KR100645179B1

KR100645179B1 - 차량의 선회 거동 제어 장치

Info

Publication number: KR100645179B1
Application number: KR1020050079786A
Authority: KR
Inventors: 스미오 모토야마
Original assignee: 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2006-11-10
Also published as: JP2006117177A; US20060091727A1; CN1781795B; JP4114657B2; DE602005013887D1; CN1781795A; KR20060050787A; EP1657138A1; EP1657138B1; US7377600B2

Abstract

과제

차량의 조종 안정성의 향상을 도모하는 차량의 선회 거동 제어 장치를 제공하는 것이다.

해결 수단

후륜(2c, 2d)의 구동력에 차이를 갖게 하는 좌우륜 구동력 조정기구(4)와, 각 바퀴 사이(2a 내지 2d)에 제동력차를 갖게 하는 제동력 조정기구(7)와, 차량(1)의 거동을 검출하는 차속 센서(13), 핸들 각 센서(14) 및 요 레이트 센서(15)와, 각 센서(13, 14, 15)에 의해 검출된 차속(V), 조타각(θ) 및 요 레이트(ψ)에 의거하여 좌우륜 구동력 조정기구(4) 및 제동력 조정기구(7)를 통합적으로 제어함과 함께, 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 좌우 구동력 제어량 또는 제동력 조정기구(7)의 제동력 제어량의 적어도 한쪽을 변경하는 제어 장치(10)를 구비하도록 하였다.

선회 거동 제어 장치, 차량

Description

차량의 선회 거동 제어 장치{PIVOTING CONTROL DEVICE OF VEHICLES}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 선회 거동 제어 장치를 구비한 차량의 개략도.

도 2는 선회 거동 제어 장치에 있어서의 제어 장치의 블록도.

도 3은 동 도(a)는 저μ도로에 있어서의 제어 체계를 개념적으로 도시한 도면, 동 도(b)는 중μ도로에 있어서의 제어 체계를 개념적으로 도시한 도면, 동 도(c)는 고μ도로에 있어서의 제어 체계를 개념적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 선회 거동 제어 장치를 구비한 차량의 개략도.

도 5는 선회 거동 제어 장치에 있어서의 제어 장치의 블록도.

도 6은 동 도(a)는 저μ도로에 있어서의 제어 체계를 개념적으로 도시한 도면, 동 도(b)는 중μ도로에 있어서의 제어 체계를 개념적으로 도시한 도면, 동 도(c)는 고μ도로에 있어서의 제어 체계를 개념적으로 도시한 도면.

도 7은 제 2 실시예의 다른 제어 체계를 개념적으로 도시한 도면.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 차량

2a 내지 2d : 차륜

3 : 스티어링

4 : 좌우륜 구동력 조정기구

5 : 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러

6a 내지 6d : 브레이크 기구

7 : 제동력 조정기구

8 : 브레이크 페달

9 : 제동력 조정용 컨트롤러

10 : 제어 장치

11 : 노면상황 검출 장치

12 : 모드 전환 스위치

13 : 차속 센서

14 : 핸들 각 센서

15 : 요 레이트 센서

16 : 마찰계수 판정부

17 : 목표 요 레이트 산출부

18 : 요 레이트 편차 산출부

19 : 요 모멘트 산출부

20 : 전륜 보조 조타 기구

21 : 전륜 보조 조타용 컨트롤러

기술 분야

본 발명은, 차량의 선회 거동 제어 장치에 관한 것이다.

종래의 기술

일반적으로, 차량에는 선회시에 있어서의 거동을 제어하고, 그 안정화를 도모하는 것으로서, 좌우륜 구동력 조정기구나 제동력 조정기구 등이 마련되어 있다. 좌우륜 구동력 조정기구는, 차량의 거동에 따라 좌우륜 사이의 구동력에 차이를 갖게 하는 기구이고, 선회중에 있어서의 좌우륜의 구동력 분배를 제어함으로써, 차량의 선회 성능을 향상시키는 것이다. 또한, 제동력 조정기구는 차량의 선회 상태에 따라 차륜 사이의 제동력에 차이를 갖게 하는 기구이고, 선회중에 있어서의 각 차륜의 브레이크 압력 분배를 개별적으로 제어함으로써, 차량의 안정성 및 선회 성능을 향상시키는 것이다.

종래의 선회 거동 제어 장치의 일예로서, 상술한 좌우륜 구동력 조정기구와 제동력 조정기구를 구비하고, 차속과 핸들 각(角)에 의거하여 산출한 목표 요 레이트와, 차량에 실제로 생기고 있는 실(實) 요 레이트의 차(差)인 요 레이트 편차에 따라 양 기구를 제어하는 것이다. 이 예에서는, 요 레이트 편차가 제 1 임계치 이상 제 2 임계치 미만인 경우에는 좌우륜 구동력 조정기구만을 작동시키고, 제 2 임계치 이상인 경우에는 양 기구를 작동시키도록 한다.

이와 같은 종래의 차량의 선회 거동 제어 장치는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

[특허 문헌 1]

특허 제3183124호 공보

그러나, 종래의 차량의 선회 거동 제어는 노면상황에 대응하는 것이 아니었다. 마찰계수가 낮은 노면에서는, 좌우륜 구동력 조정기구를 최대한까지 사용하면, 한쪽의 차륜은 구동 방향으로, 다른쪽의 차륜은 제동 방향으로 슬립하여 버리고, 타이어 횡력(橫力)(그립력)이 크게 저하될 우려가 있다. 특히, 좌우륜 구동력 조정기구를 후륜에 구비한 차량에서는, 오버스티어 억제 제어를 할 때에는 좌우륜 구동력 조정기구에서 오버스티어 억제 방향의 모멘트를 차량에 주어도, 후륜의 횡력 저하에 의해 오버스티어 촉진 방향의 모멘트가 차량에 주어지고, 차량의 조종 안정성을 도모하는 것이 곤란하였었다.

따라서 본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로서, 노면상황에 따라 차량에 모멘트를 주는 각 조정기구의 제어량을 가변으로 함에 의해, 차량의 조종 안정성의 향상을 도모하는 차량의 선회 거동 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하는 본 발명에 관한 차량의 선회 거동 제어 장치는,

차량의 좌우륜 구동력에 차이를 갖게 하는 좌우륜 구동력 조정 수단과,

상기 차량의 각 바퀴 사이에 제동력차를 갖게 하는 제동력 조정 수단과,

상기 차량의 거동을 검출하는 차량 거동 검출 수단과,

상기 차량 거동 검출 수단에 의해 검출된 차량 거동에 의거하여 좌우 구동력 제어량 및 제동력 제어량을 설정하여 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 및 상기 제동력 조정 수단을 통합적으로 제어하는 제어 수단을 갖는 차량의 선회 거동 제어 장치에 있어서,

노면상황에 관한 정보를 취득하는 노면상황 정보 취득 수단과,

상기 노면상황 정보 취득 수단에 의해 취득된 정보에 의거하여 상기 좌우 구동력 제어량 또는 상기 제동력 제어량의 적어도 한쪽을 변경시키는 제어량 변경 수단을 또한 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 차량의 선회 거동 제어 장치에 의하면, 노면상황에 따라 차량에 모멘트를 주는 조정기구의 제어량을 가변으로 함에 의해, 상기 차량의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 바람직한 형태에서는,

상기 제어량 변경 수단은 상기 좌우륜 구동력 조정 수단의 좌우 구동력 제어량 및 상기 제동력 조정 수단의 제동력 제어량의 제어 비율을 변경시킨다.

