JPH1183685A

JPH1183685A - 後２軸車両のスタビリティファクタ導出方法及び目標ヨーレイト設定方法

Info

Publication number: JPH1183685A
Application number: JP24860897A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Matsuda; 克司松田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-03-26
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: JP3624929B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡便な演算式を用いた後２軸車両のスタビリ
ティファクタ導出方法及び目標ヨーレイト設定方法を提
供する。【解決手段】車両諸元としての各車軸間距離Ｌ₁，
Ｌ₂，Ｌ₃を求め、前輪Ｆに対する各後輪ＦＲ，ＲＲのコ
ーナリングパワー比の代表的値を設定した後、これら各
車軸間距離及びコーナリングパワー比の代表的値に基づ
き２輪モデルに等価な車軸間距離を設定する。車両の定
常円旋回時に検出した車速、前輪操舵角、実ヨーレイト
及び設定した等価車軸間距離Ｌに基づいて簡便な演算式
から後２軸車両のスタビリティファクタを導出する。一
方、車両の一般走行時には、検出した車速、前輪操舵
角、導出したスタビリティファクタ及び設定した等価車
軸間距離に基づき車両の目標ヨーレイトを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、後２軸車両にお
いて、その旋回特性の指標を得るためのスタビリティフ
ァクタ導出方法及び目標ヨーレイト設定方法に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】例えば、特開平６−２３９２１６
号公報には、車両の旋回運動制御に好適した制動力制御
装置が開示されている。この公知の制動力制御装置にあ
っては、車両の走行時、ヨーレイトフィードバック制御
を実行するにあたり、検出した車速Ｖ及び前輪操舵角δ
に基づいて定常円旋回における車両のスタビリティファ
クタＡとヨーレイトの関係式から目標ヨーレイトγを算
出するものとなっている。そして、車両の制動力は、検
出した実ヨーレイトを目標ヨーレイトに一致させるべく
制御されている。

【０００３】具体的には、上述した公知のヨーレイトフ
ィードバック制御技術によれば、車両の目標ヨーレイト
γは、次式（１）から算出される。

【０００４】

【数１】

【０００５】なお、Ｌ：前後輪車軸間距離である。ここ
で、車両のスタビリティファクタＡは、理論的には次式
（２）より定義される。

【０００６】

【数２】

【０００７】なお、ｍ：車両質量Ｌ_f：車両重心点と前輪車軸間の距離Ｌ_r：車両重心点と後輪車軸間の距離Ｋ_f：前輪のコーナリングパワーＫ_r：後輪のコーナリングパワーである。このようなスタビリティファクタは、車両の旋
回特性を決定付ける重要な指標であり、車両の旋回運動
を制御するにあたって重要な要素となるものである。ま
た、車両のスタビリティファクタは、車両諸元としての
Ｌ，Ｌ_f，Ｌ_r及びＫ_f，Ｋ_rが決定されれば、これら諸元
に基づき上式（２）から一義的にその理論値が定まる。

【０００８】実際のヨーレイトフィードバック制御にあ
たって、上式（１）のスタビリティファクタＡに式
（２）から得た理論値をそのまま適用することは可能で
あるが、このような理論値、つまり、車両諸元から得ら
れるデータとしてのスタビリティファクタと、実際の制
御対象車両に固有のスタビリティファクタとの間には誤
差が生じている場合が多い。

【０００９】そこで、このような誤差を補償した車両の
スタビリティファクタを求めるためには、実際の車両を
定常円旋回走行させ、この定常円旋回時の車速、前輪操
舵角及び実ヨーレイトをそれぞれ検出し、そして、これ
ら検出値に基づき上式（１）から逆算によりスタビリテ
ィファクタを求める方法がより好適しているものと考え
られる。

【００１０】上述した方法によれば、実車に即したスタ
ビリティファクタを容易に求めることができる。また、
実際の目標ヨーレイトの設定にあたっては、このように
して求めたスタビリティファクタが適用されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上式（１）
に示す車両のスタビリティファクタとヨーレイトとの関
係は、前後輪の車軸がそれぞれ１軸ずつの車両につい
て、その力学的運動モデルを２輪モデルとしたときの定
常円旋回の運動方程式から得られるものである。しかし
ながら、車軸が前１軸・後２軸である車両にあっては、
前後の車軸間距離Ｌを具体的に１つの値にて特定するこ
とができず、このため上式（１）の関係をそのまま適用
することはできない。この点、前の車軸と後２軸の中間
位置（例えばトラニオン中心）との間の距離を代替的に
車軸間距離Ｌとすることも考えられるが、このようなＬ
の値は２輪モデルのＬの値との等価性に欠けるため、上
式（１）によっても高精度に車両のスタビリティファク
タを求めることはできない。

【００１２】また、目標ヨーレイトは車両のスタビリテ
ィファクタに基づいて設定されるものであるが、スタビ
リティファクタの精度が低ければ、もはや的確な目標ヨ
ーレイトを設定することは困難である。この発明は上述
した事情に基づいてなされたもので、その目的とすると
ころは、後２軸車両であっても、スタビリティファクタ
及び目標ヨーレイト等の車両旋回特性の指標を簡便且つ
高精度に得ることができるスタビリティファクタ導出方
法及び目標ヨーレイト設定方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の後２軸車両のスタビリティファクタ導出
方法は、車両諸元としての各車軸間距離Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃
をそれぞれ使用し、また、前輪に対する前方及び後方後
輪のコーナリングパワー比の代表的値Ｘ₁，Ｘ₂をそれぞ
れ設定して、これらＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃及びＸ₁，Ｘ₂に基づ
いて等価車軸間距離Ｌを設定するものとしている。

