KR19980079488A

KR19980079488A - 차량의 거동 제어장치

Info

Publication number: KR19980079488A
Application number: KR1019970063301A
Authority: KR
Inventors: 요시키 후카다
Original assignee: 와다 아키히로; 도요타지도샤가부시끼가이샤
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1997-11-27
Publication date: 1998-11-25
Also published as: KR100281613B1; DE19809192A1; US6131688A; JPH10244928A; DE19809192B4; JP3348619B2

Abstract

본 발명은 차량의 드리프트 아우트시에 차량의 선회 거동을 악화시키지 않고 드리프트 아우트를 감소시키며 차량을 양호하게 선회시킨다.

후륜 조타장치(14)를 갖는 차량(10)의 거동 제어장치(12)는 차량의 드리프트 아우트 상태를 검출하고(스텝 20), 차량의 드리프트 아우트 상태를 검출하였을 때에 각 차륜의 제동력 및 구동력을 제어하여 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여한다(스텝 20, 160). 제동력 및 구동력의 제어에 의해 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하고 있을 때에는 후륜의 조타량을 동일한 방향으로 보정함으로써(스텝 30, 80) 후륜의 슬립각을 증대시켜서 후륜의 타이어 횡력을 증대시키고, 이것에 의해 차체의 슬립각을 작은 값으로 유지하면서 차량 전체의 구심력을 증대시킨다.

Description

차량의 거동 제어장치

본 발명은 자동차 등의 차량의 선회시에 드리프트 아우트를 억제하여 차량을 양호하게 선회시키는 거동 제어장치에 관한 것이다.

후륜 조타장치를 갖는 자동차 등의 차량의 선회시에 거동을 억제하는 거동 제어장치의 하나로서 예를 들면 일본 특허 공개 평 제4-81351호 공보에 기재되어 있듯이 차량의 드리프트 아우트 상태시에는 각 차륜의 제동력 차이에 의해 차량의 앞쪽 회전 방향의 요잉 모멘트를 발생시키도록 각 차륜의 제동력을 억제함과 동시에 후륜을 전륜과는 반대로 조타하도록 구성된 거동 제어장치가 종래부터 알려져 있다.

이러한 거동 제어장치에 의하면, 차량의 선회시에 차량이 드리프트 아우트 상태로 되면 각 차륜의 제동력을 제어함으로써 차량에 앞쪽 회전 방향의 요잉 모멘트를 부여함과 동시에 후륜을 전륜과는 반대로 조타시키기 때문에, 각 차륜의 제동력 차이에 의한 앞쪽 회전방향의 요잉 모멘트가 차량에 부여되지 않는 경우나, 후륜을 전륜과는 반대로 조타시키지 않는 경우에 비하여 차량의 드리프트 아우트 상태를 감소시키고 차량의 앞쪽을 확실하게 회전시킬 수가 있다.

그러나 차량이 드리프트 아우트 상태로 된 것에 대처하기 위해 차량에 앞쪽 회전방향의 요잉 모멘트가 부여되도록 각 차륜의 제동력을 제어함과 동시에 후륜을 전륜과는 반대로 조타시키면 차량을 확실하게 회전시키는 일이 가능하지만, 차량에는 각 차륜의 제동력 차이에 의한 앞쪽 회전방향의 요잉 모멘트 및 전후륜의 횡력의 차이에 의한 앞쪽 회전방향의 요잉 모멘트 양쪽이 과대하게 작용하기 때문에 차량의 선회방향을 양호하게 제어할 수가 없고, 또 차체의 슬립각이 현저하게 증대하는 것에 기인하여 차량의 선회 거동이 도리어 악화하는 일이 있다.

본 발명은 종래의 거동 제어장치에 의한 상기 문제를 감안하여 된 것으로서, 본 발명의 주요 과제는 차량의 드리프트 아우트 상태의 감소에 필요한 것은 차량의 앞쪽을 회전시키지는 않고, 차량의 구심력을 증대시켜서 선회하기 쉽게 하는 일이 있다는 것에 착안하여, 차량의 드리프트 아우트시에는 차량에 적절한 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하여 차체의 슬립각을 작은 값으로 유지하면서 차량의 구심력을 증대시킴으로써 차량의 선회 거동을 악화시키지 않고 드리프트 아우트를 감소하여 차량을 양호하게 선회시키는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 거동 제어장치의 한 실시예를 도시하는 개략 구성도.

도 2는 실시예의 거동 제어루틴을 도시하는 일반적인 흐름도.

도 3은 도 2의 스텝 20에서 목표 거동 제어량 연산루틴을 도시하는 흐름도.

도 4는 도 2의 스텝 160에서 거동 제어 실행루틴을 도시하는 흐름도.

도 5는 드리프트 아우트 상태량 DS와 계수 Cv와의 관계를 도시하는 그래프.

도 6은 기준 요잉율 γt와 후륜의 기준 슬립각 βrt와의 관계를 도시하는 그래프.

도 7a는 차량의 선회시에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하지 않고 후륜의 조타각을 동일하게 제어시키는 경우에 선회 초기의 차량의 상황을 나타내는 설명도.

도 7b는 차량의 선회시에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하지 않고 후륜의 조타각을 동일하게 제어시키는 경우에 선회 후반의 차량의 상황을 나타내는 설명도.

도 8a는 차량의 선회시에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하지 않고 후륜의 조타각을 서로 반대로 제어시키는 경우에 선회 초기의 차량의 상황을 나타내는 설명도.

도 8b는 차량의 선회시에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하지 않고 후륜의 조타각을 서로 반대로 제어시키는 경우에 선회 후반의 차량의 상황을 나타내는 설명도.