이 알맞는 형태에 의하면, 좌우 구동력 제어량 및 제동력 제어량의 제어 비율을 변경시킴에 의해 차량 특성을 변경시킬 수 있기 때문에, 상기 차량의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 다른 바람직한 형태에서는,

상기 차량 거동 검출 수단은,

상기 차량의 차속을 검출하는 차속 검출 수단과,

상기 차량의 조타량을 검출하는 조타량 검출 수단과,

상기 차량에 생기는 요 레이트를 검출하는 요 레이트 검출 수단과,

상기 차속 및 상기 조타량에 의거하여 목표 요 레이트를 산출하고, 해당 목표 요 레이트와 상기 요 레이트의 차를 요 레이트 편차로서 산출하는 요 레이트 편차 산출 수단을 가지며,

상기 제어 수단은 상기 요 레이트 편차 산출 수단에 의해 검출된 상기 요 레이트 편차에 의거하여 상기 차량에 부여하는 모멘트를 산출하고, 해당 모멘트에 응하여 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 및 상기 제동력 조정 수단을 통합적으로 제어한다.

이 알맞는 형태에 의하면, 상기 요 레이트 편차의 크기에 따라 각 조정 수단이 모멘트를 상기 차량에 줄 수 있기 때문에, 차량 거동의 안정화를 효율적으로 도모할 수 있다.

상기 노면상황 청보 취득 수단은 노면의 마찰계수에 관련되는 정보를 취득한다.

이 알맞는 형태에 의하면, 상기 노면의 마찰계수에 따라 조정 수단이 모멘트를 상기 차량에 줄 수 있기 때문에, 상기 차량의 조종 안정성을 정확하게 향상시킬 수 있다.

상기 제어량 변경 수단은 상기 마찰계수가 높을수록 상기 좌우륜 구동력 조정 수단의 좌우 구동력 제어량을 크게 변경시킨다.

이 알맞는 형태에 의하면, 구동 효율을 높여서 선회 성능을 효율적으로 향상시킬 수 있다.

상기 제어량 변경 수단은 상기 마찰계수가 높을수록 상기 제동력 조정 수단의 제동력 제어량을 작게 변경시킨다.

상기 제어량 변경 수단은 상기 마찰계수가 높을수록 상기 좌우륜 구동력 조정 수단의 좌우 구동력 제어의 기여율을 증대시킨다.

상기 제어 수단은, 상기 차량 거동 검출 수단에 의해 검출된 차량 거동에 의거하여 상기 차량에 주는 요구 요 모멘트를 산출하고 상기 요구 요 모멘트가 크게 됨에 따라 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 및 상기 제동력 조정 수단을 순차적으로 작동시키고,

상기 제어량 변경 수단은, 상기 마찰계수가 높을수록 상기 제동력 조정 수단이 작동을 시작하는 상기 요구 요 모멘트가 크게 되도록 상기 좌우륜 구동력 조정 수단의 좌우 구동력 제어량을 변경시킨다.

상기 차량의 전륜 또는 후륜의 적어도 한쪽의 조타각을 조정하는 조타각 조정 수단(20)을 또한 가지며,

상기 제어 수단은, 상기 차량 거동 검출 수단에 의해 검출된 차량 거동에 의거하여 상기 좌우륜 구동력 조정 수단, 상기 제동력 조정 수단 및 조타각 조정 수단을 통합적으로 제어하고,

상기 제어량 변경 수단은 노면의 마찰계수가 높을수록 상기 조타각 조정 수단의 조타각 제어량을 크게 변경시킨다.

이 알맞는 형태에 의하면 선회 성능을 효율적으로 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

[실시예 1]

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 선회 거동 제어 장치를 구비한 차량의 개략도, 도 2는 제어 장치의 블록도, 도 3의 (a) 내지 (c)는 마찰계수에 따라 좌우륜 구동력 조정 제어 및 제동력 조정 제어의 통합적인 제어 체계를 개념적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 관한 차량의 선회 거동 제어 장치는 차량(1)에 탑재되어 있고, 이 차량(1)에는 전륜(2a, 2b)과 후륜(2c, 2d)이 구비되 어 있다.

전륜(2a, 2b)에는 조타 기구(도시 생략)를 통하여 스티어링(3)이 접속되어 있고, 전륜(2a, 2b)은 이 스티어링(3)의 조작에 의해 조타 가능하게 되어 있다.

한편, 후륜(2c, 2d)의 사이에는 좌우륜 구동력 조정기구(4)가 마련되고, 이 좌우륜 구동력 조정기구(4)는 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)에 접속되어 있다. 좌우륜 구동력 조정기구(4)는, 엔진(도시 생략)으로부터 전달된 구동력을 후륜(2c, 2d)에 분배하는 것이다. 좌우륜 구동력 조정기구(4)에 의한 후륜(2c, 2d)으로의 구동력의 분배량은, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)로부터의 신호에 의거하여 제어된다.

그리고, 각 차륜(2a 내지 2d)에는 브레이크 기구(6a, 6b, 6c, 6d)가 마련되어 있다. 브레이크 기구(6a 내지 6d)는 제동력 조정기구(7)에 접속되고, 이 제동력 조정기구(7)에 의해 각각 개별적으로 제어됨에 의해, 각 차륜(2a 내지 2d)에 제동력(브레이크력)을 줄 수 있다. 제동력 조정기구(7)는 브레이크 페달(8)과 제동력 조정용 컨트롤러(9)에 접속되어 있고, 브레이크 페달(8)의 밟는 힘에 따라 각 브레이크 기구(6a 내지 6d)에 제동력을 줌과 함께, 제동력 조정용 컨트롤러(9)로부터의 신호에 의거하여 각 브레이크 기구(6a 내지 6d)에 제동력차를 줄 수 있다.

좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)는 제어 장치(10)에 접속되어 있다. 제어 장치(10)는 이른바 ECU라고 불리는 전자 제어 장치를 이용하고 있고, ECU 자체는, 제어 프로그램, 제어 맵이나 산출용에 이용하는 기억 장치(R0M, RAM 등), 산출 처리를 행하는 중앙 처리 장치(CPU) 및 타이머 카운터 및 제어 신호의 입출력을 담당하는 인터페이스 등으로 이루어지는 것이다.

제어 장치(12)에는, 노면상황 검출 장치(11), 모드 전환 스위치(12), 차속 센서(13), 핸들 각 센서(14) 및 요 레이트 센서(15)가 접속되어 있다.

노면상황 검출 장치(11)는 차량(1)이 주행하는 노면의 마찰계수를 검출 또는 추정하는 것이다. 모드 전환 스위치(12)는 운전석 부근에 마련되고, 드라이버에 의해 조작된 것으로서, 이 모드 전환 스위치(12)를 조작함에 의해 후술하는 제어 장치(10)의 제어 맵의 변경을 가능하게 하는 것이다. 차속 센서(13)는 각 차륜(2a 내지 2d)에 마련되고, 차량(1)의 차속을 검출하는 것으로서, 예를 들면, 각 차륜 속도의 평균 속도로부터 차량(1)의 속도를 구하거나, 또는 종동륜(從動輪)의 평균 속도로부터 차량(1)의 속도를 구하는 것이다. 핸들 각 센서(14)는 조타 기구에 부설되고, 스티어링(3)의 조타각을 검출하는 것이다. 요 레이트 센서(15)는 차량(1)의 수직축 주위의 요 레이트(회전 각속도)를 검출하는 것이다.

다음에, 도 2를 이용하여 제어 장치(10)의 구성에 관해 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제어 장치(10)는 마찰계수 판정부(16), 목표 요 레이트 산출부(17), 요 레이트 편차 산출부(18) 및 요 모멘트 산출부(19)를 구비하고 있다.

