KR20060044650A - 차량의 롤 오버 억제 제어 장치 - Google Patents

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미츠비시 후소 트럭 앤드 버스 코포레이션
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Abstract

본 발명은 차량의 롤 오버 억제 제어에 관한 것으로, 롤 오버 억제 제어를 선회의 종류에 따라서 적절하게 실시할 수 있도록 한다.
차량의 선회시에 차량의 롤 거동에 대응한 변수가 미리 설정된 제어 개시 판정 기준치보다도 커지면 차량의 롤을 억제하는 롤 오버 억제 제어를 개시하고, 변수가 미리 설정된 제어 종료 판정 기준치보다도 작아지면 롤 오버 억제 제어를 종료하고, 상기 제어 종료 판정 기준치로서 차량의 선회가 정상 회전일 때에는 정상 회전시 제어 종료 판정 기준치를 이용하고, 차량의 선회가 레인 체인지 등의 비정상 회전일 때에는 정상 회전시 제어 종료 판정 기준치보다도 작은 값인 비정상 회전시 제어 종료 판정 기준치를 이용하도록 한다.
브레이크 페달, 유압 유닛, 마스터 실린더, 제동용 제어기

Description

차량의 롤 오버 억제 제어 장치 {VEHICLE ROLL OVER SUPPRESSING CONTROL DEVICE}
도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 차량의 롤 오버 억제 제어 장치에 관한 제어 블럭도.
도2는 본 발명의 일실시 형태에 관한 차량의 롤 오버 억제 제어 장치에 관한 시스템 구성도.
도3의 (a) 및 도3의 (b)는 본 발명의 일실시 형태에 관한 차량의 롤 오버 억제 제어 장치에 의한 제어를 설명하는 개략도이며, 도3의 (a)는 차량의 좌측 방향 선회의 경우를 도시하고, 도3의 (b)는 차량의 우측 방향 선회의 경우를 도시하는 도면.
도4의 (a) 및 도4의 (b)는 본 발명의 일실시 형태에 관한 차량의 롤 오버 억제 제어 장치에 의한 제어의 종료 조건을 설명하는 도면이며, 도4의 (a)는 차량의 선회가 정상 회전인 경우를 도시하고, 도4의 (b)는 차량의 선회가 비정상 회전인 경우를 도시하는 도면.
도5는 본 발명의 일실시 형태에 관한 차량의 롤 오버 억제 제어 장치에 의한 제어를 설명하는 흐름도.
도6은 본 발명의 일실시 형태에 관한 차량의 롤 오버 억제 제어 장치에 의한 제어의 종료 조건의 설정에 대해 설명하는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 브레이크 페달
2 : 마스터 실린더
3 : 제동용 제어기(브레이크 ECU)
4 : 브레이크액 리저버
5FL, 5FR, 5RL, 5RR : 제동륜
6 : 유압 유닛
7 : 엔진 ECU
8 : 엔진
10 : 휠 브레이크
11 : 핸들 각센서
12 : 요레이트 센서
13 : 롤레이트 센서(롤 상태 검출 수단)
15 : 차륜속 센서
16 : 브레이크 스위치
17 : 전후 및 횡가속도 센서
31 : 운전 상태 입력부
32 : 차량 운동 상태 입력부
33 : 롤 오버 억제 제어 수단
34 : 선회 판정 수단
35 : 선회 종별 판정 수단
36 : 제어 판정 수단
37 : 롤 오버 억제용 제동 제어 수단
38 : 롤 오버 억제용 엔진 출력 억제 제어 수단
본 발명은, 차량의 주행성을 확보하면서 넘어짐을 억제하는 차량의 롤 오버 억제 제어 장치에 관한 것이다.
차량의 선회시에는 주행 속도나 조타 상황에 의해 차체에 롤 방향의 모멘트가 발생하여 차량의 안정성이 저하되는 일이 있다. 이와 같은 경우, 롤 방향의 모멘트가 지나치게 증대되면 롤 오버(넘어짐)에 이를 우려가 있으므로, 차량이 롤 오버에 이를 우려가 있으면 차속을 저하시켜 롤 오버를 억제하는 제어 장치가 종래부터 제안되어 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는 차량의 롤 거동이 불안정하다고 판정되면 엔진에의 연료 공급을 차단하고, 차량의 롤 거동이 안정되면 차량의 횡가속도(가로G)의 값에 따라서 엔진에의 연료 공급을 재개하는 구성이 기재되어 있다. 이와 같은 구성에 의해 차량의 롤 거동이 불안정한 상태에 있어서는 엔진 토오크를 저감시켜 차륜을 노면에 그립시키고, 또한 차량의 롤이 안정 상태가 된 후에는 차량의 횡가속 도의 값에 따라서 엔진 토오크를 저감시키는 제어를 종료시키고, 제어의 헌팅을 일으키지 않는 안정된 상태로 할 수 있도록 되어 있다.
상술한 특허문헌 1에 기재된 기술에서는 엔진 토오크의 제어에 의해 차량의 추진력을 저감시켜 차속을 억제하고 있지만, 한편 차륜에 제동력을 가함으로써 차속을 억제하는 기술도 제안되어 있다.
예를 들어, 특허문헌 2에는 차량의 선회 특성(요레이트의 크기)을 기초로 하여 차량 자세를 제어하는 제1 제어 모드와, 차량의 과대 롤 지표(차륜의 바퀴 하중의 작음이나 감소 속도)를 기초로 하여 차량의 롤링(넘어짐)을 제어하는 제2 제어 모드를 구비하고, 제1 제어 모드에 있어서는 내외륜에 제동력 차를 설치함으로써 차량의 선회 또는 회전 방향에의 요 모멘트를 제어하고, 제2 제어 모드에 있어서는 각 차륜에 제동력을 부여하는 동시에 엔진으로 공급하는 연료량을 저감시켜 차속을 제어하는 구성이 기재되어 있다. 이와 같은 구성에 의해 제1 제어 모드시에는 차량 자세의 재건을 도모할 수 있고, 또한 제2 제어 모드시에는 차량의 무게 중심에 작용하는 원심력을 감소시켜 롤링을 방지할 수 있고, 주행 안정성을 양호하게 유지할 수 있도록 되어 있다.