【００１４】従って、請求項１のスタビリティファクタ
導出方法によれば、前１軸・後１軸車両で一般的に使用
されるスタビリティファクタ導出式に適用可能な等価車
軸間距離Ｌが特定されるので、実際の車両を旋回走行さ
せて検出した車速Ｖ、前輪操舵角δ及び実ヨーレイト
γ、そして、設定した等価車軸間距離Ｌに基づいて、前
１軸・後１軸車両で一般的に使用されるスタビリティフ
ァクタとヨーレイトとの関係式から後２軸車両のスタビ
リティファクタＡが算出される。

【００１５】また、請求項２の目標ヨーレイト設定方法
は、請求項１と同様の方法によりスタビリティファクタ
Ａを導出した後、車両の走行時、検出した車速Ｖ、前輪
操舵角δ、そして、導出したスタビリティファクタＡ及
びスタビリティファクタＡの導出に際して既に設定した
等価車軸間距離Ｌに基づき目標ヨーレイトγ^*を設定す
るものとなっている。この場合でも、上述した関係式か
ら後２軸車両の目標ヨーレイトγ^*が設定される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の後２軸車両のス
タビリティファクタ導出方法及び目標ヨーレイト設定方
法について具体的に詳述する。図１を参照すると、後２
軸車両の一例として、後２軸式のトラック１が概略的に
示されている。すなわち、このトラック１は、その前車
軸ａfが１軸である一方、後車軸は２軸タイプとなって
いる。前車軸ａfに対応する前輪Ｆは、運転者によるハ
ンドル操作に応じて操舵可能な操舵車輪である。また、
後２軸のうち後前軸ａfr、つまり、前方の後車軸は、図
示しないエンジンから駆動系を介して動力の伝達を受け
る駆動軸となっており、この後前軸ａfrに対応する前方
後輪ＦＲは、駆動力を発生する駆動輪である。これに対
し、後後軸ａrr、つまり、後方の後車軸はデッド軸であ
り、この後後軸ａrrに対応する後方後輪ＲＲは単なる遊
動輪である。つまり、このトラック１の駆動方式は、い
わゆる６×２方式となっている。ただし、この発明が適
用される後２軸車両は、当該トラック１のみに限定され
るものではなく、その他の後２軸車両であってもよい。

【００１７】ここで、本発明のスタビリティファクタ導
出方法及び目標ヨーレイト設定方法について説明する前
に、後２軸車両の運動方程式から得られるヨーレイトと
スタビリティファクタとの関係について説明する。図２
を参照すると、後２軸車両における旋回時の力学的運動
モデルが示されている。なお、この運動モデルは、車両
のトレッドを無視した後２軸車両に等価的な線形３輪モ
デルである。同図に示すモデルにおいて、車速をＶ、前
輪操舵角をδ、実ヨーレイトをγ、車体スリップ角を
β、そして、各車輪Ｆ，ＦＲ，ＲＲのタイヤに働くコー
ナリングフォースをそれぞれＹ_f，Ｙ_r1，Ｙ_r2とする
と、後２軸車両の横方向の運動は次式（３）で表され
る。

【００１８】

【数３】

【００１９】なお、ｍ：車体質量である。また、車両の
重心点Ｐｇから各車輪Ｆ，ＦＲ，ＲＲの車軸までの距離
をそれぞれＬ_f，Ｌ_r1，Ｌ_r2とすると、車両の重心点Ｐ
ｇ回りのヨーイング運動は次式（４）で表される。

【００２０】

【数４】

【００２１】なお、Ｉ：車両のヨーイング慣性モーメン
トである。ここで、各車輪Ｆ，ＦＲ，ＲＲのタイヤスリ
ップ角β_f，β_r1，β_r2は、それぞれ、 β_f＝β＋Ｌ_f・γ／Ｖ−δ β_r1＝β−Ｌ_r1・γ／Ｖ β_r2＝β−Ｌ_r2・γ／Ｖとなる。

【００２２】また、各コーナリングフォースＹ_f，
Ｙ_r1，Ｙ_r2は、それぞれ、Ｙ_f＝−Ｋ_f・β_f＝−Ｋ_f・（β＋Ｌ_f・γ／Ｖ−δ）Ｙ_r1＝−Ｋ_r1・β_r1＝−Ｋ_r1・（β−Ｌ_r1・γ／Ｖ）Ｙ_r2＝−Ｋ_r2・β_r2＝−Ｋ_r2・（β−Ｌ_r2・γ／Ｖ）となる。なお、Ｋ_f，Ｋ_r1，Ｋ_r2はそれぞれ、各車輪
Ｆ，ＦＲ，ＲＲのコーナリングパワーである。