도 9a는 차량의 선회시에 후륜의 조타각을 제어시키지 않고 제동력 차이 또는 구동력 차이에 의해 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여시키는 경우에 선회 초기의 차량의 상황을 나타내는 설명도.

도 9b는 차량의 선회시에 후륜의 조타각을 제어시키지 않고 제동력 차이 또는 구동력 차이에 의해 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여시키는 경우에 선회 후반의 차량의 상황을 나타내는 설명도.

도 10a는 본 발명에 따라 선회시에 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여함과 동시에 후륜의 조타각을 동일한 방향으로 보정하는 경우에 선회 초기의 차량의 상황을 나타내는 설명도.

도 10b는 본 발명에 따라 선회시에 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여함과 동시에 후륜의 조타각을 동일한 방향으로 보정하는 경우에 선회 후반의 차량의 상황을 나타내는 설명도.

도 11은 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하지 않고 후륜의 조타각도 제어시키지 않은 일반적인 차량, 선회 보조 요잉 모멘트를 부여함과 동시에 후륜의 조타각을 서로 반대로 제어시키는 차량 및 도 7 내지 도 10b에 나타낸 각 차량에 대한 선회 궤적을 도시하는 설명도.

도 12는 일반적인 차량의 드리프트 아우트 상태를 도시하는 설명도.

도 13은 차륜의 슬립각과 타이어 횡력과의 관계를 도시하는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 거동 제어장치 14 : 후륜 조타장치

18 : 후륜 조타각 제어장치 22 : 액티브 브레이크 장치

24 : 유압회로 30 : 전기식 제어장치

상술한 바와 같은 주요한 과제는 본 발명에 의해 청구항 1항의 구성, 즉 후륜 조타장치를 갖는 차량의 거동 제어장치에 있어서, 차량의 드리프트 아우트 상태를 검출하는 수단과, 차량의 드리프트 아우트 상태가 검출되었을 때에 각 차륜의 제동력 및 구동력을 제어하여 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하는 제동력 및 구동력 제어수단(이하 제구동력 제어수단이라고 한다)과, 상기 제구동력 제어수단에 의해 차량에 선회 보조 요잉 모멘트가 부여되어 있을 때에는 후륜의 조타량을 동일한 방향으로 보정하는 후륜 조타량 보정수단을 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 거동 제어장치에 의하여 달성된다.

일반적으로, 차량의 드리프트 아우트 상태는 도 12에 도시한 바와 같이 좌우의 전륜(100FL,100FR)의 슬립각(βfl,βfr)이 과대한 것에 대하여 좌우의 후륜(100RL,100RR)의 슬립각(βrl,βrr)은 작고, 따라서 도 13에 도시한 바와 같이, 전륜의 타이어 횡력은 슬립각이 최대 횡력을 부여하는 값을 초과하는 것에 기인하여 최대 횡력보다 작고, 또 후륜의 타이어 횡력도 그 최대 횡력에 도달하기 전의 작은 값이고, 이에 의해 차량(102) 전체의 구심력이 부족하여 차량의 중심(104)의 궤적(106)이 원하는 선회 궤적보다 선회 외측으로 비어져 나옴과 동시에 전륜의 타이어 횡력이 부족하여 차량의 방향도 원하는 선회 방향보다 선회 외측으로 벗어나는 현상이다.

따라서, 드리프트 아우트를 감소하여 차량을 양호하게 선회시키기 위해서는, 차량에 적절한 선회 보조 요잉 모멘트를 부여함으로써 차체의 슬립각을 작은 값으로 유지하면서 차량 전체의 구심력을 증대시키는 것이 바람직하고, 차량 전체의 구심력을 증대시키기 위해서는 타이어 횡력에 여유가 있는 후륜의 타이어 횡력을 증대시키는 것이 유효하고 적절하며, 또 차량에 적절한 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하기 위해서는 후륜의 타이어 횡력의 증대에 따라 전후륜의 타이어 횡력의 차이에 의해 선회방향의 요잉 모멘트의 감소 또는 선회 저해방향의 요잉 모멘트의 증대를 보상하도록 각 차륜의 제동력 및 구동력에 적절한 차이를 부여하는 것이 유효하다.

청구항 1항의 구성에 의하면, 차량의 드리프트 아우트 상태가 검출되었을 때에는 후륜 조타량 보정수단에 의해 후륜의 조타량이 동일한 방향으로 보정되고, 후륜의 슬립각이 증대됨으로써 후륜의 타이어 횡력이 증대되고, 이에 의해 차량 전체의 구심력이 증대되기 때문에 차량의 궤적이 원하는 선회 궤적보다 큰 선회 외측으로 비어져 나오는 일이 억제되고, 또 제구동력 제어수단에 의해 각 차륜의 제동력 및 구동력이 제어됨으로써 차량에 각 차륜의 제동력 및 구동력 차이에 의해 선회 보조 요잉 모멘트의 증대가 보상되므로 차체의 방향이 원하는 방향보다 선회 외측으로 이탈하거나, 반대로 차체의 슬립각이 과대하게 되는 일이 방지된다.

또한 본 발명에 의하면, 상술한 주요 과제를 효과적으로 달성하기 위해 청구항 1항의 구성에 있어서, 상기 제구동력 제어수단 또는 상기 후륜 조타장치에 이상이 있을 때에는 상기 후륜 조타량 보정수단에 의해 후륜 조타량의 동일한 방향으로의 보정이 금지되도록 구성된다(청구항 2항의 구성).