이와 같이 특허문헌 2에 있어서는 차량의 롤링을 방지하기 위해, 특허문헌 1에 관한 엔진 토오크를 저감시키는 제어에다가 각 차륜으로 제동력을 부여하는 제어가 동시에 실시되도록 되어 있다.
[특허문헌 1]
일본 특허 공개 2000-104582호 공보
[특허문헌 2]
일본 특허 공개 평10-24819호 공보
상술한 바와 같이, 차량의 롤 오버를 억제하는 제어를 행하는 경우, 일반적으로 차량의 롤 거동에 관련되는 변수치를 참조하여 이 롤 거동을 나타내는 변수치가 제어 개시 기준치보다도 거동 불안정측이 되면 제어를 개시하고, 그 후, 롤 거동을 나타내는 변수치가 제어 종료 기준치보다도 거동 안정측이 되면 제어를 종료하도록 구성하게 된다.
이 경우의 롤 거동을 나타내는 변수치로서는 차량에 발생하는 롤레이트나 횡가속도(가로G)가 있고, 이들을 이용하여 롤 오버 억제 제어의 개시나 종료를 판정할 수 있다.
그런데, 차량의 롤 오버 억제 제어에서는 차량의 브레이크나 엔진 출력을 제어하게 되지만, 이들 차량의 브레이크나 엔진 출력은, 본래는 드라이버의 의사(조작)에 따라서 제어되어야 하는 것이다. 따라서, 드라이버의 의사와는 관계없이 실시하는 차량의 롤 오버 억제 제어는 당연히 불필요하게 행하지 않도록 해야 한다. 이 점에서 제어 개시 기준치나 제어 종료 기준치 등의 제어 개시 조건이나 제어 종료 조건을 적절한 것으로 설정하는 것이 중요해진다.
여기서, 제어 종료 조건의 경우, 제어 실시 중의 차량 상태로부터 제어의 종료를 판정하게 되지만, 제어 실시 중의 차량 상태에서는 차량의 롤 거동이 억제되지만, 그 상태에서 제어를 종료하면 차량의 롤 거동이 다시 커져 버리는 경우도 있 다. 이 경우, 차량 롤 오버의 우려를 저감시킬 수 없을 뿐만 아니라, 제어 헌팅도 초래하게 되어 바람직하지 않다.
따라서, 롤 오버 억제 제어를 종료하면 차량의 롤 거동이 다시 커져 버리는 경우에는 제어를 속행하고, 롤 오버 억제 제어를 종료해도 차량의 롤 거동이 커지지 않는 경우에는 제어를 빠르게 종료시키도록 한다.
한편, 차량의 롤 거동 제어를 실시하는 대상이 되는 차량의 선회 주행에는 급격히 선회 방향이 절환되는 레인 체인지시나 긴급 회피 조타시 등의 비정상적(과도적)인 선회(이하, 레인 체인지 선회라고도 함)와, 동일 방향에의 선회가 계속되는 루프교 등의 선회를 비롯하여 완만한 S자 커브의 선회 등의 정상적인 선회(이하, 단순 선회라고도 함)와 크게 구별할 수 있다.
단순 선회에서는, 차량의 롤은 급변하지 않으므로, 롤 오버 억제 제어에 의해 차량의 롤 거동이 일단 억제되면, 그 후 제어를 종료해도 차량의 롤 거동이 다시 커지는 일은 거의 없다. 이로 인해, 단순 선회시에 롤 오버 억제 제어를 행하고 있는 경우에는 차량의 롤 거동이 대폭으로 억제되는 것을 기다리지 않고, 즉 차량의 롤 거동이 어느 정도만큼 억제된 시점에서 제어를 종료하도록 제어 종료 조건을 롤 거동이 약간 개선된 정도의 낮은 조건으로 설정하는 것이 바람직하다.
이에 대해, 레인 체인지 선회에서는 조타 방향이 도중에 절환되므로, 소위 되흔들림에 의해 차량의 롤이 급변하고, 특히 롤레이트는 감소되지만 롤각 자체는 커지는 상황이 있으므로, 롤 오버 억제 제어에 의해 차량의 롤 거동(예를 들어, 롤레이트의 값)이 일단 억제되어도 그 후 제어를 종료하면 차량의 롤 거동이 다시 커 지는 일이 있다. 이로 인해, 레인 체인지 선회시에 롤 오버 억제 제어를 행하고 있는 경우에는 차량의 롤 거동이 대폭으로 억제되는 것을 기다린 후 제어를 종료하도록 제어 종료 조건을 롤 거동이 충분히 개선된 정도의 높은 조건으로 설정하는 것이 바람직하다.
종래에는, 이와 같은 선회의 종류에 관계없이 롤 오버 억제 제어의 종료 조건을 일정 조건으로 설정하고 있었으므로, 단순 선회시에 맞추어 제어 종료 조건을 롤 거동이 약간 개선된 정도의 낮은 조건으로 설정하면, 레인 체인지 선회시에는 제어를 종료하면 차량의 롤 거동이 다시 커질 우려가 생기고, 반대로 레인 체인지 선회시에 맞추어 제어 종료 조건을 롤 거동이 충분히 개선된 정도의 높은 조건으로 설정하면 단순 선회시에는 필요 이상으로 롤 오버 억제 제어가 계속되게 되고, 드라이버에 위화감을 부여하는 것으로도 되어 있었다.