【００２３】従って、これらβ_f，β_r1，β_r2及びＹ_f，
Ｙ_r1，Ｙ_r2をそれぞれ式（１），（２）に代入して纏め
ると、

【００２４】

【数５】

【００２５】

【数６】

【００２６】がそれぞれ得られる。上式（５），（６）
に定常円旋回の条件dβ／dt＝０，dγ／dt＝０をそれぞ
れ代入し、両式からβを消去して１つの式に纏めた後、
式をγについて解けば、後２軸車両のヨーレイトγを表
す式、

【００２７】

【数７】

【００２８】が得られる。上式（７）から表されるよう
に、後２軸車両の場合、前軸と後軸との車軸間距離が定
量的な１つの値に特定されないため、式（１）のような
ヨーレイトとスタビリティファクタの簡単な関係式は得
られない。（この点、公知のように前後各１軸車両の場
合、２輪モデルにおける重心点から前軸までの距離Ｌ_f
と後軸までの距離Ｌ_rの和を車軸間距離Ｌとして式
（１）を容易に得ることができる。）そこで、本発明の
発明者は、上式（７）を以下のように変形し、式（１）
との関連から後２軸車両のヨーレイトとスタビリティフ
ァクタとの関係を見出すよう試みた。

【００２９】すなわち、式（７）は、次式（８）の形式
に変形し得る。

【００３０】

【数８】

【００３１】式（１）との関連において、上式（８）
中、Ｋ_f，Ｋ_r1，Ｋ_r2及びＬ_f，Ｌ_r1，Ｌ_r2が含まれる部
分をそれぞれ、

【００３２】

【数９】

【００３３】

【数１０】

【００３４】とおけば、上式（８）を次式（11）

【００３５】

【数１１】

【００３６】の形式、つまり、式（１）と同様の形式に
て表すことができる。発明者は、後２軸車両のヨーレイ
トγを上式（11）にて表したとき、Ａ：２輪モデルに等価的なスタビリティファクタＬ：２輪モデルに等価的な前後車軸間距離であるとすれば、図２に示される後２軸車両の３輪モデ
ルを２輪モデルと等価的に扱うことが可能であることに
着目した。

【００３７】更に発明者は、上式（10）から定量的にＬ
の値、つまり、等価車軸間距離を得るため、以下の検討
を行った。等価車軸間距離Ｌは、単に物理量として長さ
の次元のみにて表されるべき性質のものであるが、式
（10）には各車輪のコーナリングパワーＫ_f，Ｋ_r1，Ｋ
_r2（次元：N/rad）が含まれている。そこで、発明者
は、Ｋ_f，Ｋ_r1，Ｋ_r2を無次元化することを試み、Ｋ_r1／Ｋ_f＝ｘ₁：前輪Ｆに対する前方後輪ＦＲのコーナ
リングパワー比Ｋ_r2／Ｋ_f＝ｘ₂：前輪Ｆに対する後方後輪ＲＲのコーナ
リングパワー比として、式（10）を

【００３８】

【数１２】

【００３９】と改めた。また、Ｌ_f，Ｌ_r1，Ｌ_r2はそれ
ぞれ定量値であるが、図２に示されるように車両の重心
点位置を考慮しなければその値を求めることができな
い。そこで、Ｌ_f＋Ｌ_r1＝Ｌ₁，Ｌ_f＋Ｌ_r2＝Ｌ₂，Ｌ_r2−
Ｌ_r1＝Ｌ₃（＝Ｌ₂−Ｌ₁）とすれば、等価車軸間距離Ｌ
は、

【００４０】

【数１３】

【００４１】と表すことができる。なお、上述した
Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃は、図１の軸距寸法にも示されるよう
に、Ｌ₁：前車軸と後前車軸との車軸間距離Ｌ₂：前車軸と後後車軸との車軸間距離Ｌ₃：後前車軸と後後車軸との車軸間距離であり、車両の重心位置に無関係な一定の物理量であ
る。

【００４２】また、式（９）からスタビリティファクタ
Ａは、

【００４３】

【数１４】

【００４４】と表すことができる。式（13）から明らか
なように、コーナリングパワー比ｘ₁，ｘ₂を定数として
設定すれば、等価車軸間距離Ｌの値を具体的に特定する
ことができるものと考えられる。各車輪のコーナリング
パワーＫ_f，Ｋ_r1，Ｋ_r2は、それぞれの輪荷重に依存し
て、使用されるタイヤの特性から決定される変数であ
る。図３には、トラック１に使用されているタイヤにつ
いて、輪荷重（Ｗ）に対するコーナリングパワー（Ｃ
ｐ）の関係を表すタイヤＣｐ特性曲線が示されており、
同図から明らかなように、車輪のコーナリングパワー
は、輪荷重の増加に伴って増大するものである。従っ
て、トラック１の各車輪に同一仕様のタイヤが使用され
ているとき、各車輪のコーナリングパワーＫ_f，Ｋ_r1，
Ｋ_r2は、それぞれの輪荷重に依存して変化する。

【００４５】一方、各車輪の輪荷重は、トラック１にお
いて設定されている各車軸ａf，ａfr，ａrrに対する軸
重の配分比に基づいて決定される。トラック１に積載さ
れる荷物の積載荷重が、この配分比に従って各車輪に分
担されるとき、各車輪の輪荷重比は略一定であると考え
られる。従って、このような輪荷重比から決定されるコ
ーナリングパワー比ｘ₁，ｘ₂もまた、積載荷重に関わら
ずある程度一定の値をとるものと考えられる。