제구동력 제어수단에 이상이 있을 때에는 각 차륜의 제동력 및 구동력 차이에 의해 필요한 선회 보조 요잉 모멘트를 차량에 정확하게 부여할 수가 없고 또 후륜 조타장치에 이상이 있을 때에는 후륜의 조타각을 정확하게 제어할 수가 없으며, 따라서 이러한 상황에서 후륜 조타량 보정수단에 의해 후륜의 조타량이 동일한 방향으로 보정되면 특히 선회 후반에 차량의 궤적이 원하는 선회 궤적보다 오히려 선회 외측으로 비어져 나오기 쉽거나 후륜의 조타량을 동일한 방향으로 보정 제어하는 것 자체를 실행할 수가 없다.

청구항 2항의 구성에 의하면, 제구동력 제어수단 또는 후륜 조타장치에 이상이 있을 때에는 후륜 조타량 보정수단에 의해 후륜 조타량의 동일한 방향으로의 보정이 행해지지 않기 때문에 차량의 드리프트 아우트 상태나 선회 거동이 오히려 악화되는 일이 확실히 방지된다.

또 본 발명에 의하면, 상술한 주요 과제를 효과적으로 달성하기 위해 청구항 1항의 구성에 있어서, 상기 후륜 조타량 보정수단에 의해 후륜의 조타량이 동일한 방향으로 보정될 때에는 선회 보조 요잉 모멘트를 증대 보정하는 선회 보조 요잉 모멘트 보정수단을 갖도록 구성된다(청구항 3항의 구성).

이하에 상세히 설명되어 있듯이, 후륜 조타량 보정수단에 의해 후륜의 조타량이 동일한 방향으로 보정되고, 후륜의 슬립각이 증대되면, 전륜의 타이어 횡력이 실질적으로 일정한 채로 후륜의 타이어 횡력이 증대하고, 그 때문에 전후륜의 타이어 횡력의 차이에 의해 차량에 부여되는 선회 방향의 요잉 모멘트가 저하하거나 또는 선회 저해방향의 요잉 모멘트가 증대하고, 차체의 방향이 원하는 방향보다 선회 외측으로 이탈되는 정도가 커지기 쉽다.

청구항 3항의 구성에 의하면, 후륜 조타량 보정수단에 의해 후륜의 조타량이 동일한 방향으로 보정될 때에는 선회 보조 요잉 모멘트 보정수단에 의해 선회 보조 요잉 모멘트가 증대로 보정되고, 이에 의해 전후륜의 타이어 횡력의 차이에 의해 차량에 부여되는 선회 방향의 요잉 모멘트의 저하 또는 선회 저해방향의 요잉 모멘트의 증대가 각 차륜의 제동력 및 구동력 차이에 의한 선회 보조 요잉 모멘트의 증대에 의해 확실히 보상되므로 차체의 방향이 원하는 방향보다 선회 외측으로 이탈되는 일이 확실히 억제된다.

게다가 본 발명에 의하면, 상술한 주요 과제를 효과적으로 달성하고자, 청구항 1항의 구성에 있어서, 상기 제구동력 제어수단 또는 후륜 조타장치에 이상이 있을 때에는 선회 보조 요잉 모멘트 보정수단에 의해 선회 보조 요잉 모멘트의 보정이 금지되도록 구성된다(청구항 4항의 구성).

전술한 바와 같이, 제구동력 제어수단에 이상이 있을 때에는 필요한 선회 보조 요잉 모멘트를 차량에 정확하게 부여할 수 없고 또한 후륜 조타장치에 이상이 있을 때에는 후륜의 조타각을 정확하게 제어할 수 없으며, 따라서 이러한 상황에서 보조 요잉 모멘트 보정수단에 의해 선회 보조 요잉 모멘트가 증대로 보정되어도 특히 선회 후반에 차량의 궤적이 원하는 선회 궤적보다 오히려 선회 외측으로 비어져 나오기 쉽거나, 선회 보조 요잉 모멘트를 증대시키는 제동력 제어 자체를 실행할 수 없으며, 또한 전후륜의 타이어 횡력의 차이에 의해 선회 방향의 요잉 모멘트가 저하되지 않고 각 차륜의 제동력 및 구동력 차이에 의한 선회 보조 요잉 모멘트가 증대되는 일에 기인하여 차체의 슬립각이 과대해지고 차량의 선회 거동이 오히려 악화되기 쉽다.

청구항 4항의 구성에 의하면, 제구동력 제어수단 또는 후륜 조타장치에 이상이 있을 때에는 선회 보조 요잉 모멘트 보정수단에 의한 선회 보조 요잉 모멘트의 증대로 보정하지 않기 때문에 차량의 드리프트 아우트 상태나 선회 거동이 오히려 악화되는 일이 확실히 방지된다.

본 발명의 과제 해결수단의 하나의 양호한 형태에 의하면, 상기 청구항 1항 내지 4항중 어느 하나의 구성에 있어서, 제구동력 제어수단은 좌우 후륜의 제동력을 제어함으로써 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하도록 구성된다.

또한 본 발명의 과제 해결수단의 하나의 양호한 형태에 의하면, 상기 청구항 1항 내지 4항중 어느 하나의 구성에 있어서, 차량은 적어도 좌우 전륜을 구동하는 차량이고, 제구동력 제어수단은 좌우 전륜의 구동력을 제어함으로써 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하도록 구성된다.

또 본 발명의 과제 해결수단의 하나의 양호한 형태에 의하면, 상기 청구항 1항 내지 4항중 어느 하나의 구성에 있어서, 차량은 적어도 좌우 전륜을 구동하는 차량이고, 제구동력 제어수단은 좌우 후륜의 제동력을 제어함과 동시에 좌우 전륜의 구동력을 제어함으로써 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하도록 구성된다.