본 발명은 이와 같은 과제에 비추어 안출된 것으로, 롤 오버 억제 제어를 선회의 종류에 따라서 적절하게(과부족없이) 실시할 수 있도록 한 차량의 롤 오버 억제 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목표를 달성하기 위해, 본 발명의 차량의 롤 오버 억제 제어 장치는 차량의 롤 거동 정보를 검출하는 롤 거동 정보 검출 수단과, 상기 차량의 롤을 억제하는 롤 억제 수단과, 상기 차량의 선회시에 상기 롤 거동 정보 검출 수단에 의해 검출된 롤 거동 정보를 기초로 하여 상기 차량의 롤 거동에 대응한 변수가 미리 설정된 제어 개시 판정 기준치보다도 커지면 상기 롤 억제 수단을 작동시켜 상기 차 량의 롤을 억제하는 롤 오버 억제 제어를 개시하고, 상기 변수가 미리 설정된 제어 종료 판정 기준치보다도 작아지면 상기 롤 오버 억제 제어를 종료하는 롤 오버 억제 제어 수단과, 상기 차량의 선회가 정상 회전인지 레인 체인지로 대표되는 비정상 회전인지를 판정하는 선회 종별 판정 수단을 구비하고, 상기 제어 종료 판정 기준치로서 상기 선회 종별 판정 수단에 의해 상기 차량의 선회가 정상 회전이라고 판정된 경우에 이용하는 정상 회전시 제어 종료 판정 기준치와, 상기 선회 종별 판정 수단에 의해 상기 차량의 선회가 비정상 회전이라고 판정된 경우에 이용하는 비정상 회전시 제어 종료 판정 기준치가 마련되고, 상기 비정상 회전시 제어 종료 판정 기준치는 상기 정상 회전시 제어 종료 판정 기준치보다도 작은 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 롤 거동 정보 검출 수단은 상기 차량의 롤레이트를 검출하는 롤레이트 센서이며, 상기 변수는 상기 롤레이트이며, 상기 제어 종료 판정 기준치는 롤레이트 역치로서 설정되어 있는 것이 바람직하다(청구항 2).
또한, 상기 롤 억제 수단에는 상기 차량의 차륜을 제동할 수 있는 제동 기구가 포함되고, 상기 롤 오버 억제 제어 수단은 상기 제동 기구를 통해 상기 차륜에 제동을 가함으로써 차속을 저하시키고 상기 차량의 롤을 억제하는 것이 바람직하다(청구항 3).
또한, 상기 롤 억제 수단에는 상기 차량의 엔진의 출력을 억제할 수 있는 엔진 출력 제어 수단이 포함되고, 상기 롤 오버 억제 제어 수단은 상기 엔진 출력 제어 수단을 통해 상기 엔진 출력을 억제함으로써 차속을 저하시키고 상기 차량의 롤 을 억제하는 것이 바람직하다(청구항 4).
또한, 상기 제동 기구는 상기 차량의 좌우륜을 따로 따로 제동 가능하게 구비되는 동시에, 상기 롤 오버 억제 제어 수단은, 상기 제어 개시 조건이 성립한 경우에는 제동력을 선회 외륜으로 부여시키도록 상기 제동 기구를 제어하는 것이 바람직하다(청구항 5).
상기 선회 종별 판정 수단은 상기 차량의 선회 중에 상기 차량이 선회 방향과 역방향으로 조타되면 상기 차량의 선회가 레인 체인지로 대표되는 비정상 회전이라고 판정하는 것이 바람직하다(청구항 6).
이하, 도면에 의해 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
도1 내지 도6은 본 발명의 일실시 형태에 관한 차량의 롤 오버 억제 제어 장치를 도시하는 것이고, 도1은 그 억제 제어에 관한 제어 블럭도, 도2는 본 장치를 구비한 차량의 제동 시스템의 전체 구성을 도시하는 시스템 구성도, 도3의 (a) 및 도3의 (b)는 본 장치를 구비한 차량에 있어서의 선회 방향과 통상의 롤 오버 억제 제어시의 제동륜과의 관계를 나타내는 개략도, 도4의 (a) 및 도4의 (b)는 그 롤 오버 억제 제어의 종료 판정 조건(종료 판정 기준치)을 설명하는 도면, 도5, 도6은 그 롤 오버 억제 제어를 설명하는 흐름도이다.
본 발명의 실시에 관한 차량의 롤 오버 억제 제어 장치에는, 도2에 도시한 바와 같은 차량의 제동 시스템이 이용된다. 이 차량의 제동 시스템은, 도2에 도시한 바와 같이 브레이크 페달(1)과, 브레이크 페달(1)의 답입에 연동하여 작동하는 마스터 실린더(2)와, 마스터 실린더(2)의 상태에 따라서, 혹은 제동용 제어기(브레 이크 ECU)(3)로부터의 지령에 따라서 마스터 실린더(2) 혹은 브레이크액 리저버(4)로부터 각 제동륜(전륜의 좌우륜 및 후륜의 좌우륜)(5FL, 5FR, 5RL, 5RR)의 휠 브레이크(이하, 브레이크라 함)(10)의 휠 실린더에 공급하는 브레이크액압을 제어하는 유압 유닛(6)을 구비하고 있다. 한편, 본 차량의 제동 시스템에는 엔진(8)의 출력을 조정하는 엔진 출력 조정 수단으로서의 엔진 ECU(7)이 설치되고, 브레이크 ECU(3)와의 CAN 통신에 의해 차량의 상태에 따른 엔진 출력의 조정을 실시할 수 있도록 되어 있다.
또한, 여기서는 마스터 실린더(2), 유압 유닛(6) 등의 액압 조정계와 각 제동륜의 휠 브레이크(10) 등으로부터 제동 기구가 구성되어 있다.
본 실시 형태에 관한 롤 오버 억제 제어는 차량에 작용하는 롤레이트가 과대해지지 않도록 하여 차량의 롤 오버(넘어짐)의 우려를 억제하는 제어이며, 이 롤 오버 억제 제어에는 차륜에 브레이크를 가하는 롤 오버 억제용 제동 제어와, 엔진 출력을 억제하는 롤 오버 억제용 엔진 출력 억제 제어의 두개의 제어 태양이 마련되어 있다.
