw rate calculated based on the lateral acceleration acquired by the lateral acceleration acquisition means (step 102) and the acquired actual yaw rate is smaller than a predetermined value, the load amount calculation permission determination means In (Step 108), it is determined that the calculation of the loading amount of the vehicle is permitted. As a result, when the deviation between the actual yaw rate and the lateral acceleration yaw rate is small, that is, when both yaw rates are almost the same, the vehicle load amount can be calculated when the vehicle wheel is almost gripped. it can. Therefore, a more reliable calculation result can be obtained.
また、車両のステアリングの操舵速度の絶対値が所定値より小さい場合に、積載量演算許可判定手段(ステップ108)は、車両の積載量の演算を許可する旨の判定を行う。これにより、急旋回などの場合には、車両の積載量の演算精度が悪化するが、このような場合を除外することで、演算精度を向上させることができる。 Further, when the absolute value of the steering speed of the vehicle steering is smaller than the predetermined value, the load amount calculation permission determination means (step 108) determines that the calculation of the load amount of the vehicle is permitted. Thereby, in the case of a sudden turn or the like, the calculation accuracy of the load amount of the vehicle is deteriorated, but by excluding such a case, the calculation accuracy can be improved.
また、横加速度取得手段(ステップ102)により取得された横加速度が所定値より大きい場合に、積載量演算許可判定手段(ステップ108)は、車両の積載量の演算を許可する旨の判定を行う。これにより、車両の直進中には、車両の積載量の演算精度が悪化するが、このような場合を除外することで、車両の旋回中において演算精度を向上させることができる。 In addition, when the lateral acceleration acquired by the lateral acceleration acquisition unit (step 102) is larger than a predetermined value, the loading amount calculation permission determination unit (step 108) determines that the calculation of the loading amount of the vehicle is permitted. . Thereby, while the vehicle is traveling straight ahead, the calculation accuracy of the load capacity of the vehicle is deteriorated. By excluding such a case, the calculation accuracy can be improved while the vehicle is turning.
また、上述した車重推定装置が車両の積載量を演算し(ステップ112)、制御閾値演算手段(ステップ114)が、予め定められた制御閾値と積載量との関係と、積載量演算手段(ステップ112)により演算された積載量とに基づいて、該積載量に応じた制御閾値を演算し、横転抑制制御手段(ステップ118)が、横加速度取得手段により取得された横加速度が制御閾値演算手段により演算された制御閾値以上である場合に、車両の横転を抑制するように制御する横転抑制制御を行う。これにより、車両の旋回中において適切かつ確実に演算された車両重量を使用して、適切に横転抑制制御を行うことができる。よって、車両のロールを抑制しつつトレース性を確保することができる。 Further, the vehicle weight estimation device described above calculates the load amount of the vehicle (step 112), and the control threshold value calculation means (step 114) determines the relationship between the predetermined control threshold value and the load amount and the load amount calculation means ( Based on the load amount calculated in step 112), a control threshold value corresponding to the load amount is calculated, and the rollover suppression control means (step 118) calculates the lateral acceleration acquired by the lateral acceleration acquisition means as a control threshold value calculation. When it is equal to or greater than the control threshold calculated by the means, rollover suppression control is performed to control the vehicle to rollover. Thereby, rollover suppression control can be appropriately performed using the vehicle weight that is appropriately and reliably calculated while the vehicle is turning. Therefore, it is possible to ensure traceability while suppressing the roll of the vehicle.
なお、上述した実施形態においては、ヨーレート偏差ΔYrと積載量との関係(図4に示す)を使用して、ヨーレート偏差ΔYrから積載量を演算するようにしたが(ステップ112)、これに代えて、車両の前後重心位置(前後方向の重心位置)から積載量を演算するようにしてもよい。具体的には、まず、ヨーレート偏差ΔYrとスタビリティファクタ偏差との関係(図7に示す)と、演算されたヨーレート偏差ΔYrとから、スタビリティファクタ偏差を演算する。次に、スタビリティファクタ偏差と前後重心位置偏差との関係(図8に示す)と、演算されたスタビリティファクタ偏差とから、前後重心位置偏差を演算する。そして、前後重心位置偏差と積載量偏差との関係(図9に示す)と、演算された前後重心位置偏差とから、積載量偏差(すなわち積載量)を演算する。 In the above-described embodiment, the load amount is calculated from the yaw rate deviation ΔYr using the relationship between the yaw rate deviation ΔYr and the load amount (shown in FIG. 4) (step 112). Thus, the loading amount may be calculated from the front / rear center of gravity position (front / rear direction center of gravity position). Specifically, first, the stability factor deviation is calculated from the relationship between the yaw rate deviation ΔYr and the stability factor deviation (shown in FIG. 7) and the calculated yaw rate deviation ΔYr. Next, the front / rear center of gravity position deviation is calculated from the relationship between the stability factor deviation and the front / rear center of gravity position deviation (shown in FIG. 8) and the calculated stability factor deviation. Then, the load amount deviation (that is, the load amount) is calculated from the relationship between the front and rear center of gravity position deviation and the load amount deviation (shown in FIG. 9) and the calculated front and rear center of gravity position deviation.