【００４６】このようなタイヤＣｐ特性を根拠として、
上述したコーナリングパワー比ｘ₁，ｘ₂をある程度一定
のものとして取り扱えば、式（13）から等価車軸間距離
Ｌを定量値として特定することができる。そして、等価
車軸間距離Ｌが特定されれば、前１軸・後１軸車両と同
様の手法、つまり、ヨーレイトとスタビリティファクタ
の関係式（11）から、逆算により後２軸車両のスタビリ
ティファクタＡを容易に求めることが可能となる。

【００４７】発明者は、以上の理論的な裏付けの下に後
２軸車両の運動モデルを等価的に２輪モデルに置き換え
ることができることを確認し、本発明のスタビリティフ
ァクタ導出方法及び目標ヨーレイト設定方法を創案する
に至ったものである。以下、スタビリティファクタ導出
方法の実施例について、具体的な工程を挙げて順次説明
する。但し、本発明は以下の実施例に挙げる工程のみに
限定されるものではない。

【００４８】先ず、測定工程では、各車軸間距離が測定
される。具体的には、図１に示されるように、前輪Ｆと
前方後輪ＦＲとの車軸間距離Ｌ₁、前輪Ｆと後方後輪Ｒ
Ｒとの車軸間距離Ｌ₂及び前方後輪ＦＲと後方後輪ＲＲ
との車軸間距離Ｌ₃がそれぞれ測定される。なお、この
測定工程において、これら各車軸間距離Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃
の値を実際の測定作業によらず、当該トラック１の設計
諸元に基づくデータから得ることとしてもよい。

【００４９】次に、代表的値設定工程では、各車輪のコ
ーナリングパワーＫ_f，Ｋ_r1，Ｋ_r2に基づいて、前輪Ｆ
に対する後輪ＦＲ，ＲＲそれぞれのコーナリングパワー
比ｘ ₁，ｘ₂の代表的な値、つまり、それぞれの代表的値
Ｘ₁，Ｘ₂が設定される。ところで、後２軸式トラックで
は、通常、後前軸と後後軸の軸重比（以下、「タンデム
比」という。）は、１：１に設定されている。この場
合、前方後輪ＦＲと後方後輪ＲＲとの輪荷重は略等し
く、これら各後輪ＦＲ，ＲＲのコーナリングパワー
Ｋ_r1，Ｋ_r2もまた略等しくなる。従って、積載状況に関
わらず、前輪Ｆに対する前方後輪ＦＲのコーナリングパ
ワー比ｘ₁と後方後輪ＲＲのコーナリングパワー比ｘ₂は
略等しいものと考えられる。

【００５０】これに対し、駆動軸となる後前軸の軸重を
後後軸の軸重よりも大きく設定した後２軸式トラックで
は、上述したタンデム比が１：（１以下の値）であり、
この場合、前方後輪ＦＲと後方後輪ＲＲとの輪荷重が異
なるため、前輪Ｆに対する前方後輪ＦＲのコーナリング
パワー比ｘ₁と後方後輪ＲＲのコーナリングパワー比ｘ₂
は等しくならない。

【００５１】また、空車時に後２軸の軸重を駆動軸側に
より大きく配分する軸重移動装置（特開平８−１９７９
２８号公報等に記載）が搭載された後２軸式トラックで
は、荷物積載時のタンデム比が１：１に設定されていて
も、この軸重移動装置の作動時にタンデム比が１：（１
以下の値）となる。この場合もまた前輪Ｆに対する前方
後輪ＦＲのコーナリングパワー比ｘ₁と後方後輪ＲＲの
コーナリングパワー比ｘ₂は等しくならない。

【００５２】従って、この代表的値設定工程では、３軸
それぞれに軸荷重が異なっている状況をも考慮して、各
後輪ＦＲ，ＲＲの前輪Ｆに対するコーナリングパワー比
ｘ₁，ｘ₂の代表的値Ｘ₁，Ｘ₂をそれぞれ別個に設定する
ものとしている。図４から図７には、荷物の積載状況別
に各車輪の輪荷重が変化する様子が示されている。な
お、このトラック１には上述した軸重移動装置が搭載さ
れており、軸重移動装置の非作動時におけるタンデム比
は１：１に設定されているものとする。

【００５３】先ず、図４を参照すると、空車状態、つま
り、トラック１に荷物が全く積載されていないときの輪
荷重の様子が示されている。この空車状態では、軸重移
動装置（図示されていない）の作動により、後前軸の軸
重の方が後後軸の軸重よりも大きくなっており、この場
合、前方後輪ＦＲの輪荷重Ｗfrの方が後方後輪ＲＲの輪
荷重Ｗrrよりも大きい。