롤 오버 억제용 제동 제어 및 엔진 출력 억제 제어는 차량의 롤 거동이, 롤 오버가 발생할 우려가 생길 정도로 커지면 실시되도록 되어 있다. 또한, 차량의 롤 거동의 정도를 판정하는 변수로서 차량의 롤레이트가 이용되도록 되어 있다.
롤 오버 억제용 제동 제어에서는 차량의 선회 외륜으로 제동력을 부여하고, 선회를 억제하는 방향에의 모멘트를 차량에 부여하는 동시에 차륜의 횡력을 저감시킴으로써 차량의 선회를 억제하는(선회 반경을 크게 함) 동시에, 차량을 감속시킴 으로써 롤 오버를 억제한다. 또한, 엔진 출력 억제 제어에서는, 차량의 롤 거동이, 롤 오버가 발생할 우려가 생길 정도로 커지면 엔진의 출력을 저감시켜 차량을 감속시킴으로써 롤 오버를 억제한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 브레이크 페달(1)의 답입시에는 롤 오버 억제용 제동 제어와, 브레이크 페달(1)의 답입량에 따른 제동 제어(드라이버 제어)와의 양쪽을 통합하여 제동 제어를 행하도록 되어 있다.
도2에 도시한 바와 같이(도2에는 전륜의 좌우륜 브레이크에 대해서만 도시함), 유압 유닛(6)에는, 롤 오버 억제용 제동 제어에 있어서는 차압 밸브(68)의 상류와 하류에서 소정의 압력차가 생기도록 차압 밸브(68)가 작동한다.
차량의 롤 오버를 억제하는 롤 오버 억제 제어 모드시에 브레이크 페달(1)이 답입되어 있지 않은 경우에는 인라인 답입 밸브(61)가 폐쇄되고, 아웃라인 답입 밸브(62)가 개방된다. 이로 인해, 브레이크액 리저버(4) 내의 브레이크액이 아웃라인(64), 아웃라인 답입 밸브(62) 및 펌프(65)를 통해 도입되고, 펌프(65)에 의해 가압되는 동시에 액압 보유 지지 밸브(66) 및 감압 밸브(67)에 의해 압력 조정되어 각 바퀴의 브레이크(10)에 공급된다.
롤 오버 억제 제어 모드시에 브레이크 페달(1)이 답입되어 있는 경우에는 인라인 답입 밸브(61)가 개방되고, 아웃라인 답입 밸브(62)가 폐쇄된다. 이로 인해, 마스터 실린더(2) 내의 브레이크액이 인라인(63), 인라인 답입 밸브(61) 및 펌프(65)를 통해 도입되고, 펌프(65)에 의해 가압되는 동시에 액압 보유 지지 밸브(66) 및 감압 밸브(67)에 의해 압력 조정되어 각 바퀴의 브레이크(10)에 공급된다.
또한, 이 차량의 거동 제어시에 드라이버에 의한 제동 제어(드라이버 제어)가 이루어진 경우에는 액압 센서(14)에서 검지된 마스터 실린더(2) 내의 브레이크액의 압력 정보를 기초로 하여 액압 보유 지지 밸브(66) 및 감압 밸브(67)의 압력 조정이 이루어지도록 되어 있다. 또한, 인라인(63)과 아웃라인(64)은 인라인 답입 밸브(61) 및 아웃라인 답입 밸브(62)의 하류에서 합류하고 있고, 이 합류 부분의 하류에 펌프(65)가 배치되고, 펌프(65)의 하류에는 각 제동륜(5FL, 5FR, 5RL, 5RR)마다 액압 보유 지지 밸브(66) 및 감압 밸브(67)가 장비되어 있다.
롤 오버 억제 제어 모드가 아닌 통상 제동시(드라이버 제어시)에는 인라인 답입 밸브(61) 및 아웃라인 답입 밸브(62)는 폐쇄되고, 차압 밸브(68), 액압 보유 지지 밸브(66)는 개방되고, 감압 밸브(67)는 폐쇄된다. 이에 의해, 마스터 실린더(2) 내의 압력(즉, 브레이크 답입력)에 따른 브레이크액압이 인라인(63), 차압 밸브(68), 액압 보유 지지 밸브(66)를 통해 각 바퀴의 브레이크(10)에 공급된다. 또한, ABS(안티로크 브레이크 시스템 또는 안티스키드 브레이크 시스템)의 작동시에는 액압 보유 지지 밸브(66) 및 감압 밸브(67)를 통해 브레이크 답입력에 따른 브레이크액압이 차륜의 로크가 생기지 않도록 적절하게 조정된다.
이와 같은 유압 유닛(6)의 인라인 답입 밸브(61), 아웃라인 답입 밸브(62), 펌프(65) 및 각 제동륜의 액압 보유 지지 밸브(66), 감압 밸브(67), 차압 밸브(68)는 브레이크 ECU(3)에 의해 제어된다.
브레이크 ECU(3)에는 스티어링 휠(핸들)에 부설된 핸들 각센서(11)로부터 핸들 각신호가, 차체에 설치된 롤레이트 센서(롤 거동 정보 검출 수단)(13)로부터 차 체의 롤레이트 신호가, 각 바퀴의 차륜속 센서(15)로부터 차륜속 신호가, 브레이크 스위치(16)로부터 브레이크 페달 답입 신호가, 차체에 설치된 전후 및 횡가속도 센서(17)로부터 전후 가속도 신호, 횡가속도 신호가 각각 입력되도록 되어 있다.
브레이크 ECU(3)에는 도1에 도시한 바와 같은 각 기능 요소, 즉 드라이버의 운전 상태에 관한 다양한 정보를 입력하여 이들 입력 정보를 적절하게 처리하여 출력하는 드라이버 운전 상태 입력부(31)와, 차량의 운동 상태(거동)에 관한 다양한 정보를 입력하여 이들 입력 정보를 적절하게 처리하여 출력하는 차량 운동 상태 입력부(32)와, 롤 오버 억제 제어 수단(33)이 구비되어 있다.