마찰계수 판정부(16)는, 노면상황 검출 장치(11)에 의해 검출된 차량(1)이 주행하는 노면의 마찰계수(μ)에 의거하여 제어 맵을 전환하는 것이다. 목표 요 레이트 산출부(17)는 차속 센서(13)에 의해 검출된 차량(1)의 차속(V)과, 핸들 각 센서(14)에 의해 검출된 스티어링(3)의 조타각(θ)에 의거하여 차량(1)의 선회시에 있어서의 목표 요 레이트(ψ')를 산출하는 것이다. 요 레이트 편차 산출부(18)는, 목표 요 레이트 산출부(17)에 의해 산출된 목표 요 레이트(ψ')와, 요 레이트 센서(15)에 의해 검출된 차량(1)에 실제로 생기는 요 레이트(실(實) 요 레이트)(ψ)에 의거하여 요 레이트 편차(△ψ)를 산출하는 것이다.

요 모멘트 산출부(19)는 요 레이트 편차 산출부(18)에 의해 산출된 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 선회시의 차량(1)에 주는 요구 요 모멘트(M)를 산출하고, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)에 요구 요 모멘트(M)를 소정 비율로 분배하는 것이다. 이때, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)(좌우륜 구동력 조정기구(4))에 분배되는 요 모멘트를 My, 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)(제동력 조정기구(7))에 분배되는 요 모멘트를 Ms로 나타낸다. 즉, 요 모멘트 연산부(19)는 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)에 M=My＋Ms가 되도록 요구 요 모멘트(M)를 분배한다.

즉, 제어 장치(10)는 노면상황 검출 장치(11)가 검출한 마찰계수(μ)와, 차속 센서(13)가 검출한 차속(V)과, 핸들 각 센서(14)가 검출한 스티어링(3)의 조타각(θ)과, 요 레이트 센서(15)가 검출한 차량(1)의 요 레이트(ψ)에 의거하여 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)를 통하여, 좌우륜 구동력 조정기구(4) 및 제동력 조정기구(7)에 요구 요 모멘트(작동량)를 분배하여 통합적으로 제어하는 것이다.

이와 같이 구성된 제어 장치(10)의 처리 순서에 관해 설명한다.

소정의 주기마다 마찰계수(μ), 차속(V), 조타각(θ) 및 요 레이트(ψ)가 검 출되고 있다. 검출된 마찰계수(μ)의 신호가 마찰계수 판정부(16)에 입력되면, 마찰계수(μ)의 크기가 판정된다. 이 판정은 마찰계수(μ)가 제 1 임계치(μa1)보다 큰지의 여부, 또한 제 1 임계치(μa1)보다 큰 경우에는 제 2 임계치(μb1) 미만인지의 여부를 판정함에 의해 행하여진다. 그리고 마찰계수(μ)의 크기에 따라 하기에 나타내는 (1) 내지 (3)의 3개의 경우로 나누어진다.

(1) |μ|<μa1

(2) μa1≤|μ|<μb1

(3) μb1≤|μ|

상술한 바와 같이, 제 1 임계치(μa1)와 제 2 임계치(μb1)를 설정함에 의해 3개의 범위가 설정되고, (1)의 범위를 저μ도로(路), (2)의 범위를 중μ도로, (3)의 범위를 고μ도로로 나타낼 수 있다. 그리고, 어느 것인가의 신호가 요 모멘트 산출부(19)에 출력된다.

검출된 차속(V)과 조타각(θ)의 신호가 목표 요 레이트 산출부(17)에 입력된면 목표 요 레이트(ψ')가 산출된다. 한편, 검출된 요 레이트(ψ)의 신호가 요 레이트 편차 산출부(18)에 입력되면, 이 요 레이트(ψ)와 목표 요 레이트 산출부(17)로부터 입력된 목표 요 레이트(ψ')에 의거하여, 요 레이트 편차(△ψ))가 산출되고, 그 신호가 요 모멘트 산출부(19)에 출력된다. 이때, 요 레이트 편차(△ψ)는 목표 요 레이트(ψ')와 요 레이트(ψ)의 차(△ψ=ψ'-ψ)에 의해 구하여진다.

요 모멘트 산출부(19)에서는, 우선 마찰계수 판정부(16)로부터 입력된 신호에 의거하여, 저μ도로, 중μ도로, 고μ도로의 어느 것인가의 제어 맵으로 전환한 다. 다음에, 요 레이트 편차 산출부(18)로부터 입력된 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 요구 요 모멘트(M)를 산출함과 함께, 요 레이트 편차(△ψ)의 크기를 판정한다. 이 판정은, 마찰계수(μ)의 (1) 내지 (3)의 범위에 따라 요 레이트 편차(△ψ)가 제 1 임계치(La1, Ma1, Ha1)보다 큰지의 여부, 또한 제 1 임계치(La1, Ma1, Ha1)보다 큰 경우에는 제 2 임계치(Lb1, Mb1, Hb1) 미만인지의 여부를 판정함에 의해 행하여진다. 그리고 요 레이트 편차(△ψ)의 크기에 따라 하기에 나타내는 바와 같은, (1)의 범위의 경우의 (AL1) 내지 (CL1), (2)의 범위의 경우의 (AMI) 내지 (CM1), (3)의 범위의 경우의 (AH1) 내지 (AH1)로 나누어진다.

(1)의 범위의 경우

(AL1) |△ψ|<La1

(BL1) La1≤|△ψ|<Lb1

(CL1) Lb1≤|△ψ|

(2)의 범위의 경우

(AMI) |△ψ|<Ma1

(BM1) Ma1≤|△ψ|<Mb1

(CM1) Mb1≤|△ψ|

(3)의 범위의 경우

(AH1) |△ψ|<Ha1

(BH1) Ha1≤|△ψ|<Hb1

(CH1) Hb1≤|△ψ|

이 판정 처리에 의해 요 레이트 편차(△ψ)가 (AL1), (AMI), (AH1)의 범위라고 판정된 경우에는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 차량(1)에 주는 요구 요 모멘트(M)는 산출되지 않는다. 이때의 요 레이트 편차(△ψ)는 실질적으로 거의 무시할 수 있을 정도의 크기이므로, 좌우륜 구동력 조정기구(4) 및 제동력 조정기구(7)를 불필요하게 작동시키지 않기 때문이다. 즉, 요 레이트 산출부(19)로부터 My=0 및 Ms=0이라는 신호가 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)에 출력되게 된다.

따라서, (AL1), (AMI), (AH1)의 범위에서는 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 M=My=Ms=0이 되도록 제어가 행하여진다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (BL1), (BM1), (BH1)의 범위라고 판정된 경우에는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 차량(1)에 주는 요구 요 모멘트(M)가 산출된 후, 이 요구 요 모멘트(M)를 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)에 분배하는 요 모멘트(My)가 산출됨과 함께, 그 신호가 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)에 출력된다. 그리고, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)는 요 모멘트(My)의 크기에 따라 좌우륜 구동력 조정기구(4)를 작동시키고, 후륜(2c, 2d) 사이에서 이동 토크를 발생시켜 구동력의 분배를 행한다.

따라서, (BL1), (BM1), (BH1)의 범위에서는 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 좌우륜 구동력 조정기구(4)만을 작동시키고, 요 모멘트(My)를 차량(1)에 준다. 즉, (BL1), (BM1), (BH1)의 범위에서는 M=My가 되도록 제어가 행하여진다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (CL1), (CM1), (CH1)의 범위라고 판정된 경 우에는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 차량(1)에 주는 요구 요 모멘트(M)가 산출된 후, 이 요구 요 모멘트(M)를 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)에 분배하는 요 모멘트(My, Ms)가 산출됨과 함께, 그 신호가 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)에 출력된다. 그리고, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)는 요 모멘트(My)의 크기에 따라 좌우륜 구동력 조정기구(4)를 작동시키고, 후륜(2c, 2d) 사이에서 이동 토크를 발생시켜 구동력의 분배를 행한다. 동시에, 제동력 조정용 컨트롤러(9)는 요 모멘트(Ms)의 크기에 따라 제동력 조정기구(7)를 작동시키고, 각 차륜(2a 내지 2d)에서 제동력을 발생시킨다.