【００５４】次に、図５を参照すると、積車標準状態、
つまり、積荷Ｃを荷台の全域に亘って均等に積載したと
きの様子が示されている。この場合、軸重移動装置は非
作動の状態であり、後２軸のタンデム比は１：１、つま
り、後前軸と後後軸の軸重は等しい。従って、この積車
標準状態における輪荷重Ｗfr，Ｗrrは略等しくなる。図
６には、積車前荷状態、つまり、積荷を荷台の前方領域
のみに積載したときの様子が示されている。この場合、
積車標準状態に比べ前輪Ｆの軸重が極端に大きいため、
その輪荷重Ｗfもまた極端に大きくなるが、積車標準状
態と同様に各後輪ＦＲ，ＲＲの輪荷重Ｗfr，Ｗrrは略等
しくなる。

【００５５】また図７には、積荷を荷台の後方領域のみ
に積載した積車後荷状態が示されており、この場合、輪
荷重Ｗfは極端に小さくなるが、各後輪の輪荷重Ｗfr，
Ｗrrは略等しくなる。発明者が図４から図７に示される
各積載状況別に、実際のトラック１について各車輪の輪
荷重を測定した結果によれば、空車時を除く積車時、つ
まり、タンデム比が１：１の場合、積載状況に関わらず
コーナリングパワー比ｘ₁，ｘ₂の値は略同じとなること
が確認されている。

【００５６】トラック１に荷物が積載されている場合、
代表的値設定工程において設定すべきコーナリングパワ
ー比の代表的値Ｘ₁，Ｘ₂には、例えば、積車標準状態に
おけるコーナリングパワー比ｘ₁，ｘ₂の値をそれぞれ採
用することができる。これに対し、トラック１に荷物が
積載されていない場合、設定すべきコーナリングパワー
比の代表的値Ｘ₁，Ｘ₂には、空車時におけるコーナリン
グパワー比ｘ ₁，ｘ₂の値がそれぞれ採用される。

【００５７】なお、この代表的値設定工程では、上述の
ように実測した輪荷重から求めたコーナリングパワー比
によらず、トラック１において設定されている軸重配分
比、軸重移動装置作動時のタンデム比及びタイヤＣｐ特
性を考慮して、トラック１の諸元から決定されるデータ
としてのコーナリングパワー比ｘ₁，ｘ₂から代表的値Ｘ
₁，Ｘ₂をそれぞれ設定することとしてもよい。

【００５８】等価車軸間距離設定工程では、測定したＬ
₁，Ｌ₂，Ｌ₃及び設定したＸ₁，Ｘ₂に基づいて、式（1
3）から算出される等価車軸間距離Ｌの値が設定され
る。次に、定常時検出工程では、トラック１を実際に定
常円旋回走行させたときの車速Ｖ、前輪Ｆの操舵角δ及
びトラック１に発生する実ヨーレイトγがそれぞれ検出
される。この場合、定常円旋回の状況として、例えば、
車体に発生する横加速度が重力加速度の0.3倍以下で、
トラック１が一定の車速で一定半径の円旋回を行う状況
を設定することができる。

【００５９】ここで図８を参照すると、上述したスタビ
リティファクタ導出方法の実施に好適した装置の概略図
が示されている。この装置は、車速を検出する車速検出
手段と、前輪操舵角を検出する操舵角検出手段及び車両
に発生する実ヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段
を有しており、具体的には、車速検出手段としての車速
センサ１０、操舵角検出手段としての操舵角センサ１２
及び実ヨーレイト検出手段としてのヨーレイトセンサ１
４等の各種センサを備えている。

【００６０】また、図８に示される装置は、各種センサ
からの検出信号に基づいて演算処理を実行する演算ユニ
ット１６も備えている。この演算ユニット１６には、上
述したコーナリングパワー比の代表的値Ｘ₁，Ｘ₂を設定
するための設定ブロック１８、等価車軸間距離Ｌを設定
するための設定ブロック２０、次の算出工程においてス
タビリティファクタＡを算出するための算出ブロック２
２及び後述する目標ヨーレイトγ^*を設定するための設
定ブロック２４等の複数の演算処理ブロックが含まれ
る。

【００６１】更に、この装置は、演算ユニット１６に対
し種々のデータを入力可能なデータ入力部２６を備えて
いる。このデータ入力部２６を介して演算ユニット１６
に入力された種々のデータは、演算ユニット１６内の図
示しないメモリに蓄積され、必要に応じて読み出すこと
ができるようになっている。また、演算ユニット１６に
は、上述した軸重移動装置３０から、その作動信号が入
力されるようになっており、演算ユニット１６は、この
作動信号の有無によりトラック１の積車又は空車状態を
判定することができる。

【００６２】従って、上述した各車軸間距離Ｌ₁，Ｌ₂，
Ｌ₃のデータ、そして、積車時及び空車時のコーナリン
グパワー比の代表的値Ｘ₁，Ｘ₂のデータをそれぞれ演算
ユニット１６に入力しておけば、設定ブロック１８では
トラック１の積車又は空車状態に応じてそのときのコー
ナリングパワー比の代表的値Ｘ₁，Ｘ₂を設定することが
でき、また、設定ブロック２０では、コーナリングパワ
ー比の代表的値Ｘ₁，Ｘ₂及び各車軸間距離Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ
₃に基づいて等価車軸間距離Ｌを設定することができ
る。