또한 본 발명의 과제 해결수단의 하나의 양호한 형태에 의하면, 상기 청구항 1항 내지 4항중 어느 하나의 구성에 있어서, 후륜의 조타량의 동일한 방향으로의 보정량은 차량에 부여되어 있는 선회 보조 요잉 모멘트에 반응하여 제어되도록 구성된다.

또 본 발명의 과제 해결수단의 하나의 양호한 형태에 의하면, 상기 청구항 1항 내지 4항중 어느 하나의 구성에 있어서, 선회 보조 요잉 모멘트의 증대 보정량은 후륜의 동일한 방향으로의 조타각에 반응하여 제어되도록 구성된다.

또 본 명세서에 있어서 후륜의 조타량 또는 조타각에 대한 동일한 및 반대로는 후륜 조타장치의 설명에서 일반적으로 사용되듯이 각각 전륜의 조타방향과 동일한 방향 및 반대방향을 의미한다.

이하에 첨부도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 차량의 거동 제어장치의 하나의 실시예를 도시하는 개략 구성도이다.

도 1에서, 부호 (10)은 거동 제어장치(12) 및 후륜 조타장치(14)를 갖는 차량을 나타내고, 부호 (16FL 및 16FR)은 각각 좌우의 전륜을 나타내고, 부호 (16RL 및 16RR)은 각각 좌우의 후륜을 나타낸다. 조타륜인 좌우의 전륜(16FL,16FR)은 운전자에 의한 스티어링 휠(도시되지 않음)의 조종에 응답하여 파워 스티어링 장치에 의해 조타된다. 한편 좌우의 후륜(16RL,16RR)은 공지된 바와 같이 후륜의 조타각 제어장치(18)에 의해 파워 스티어링 장치(20)를 제어하도록 조타된다.

도시한 실시예의 거동 제어장치(12)는 액티브 브레이크 장치(22)를 포함하는 제동력 제어식의 거동 제어장치이고, 각 차륜의 제동력은 액티브 브레이크 장치(22)의 유압회로(24)에 의해 휠 실린더(26FL,26FR,26RL,26RR)의 제동압력을 제어함으로써 제어된다. 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 유압회로(24)는 리저버(reservoir), 오일 펌프, 각종 밸브장치를 포함하며, 유압회로(24)에 의한 각 휠 실린더의 제동압력의 제어는 브레이크 페달(28)을 밟는 조작에 반응하여 구동되는 마스터 실린더(30)에 의해 제어되고, 또 필요에 따라 좌우 후륜의 휠 실린더의 제동압력의 제어는 아래에 상세히 설명되는 전기식 제어장치(32)에 의해 제어된다.

또한, 도 1에는 상세히 도시되어 있지 않지만, 전기식 제어장치(32)는 그 자체로 공지된 마이크로 컴퓨터와 구동회로로서 이루어지고, 마이크로 컴퓨터는 예를 들어 CPU, ROM, RAM 및 입출력 포트장치를 구비하고, 이들이 쌍방향성의 공통 버스에 의해 서로 접속된 일반적인 구성인 것이 좋다.

전기식 제어장치(32)는 각종 센서(34)에 의해 필요한 신호가 입력되도록 되어 있다. 특히 도시한 실시예에서는, 요잉율 센서에 의해 차량의 실요잉율 γ를 나타내는 신호, 차속센서에 의한 차속 V를 나타내는 신호, 횡가속도 센서에 의한 차량의 횡가속도 Gy를 나타내는 신호, 조타각 센서에 의한 전륜의 조타각 δf 및 후륜의 조타각 δr을 나타내는 신호, 각 차륜의 차륜속도 센서에 의한 각 차륜의 차륜속도 Vwi(i=fr,fl,rr,rl)를 나타내는 신호, 각 차륜의 압력센서에 의한 각 차륜의 제동압력 Pbi(i=fr,fl,rr,rl), 즉 각 차륜의 휠 실린더내의 압력을 나타내는 신호가 입력되도록 되어 있다. 또 요잉율 및 횡가속도는 차량의 좌측 선회방향을 정(+)으로 하여 검출되고, 조타각은 전륜 및 후륜중 어느 것에 대하여도 좌회전 방향을 정으로 하여 검출된다.

전기식 제어장치(32)는 상술한 각종 센서에 의해 검출된 파라미터를 기초로 하여 후술하는 각종 연산을 행하고, 차량의 드리프트 아우트 상태량 DS를 구하고, 이 상태량을 기초로 하여 각 차륜의 제동력을 제어하여 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여함과 동시에 후륜의 목표 조타각을 연산하여 그 목표 조차각을 나타내는 신호를 후륜의 조타각 제어장치(18)로 출력한다. 또 후륜의 조타각 제어장치(18)는 전기식 제어장치(32)보다 후륜의 목표 조타각을 나타내는 신호를 받고, 그 제어신호에 따라 후륜의 조타각을 목표 조타각으로 제어한다.

다음에 도 2 내지 도 4에 도시된 흐름도를 참고로 하여 차량의 거동 제어루틴에 대해 설명한다. 또 도 2 내지 도 4에 도시된 흐름도에 의한 제어는 도면에는 도시되지 않은 점화스위치의 접속에 의해 개시되고, 소정의 시간마다 반복하여 실행된다.