따라서, (CL1), (CM1), (CH1)의 범위에서는 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 좌우륜 구동력 조정기구(4) 및 제동력 조정기구(7)를 작동시키고, 요 모멘트(My, Ms)를 차량(1)에 준다. 즉, (CL1), (CM1), (CH1)의 범위에서는 M=My＋Ms가 되도록 제어가 행하여진다.

여기서, 상술한 좌우륜 구동력 조정 제어 및 제동력 조정 제어를 통합적으로 행하는 본 실시의 차량의 선회 거동 제어 장치의 제어 체계는, 도 3의 (a) 내지 (b)에 도시한 바와 같이 개념적으로 나타낼 수 있다. 도 3의 (a) 내지 (b)는 (1)의 범위인 저μ도로, (2)의 범위인 중μ도로, (3)의 범위인 고μ도로를 나타냄과 함께, 각각의 노면상황에 따른 요 레이트 편차(△ψ)와 요구 요 모멘트(M)와의 관계로부터, 분배하는 요 모멘트량(요 모멘트(My, Ms))을 나타내는 것이다.

또한, 차량(1)이 좌선회 상태인지 우선회 상태인지에 따라 또한 그때의 요 레이트 편차(△ψ)의 정부(正負)에 따라 오버스티어 또는 언더스티어가 되도록 차량(1)에 요구 요 모멘트(M)가 주어진다. 도 3의 (a) 내지 (b)중에서는 요 레이트 편차(△ψ)가 정(正)인 영역만에 관해 설명하고, 요 레이트 편차(△ψ)가 부(負)인 영역에 관해서는, 요구 요 모멘트(M)가 부의 영역일 뿐이므로 설명은 생략한다.

도 3의 (a) 내지 (b)에 도시한 바와 같이, 요 레이트 편차(△ψ)가 (AL1), (AMI), (AH1)의 범위에서는 요 레이트 편차(△ψ)가 제 1 임계치(La1, Ma1, Ha1)에 못미치는 통상 운전시이기 때문에, 좌우륜 구동력 조정기구(4) 및 제동력 조정기구(7)는 작동되지 않는다. 이로써, 제어 부담이 저감되고, 요 레이트 편차(△ψ)가 거의 없는 경우의 본의가 아닌 제어를 필요없게 하여, 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (BL1), (BM1), (BH1)의 범위에 있어서는 요 레이트 편차(△ψ)가 제 1 임계치(La1, Ma1, Ha1)를 초과하는 정도의 미소한 영역이기 때문에, 좌우륜 구동력 조정기구(4)만을 작동시키고, 요 모멘트(My)만이 차량(1)에 주어진다. 그리고, 요 모멘트(My)는 요 레이트 편차(△ψ)의 증가에 수반하여 증가하도록 제어된다.

또한, 좌우륜 구동력 조정기구(4)가 작동을 시작하는 제 1 임계치(La1, Ma1, Ha1)는 거의 같은 위치(요 레이트 편차(△ψ))로 되어 있지만, 제 2 임계치(Lb1, Mb1, Hb1)는 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 커지도록 설정되어 있다. 즉, Lb1<Mb1<Hb1로 되어 있고, 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 (BL1), (BM1), (BH1)의 범위가 서서히 넓어지도록 설정되어 있다. 즉, 마찰계수(μ)가 높아질수록 고μ도로에서 그 효과를 발휘하는 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 제어량을 늘림과 함께, 요 모멘트(My)도 커지도록 제어가 행하여진다. 또한, 좌우륜 구동력 조정기구(4)만을 작동시키기 때문에, 원활하고 감속감이 없는 주행을 할 수 있다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (CL1), (CM1), (CH1)의 범위에 있어서는 요 모멘트(My, Ms)가 차량(1)에 주어진다. 요 모멘트(My)는 일정량으로 차체(1)에 주어지지만, 요 모멘트(Ms)는 요 레이트 편차(△ψ)의 증가에 수반하여 증가되고, 요 레이트 편차(△ψ)가 어떤 소정치 이상부터는 일정하게 제어된다. 즉, 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 작동량을 일정하게 유지하면서, 요 레이트 편차(△ψ)가 커질수록 제동력 설정 기구(7)의 작동량을 증가시키고, 요 레이트 편차(△ψ)가 어떤 소정치 이상이 되면, 제동력 조정기구(7)의 작동량 일정하게 된다. 즉, 요구 요 모멘트(M)가 일정하게 된다.

또한, 제동력 조정기구(7)가 작동을 시작하는 제 2 임계치(Lb1, Mb1, Hb1)는 상술한 바와 같이 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 커지도록 설정되어 있다. 즉, Lb1<Mb1<Hb1로 되어 있고, 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 (CL1), (CM1), (CH1)의 범위가 서서히 좁아지도록 설정되어 있다.

즉, 마찰계수(μ)가 높아질수록 고μ도로에서 그 효과를 발휘하는 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 제어량을 늘리고, 마찰계수(μ)가 높아질수록 고μ도로에서 그 효과를 발휘하기 어려운 제동력 조정기구(7)의 제어량을 줄이고 있다. 환언하면, 마찰계수(μ)가 낮아질수록 저μ도로에서 그 효과를 발휘하기 어려운 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 제어량을 줄이고, 마찰계수(μ)가 낮아질수록 저μ도로에서 그 효과를 발휘하는 제동력 조정기구(7)의 제어량을 늘리고, 제동력 조정기구(7)를 조기에 작동시키도록 제어하고 있다. 그리고, 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 요 모멘트(My)는 커짐과 함께, 요 모멘트(Ms)는 작아지도록 제어가 행하여진다.

또한, 상술한 제어 체계를 전체적으로 보면, 요 레이트 편차(△ψ)가 증가함에 따라 좌우륜 구동력 조정기구(4) 및 제동력 조정기구(7)를 순차적으로 작동시키고 있기 때문에, 각 기구(4, 7)의 제어 간섭을 초래하는 일 없이 역할 분담이 명확하게 되기 때문에, 상호의 이점을 끌어낼 수 있다. 또한, 요 레이트 편차(△ψ)의 크기에 따라 각 기구(4, 7)가 요 모멘트(My, Ms)를 차량(1)에 줄 수 있기 때문에, 차량 거동의 안정화를 효율적으로 도모할 수 있다.

도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 저μ도로에서는 제동력 조정기구(7)를 주체로 제어를 행함에 의해, 차량(1)에 대해 용이하게 큰 요 모멘트(Ms)를 줄 수 있고, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이 고μ도로에서는 제동력 조정기구(7)의 작동 빈도를 적게 할 수 있고, 브레이크 마모와 발열, 또는 브레이크 작동에 의한 감속감이라는 문제도 적게 할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 소정의 주기마다 검출한 마찰계수(μ)에 의거하여 차량(1)에 요구 요 모멘트(M)를 주도록 하였지만, 드라이버 자신이 노면상황이 저μ도로, 중μ도로, 고μ도로의 어느 쪽인지를 판단하고, 모드 전환 스위치(12)를 조작함으로써, 차량(1)의 제어를 하는 것도 가능하다. 또한, 좌우륜 구동력 조정 수단으로서 후륜(2c, 2d)측에 좌우륜 구동력 조정기구(4)를 마련하였지만, 이와 같은 것을 전륜(2a, 2b)측에 마련하여도 좋다.