【００６３】トラック１に図８に示される装置を搭載し
て定常円旋回走行を行えば、このとき車速Ｖ、前輪操舵
角δ及び実ヨーレイトγを容易に検出することができ
る。この場合、トラック１を確実に定常円旋回走行させ
るためには、例えば、自動車テストコース等のクローズ
ドエリア内にて定常時検出工程を実行することがより望
ましい。ただし、一般道路上においてもこの発明を実施
することができることはいうまでもない。

【００６４】そして、次の算出工程では、検出したＶ，
δ，γ及び設定したＬに基づいて、次式（15）、

【００６５】

【数１５】

【００６６】からスタビリティファクタＡが算出され
る。なお、上式（15）は、式（10）を変形してＡについ
て解いたものである。また、図８の装置を適用すれば、
定常時検出工程を実行した後、算出ブロック２２にて直
ちにスタビリティファクタＡを算出することもできる。
上述した各工程を経た後、算出工程にて得られる算出結
果は、本発明のスタビリティファクタ導出方法により導
出される後２軸式トラック１のスタビリティファクタと
なる。ここで発明者は、導出されたスタビリティファク
タの信頼性について検討するため、以下の実験を行っ
た。

【００６７】まず、複数の旋回半径にて車速条件を変え
てトラック１の定常円旋回走行を行い、このとき導出さ
れたスタビリティファクタの車速に対するばらつき状況
を確認した。本来ならば、車速条件に関わらずスタビリ
ティファクタの値は一定となるべきものである。すなわ
ち、理論的なスタビリティファクタを表す式（14）から
明らかなように、スタビリティファクタＡは車速Ｖに影
響される性質のものではない。しかしながら、スタビリ
ティファクタＡを式（15）より逆算して導出した場合、
特に車速Ｖによる影響が大きいものと考えられる。従っ
て、式（14）から求められる理論的なスタビリティファ
クタの計算値との比較も同時に行った。

【００６８】また、このときトラック１を前後各１軸の
２軸車相当と仮定した場合、つまり、トラック１の車軸
間距離Ｌの値を前軸から後前軸と後後軸との中心までの
距離とした場合、単に式（１）から逆算して求められた
スタビリティファクタ計算値に対する優位差についても
併せて確認した。そして、積車標準状態のときのコーナ
リングパワー比ｘ₁，ｘ₂を代表的値Ｘ₁，Ｘ₂として設定
し、等価車軸間距離Ｌの値を固定値とした場合の荷物の
積載状況に対する影響を確認した。なお、荷物の積載状
況は、図４から図７に示される空車、積車標準、積車前
荷及び積車後荷状態についてそれぞれ行った。

【００６９】図９から図１２を参照すると、以上の実験
について積載状況別の車速条件とスタビリティファクタ
との関係が示されている。具体的には、これら図９〜図
１２は、旋回半径３０ｍについては車速３０，４０ｋｍ
／ｈ、旋回半径５０ｍでは車速２０，３０，４０ｋｍ／
ｈ、そして、旋回半径７０ｍでは車速３０，４０，５０
ｋｍ／ｈにてそれぞれ旋回条件を設定して定常円旋回走
行を行い、そのときの実車速において得られたスタビリ
ティファクタの値をプロットしたものとなっている。な
お、実験では左右それぞれに２回ずつ旋回走行すること
を基本とし、半径５０ｍ及び７０ｍでの右旋回、そし
て、積車前荷及び積車後荷状態における半径５０ｍ、車
速２０ｋｍ／ｈでの旋回及び半径７０ｍ、車速３０ｋｍ
／ｈでの旋回については省略することとした。

【００７０】先ず、図９にはトラック１の積車標準状態
における車速条件とスタビリティファクタの関係が示さ
れている。同図中、ポイントＰ₁は３軸車としてのトラ
ック１のスタビリティファクタ導出結果を示し、また、
ポイントＰ₂はトラック１を２軸車相当としたときの計
算結果をそれぞれ示している。また、Ａｃ₂は、式
（２）から得られる２軸車相当のスタビリティファクタ
の理論値であり、Ａｃ₃は、式（14）から得られる３軸
車としてのスタビリティファクタの理論値である。な
お、上述したように実験回数の違いから、車速条件によ
ってポイントの数は異なっている。

【００７１】図９から明らかなように、３軸車としての
スタビリティファクタ導出結果は旋回条件、特に、車速
条件によるばらつきが小さく、また、理論値Ａｃ₃とも
ある程度一致することが確認できる。これに対し、２軸
車相当のスタビリティファクタは車速条件によるばらつ
きが大きく、車速が低いほど理論値Ａｃ₂からよりかけ
離れている。

【００７２】図１０は積車前荷状態における車速条件と
スタビリティファクタの関係を示している。この場合、
３軸車としてのスタビリティファクタを導出する際、等
価車軸間距離Ｌの値を２通りに設定したときの導出結果
がそれぞれ示されており、同図中ポイントＰ₁は、積車
前荷相当のスタビリティファクタ導出結果を示し、ま
た、ポイントＰ₃は積車標準相当のスタビリティファク
タ導出結果を示している。具体的には、積車前荷相当の
スタビリティファクタ導出に当たっては、代表的値設定
工程においてコーナリングパワー比の代表的値Ｘ₁，Ｘ₂
に実際の積車前荷状態でのコーナリングパワー比ｘ₁，
ｘ₂を採用し、積車前荷状態での等価車軸間距離Ｌを用
いている。一方、積車標準相当では、等価車軸間距離Ｌ
を積車標準状態で用いた値に固定したものとなってい
る。なお、ポイントＰ₂は２軸車相当のスタビリティフ
ァクタである。