드라이버 운전 상태 입력부(31)에서는 브레이크 스위치(16)로부터의 브레이크 페달 답입 신호에 의해 브레이크 페달이 답입되어 있는지 여부를 판정하는 동시에, 핸들 각센서(11)로부터 핸들 각신호를 기초로 하여 핸들각을 시간 미분하여 핸들각 속도(조타 각속도)를 산출하도록 되어 있다.
차량 운동 상태 입력부(32)에서는 차체속, 롤레이트, 횡가속도를 산출하도록 되어 있다. 차체속은, 통상은 차륜속 센서(15)로부터의 차륜속 신호를 기초로 하여 산출하지만, 차륜에 슬립이 생기면 거기까지 얻게 된 차륜속 신호를 기초로 하는 차체속에 전후 가속도 센서(17)로부터 얻게 되는 전후 가속도의 시간 적분치를 가산하여 산출하도록(이 경우, 추정 차체속이 됨) 되어 있다.
롤 오버 억제 제어 수단(33)에는 차량의 선회의 개시 및 종료를 판정하는 선회 판정 수단(34)과, 차량의 선회가 정상 회전인지 레인 체인지로 대표되는 비정상 회전인지를 판정하는 선회 종별 판정 수단(35)과, 롤 오버 억제 제어의 개시 및 종 료를 판정하는 제어 판정 수단(36)과, 롤 오버 억제 제어시에 각 제동륜에의 제어량(롤 오버 억제 제어용 제동력)을 설정하여 제동을 실시하는 롤 오버 억제용 제동 제어 수단(37)과, 엔진 ECU(7)에 엔진(8)에의 연료 공급량을 저감시켜 엔진 출력을 저감시키는 롤 오버 억제용 엔진 출력 억제 제어 수단(38)이 구비되어 있다.
또한, 엔진 출력 억제 제어 수단(38)은 엔진 ECU(7) 내의 기능 요소로서 구비되고, 브레이크 ECU(3)와 엔진 ECU(7)의 CAN 통신에 의해 브레이크 ECU(3)의 제어 판정 수단(36)으로부터 엔진 ECU(7)의 엔진 출력 억제 제어 수단(38)으로 제어 신호가 이송되도록 되어 있다.
또한, 롤 오버 억제 제어 수단(33)에서는 제어 판정 수단(36)에 의해 롤 오버 억제 제어를 개시해야 한다고 판정되면 롤 오버 억제 제어를 개시하고, 제어 판정 수단(36)에 의해 롤 오버 억제 제어를 종료해야 한다고 판정되면 롤 오버 억제 제어를 종료한다. 이 롤 오버 억제 제어의 종료 판정시, 롤 오버 억제 제어시에는 4륜 모두 노면에 접지하고 있는 상태이면 4륜 전체에 제동력을 부여하는 제어(전륜 제동 제어)를 행하고, 4륜이 모두 노면에 접지하고 있는 상태가 아니면 노면에 접지하고 있는 선회 외륜에 제동력을 부여하는 제어를 행한다. 이와 같은 제동 제어는 제어량 설정 수단(37)에 의해 제어량(제동력)을 설정하면서 제어를 행한다.
또한, 통상의 롤 오버 억제 제어에서는, 예를 들어 도3의 (a) 및 도3의 (b)에 도시한 바와 같이 선회 외륜의 전후륜으로 제동력을 부가한다. 이 때 부가되는 제동력의 크기는 제어량 설정 수단(37)에 의해 롤레이트(Rr)의 크기에 따른 값으로 서 설정되도록 되어 있다. 또한, 롤을 억제하기 위해서는 차량의 횡가속도를 억제하는 것과 차속을 억제하는 것이 유효하지만, 선회 외륜의 전륜에의 제동력은 차량의 횡가속도의 억제에 크게 기여하고, 선회 외륜의 후륜에의 제동력은 차속의 억제에 크게 기여한다.
선회 판정 수단(34)에서는 (i) 차체속(Vb)이 기준치(미리 설정된 저속치)(V1) 이상인 것, (ⅱ) 차체의 횡가속도(Gy)의 크기가 기준치(미리 설정된 소정 가속도)(Gy1) 이상인 것의 각 조건이 모두 성립하면, 차량의 선회가 개시되었다고 판정한다. 또한, 선회 판정 수단(34)에서는 (ⅲ) 차체속(Vb)이 기준치(미리 설정된 저속치)(V2) 미만(단, V2 ＜ V1)인 것, (ⅳ) 차체의 횡가속도(Gy)의 크기가 기준치(미리 설정된 소정 가속도)(Gy2) 미만(단, Gy2 ＜ Gy1)인 것 중 어느 하나가 성립하면 차량의 선회가 종료되었다고 판정한다.
선회 종별 판정 수단(35)에서는 차량이 선회 중인지 여부를 판정하고, 또한 차량이 선회 중인 경우, 그 선회가 동일 방향에의 선회가 계속되는 루프교 등의 선회를 비롯하여 완만한 S자 커브의 선회 등의 정상적인 선회(정상 회전, 단순 선회라고도 함)인지, 급격히 선회 방향이 절환되는 레인 체인지시나 긴급 회피 조타시 등의 비정상적(과도적)인 선회(레인 체인지로 대표되는 비정상 회전)인지를 판정한다.