上述したように、積載状態の車両の重心の前後位置変動によるスタビリティファクタの変動は、車両の旋回時に実際に発生するヨーレート(実ヨーレート)と無積載状態の舵角ヨーレートとの差で捉えることができる。換言すると、図7に示すように、スタビリティファクタ偏差とヨーレート偏差とはよい相関関係がある。さらに、上述したように、無積載状態と比べて積載量が増大すると前後重心位置も後方に変位するため、ヨーレート(実ヨーレート)は増大し、その結果ヨーレート偏差が増大する。換言すると、図8に示すように、前後重心位置偏差とスタビリティファクタ偏差とはよい相関関係がある。さらに、上述したように、トラックなど積載可能な車両については、積載量が大きいほど後輪の荷重が前輪よりも大きくなり後輪の横力が大きくなる。よって、積載量が大きいほど車両が曲がりやすくなる。換言すると、図9に示すように、積載量偏差と前後重心位置偏差とはよい相関関係がある。 As described above, stability factor fluctuations due to fluctuations in the longitudinal position of the center of gravity of a loaded vehicle are captured by the difference between the yaw rate actually generated when the vehicle turns (actual yaw rate) and the rudder angle yaw rate in the unloaded state. Can do. In other words, as shown in FIG. 7, the stability factor deviation and the yaw rate deviation have a good correlation. Further, as described above, when the loading amount increases as compared with the non-loading state, the front / rear center of gravity position is also displaced rearward, so that the yaw rate (actual yaw rate) increases, and as a result, the yaw rate deviation increases. In other words, as shown in FIG. 8, there is a good correlation between the front / rear centroid position deviation and the stability factor deviation. Further, as described above, for a vehicle that can be loaded, such as a truck, the larger the load, the larger the load on the rear wheel, and the greater the lateral force on the rear wheel. Therefore, the larger the loading capacity, the easier the vehicle bends. In other words, as shown in FIG. 9, there is a good correlation between the load amount deviation and the front / rear center-of-gravity position deviation.
これにより、ブレーキ制御ECU36(積載量演算手段)は、予め定められたヨーレート偏差と車両の前後重心位置偏差との関係と、ヨーレート偏差演算手段(ステップ106)により演算されたヨーレート偏差とに基づいて、該ヨーレート偏差に応じた車両の前後重心位置偏差を演算し、予め定められた車両の前後重心位置偏差と車両の積載量との関係と、演算された車両の前後重心位置偏差とに基づいて、該車両の前後重心位置偏差に応じた車両の積載量偏差を演算する。これにより、ヨーレート偏差とよい相関がある車両の前後重心位置偏差を演算し、車両の前後重心位置偏差とよい相関がある積載量偏差(すなわち積載量)を演算することができる。 Thus, the brake control ECU 36 (loading amount calculation means) is based on the predetermined relationship between the yaw rate deviation and the front / rear center of gravity position deviation of the vehicle, and the yaw rate deviation calculated by the yaw rate deviation calculation means (step 106). , Calculating the front / rear center of gravity position deviation of the vehicle according to the yaw rate deviation, and based on a predetermined relationship between the front / rear center of gravity position deviation of the vehicle and the loading amount of the vehicle and the calculated front / rear center of gravity position deviation of the vehicle The load amount deviation of the vehicle according to the front and rear center of gravity position deviation of the vehicle is calculated. Thereby, the front-rear center-of-gravity position deviation of the vehicle having a good correlation with the yaw rate deviation can be calculated, and the load amount deviation (that is, the load amount) having a good correlation with the front-rear center of gravity position deviation of the vehicle can be calculated.