먼저 스텝 10에서는 각 신호의 판독이 행해지고, 스텝 20에서는 후술하는 도 3에 도시된 루틴에 따라서 목표 선회 보조 요잉 모멘트로서의 목표 거동 제어량 Mt가 연산된다. 스텝 30에서는 c1 및 c2를 정의 정수로서 아래의 수학식 1에 따라 후륜의 목표 조타각 δrt가 연산된다. 도 후륜의 목표 조타각의 연산 자체는 본 발명의 요지를 구성하는 것이 아니고, 당해 기술분야에서 공지된 임의 형태에 따라 연산되어도 좋다.

스텝 40에서는 각 차륜의 제동압력 Pbi를 기초로 하여 아래 수학식 2에 따라 실제의 선회 보조 요잉 모멘트로서의 실거동 제어량 M이 연산된다.

스텝 50에서는 정의 d를 정수로 하여 아래 수학식 3에 따라 보정후의 목표 거동 제어량 Mta가 연산된다. 환언하면, 목표 거동 제어량 Mt가 후륜의 실제의 조타각 δr에 반응하여 증대 보정된다.

스텝 60에서는 요잉율 γ와 실거동 제어량 M과의 곱이 정인가 아닌가의 판별, 즉 실거동 제어량 M이 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하기 위해 선회 거동 제어장치(12)에 의한 각 차륜의 제동력이 제어됨으로써 발생되어 있는가 아닌가의 판별이 행해지고, 긍정 판별이 행해질 때에는 그대로 스텝 80으로 진행하고, 부정 판별이 행해질 때에는 스텝 70에서 실거동 제어량 M이 0으로 설정된 후 스텝 80으로 진행한다.

스텝 80에서는 e를 정의 정수로 하여 아래 수학식 4에 따라 보정후의 후륜의 목표 조타각 δrta가 연산된다. 환언하면, 후륜의 목표 조타각 δrt가 실제의 선회 보조 요잉 모멘트 M에 반응하여 동일한 방향으로 보정된다.

스텝 90에서는 거동 제어장치(12)가 정상적으로 작동하고 있는가 아닌가의 판별이 행해지고, 부정 판별이 행해질 때에는 스텝 130으로 진행하고, 긍정 판별이 행해질 때에는 스텝 100으로 진행한다.

스텝 100에서는 후륜 조타장치(14)가 정상적으로 작동하고 있는가 아닌가의 판별이 행해지고, 긍정 판별이 행해질 때에는 스텝 110에서 거동 제어 목표값 Mtc가 보정후의 목표 거동 제어량 Mta로 설정되며 동시에 후륜 조타각의 목표값 δrtc가 보정후의 후륜의 목표 조타각 δrta로 설정되고, 부정 판별이 행해질 때에는 스텝 120에서 거동 제어량의 목표값 Mtc가 보정전의 목표 거동 제어량 Mt로 설정됨과 동시에 후륜 조타각의 목표값 δrtc가 0으로 설정된다.

스텝 130에서는 스텝 100과 동일하게 후륜 조타장치(14)가 정상인가 아닌가의 판별이 행해지고, 긍정 판별이 행해질 때에는 스텝 140에서 거동 제어량의 목표값 Mtc가 0으로 설정됨과 동시에 후륜 조타각의 목표값 δrtc가 보정전의 후륜의 목표 조타각 δrt로 설정되고, 부정 판별이 행해질 때에는 스텝 150에서 거동 제어량의 목표값 Mtc 및 후륜 조타각의 목표값 δrtc가 각각 0으로 설정된다.

또 스텝 90에서 거동 제어장치(12)가 정상적으로 작동하고 있는가 아닌가의 판별이나 스텝 100 및 스텝 130에서 후륜 조타장치(14)가 정상적으로 작동하고 있는가 아닌가의 판별은 본 발명의 요지를 구성하지 않으며, 당해 기술분야에서 공지된 임의의 방법에 의해 달성되어도 좋다.

스텝 160에서는 후술한 바와 같이 도 4에 도시된 루틴을 따라서 거동 제어량의 목표값 Mtc에서 거동 제어가 실행되고, 스텝 170에서는 후륜 조타각의 목표값 δrtc가 후륜의 조타각 제어장치(18)로 출력됨으로써 좌우의 후륜(16RL,16RR)이 목표값 δrtc로 제어된다.

도 3에서 도시된 흐름도의 스텝 21에서는 Kh를 안정성 계수로 하고, H를 차량의 휠 베이스로 하여 아래의 수학식 5에 따라 목표 요잉율 γc가 연산됨과 동시에 T를 시정수로 하고 s를 라플라스 연산자로 하여 아래의 수학식 6에 따라서 기준 요잉율 γt가 연산된다. 또 목표 요잉율 γc는 동적인 요잉율을 고려하기 위해 차량의 횡가속도 Gy를 가미하여 연산되어도 좋다.

스텝 22에서는 아래의 수학식 7에 따라서 드리프트 아우트량 DV가 연산된다. 또 드리프트 아우트량 DV는 아래의 수학식 8에 따라서 연산되어도 좋다.

스텝 23에서는 실요잉율 γ의 부호를 기초로 하여 차량의 선회방향이 판정되고, 드리프트 아우트 상태량 DS가 차량이 좌회전할 때에는 DV로 하여 연산되고, 차량이 우회전할 때에는 -DV로 하여 연산되고, 연산 결과가 부(-)의 값인 때에는 드리프트 아우트 상태량이 0으로 된다. 스텝 24에서는 드리프트 아우트 상태량 DS를 기초로 하여 도 5에 도시된 그래프에 대응하는 맵으로부터 계수 Cv가 연산된다.