본 실시 형태의 선회 종별 판정 수단(35)에서는 차량의 핸들각 속도(조타 각 속도)(ωh)의 크기 │ωh│가 기준치(ωh0) 이상인 것(│ωh│ ≥ ωh0)과, 차량에 생기는 횡가속도(Gy)의 크기 │Gy│가 기준치(Gy0) 이상인 것과, 차량의 차속(Vb)이 소정 속도(Vb0) 이상인 것 모두 성립한 경우에, 상기 차량이 선회 중이라고 판정하고, 선회 중이라 판정한 경우에는 선회 판정 플러그(Fsenkai)를 1로 한다. 이와 같이 차량이 선회 중(Fsenkai ＝ 1)이라고 판정되고 있을 때에 차량의 핸들각 속도(조타 각속도)(ωh)가 선회 방향과 역방향으로 변화되고, 핸들각 속도(조타 각속도)(ωh)의 크기 │ωh│가 선회 상태 판별 기준치(ωh1) 이상에(│ωh│≥ ωh1) 도달하면, 차량의 선회가 레인 체인지로 대표되는 비정상 회전 정상 회전이라고 판정하고, 비정상 회전 중이라 판정한 경우에는 선회 판정 플러그(Flc)를 1이라 한다. 또한, 차량이 선회 중(Fsenkai ＝ 1)이라도 차량의 핸들각 속도(조타 각속도)(ωh)가 선회 방향과 역방향으로 변화되지 않는 경우나, 역방향으로 변화되어도 핸들각 속도(조타 각속도)(ωh)의 크기 │ωh│가 선회 상태 판별 기준치(ωh1) 이상(│ωh│≥ ωh1)이 되지 않은 경우에는, 차량의 선회는 정상 회전(비정상 회전이 아님)이라고 판정하여 선회 판정 플러그(Flc)를 0이라 한다.
제어 판정 수단(36)에서는 선회 판정 수단(34)의 검출 결과와 검출된 롤레이트(Rr)로부터 소정의 제어 개시 조건을 기초로 하여 롤 오버 억제 제어의 개시를 판 정한다. 여기서는, 제어 개시 조건은 선회 판정 수단(34)에서 선회 중이라고 판정된 것 및 차량의 롤 거동에 대응한 변수의 값인 롤레이트(Rr)의 크기가 미리 설정된 제어 개시 역치(Rrs1) 이상이 된 것의 양쪽이 성립하는 것이다.
롤레이트 제어에서는 선회 외륜으로 제동력을 부가한다. 이 때 부가되는 제동력의 크기는 롤레이트(Rr)의 크기에 따른 값으로서, 미리 설정된 대응 맵을 기초로 하여 설정되도록 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는 유압 유닛(6)에 의해 제어되는 브레이크액압의 증감압 구배(PRRR)가 롤레이트(Rr)의 크기에 따른 값의 제동 제어량(제1 제어량)으로서 설정되도록 되어 있다.
또한, 제어 판정 수단(36)에서는 롤 오버 억제 제어 중에 선회 판정 수단(34)의 검출 결과와 검출된 롤레이트(Rr)로부터 소정의 제어 종료 조건을 기초로 하여 롤 오버 억제 제어의 종료를 판정한다. 여기서는, 제어 종료 조건은 선회 판정 수단(34)에서 선회 중이라고 판정된 것 및 롤레이트(Rr)의 크기가 미리 설정된 제어 종료 역치(Rrs2) 미만이 된 것 중 어느 한 쪽이 성립하는 것이다(Rrs2 ＜ Rrs1).
단, 차량의 선회가 레인 체인지로 대표되는 비정상 회전인 경우에는 제어 종료 역치(Rrs2)를 Rrs3으로 변경한다. 즉, 롤레이트(Rr)에 관한 제어 종료 역치(제어 종료 판정 기준치)로서, 정상 회전시 제어 종료 판정 역치(정상 회전시 제어 종료 판정 기준치)(Rrs2)와 비정상 회전시 제어 종료 판정 역치(기준 비정상 회전시 제어 종료 판정 기준치)(Rrs3)가 별도로 설정되어 있다. 비정상 회전시 제어 종료 판정 역치(Rrs3)는 정상 회전시 제어 종료 판정 역치(Rrs2)보다도 작은 롤레이트 값, 즉 차량의 롤 거동이 보다 안정된 상태의 롤레이트 값으로 설정되어 있다. 여기서는, 정상 회전시 제어 종료 판정 역치(Rrs2)는 롤 방향과 같은 방향에의 롤레이트 값으로서 설정되고, 비정상 회전시 제어 종료 판정 역치(Rrs3)는 롤 방향과 역방향에의 롤레이트 값으로서 설정되어 있다.
즉, 정상 회전시에는, 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 롤각은 비교적 완만하게 변화되고, 롤레이트가 어느 정도 감소하면, 이 단계에서 제어를 종료해도 롤 오버의 우려는 거의 없다. 그래서, 정상 회전시 제어 종료 판정 역치(Rrs2)는 롤 방향과 같은 방향에의 롤레이트 값으로서 비교적 큰 값으로 설정되어 있다. 한편, 레인 체인지 등의 비정상 회전시에는, 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 롤각은 비교적 급격하게 변화되고, 특히 조타 방향이 좌측으로부터 우측으로, 혹은 우측으로부터 좌측으로 절환된 후에 소위 되흔들림이라 불리우는 큰 롤이 생긴다. 이로 인해, 롤레이트가 충분히 작아진 단계에서 제어를 종료하도록 설정하면, 롤 오버의 우려는 대폭으로 억제된다. 그래서, 비정상 회전시 제어 종료 판정 역치(Rrs3)는 롤 방향과 역방향에의 롤레이트 값(부의 값)으로서 비교적 작은 값으로 설정되어 있다. 즉, 롤각이 감소하도록 된 후, 제어를 종료하도록 설정되어 있다.
롤 오버 억제용 제동 제어 수단(37)에서는 롤 오버 억제 제어시에 제동 제어 에 관해서는 기본적으로 선회 외륜에 제동력을 부여하도록 상당하는 선회 외륜에의 제어량(롤 오버 억제 제어용 제동력)을 롤레이트 등에 따라서 설정하고, 이 설정에 따른 제동을 실시한다. 물론, 이 때의 제어량을 롤레이트에 따르게 한 것은 아니고, 미리 설정된 소정치로 하는 것도 가능하다.