따라서 본 발명에 관한 차량의 선회 거동 제어 장치에 의하면, 후륜(2c, 2d)의 구동력에 차이를 갖게 하는 좌우륜 구동력 조정기구(4)와, 각 바퀴 사이(2a 내지 2d)에 제동력차를 갖게 하는 제동력 조정기구(7)와, 차량(1)의 거동을 검출하는 차속 센서(13), 핸들 각 센서(14) 및 요 레이트 센서(15)와, 각 센서(13, 14, 15)에 의해 검출된 차속(V), 조타각(θ) 및 요 레이트에 의거하여 좌우륜 구동력 조정기구(4) 및 제동력 조정기구(7)를 통합적으로 제어함과 함께, 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 좌우 구동력 제어량 또는 제동력 조정기구(7)의 제동력 제어량의 적어도 한쪽을 변경한 제어 장치(10)를 갖음에 의해 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 장치(10)는 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 좌우 구동력 제어량 및 제동력 조정기구(7)의 제동력 제어량의 제어 비율을 변경시키고, 차량 특성을 변경시킬 수 있기 때문에, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 장치(10)는 차속(V) 및 조타각(θ)에 의거하여 목표 요 레이트(ψ')를 산출하고, 해당 목표 요 레이트(ψ')와 요 레이트(ψ)의 차를 요 레이트 편차(△ψ)로서 산출하는 요 레이트 편차 산출부(18)를 가지며, 요 레이트 편차 산출부(18)에 의해 검출된 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 차량(1)에 부여하는 요구 요 모멘트(M)를 산출하고, 해당 요구 요 모멘트(M)에 따라 좌우륜 구동력 조정기구(4) 및 제동력 조정기구(7)를 통합적으로 제어함에 의해, 요 레이트 편차(△ψ)의 크기에 따라 각 조정기구(4, 7)가 요 모멘트(My, Ms)를 차량(1)에 줄 수 있기 때문에, 차량 거동의 안정화를 효율적으로 도모할 수 있다.

또한, 노면의 마찰계수(μ)를 검출 또는 추정하는 노면상황 검출 장치(11)를 가지며, 제어 장치(10)는 노면상황 검출 장치(11)에 의해 검출된 마찰계수(μ)에 의거하여 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 좌우 구동력 제어량 또는 제동력 조정기구(7)의 제동력 제어량의 적어도 한쪽을 변경시킴에 의해, 마찰계수(μ)에 따라 각 조정기구(4, 7)가 요 모멘트(My, Ms)를 차량(1)에 줄 수 있어, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 장치(10)는 마찰계수(μ)가 높을수록 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 좌우 구동력 제어량을 크게 시킴과 함께, 제동력 조정기구(7)의 제동력 제어량을 작게 시키고, 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 좌우 구동력 제어의 기여율을 증대시킴에 의해, 구동 효율을 높여 선회 성능을 효율적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 제동력 조정기구(7)의 작동 빈도를 줄일 수 있기 때문에, 클러치의 마모, 브레이크의 마모·발열, 감속감 등의 문제를 적게 할 수 있다.

[실시예 2]

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 선회 거동 제어 장치를 구비한 차량의 개략도, 도 5는 제어 장치의 블록도, 도 6의 (a) 내지 (c)는 마찰계수에 따라 좌우륜 구동력 조정 제어 및 제동력 조정 제어의 통합적인 제어 체계를 개념적으로 도시한 도면이다. 또한, 상술한 제 1 실시예에서 설명한 것과 같은 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 전륜(2a, 2b)의 사이에는 전륜 보조 조타 기구(20)가 마련되고, 이 전륜 보조 조타 기구(20)는 스티어링(3)과 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21)에 접속되어 있다. 그리고, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21)는 제어 장치(10)에 접속되어 있다. 전륜 보조 조타 기구(20)는 구동 모터, 기어 기구 및 링크 기구(각각 도시 생략) 등으로 구성되고, 스티어링(3)의 조타각과 전륜(2a, 2b)의 조타각 사이의 차동각을 제어하는 것이다. 통상은, 스티어링(3)의 회전 각도에 비례하여 조타축(도시 생략)이 회전되고, 전륜(2a, 2b)이 조타되지만, 구동 모터를 구동시킴으로써, 스티어링(3)의 회전 각도에 대해 조타축의 회전이 증감되고, 스티어링(3)의 조타각과 전륜(2a, 2b)의 조타각 사이에 차동각을 줄 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 요 모멘트 산출부(19)는, 요 레이트 편차 산출부(18)에 의해 산출된 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여, 선회시의 차량(1)에 주는 요구 요 모멘트(M)를 산출하고, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21), 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)에 요구 요 모멘트(M)를 소정 비율로 분배하는 것이다. 이때, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21)(전륜 보조 조타 기구(20))에 분배되는 요 모멘트를 Mf, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)(좌우륜 구동력 조정기구(4))에 분배되는 요 모멘트를 My, 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)(제동력 조정기구(7))에 분배되는 요 모멘트를 Ms로 나타낸다. 즉, 요 모멘트 연산부(19)는 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21), 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)에, M=Mf＋My＋Ms가 되도록 요구 요 모멘트(M)를 분배한다.

즉, 제어 장치(10)는 차속 센서(13)가 검출한 차속(V)과, 핸들 각 센서(14)가 검출한 스티어링(3)의 조타각(θ)과, 요 레이트 센서(15)가 검출한 차량(1)의 요 레이트(ψ)에 의거하여, 전륜 보조 조사용 컨트롤러(21), 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)를 통하고, 전륜 보조 조타 기구(20), 좌우륜 구동력 조정기구(4) 및 제동력 조정기구(7)에 요구 요 모멘트(작동량)를 분배하여 통합적으로 제어하는 것이다.

소정의 주기마다 마찰계수(μ), 차속(V), 조타각(θ) 및 요 레이트(ψ)가 검출되고 있다. 검출된 마찰계수(μ)의 신호가 마찰계수 판정부(16)에 입력되면, 마찰계수(μ)의 크기가 판정된다. 이 판정은 마찰계수(μ)가 제 1 임계치(μa2)보다 큰지의 여부, 또한, 제 1 임계치(μa2)보다 큰 경우에는 제 2 임계치(μb2) 미만인지의 여부를 판정함에 의해 행하여진다. 그리고 마찰계수(μ)의 크기에 따라 하기에 나타내는 (1) 내지 (3)의 3개의 경우로 나누어진다.

(1) |μ|<μa2

(2) μa2≤|μ|<μb2

(3) μb2≤|μl

상술한 바와 같이, 제 1 임계치(μa2)와 제 2 임계치(μb2)를 설정함에 의해 3개의 범위가 설정되고, (1)의 범위를 저μ도로, (2)의 범위를 중μ도로, (3)의 범위를 고μ도로로 나타낼 수 있다. 그리고, 어느 것인가의 신호가 요 모멘트 산출부(19)에 출력된다.

검출된 차속(V)과 조타각(θ)의 신호가 목표 요 레이트 산출부(17)에 입력되면 목표 요 레이트(ψ')가 산출된다. 한편, 검출된 요 레이트의 신호가 요 레이트 편차 산출부(18)에 입력되면, 이 요 레이트(ψ)와 목표 요 레이트 산출부(17)로부터 입력된 목표 요 레이트(ψ')에 의거하여, 요 레이트 편차(△ψ)가 산출되고, 그 신호가 요 모멘트 산출부(19)에 출력된다. 이때, 요 레이트 편차(△ψ)는 목표 요 레이트(ψ')와 요 레이트의 차(△ψ=ψ'-ψ)에 의해 구하여진다.