스텝 25에서는 횡가속도 Gy와 차속 V 및 실요잉율 γ의 곱 V*γ과의 편차 Gy - V*γ로 하여 횡가속도의 편차, 즉 차량의 횡미끄럼 가속도 Vyd가 연산되고, 횡미끄럼 가속도 Vyd가 적분됨으로써 차체의 횡미끄럼 속도 Vy가 연산되고, 차체의 전후속도 Vx(= 차속 V)에 대한 차체의 횡미끄럼 속도 Vy의 비 Vy/Vx로 하여 차체의 슬립각 β가 연산된다.

스텝 26에서는 Lr을 차량의 중심에서 후륜의 차축까지의 차량 전후방향의 거리로 하여 아래의 수학식 9에 따라 후륜의 슬립각 βr가 연산된다.

스텝 27에서는 스텝 21에서 연산된 기준 요잉율 γt를 기초로 하여 도 6에 도시된 그래프에 대응하는 맵으로부터 후륜의 기준 슬립각 βrt가 연산되고, 스텝 28에서는 a 및 b를 각각 정의 정수로 하여 아래의 수학식 10에 따라서 목표 거동 제어량 Mt가 연산된다.

도 4에 도시된 흐름도의 스텝 161에서는 T를 차량의 트레드로 하고 K를 정수로 하고, Kf를 전륜의 제동력 분배비(0Kf1)로 하여 아래의 수학식 11에 따라서 각 차륜의 목표 제동력 Fxti가 연산된다.

Fxtfr = {-Mt/ (T*cos δf + K*sin δf)} Kf

Fxtrl = (Mt/T)(1 - Kf)

Fxtrr = (-Mt/T)(1 - Kf)

스텝 162에서는 Kfs를 정수로 하여 아래의 수학식 12에 따라서 각 차륜의 목표 슬립율 Rsti가 연산된다.

스텝 163에서는 요잉율 γ가 정인지 아닌지, 즉 차량이 좌회전중인가 아닌가의 판별이 행해지고, 긍정 판별이 행해질 때에는 스텝 164에서 좌측 전륜의 목표 슬립율 Rstfl이 0으로 설정됨과 동시에 스텝 166의 연산에서 기준 차륜속도 Vv가 좌측 전륜의 차륜속도 Vwfl로 설정되고, 부정 판별이 행해질 때에는 스텝 165에서 우측 전륜의 목표 슬립율 Rstfr이 0으로 설정됨과 동시에 기준 차륜속도 Vv가 우측 전륜의 차륜속도 Vwfr로 설정된다.

스텝 166에서는 아래의 수학식 13에 따라서 각 차륜의 목표 차륜속도 Vwti가 연산되고, 스텝 167에서는 각 차륜의 차륜속도가 목표 차륜속도로 되도록 유압회로(24)로 제어신호가 출력됨으로써 각 차륜의 제동력이 제어된다.

이리하여 도시한 실시예에서는 전기식 제어장치(32), 각종 센서(34) 및 스텝 21 내지 스텝 24 등이 차량의 드리프트 아우트 상태를 검출하는 수단으로서의 기능을 하고, 유압회로(24), 전기식 제어장치(32) 및 스텝 20, 스텝 50, 스텝 160 등이 각 차륜의 제동력을 제어하여 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하는 수단으로서의 기능을 한다. 또 스텝 80이 차량에 선회 보조 요잉 모멘트가 부여되어 있을 때에 후륜의 조타량을 동일한 방향으로 보정하는 후륜 조타량 보정수단으로서의 기능을 하고, 스텝 50이 후륜의 조타량이 동일한 방향으로 보정되어 있을 때에 선회 보조 요잉 모멘트를 증대 보정하는 선회 보조 요잉 모멘트 보정수단으로서의 기능을 한다.

다음에 도 7 내지 도 11을 참고로 하여 각종 차량이 전륜의 슬립각 δf가 과대한 상태에서 선회할 때의 상황에 대해서 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 차량(102)의 선회시에 차량에 선회 보조 요잉 모멘트가 부여되지 않고 후륜(100RL,100RR)의 조타각이 동일하게 제어되는 경우에는, 선회 초기에서는 후륜의 슬립각 βr이 커지고, 후륜 타이어의 마찰력 Fr도 커지기 때문에 차량 전체의 구심력도 커지만, 전륜 타이어의 마찰력 Ff에 비하여 후륜 타이어의 마찰력 Fr이 상대적으로 크게 되는 것에 기인하여 차량의 중심(104) 주위로 차량의 선회를 저해하는 방향의 요잉 모멘트 Mys가 발생한다.

그 때문에 선회 후반에서는 차량의 중심(104)에서 차체의 슬립각 β가 감소하거나 또는 마이너스 방향으로 증대하고, 이에 의해 후륜의 슬립각 βr이 감소하여 후륜 타이어의 마찰력 Fr도 감소하기 때문에 차량(102) 전체의 구심력도 감소한다. 따라서 도 11에 도시된 바와 같이, 이 경우의 차량의 선회 궤적 B는 선회 초기에는 선회 보조 요잉 모멘트가 부여되지 않고 후륜의 조타각도 제어되지 않는 일반적인 차량의 궤적 A보다도 선회 내측을 통과하지만, 선회 후반에서는 궤적 A보다도 큰 선회 외측으로 벗어나게 된다.

또 도 8에 도시된 바와 같이, 차량의 선회시에 차량에 선회 보조 요잉 모멘트가 부여되지 않고 후륜의 조타각이 반대로 제어되는 경우에는 선회 초기에서는 후륜의 슬립각 βr이 크게 작아지고, 후륜의 타이어 마찰력 Fr도 크게 작아지므로 전륜 타이어의 마찰력 Ff가 후륜 타이어의 마찰력 Fr에 비하여 상대적으로 커지는 것에 기인하여 차량의 중심(104) 주위로 차량의 선회를 조장하는 방향의 요잉 모멘트 Mys가 발생하는데, 차량(102) 전체의 구심력은 후륜의 조타각이 제어되지 않는 경우에 비하여 작다.