【００７３】図１０に示されるように、積車前荷相当、
積車標準相当共に車速によるスタビリティファクタのば
らつきは小さい。しかも両者が略一致しており、理論値
Ａｃ ₃にも近いことが確認できる。また図１１は、積車
後荷状態での結果を示しており、この場合、ポイントＰ
₁が積車後荷状態でのコーナリングパワー比の代表的値
Ｘ₁，Ｘ₂から設定された等価車軸間距離Ｌを用いて導出
されたスタビリティファクタを示し、ポイントＰ₃は図
１０と同様に積車前荷相当のスタビリティファクタを示
している。

【００７４】図１１に示されるように、車速が低いとき
積車後荷相当のスタビリティファクタと積車標準相当の
スタビリティファクタとの間にわずかなギャップがある
が、両者共に車速条件によるばらつきは小さく、理論値
Ａｃ₃にも近いことが確認できる。次に図１２を参照す
ると、トラック１の空車状態におけるスタビリティファ
クタ導出結果が示されている。ポイントＰ₁は空車時の
等価車軸間距離Ｌを用いた結果を示しており、この場
合、空車時のコーナリングパワー比ｘ₁，ｘ₂を代表的値
Ｘ₁，Ｘ₂として採用している。また、ポイントＰ₃は積
車標準相当のスタビリティファクタを示している。

【００７５】トラック１の空車時、上述した軸重移動装
置の作動により等価車軸間距離Ｌの値が小さくなるた
め、図１２に示されるようにＬを固定した積車標準状態
でのスタビリティファクタ導出結果には、車速条件によ
るばらつきがみられる。ただし、空車状態での導出結果
はばらつきが小さく、理論値Ａｃ₃とも略一致すること
が確認できる。

【００７６】以上、図９から図１２に示した実験結果か
ら、本発明の導出方法により得られたスタビリティファ
クタは、旋回半径及び車速等の旋回条件によるばらつき
が小さいことが確認された。これに対し、２軸車相当と
仮定したときのスタビリティファクタは車速によるばら
つきが目立ち、本発明により得られたスタビリティファ
クタの優位性が明らかとなった。

【００７７】また、本発明の導出方法により得られたス
タビリティファクタは、理論値とも略一致しており、高
い信頼性が認められる。更に、図１０及び図１１から明
らかなように、等価車軸間距離Ｌを固定値としても、積
車前荷及び積車後荷等の積載状況の違いによる影響は小
さいことも確認された。このことは、荷物の積載状況に
関わらず、代表的値設定工程において積車標準状態での
既知のコーナリングパワー比ｘ₁，ｘ₂を代表的値Ｘ₁，
Ｘ₂として設定しても、その結果導出されるスタビリテ
ィファクタの値には影響が小さいことを意味している。

【００７８】これに対し空車時には、積車標準状態での
等価車軸間距離Ｌを用いないで、空車時に対応するコー
ナリングパワー比の代表的値Ｘ₁，Ｘ₂を設定する必要が
ある。上述した実施例のスタビリティファクタ導出方法
によれば、後２軸車両のスタビリティファクタを簡便且
つ高精度に導出することができる。また、前方後輪ＦＲ
と後方後輪ＲＲの輪荷重比が考慮されているので、３軸
の荷重条件が異なる後２軸車両への適用にも好適であ
る。

【００７９】次に、本発明の目標ヨーレイト設定方法の
実施例について説明する。目標ヨーレイトは、例えば、
車両の旋回運動を積極的に制御する際、車両を安定して
旋回走行させるための指標となるものであり、例えば、
車両の一般的な走行状況下においてヨーレイトフィード
バック制御を実行するために必要となる。なお、目標ヨ
ーレイト設定方法についても、その実施の形態は以下に
挙げる工程だけに限定されるものではない。

【００８０】先ず、スタビリティファクタ導出工程で
は、上述した導出方法によりトラック１のスタビリティ
ファクタＡが導出される。なお、このスタビリティファ
クタ導出工程には、上述した等価車軸間距離設定工程が
含まれており、この工程にて等価車軸間距離Ｌの値が適
切に設定されていることはいうまでもない。次の走行時
検出工程では、トラック１の一般的な走行状況、つま
り、一般道路交通状況下における車速Ｖ及び前輪操舵角
δがそれぞれ検出される。

【００８１】次の目標ヨーレイト設定工程では、検出さ
れたＶ，δ、すでに設定されているＬ及び導出されたＡ
に基づいて、次式（16）からトラック１の目標ヨーレイ
トγ ^*が設定される。

【００８２】

【数１６】

【００８３】なお、このような目標ヨーレイト設定方法
についても、図８に示される装置を用いて好適に実施す
ることが可能である。すなわち、スタビリティファクタ
Ａの導出については、すでに述べたように図８の装置を
用いることができる。また、この装置を搭載したままト
ラック１を一般走行させれば、走行時の車速Ｖ及び操舵
角δを車速センサ１０及び操舵角センサ１２によりそれ
ぞれ検出することができる。そして、これらセンサ１
０，１２からのセンサ信号、設定ブロック２０にて設定
した等価車軸間距離Ｌ及び算出ブロック２２にて算出し
たスタビリティファクタＡに基づいて設定ブロック２４
では式（16）に示す演算が実行される。