요 모멘트 산출부(19)에서는, 우선, 마찰계수 판정부(16)로부터 입력된 신호에 의거하여, 저μ도로, 중μ도로, 고μ도로의 어느 것인가의 제어 맵으로 전환한다. 다음에, 요 레이트 편차 산출부(18)로부터 입력된 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 요구 요 모멘트(M)를 산출함과 함께, 요 레이트 편차(△ψ)의 크기를 판정한다. 이 판정은, 마찰계수(μ)의 (1) 내지 (3)의 범위에 따라 요 레이트 편차(△ψ)가 제 1 임계치(La2, Ma2, Ha2)보다 큰지의 여부, 또한, 제 1 임계치(La2, Ma2, Ha2)보다 큰 경우에는 제 2 임계치(Lb2, Mb2, Hb2) 미만인지의 여부를 판정함에 의해 행하여진다. 그리고 요 레이트 편차(△ψ)의 크기에 따라 하기에 나타낸 바와 같은, (1)의 범위의 경우의 (AL2) 내지 (CL2), (2)의 범위의 경우의 (AM2) 내지 (CM2), (3)의 범위의 경우의 (AH2) 내지 (AH2)로 나누어진다.

(1)의 범위의 경우

(AL2) |△ψ|<La2

(BL2) La2≤|△ψ|<Lb2

(CL2) Lb2≤|△ψ|

(2)의 범위의 경우

(AM2) |△ψ|<Ma2

(BM2) Ma2≤|△ψ|<Mb2

(CM2) Mb2≤|△ψ|

(3)의 범위의 경우

(AH2) |△ψ|<Ha2

(BH2) Ha2≤|△ψ|<Hb2

(CH2) Hb2≤|△ψ|

이 판정 처리에 의해, 요 레이트 편차(△ψ)가 (AL2), (AM2), (AH2)의 범위라고 판정된 경우에는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 차량(1)에 주는 요구 요 모멘트(M)가 산출된다. 이때, 요구 요 모멘트(M)는 요 모멘트(Mf)로서 치환되고, 그 신호가 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21)만으로 출력된다. 그리고, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21)는 요 모멘트(Mf)의 크기에 따라 전륜 보조 조타 기구(20)를 작동시키고, 스티어링(3)의 조타각(θ)과 전륜(2a, 2b)의 조타각 사이의 차동각을 제어한다.

따라서, (AL2), (AM2), (AH2)의 범위에 있어서는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 전륜 보조 조타 기구(20)만을 작동시키고, 요 모멘트(Mf)를 차량(1)에 준다. 즉, (AL2), (AM2), (AH2)의 범위에서는, M=Mf가 되도록 제어가 행하여진다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (BL2), (BM2), (BH2)의 범위라고 판정된 경우에는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 차량(1)에 주는 요구 요 모멘트(M)가 산출된 후, 이 요구 요 모멘트(M)를 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21)와 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)에 분배하는 요 모멘트(Mf, My)가 산출됨과 함께, 그 신호가 전 륜 보조 조타용 컨트롤러(21)와 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)에 출력된다. 그리고, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21)는 요 모멘트(Mf)의 크기에 따라 전륜 보조 조타 기구(20)를 작동시키고, 스티어링(3)의 조타각(θ)과 전륜(2a, 2b)의 조타각 사이의 차동각을 제어한다. 동시에, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)는 요 모멘트(My)의 크기에 따라 좌우륜 구동력 조정기구(4)를 작동시키고, 후륜(2c, 2d) 사이에서 이동 토크를 발생시켜 구동력의 분배를 행한다.

따라서, (BL2), (BM2), (BH2)의 범위에 있어서는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 전륜 보조 조타 기구(20) 및 좌우륜 구동력 조정기구(4)를 작동시키고, 요 모멘트(Mf, My)를 차량(1)에 준다. 즉, (BL2), (BM2), (BH2)의 범위에서는 M=Mf＋My가 되도록 제어가 행하여진다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (CL2), (CM2), (CH2)의 범위라고 판정된 경우에는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 차량(1)에 주는 요구 요 모멘트(M)가 산출된 후, 이 요구 요 모멘트(M)를 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21), 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)에 분배하는 요 모멘트(Mf, My, Ms)가 산출됨과 함께, 그 신호가 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21), 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5) 및 제동력 조정용 컨트롤러(9)에 출력된다. 그리고, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(21)는 요 모멘트(Mf)의 크기에 따라 전륜 보조 조타 기구(20)를 작동시키고, 스티어링(3)의 조타각(θ)과 전륜(2a, 2b)의 조타각 사이의 차동각을 제어한다. 동시에, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(5)는 요 모멘트(My)의 크기에 따라 좌우륜 구동력 조정기구(4)를 작동시키고, 후륜(2c, 2d) 사이에서 이동 토크 를 발생시켜 구동력의 분배를 행한다. 또한 동시에, 제동력 조정용 컨트롤러(9)는 요 모멘트(Ms)의 크기에 따라 제동력 조정기구(7)를 작동시키고, 각 차륜(2a 내지 2d)에서 제동력을 발생시킨다.

따라서 (CL2), (CM2), (CH2)의 범위에 있어서는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 전륜 보조 조타 기구(20), 좌우륜 구동력 조정기구(4) 및 제동력 조정기구(7)를 작동시키고, 요 모멘트(Mf, My, Ms)를 차량(1)에 준다. 즉, (CL2), (CM2), (CH2)의 범위에 있어서는, M=Mf＋My＋Ms가 되도록 제어가 행하여진다.

여기서, 상술한 전륜 조타각 조정 제어, 좌우륜 구동력 조정 제어 및 제동력 조정 제어를 통합적으로 행하는 본 실시의 차량의 선회 거동 제어 장치의 제어 체계는, 도 6의 (a) 내지 (b)에 도시한 바와 같이 개념적으로 나타낼 수 있다. 도 6의 (a) 내지 (b)는 (1)의 범위인 저μ도로, (2)의 범위인 중μ도로, (3)의 범위인 고μ도로를 나타냄과 함께, 각각의 노면상황에 따른 요 레이트 편차(△ψ)와 요구 요 모멘트(M)의 관계로부터, 분배하는 요 모멘트량(요 모멘트(My, Ms))을 나타내는 것이다.

또한, 차량(1)이 좌선회 상태인지 우선회 상태인지에 따라 또한 그때의 요 레이트 편차(△ψ)의 정부에 따라서, 오버스티어 또는 언더스티어가 되도록 차량(1)에 요구 요 모멘트(M)가 주어진다. 도 3중에서는 요 레이트 편차(△ψ)가 정인 영역만에 관해 설명하고, 요 레이트 편차(△ψ)가 부인 영역에 관해서는, 요구 요 모멘트(M)가 부의 영역일 뿐이므로 설명은 생략한다.

도 6의 (a) 내지 (b)에 도시한 바와 같이, 요 레이트 편차(△ψ)가 (AL2), (AM2), (AH2)의 범위에서는 요 모멘트(Mf)만이 차량(1)에 주어지고, 요 레이트 편차(△ψ)의 증가에 수반하여 요 모멘트(Mf)도 증가하도록 제어된다. 즉, 요 레이트 편차(△ψ)가 커질수록 전륜 보조 조타 기구(20)의 작동량이 증가된다.

또한, 제 1 임계치(La2, Ma2, Ha2)는 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 커지도록 설정되어 있다. 즉, La2<Ma2<Ha2로 되어 있고, 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 (AL2), (AM2), (AH2)의 범위가 서서히 넓어지도록 설정되어 있다. 즉, 마찰계수(μ)가 높아질수록 고μ도로에서 그 효과를 발휘하는 전륜 보조 조타 기구(20)의 제어량을 늘림과 함께, 요 모멘트(Mf)도 커지도록 제어가 행하여진다.