또한, 롤 오버 억제용 엔진 출력 억제 제어 수단(38)에서는 롤 오버 억제 제어시에 엔진의 출력 제어량(엔진 출력 억제량)을 롤레이트 등에 따라서 설정하고, 이 설정에 따른 엔진 출력 제어를 실시한다. 물론, 이 때의 제어량도 롤레이트에 따른 것은 아니라, 미리 설정된 소정치로 하는 것도 가능하다. 또한, 이러한 엔진의 출력 제어는 디젤 엔진이면 거버너의 제어 등에 의해, 가솔린이면 드로틀 밸브의 제어 등에 의해 행할 수 있다.
본 발명의 일실시 형태에 관한 차량의 롤 오버 억제 제어 장치는 상술한 바와 같이 구성되어 있으므로, 예를 들어 도5에 도시한 바와 같이 제어가 실시된다.
즉, 도5에 도시한 바와 같이, 우선 스텝 A5에서 롤 오버 억제 제어의 개시 또는 종료를 판정하기 위해 필요한 변수가 입력된다. 다음에 스텝 A10에서 롤 오버 억제 제어가 실시되고 있는지 여부가 플러그(F1)를 기초로 하여 판정된다. 이 판정에 관한 플러그(F1)는 롤 오버 억제 제어가 행해지고 있는 상태인지 여부를 나타내는 플러그(롤 오버 억제 제어 실시 플러그)이고, 초기치가 0으로서 설정되어 있다. 여기서 F1 ＝ 0인 경우에는 롤 오버 억제 제어가 행해지고 있지 않으므로, 스텝 A20으로 진행되어 롤 오버 억제 제어의 개시 조건이 판정된다. 또한, F1 ＝ 1인 경우에는 롤 오버 억제 제어가 개시되고 있으므로, 스텝 A50으로 진행되어 롤 오버 억제 제어의 종료 조건이 판정된다.
스텝 A20에서는 스텝 A5에서 입력된 변수를 기초로 하여 롤 오버 억제 제어의 개시 조건이 성립하는지 여부가 전술한 판정 조건으로부터 판정된다. 이 조건이 성립하는 경우에는 스텝 A30으로 진행되어 플러그(F1)를 1(온)로 설정하고, 스텝 A 40에서 롤 오버 억제 제어를 개시하여 이 흐름을 종료한다. 또한, 이 조건이 성립하지 않는 경우에는 플러그나 제어를 변경하는 일 없이 이 흐름을 종료한다.
한편, 스텝 A10에서의 판정이 F1 ＝ 1인 경우, 스텝 A50에서는 스텝 A5에서 입력된 변수를 기초로 하여 선회 종별에 따른 롤 오버 억제 제어의 종료 조건이 성립하는지 여부가 전술한 판정 조건으로부터 판정된다. 이 조건이 성립하는 경우에는 스텝 A60으로 진행되어 플러그(F1)를 0으로 설정하고, 스텝 A70에서 롤 오버 억제 제어를 종료하여 이 흐름을 종료한다. 또한, 이 조건이 성립하지 않는 경우에는 플러그나 제어를 변경하는 일 없이 이 흐름을 종료한다.
그런데, 스텝 A50에서 이용하는 선회 종별에 따른 롤 오버 억제 제어의 종료 조건은 도6에 도시한 바와 같이 설정된다. 즉, 롤 오버 억제 제어 중에 있어서, 차량이 선회 중인지 여부를 판정하여(스텝 B10), 선회 중이면 선회 방향과 역방향에의 핸들각 속도가 발생하여 이 핸들각 속도의 크기 |ωh|가 선회 상태 판별 기준치(ωh1)이상에(|ωh| ≥ ωh1) 도달하였는지 여부를 판정한다(스텝 B20). 선회 중에 선회 방향과 역방향에의 핸들각 속도의 크기 |ωh|가 선회 상태 판별 기준치(ωh1) 이상에 도달하면 차량의 선회가 레인 체인지로 대표되는 비정상 회전이라고 판 정하여 제어 종료 역치를 비정상 회전시 제어 종료 판정 역치(Rrs3)로 설정한다(스텝 B30). 또한, 선회 중에 선회 방향과 역방향에의 핸들각 속도의 크기 |ωh|가 선회 상태 판별 기준치(ωh1) 이상에(|ωh| ≥ ωh1) 도달하지 않으면 차량의 선회가 정상 회전이라고 판정하여 제어 종료 역치를 정상 회전시 제어 종료 판정 역치(Rrs2)로 설정한다(스텝 B40).
따라서, 차량의 롤 거동을 수렴하기 쉬운 정상 회전시에는 롤 거동이 충분히 작아지는 것을 기다리지 않고 롤 오버 억제 제어를 종료하게 되어 불필요한 제어를 회피할 수 있고, 차량의 롤 거동을 수렴하기 어려운 비정상 회전시에는 롤 거동이 충분히 작아진 후 롤 오버 억제 제어를 종료하게 되어 롤 오버 억제 제어를 선회의 종류에 따라서 적절하게(과부족없이) 실시할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는 최대 선회시에 롤레이트를 기초로 하여 롤 거동의 각 판정(제어의 개시 판정 및 종료 판정)을 행하고 있지만, 이들 판정은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 차량의 횡가속도나 롤각을 기초로 하여 판정을 행해도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는 롤 오버 억제 제어로서 제동 제어와 엔진 출력 억제 제어를 병용하고 있지만, 이들 중 어느 하나를 이용하는 등 차량의 선회를 억 제하는 제어나 차량의 속도를 저하시키는 등에 의해 롤 오버를 억제할 수 있는 제어이면, 어떠한 제어를 어떠한 태양으로 이용해도 좋다.