그 때문에 선회 후반에서는 차량의 중심(104)에서 차체의 슬립각 β가 증대하고, 이에 의해 후륜의 슬립각 βr도 증대하여 후륜 타이어의 마찰력 Fr도 증대하므로 차량(102) 전체의 구심력도 증대한다. 따라서 도 11에 도시된 바와 같이, 이 경우의 차량의 선회 궤적 C는 선회 후반에서는 일반적인 차량의 궤적 A보다도 선회 내측을 통과하지만, 선회 초기에서는 궤적 A보다도 선회 외측으로 비어져 나오며, 또 선회 후반에서 차체의 슬립각이 커지기 쉽다.

또 도 9에 도시된 바와 같이, 차량의 선회시에 후륜의 조타각이 제어되지 않고 제동력 차이 또는 구동력 차이에 의해 차량에 선회 보조 요잉 모멘트가 부여되는 경우에는, 제동력 차이 또는 구동력 차이에 의해 차량의 중심(104) 주위로 선회 보조 요잉 모멘트 Myb가 발생되는데, 선회 초기에서는 후륜의 슬립각 βr 및 후륜 타이어의 마찰력 Fr은 일반적인 차량의 경우와 실질적으로 동일하기 때문에 차량(102) 전체의 구심력도 일반적인 차량의 경우와 실질적으로 동일하다.

그 때문에 선회 후반에서는 차량의 중심(104)에서 차체의 슬립각 β가 증대하고, 이에 의해 후륜의 슬립각 βr도 증대하여 후륜 타이어의 마찰력 Fr도 증대하므로 차량(102) 전체의 구심력도 증대한다. 따라서 도 11에 도시된 바와 같이, 이 경우의 차량의 선회 궤적 D는 선회 초기에서는 일반적인 차량의 궤적 A와 동일한 모양이고, 선회 후반에서는 궤적 A보다도 선회 내측을 통과하는데, 선회 후반에서 차체의 슬립각이 커지기 쉽다.

이에 대하여 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 차량의 선회시에 차량에 선회 보조 요잉 모멘트가 부여됨과 동시에 후륜의 조타각이 동일한 방향으로 보정되는 경우에는, 선회 초기에서는 후륜의 슬립각 βr이 커지고, 후륜 타이어의 마찰력 Fr도 커지기 때문에 차량의 중심(104) 주위로 차량의 선회를 저해하는 방향의 요잉 모멘트 Mys가 발생하는데, 제동력 차이 또는 구동력 차이에 의해 차량의 중심(104) 주위로 선회 보조 요잉 모멘트 Myb가 발생되고, 선회 저해 요잉 모멘트 Mys가 선회 보조 요잉 모멘트 Myb에 의해 사라진다. 또 후륜 타이어의 마찰력 Fr이 커짐으로써 차량(102) 전체의 구심력도 일반적인 차량의 경우보다도 커지게 된다.

그 때문에 선회 후반에서도 차량의 중심(104)에서 차체의 슬립각 β가 과대하게 되지 않고, 이에 의해 선회 초기의 상황과 실질적으로 동일한 상황이 유지된다. 따라서 도 11에 도시된 바와 같이, 이 경우의 차량의 선회 궤적 E는 선회 초기에서부터 선회 후반까지 차체의 슬립각이 과대해지는 일이 없이 차량은 안정적으로 원하는 방향으로 선회한다.

또 차량의 선회시에 차량에 선회 보조 요잉 모멘트가 부여됨과 동시에 후륜의 조타각이 반대로 제어되는 경우에는, 상술한 도 8 및 도 9에 대해서 설명한 양쪽의 작용이 이동하므로 도 11에 도시한 바와 같이, 이 경우의 차량의 선회 궤적 F는 전체적으로 일반적인 차량의 궤적 A보다도 선회 내측을 통과하는데, 특히 선회 후반에서 차체의 슬립각이 현저히 과대하게 되고, 차량은 안정적으로 원하는 방향으로 선회할 수 없게 된다.

이상의 설명에서 이해할 수 있듯이, 도시한 실시예에 의하면 차량의 선회시에 차량이 드리프트 아우트 상태로 되면 스텝 20에서 드리프트 아우트 상태에 반응하여 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하기 위해 목표 거동 제어량 Mt가 연산되고, 또 스텝 30에서 연산되는 후륜의 목표 조타각 δrt가 스텝 80에서 실제의 선회 보조 요잉 모멘트에 반응하여 동일한 방향으로 보정되기 때문에, 차체 슬립각을 작은 값으로 유지하면서 차량 전체의 구심력을 증대시킬 수 있고, 이에 의해 드리프트 아우트 상태를 확실하게 감소하면서 차량을 안정적으로 원하는 방향으로 선회시킬 수가 있다.

특히 도시한 실시예에 의하면, 후륜의 목표 조타각 δrt가 실제의 선회 보조 요잉 모멘트 M에 반응하여 동일한 방향으로 보정될 뿐만 아니라 스텝 20에서 연산되는 목표 거동 제어량 Mt가 스텝 50에서 후륜의 실제의 조타각 δr에 반응하여 증대 보정되기 때문에 전후륜의 타이어 마찰력 Ff 및 Fr의 차이에 의해 차량에 부여되는 선회 방향의 요잉 모멘트 Mys의 저하 또는 선회 저해 방향의 요잉 모멘트 Mys의 증대를 각 차륜의 제동력 및 구동력 차이에 의한 선회 보조 요잉 모멘트 Myb의 증대에 따라 확실하게 보상할 수 있고, 이에 의해 차체의 방향이 원하는 방향보다 선회 외측으로 벗어나는 일을 확실히 방지할 수 있다.