따라서, (AL2), (AM2), (AH2)의 범위와 같이 요 레이트 편차(△ψ)가 미소한 경우에는, 좌우륜 구동력 조정기구(4)와 제동력 조정기구(7)의 제어 효과는 발휘되기 어렵기 때문에, 전륜 보조 조타 기구(20)만을 작동시킨다. 이로써, 제어의 불감대을 없앨 수 있고, 통상 운전 영역(제 1 임계치(La2, Ma2, Ha2) 미만의 영역)에서도 조종 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 좌우륜 구동력 조정기구(4)와 제동력 조정기구(7)가 작동되지 않기 때문에, 클러치의 마모나 클러치 작동시에 발생하는 파워 로스, 브레이크 마모와 발열, 또는 브레이크 작동에 의한 감속감이라는 문제도 해소된다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (BL2), (BM2), (BH2)의 범위에 있어서는, 요 모멘트(Mf, My)가 차량(1)에 주어진다. 요 모멘트(Mf)는 일정량으로 차량(1)에 주어지지만, 요 모멘트(My)는 요 레이트 편차(△ψ)의 증가에 수반하여 증가하도록 제어된다. 즉, 전륜 보조 조타 기구(20)의 작동량을 일정하게 유지하면서, 요 레이 트 편차(△ψ)가 커질수록 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 작동량을 증가시킨다.

또한, 좌우륜 구동력 조정기구(4)가 작동을 시작하는 제 1 임계치(La2, Ma2, Ha2)는, 상술한 바와 같이 저μ도로로부터 고μ도로가 됨에 따라 커지도록 설정되어 있고, 제 2 임계치(Lb2, Mb2, Hb2)도 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 커지도록 설정되어 있다. 즉, Lb2<Mb2<Hb2로 되어 있고, 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 (BL2), (BM2), (BH2)의 범위도 서서히 넓어지도록 설정되어 있다. 즉, 마찰계수(μ)가 높아질수록 고μ도로에서 그 효과를 발휘하는 전륜 보조 조타 기구(20)의 작동량 및 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 제어량을 늘림과 함께, 요 모멘트(Mf, My)도 커지도록 제어가 행하여진다. 따라서, 전륜 보조 조타 기구(20) 및 좌우륜 구동력 조정기구(4)를 작동시키기 때문에, 원활하고 감속감이 없는 주행을 할 수 있다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (CL2), (CM2), (CH2)의 범위에 있어서는, 요 모멘트(Mf, My, Ms)가 차량(1)에 주어진다. 요 모멘트(Mf, My)는 일정량으로 차체(1)에 주어지지만, 요 모멘트(Ms)는 요 레이트 편차(△ψ)의 증가에 수반하여 증가되고, 요 레이트 편차(△ψ)가 어떤 소정치 이상부터는 일정하게 제어된다. 즉, 전륜 보조 조타 기구(20)의 작동량 및 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 작동량을 일정하게 유지하면서, 요 레이토 편차(△ψ)가 커질수록 제동력 조정기구(7)의 작동량을 증가시킨다.

또한, 제동력 조정기구(7)가 작동을 시작하는 제 2 임계치(Lb2, Mb2, Hb2)는 상술한 바와 같이 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 커지도록 설정되어 있다. 즉, Lb2<Mb2<Hb2로 되어 있고, 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 (CL2), (CM 2), (CH2)의 범위가 서서히 좁아지도록 설정되어 있다.

즉, 마찰계수(μ)가 높을수록 고μ도로에서 그 효과를 발휘하는 전륜 보조 조타 기구(20)의 제어량 및 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 제어량을 늘리고, 마찰계수(μ)가 높아질수록 고μ도로에서 그 효과를 발휘하기 어려운 제동력 조정기구(7)의 제어량을 줄이고 있다. 환언하면, 마찰계수(μ)가 낮아질수록 저μ도로에서 그 효과를 발휘하기 어려운 전륜 보조 조타 기구(20)의 제어량 및 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 제어량을 줄이고, 마찰계수(μ)가 낮아질수록 저μ도로에서 그 효과를 발휘하는 제동력 조정기구(7)를 늘리고, 제동력 조정기구(7)를 조기에 작동시키도록 제어하고 있다. 그리고, 저μ도로로부터 고μ도로로 됨에 따라 요 모멘트(Mf, My)는 커짐과 함께, 요 모멘트(Ms)는 작아지도록 제어가 행하여진다.

또한, 상술한 제어 체계를 전체적으로 보면, 요 레이트 편차(△ψ)가 증가함에 따라 전륜 보조 조타 기구(20), 좌우륜 구동력 조정기구(4) 및 제동력 조정기구(7)를 순차적으로 작동시키고 있기 때문에, 각 기구(20, 4, 7)의 제어 간섭을 초래하는 일이 없고 역할 분담이 명확하게 되기 때문에, 상호의 이점을 끌어낼 수 있다. 또한, 요 레이트 편차(△ψ)의 크기에 따라 각 기구(20, 4, 7)가 요 모멘트(Mf, My, Ms)를 차량(1)에 줄 수 있기 때문에, 차량 거동의 안정화를 효율적으로 도모할 수 있다.

그리고, 제 1 임계치(La2, Ma2, Ha2) 이하(불감대 : 통상 운전시)뿐만 아니라 제 1 임계치(La2, Ma2, Ha2) 이상(한계 영역)에서도 전륜 보조 조타 기구(20)를 작동시키도록 제어하고 있기 때문에, 좌우륜 구동력 조정기구(4)와 제동력 조정기구(7)의 작동 빈도를 적게 할 수 있고, 클러치의 마모나 클러치 작동시에 발생하는 파워 로스, 브레이크 마모와 발열, 또는 브레이크 작동에 의한 감속감이라는 문제도 적게 할 수 있다. 게다가, 좌우륜 구동력 조정기구(4) 또는 제동력 조정기구(7)를 작동시키기 전에 전륜 보조 조타 기구(20)가 반드시 작동되기 때문에, 제 1 임계치(La2, Ma2, Ha2) 및 제 2 임계치(Lb2, Mb2, Hb2)를 크게 할 수 있다. 따라서, 상술한 좌우륜 구동력 조정기구(4)와 제동력 조정기구(7)의 작동시에 발생하는 문제를 더욱 저감시킬 수 있다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 제 1 임계치(La2, Ma2, Ha2) 이상일 때, 즉, (BL2), (BM2), (BH2)의 범위로부터 요 모멘트(Mf)가 감소하도록 전륜 보조 조타 기구(20)의 작동량을 저하시켜도 상관없다. 이로써, 전륜 보조 조타 기구(20)의 조타각 조정 제어 효과가 작은 이 한계 영역에서는, 좌우륜 구동력 조정기구(4) 또는 제동력 조정기구(7)를 더 많이 작동시킴으로써, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서는, 소정의 주기마다 검출한 마찰계수(μ)에 의거하여 차량(1)에 요구 요 모멘트(M)를 주도록 하였지만, 드라이버에 의해 노면상황이 저μ도로, 중μ도로, 고μ도로의 어느 것인지를 판단하고, 모드 전환 스위치(12)를 조작함으로써, 차량(1)의 제어를 하는 것도 가능하다. 그리고, 조타각 조정 수단으로서 전륜(2a, 2b)측에 전륜 보조 조타 기구(20)를 마련하였지만, 이와 같은 것을 후륜(2c, 2d)측에 마련하여도 좋고, 또한, 좌우륜 구동력 조정 수단으로서 후륜(2c, 2d)측에 좌우륜 구동력 조정기구(4)를 마련하였지만, 이와 같은 것을 전륜(2a, 2b)측에 마련하여도 좋다.