11…エンジン、31…ブレーキペダル、32…真空式制動倍力装置、33…マスタシリンダ、34…リザーバタンク、35…ブレーキアクチュエータ、36…ブレーキ制御ECU、37b…ステアリングセンサ、38…ヨーレートセンサ、39…横加速度センサ、41,51…差圧制御弁、42…左後輪液圧制御部、43…右後輪液圧制御部、44…第1減圧部、52…左前輪液圧制御部、53…右前輪液圧制御部、54…第2減圧部、Wfl,Wfr,Wrl,Wrr…車輪、Sfl,Sfr,Srl,Srr…車輪速センサ、WCfl,WCfr,WCrl,WCrr…ホイールシリンダ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine, 31 ... Brake pedal, 32 ... Vacuum brake booster, 33 ... Master cylinder, 34 ... Reservoir tank, 35 ... Brake actuator, 36 ... Brake control ECU, 37b ... Steering sensor, 38 ... Yaw rate sensor, 39 ... lateral acceleration sensor, 41, 51 ... differential pressure control valve, 42 ... left rear wheel hydraulic pressure control unit, 43 ... right rear wheel hydraulic pressure control unit, 44 ... first pressure reducing unit, 52 ... left front wheel hydraulic pressure control unit, 53 ... Right front wheel hydraulic pressure control unit, 54 ... Second pressure reducing unit, Wfl, Wfr, Wrl, Wrr ... Wheel, Sfl, Sfr, Srl, Srr ... Wheel speed sensor, WCfl, WCfr, WCrl, WCrr ... Wheel cylinder.
Claims (5)
前記車両に発生する横加速度を取得する横加速度取得手段(ステップ102)と、
前記車両の操舵輪の舵角を取得する舵角取得手段(ステップ102)と、
前記舵角取得手段により取得された前記車両の操舵輪の舵角、前記車両の車体速度、および前記車両の積載量が0であるときのスタビリティファクタに基づいて舵角ヨーレートを演算する舵角ヨーレート演算手段(ステップ104)と、
前記舵角ヨーレート演算手段により演算された前記舵角ヨーレートと前記実ヨーレート取得手段により取得された前記実ヨーレートとの偏差であるヨーレート偏差を演算するヨーレート偏差演算手段(ステップ106)と、
予め定められた前記ヨーレート偏差と前記車両の積載量との関係と、ヨーレート偏差演算手段により演算された前記ヨーレート偏差とに基づいて、該ヨーレート偏差に応じた前記車両の積載量を演算する積載量演算手段(ステップ112)と、
を備えたことを特徴とする車重推定装置。 An actual yaw rate acquisition means (step 102) for acquiring an actual yaw rate that is a yaw rate generated in the vehicle (M);
Lateral acceleration acquisition means (step 102) for acquiring lateral acceleration generated in the vehicle;
Rudder angle obtaining means (step 102) for obtaining the rudder angle of the steered wheels of the vehicle;
A rudder angle that calculates a rudder angle yaw rate based on the steering angle of the steered wheels of the vehicle acquired by the rudder angle acquisition means, the vehicle body speed of the vehicle, and the stability factor when the loading amount of the vehicle is zero. A yaw rate calculation means (step 104);
Yaw rate deviation calculating means (step 106) for calculating a yaw rate deviation which is a deviation between the rudder angle yaw rate calculated by the rudder angle yaw rate calculating means and the actual yaw rate acquired by the actual yaw rate acquiring means;
A loading amount for calculating the loading amount of the vehicle according to the yaw rate deviation based on the predetermined relationship between the yaw rate deviation and the loading amount of the vehicle and the yaw rate deviation calculated by the yaw rate deviation calculating means. Computing means (step 112);
A vehicle weight estimation device comprising:
前記車両の積載量の演算を許可するか否かの判定を行う積載量演算許可判定手段(ステップ108)をさらに備え、
前記積載量演算許可判定手段により前記車両の積載量の演算を許可する旨の判定がされた場合に、前記積載量演算手段は前記車両の積載量の演算を行うことを特徴とする車重推定装置。 In claim 1,
A load amount calculation permission determining means (step 108) for determining whether or not the calculation of the load amount of the vehicle is permitted;
The vehicle weight estimation characterized in that the load amount calculation means calculates the load amount of the vehicle when it is determined by the load amount calculation permission determination means that the calculation of the load amount of the vehicle is permitted. apparatus.
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