또한 도시한 실시예에 의하면, 스텝 90에서 거동 제어장치(12)가 정상적으로작동하고 있는가 아닌가의 판별이 행해지고, 또 스텝 100 및 스텝 130에서 후륜 조타장치(14)가 정상적으로 작동하고 있는가 아닌가의 판별이 행해지고, 이러한 판별 결과에 따라 스텝 110 내지 150에서 후륜의 목표 조타각 δrt의 동일한 방향으로의 보정 또는 목표 거동 제어량 Mt의 증대 보정이 회피되기 때문에 거동 제어장치(12) 또는 후륜 조타장치(14)가 이상이 있는 경우에 후륜의 목표 조타각 δrt의 동일한 방향으로의 보정 또는 목표 거동 제어량 Mt의 증대 보정이 행해지는 것에 기인하여 차량의 드리프트 아우트 상태 또는 선회 거동이 오히려 악화되는 일을 확실히 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정한 실시예에 대해서 상세히 설명하였는데 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 범위내에서 다른 각종 실시예가 가능한 것은 당업자에게는 분명하다.

예를 들어 상기 실시예에서는 제구동력 제어수단은 각 차륜의 제동력을 제어함으로써 각 차륜의 제동력 차이에 의해 선회 보조 요잉 모멘트를 차량에 부여하도록 되어 있는데, 제구동력 제어수단은 각 차륜의 구동력을 제어함으로써 각 차륜의 구동력 차이에 의해 선회 보조 요잉 모멘트를 차량에 부여하도록 구성되어도 좋다. 또 차량이 전륜 구동차 또는 4륜 구동차인 경우에는, 선회 보조 요잉 모멘트는 예를 들어 좌우 후륜의 제동력 차이 및 좌우 전륜의 구동력 차이에 의해 발생되어도 좋다.

또한 상기 실시예에서는 선회 보조 요잉 모멘트는 선회 내측 전륜을 포함하여 각 차륜의 제동력 차이에 의해 발생되도록 되어 있는데 예를 들어 전술한 수학식 11에서 전륜의 제동력 분배비 Kf가 0으로 설정됨으로써 선회 보조 요잉 모멘트는 좌우 후륜의 제동력 차이에 의해 발생되도록 구성되어도 좋다.

게다가 상술한 실시예에서는 각 차륜의 제동력은 차륜속도 피드백에 의해 제어되도록 되어 있는데, 각 차륜의 제동력은 휠 실린더내의 압력에 대해서 압력 피드백에 의해 제어되어도 좋다.

이상의 설명으로부터 명백히 알 수 있듯이, 본 발명의 청구항 1항의 구성에 의하면, 차량의 궤적이 원하는 선회 궤적보다 크게 선회 외측으로 비어져 나오는 일을 효과적으로 제어하고, 또 차체의 방향이 원하는 방향보다 선회 외측으로 이탈하거나 반대로 차체의 슬립각이 과대해지는 것을 방지하고, 이에 의해 차량의 선회 거동을 악화시키지 않고 드리프트 아우트를 감소하여 차량을 양호하게 선회시킬 수 있다.

또 청구항 3항의 구성에 의하면, 전후륜의 타이어 횡력의 차이에 의해 차량에 부여되는 선회 방향의 요잉 모멘트의 저하를 각 차륜의 제동력 및 구동력 차이에 의한 선회 보조 요잉 모멘트의 증대에 따라 확실히 보상하고, 이에 의해 차체의 방향이 원하는 방향보다 선회 외측으로 이탈하는 것을 확실히 억제할 수 있다.

또한 청구항 2항 및 4항의 구성에 의하면, 제구동력 제어수단 또는 후륜 조타장치에 이상이 있는 경우에 차량의 드리프트 아우트 상태나 선회 거동이 오히려 악화되는 것을 확실히 방지할 수 있다.

Claims

후륜 조타장치를 갖는 차량의 거동 제어장치에 있어서, 차량의 드리프트 아우트 상태를 검출하는 수단과, 차량의 드리프트 아우트 상태가 검출되었을 때에 각 차륜의 제동력 및 구동력을 제어하여 차량에 선회 보조 요잉 모멘트를 부여하는 제동력 및 구동력 제어수단과, 상기 제동력 및 구동력 제어수단에 의해 차량에 선회 보조 요잉 모멘트가 부여되어 있을 때에는 후륜의 조타량을 동일한 방향으로 보정하는 후륜 조타량 보정수단을 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 거동 제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 제동력 및 구동력 제어수단 또는 상기 후륜 조타장치에 이상이 있을 때에는 상기 후륜 조타량 보정수단에 의해 후륜 조타량의 동일한 방향으로의 보정이 금지되는 것을 특징으로 하는 차량의 거동 제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 후륜 조타량 보정수단에 의해 후륜의 조타량이 동일한 방향으로 보정될 때에는 선회 보조 요잉 모멘트를 증대 보정하는 선회 보조 요잉 모멘트 보정수단을 갖는 것을 특징으로 하는 차량의 거동 제어장치.
제 3항에 있어서, 상기 제동력 및 구동력 제어수단 또는 후륜 조타장치에 이상이 있을 때에는 선회 보조 요잉 모멘트 보정수단에 의해 선회 보조 요잉 모멘트의 보정이 금지되는 것을 특징으로 하는 차량의 거동 제어장치.