따라서 본 발명에 관한 차량의 선회 거동 제어 장치에 의하면, 후륜(2c, 2d)의 구동력에 차이를 갖게 하는 좌우륜 구동력 조정기구(4)와, 각 바퀴 사이(2a 내지 2d)에 제동력차를 갖게 하는 제동력 조정기구(7)와, 전륜(2a, 2b)의 조타각을 조정하는 전륜 보조 조타 기구(20)와, 차량(1)의 거동을 검출하는 차속 센서(13), 핸들 각 센서(14) 및 요 레이트 센서(15)와, 각 센서(13, 14, 15)에 의해 검출된 차속(V), 조타각(θ) 및 요 레이트(ψ)에 의거하여 좌우륜 구동력 조정기구(4), 제동력 조정기구(7) 및 전륜 보조 조타 기구(20)를 통합적으로 제어함과 함께, 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 좌우 구동력 제어량 또는 제동력 조정기구(7)의 제동력 제어량 또는 전륜 보조 조타 기구(20)의 조타각 제어량의 적어도 하나를 변경시키는 제어 장치(10)를 갖음에 의해, 차량 제어의 불감대을 없앨 수 있기 때문에, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 장치(10)는 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 좌우 구동력 제어량, 제동력 설정 기구(7)의 제동력 제어량 및 전륜 보조 조타 기구(20)의 조타각 제어량의 제어 비율을 변경시키고, 차량 특성을 변경시킬 수 있기 때문에, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 장치(10)는, 차속(V) 및 조타각(θ)에 의거하여 목표 요 레이트(ψ')를 산출하고, 해당 목표 요 레이트(ψ')와 요 레이트(ψ)의 차를 요 레이트 편차(△ψ)로서 산출하는 요 레이트 편차 산출부(18)를 가지며, 요 레이트 편차 산출 부(18)에 의해 검출된 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 차량(1)에 부여하는 요구 요 모멘트(M)를 산출하고, 해당 요구 요 모멘트(M)에 따라서 좌우륜 구동력 조정기구(4), 제동력 조정기구(7) 및 전륜 보조 조타 기구(20)를 통합적으로 제어함에 의해, 요 레이트 편차(△ψ)의 크기에 따라 각 조정기구(4, 7, 20)가 요 모멘트(My, Ms, Mf)를 차량(1)에 줄 수 있기 때문에, 차량 거동의 안정화를 효율적으로 도모할 수 있다.

또한, 노면의 마찰계수(μ)를 검출 또는 추정하는 노면상황 검출 장치(11)를 가지며, 제어 장치(10)는 노면상황 검출 장치(11)에 의해 검출된 마찰계수(μ)에 의거하여 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 좌우 구동력 제어량 또는 제동력 조정기구(7)의 제동력 제어량 또는 전륜 보조 조타 기구(20)의 조타각 제어량의 적어도 하나를 변경시킴에 의해, 마찰계수(μ)에 따라서 각 조정기구(4, 7, 20)가 요 모멘트(My, Ms, Mf)를 차량(1)에 줄 수 있기 때문에, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 장치(10)는 마찰계수(μ)가 높을수록 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 좌우 구동력 제어량 및 전륜 보조 조타 기구(20)의 조타각 제어량을 크게 시킴과 함께, 제동력 조정기구(7)의 제동력 제어량을 작게 시키고, 좌우륜 구동력 조정기구(4)의 좌우 구동력 제어 및 전륜 보조 조타 기구(20)의 조타각 제어의 기여율을 증대시킴에 의해, 선회 성능을 효율적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 제동력 조정기구(7)의 작동 빈도를 줄일 수 있기 때문에, 브레이크의 마모·발열, 감속감 등의 문제를 적게 할 수 있다.

산업상의 이용 가능성

선회중의 조종 안정성의 향상을 도모하는 차량의 선회 거동 제어 장치에 적용 가능하다.

본 발명의 선회 거동 제어 장치에 따르면, 구동 효율을 높여서 선회 성능을 효율적으로 향상시킬 수 있다.

Claims

차량의 좌우륜 구동력에 차이를 갖게 하는 좌우륜 구동력 조정 수단(4)과,

상기 차량의 각 바퀴 사이에 제동력차를 갖게 하는 제동력 조정 수단(7)과,

상기 차량의 차속, 조타량 및 요레이트를 검출하는 차량 거동 검출 수단(13, 14, 15)과,

상기 차량 거동 검출 수단에 의해 검출된 차량 거동에 의거하여 좌우 구동력 제어량 및 제동력 제어량을 설정하여 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 및 상기 제동력 조정 수단을 통합적으로 제어하는 제어 수단(10)을 갖는 차량의 선회 거동 제어 장치에 있어서,

노면의 마찰계수에 관련되는 정보를 취득하는 노면상황 정보 취득 수단(11, 12)과,

상기 노면상황 정보 취득 수단에 의해 취득된 정보에 의거하여 상기 좌우 구동력 제어량 또는 상기 제동력 제어량의 적어도 한쪽을 변경시키는 제어량 변경 수단(19)을 또한 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어량 변경 수단은 상기 좌우륜 구동력 조정 수단의 좌우 구동력 제어량 및 상기 제동력 조정 수단의 제동력 제어량의 제어 비율을 변경시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 차량 거동 검출 수단은,

상기 차량의 차속을 검출하는 차속 검출 수단(13)과,

상기 차량의 조타량을 검출하는 조타량 검출 수단(14)과,

상기 차량에 생기는 요 레이트를 검출하는 요 레이트 검출 수단(15)과,

상기 차속 및 상기 조타량에 의거하여 목표 요 레이트를 산출하고, 해당 목표 요 레이트와 상기 요 레이트의 차를 요 레이트 편차로서 산출하는 요 레이트 편차 산출 수단을 가지며,

상기 제어 수단은 상기 요 레이트 편차 산출 수단에 의해 검출된 상기 요 레이트 편차에 의거하여 상기 차량에 부여하는 모멘트를 산출하고, 해당 모멘트에 응하여 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 및 상기 제동력 조정 수단을 통합적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 제어량 변경 수단은 상기 마찰계수가 높을수록 상기 좌우륜 구동력 조정 수단의 좌우 구동력 제어량을 크게 변경시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어량 변경 수단은 상기 마찰계수가 높을수록 상기 제동력 조정 수단의 제동력 제어량을 작게 변경시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어량 변경 수단은 상기 마찰계수가 높을수록 상기 좌우륜 구동력 조정 수단의 좌우 구동력 제어의 기여율을 증대시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어 수단은, 상기 차량 거동 검출 수단에 의해 검출된 차량 거동에 의거하여 상기 차량에 주는 요구 요 모멘트를 산출하고 상기 요구 요 모멘트가 크게 됨에 따라 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 및 상기 제동력 조정 수단을 순차적으로 작동시키고,

상기 제어량 변경 수단은, 상기 마찰계수가 높을수록 상기 제동력 조정 수단이 작동을 시작하는 상기 요구 요 모멘트가 커지도록 상기 좌우륜 구동력 조정 수단의 좌우 구동력 제어량을 변경시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 차량의 전륜 또는 후륜의 적어도 한쪽의 조타각을 조정하는 조타각 조정 수단을 또한 가지며, 상기 제어 수단은, 상기 차량 거동 검출 수단에 의해 검출된 차량 거동에 의거하여 상기 좌우륜 구동력 조정 수단, 상기 제동력 조정 수단 및 조타각 조정 수단을 통합적으로 제어하고,

상기 제어량 변경 수단은 노면의 마찰계수가 높을수록 상기 조타각 조정 수단의 조타각 제어량을 크게 변경시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 노면상황 정보 취득 수단은 노면의 마찰계수를 검출 또는 추정하는 노면 마찰계수 검출 수단인 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 노면상황 정보 취득 수단은 운전자가 수동 선택하는 모드 전환 스위치(12)의 전환 위치에 의거하여 노면상황에 관한 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.