【００８４】以上の各工程を経ることで、本発明の目標
ヨーレイト設定方法により後２軸式トラック１の目標ヨ
ーレイトγ^*が設定される。なお、このように設定され
た目標ヨーレイトγ^*は、ヨーレイトフィードバック制
御を用いた車両挙動制御技術に好適に利用される。例え
ば、車両のヨーイング運動を積極的に制御するヨーモー
メント制御技術や、旋回時の横加速度を減少させたり、
ロールオーバを抑制する自動減速制御技術、その他、車
両の旋回性を高める前後輪操舵制御技術等に広く応用す
ることが可能である。従って、図８に示される装置から
は、スタビリティファクタＡ及び目標ヨーレイトγ^*を
上記の各種制御を実行する制御手段に対し出力可能とな
っている。

【００８５】上述した目標ヨーレイト設定方法によれ
ば、後２軸車両のスタビリティファクタを簡便且つ高精
度に導出することができ、求めたスタビリティファクタ
を用いて目標ヨーレイトを適切に設定することができ
る。従って、３軸の荷重条件や積載状況が種々に異なる
車両に適用しても、設定した目標ヨーレイトの信頼性が
担保される。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の後２軸
車両のスタビリティファクタ導出方法によれば、簡便な
工程により精度の高いスタビリティファクタを導出する
ことができる。また、請求項２の後２軸車両の目標ヨー
レイト設定方法によれば、簡便且つ高精度に導出したス
タビリティファクタを用いて実用的な目標ヨーレイトを
適切に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】後２軸式トラックの概略図である。

【図２】後２軸車両の運動方程式を説明するためのモデ
ル図である。

【図３】輪荷重とコーナリングパワーの関係を表すタイ
ヤＣｐ特性曲線である。

【図４】空車時の輪荷重を説明するための図である。

【図５】積車標準時の輪荷重を説明するための図であ
る。

【図６】積車前荷時の輪荷重を説明するための図であ
る。

【図７】積車後荷時の輪荷重を説明するための図であ
る。

【図８】本発明の実施に好適な装置の構成概略図であ
る。

【図９】積車標準時の車速とスタビリティファクタとの
関係を示す図である。

【図１０】積車前荷時の車速とスタビリティファクタと
の関係を示す図である。

【図１１】積車後荷時の車速とスタビリティファクタと
の関係を示す図である。

【図１２】空車時の車速とスタビリティファクタとの関
係を示す図である。

【符号の説明】

１後２軸式トラックＦ前輪ＦＲ後前輪ＲＲ後後輪ａf 前車軸ａfr 後前車軸ａrr 後後車軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車速Ｖ、前輪の操舵角δ及び車両に発生
するヨーレイトγを検出し、車両のスタビリティファクタＡをＡ＝｛−１＋（Ｖ・δ）／（γ・Ｌ）｝・１／Ｖ² なる演算式から算出するに際して、前記ＬをＬ＝（Ｘ₁・Ｌ₁ ²＋Ｘ₂・Ｌ₂ ²＋Ｘ₁・Ｘ₂・Ｌ₃ ²）／（Ｘ₁・Ｌ
₁＋Ｘ₂・Ｌ₂）但し、Ｌ₁は前車軸と後前車軸との車軸間距離Ｌ₂は前車軸と後後車軸との車軸間距離Ｌ₃は後前車軸と後後車軸との車軸間距離Ｘ₁は前輪に対する後前輪のコーナリングパワー比の代
表的値Ｘ₂は前輪に対する後後輪のコーナリングパワー比の代
表的値としたことを特徴とする後２軸車両のスタビリティファ
クタ導出方法。
【請求項２】車速Ｖ、前輪の操舵角δ及び車両に発生
するヨーレイトγを検出し、車両のスタビリティファクタＡをＡ＝｛−１＋（Ｖ・δ）／（γ・Ｌ）｝・１／Ｖ² なる演算式から算出しておき、車速Ｖ及び前輪の操舵角δを検出して、車両の目標ヨー
レイトγ^*を γ^*＝｛１／（１＋Ａ・Ｖ²）｝・（Ｖ／Ｌ）・δ なる演算式から算出するに際して、前記ＬをＬ＝（Ｘ₁・Ｌ₁ ²＋Ｘ₂・Ｌ₂ ²＋Ｘ₁・Ｘ₂・Ｌ₃ ²）／（Ｘ₁・Ｌ
₁＋Ｘ₂・Ｌ₂）但し、Ｌ₁は前車軸と後前車軸との車軸間距離Ｌ₂は前車軸と後後車軸との車軸間距離Ｌ₃は後前車軸と後後車軸との車軸間距離Ｘ₁は前輪に対する後前輪のコーナリングパワー比の代
表的値Ｘ₂は前輪に対する後後輪のコーナリングパワー比の代
表的値としたことを特徴とする後２軸車両の目標ヨーレイト設
定方法。