본 발명의 차량의 롤 오버 억제 제어 장치(청구항 1)에 따르면, 롤 오버 억제 제어 수단이 차량의 선회시에 롤 거동 정보 검출 수단에 의해 검출된 롤 거동 정보를 기초로 하여 차량의 롤 거동에 대응한 변수가 미리 설정된 제어 개시 판정 기준치보다도 커지면 롤 억제 수단을 작동시켜 차량의 롤을 억제하는 롤 오버 억제 제어를 개시하고, 변수가 미리 설정된 제어 종료 판정 기준치보다도 작아지면 롤 오버 억제 제어를 종료하므로, 차량 롤 오버의 우려가 억제된다.
또한, 제어 종료 판정에 있어서, 차량의 선회가 정상 회전인 경우에는 정상 회전시 제어 종료 판정 기준치가 이용되고, 차량의 선회가 레인 체인지 선회 등의 비정상 회전인 경우에는 비정상 회전시 제어 종료 판정 기준치가 이용되고, 상기 비정상 회전시 제어 종료 판정 기준치는 상기 정상 회전시 제어 종료 판정 기준치보다도 작은 값으로 설정되어 있으므로, 비정상 회전시에는 정상 회전시보다도 롤 거동이 작아진 것을 조건으로 하여 롤 오버 억제 제어를 종료한다. 따라서, 차량의 롤 거동이 수렴되기 쉬운 정상 회전시에는 롤 거동이 충분히 작아지는 것을 기다리지 않고 롤 오버 억제 제어를 종료하게 되어 불필요한 제어를 회피할 수 있고, 차량의 롤 거동이 수렴되기 어려운 비정상 회전시에는 롤 거동이 충분히 작아진 후 롤 오버 억제 제어를 종료하게 되어 롤 오버 억제 제어를 선회의 종류에 따라서 적절하게(과부족없이) 실시할 수 있다. ·
또한, 본 발명의 차량의 롤 오버 억제 제어 장치(청구항 2)에 따르면, 롤레이트 센서에 의해 차량의 롤레이트를 제어 종료 판정 기준치인 롤레이트 역치와 비교하여 롤 오버 억제 제어의 개시 종료를 판정하므로, 롤 거동을 정확하게 파악하여 롤 오버 억제 제어를 적절하게 실시할 수 있다.
또한, 본 발명의 차량의 롤 오버 억제 제어 장치(청구항 3)에 따르면, 제동 기구를 통해 차량의 차륜에 제동을 가함으로써 차속을 저하시켜 차량의 롤을 억제하므로, 쉽고 또한 확실하게 차량의 롤을 억제하여 롤 오버의 우려를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 차량의 롤 오버 억제 제어 장치(청구항 4)에 따르면, 엔진 출력을 억제함으로써 차속을 저하시켜 차량의 롤을 억제하므로, 쉽고 또한 확실하게 차량의 롤을 억제하여 롤 오버의 우려를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 차량의 롤 오버 억제 제어 장치(청구항 5)에 따르면, 롤 오버 억제 제어에 있어서, 차량의 선회시에 선회 외륜으로 제동력을 부여하므로, 효과적으로 차속을 감소시킬 수 있다. 또한, 차량에 선회 외측 방향에의 모멘트를 부여할 수 있어 선회 반경을 크게 하고, 차량 롤 오버의 우려를 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 차량의 스티어 특성 제어 장치(청구항 6)에 따르면, 차량의 선회 중에 상기 차량이 선회 방향과 역방향으로 조타되는 것을 조건으로 차량의 선회가 비정상 회전이라고 판정되므로, 쉽고 또한 정밀도 좋게 선회의 종류를 판정할 수 있다.

Claims (6)

  1. 차량의 롤 거동 정보를 검출하는 롤 거동 정보 검출 수단과,
    상기 차량의 롤을 억제하는 롤 억제 수단과,
    상기 차량의 선회시에 상기 롤 거동 정보 검출 수단에 의해 검출된 롤 거동 정보를 기초로 하여 상기 차량의 롤 거동에 대응한 변수가 미리 설정된 제어 개시 판정 기준치보다도 커지면 상기 롤 억제 수단을 작동시켜 상기 차량의 롤을 억제하는 롤 오버 억제 제어를 개시하고, 상기 변수가 미리 설정된 제어 종료 판정 기준치보다도 작아지면 상기 롤 오버 억제 제어를 종료하는 롤 오버 억제 제어 수단과,
    상기 차량의 선회가 정상 회전인지 레인 체인지로 대표되는 비정상 회전인지를 판정하는 선회 종별 판정 수단을 구비하고,
    상기 제어 종료 판정 기준치로서, 상기 선회 종별 판정 수단에 의해 상기 차량의 선회가 정상 회전이라고 판정된 경우에 이용하는 정상 회전시 제어 종료 판정 기준치와, 상기 선회 종별 판정 수단에 의해 상기 차량의 선회가 비정상 회전이라고 판정된 경우에 이용하는 비정상 회전시 제어 종료 판정 기준치가 마련되고,
    상기 비정상 회전시 제어 종료 판정 기준치는 상기 정상 회전시 제어 종료 판정 기준치보다도 작은 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 오버 억제 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 롤 거동 정보 검출 수단은 상기 차량의 롤레이트를 검 출하는 롤레이트 센서이며,
    상기 변수는 상기 롤레이트이며,
    상기 제어 종료 판정 기준치는 롤레이트 역치로서 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 오버 억제 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 롤 억제 수단에는 상기 차량의 차륜을 제동할 수 있는 제동 기구가 포함되고,
    상기 롤 오버 억제 제어 수단은 상기 제동 기구를 통해 상기 차륜에 제동을 가함으로써 차속을 저하시켜 상기 차량의 롤을 억제하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 오버 억제 제어 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 롤 억제 수단에는 상기 차량의 엔진의 출력을 억제할 수 있는 엔진 출력 제어 수단이 포함되고,
    상기 롤 오버 억제 제어 수단은 상기 엔진 출력 제어 수단을 통해 상기 엔진 출력을 억제함으로써 차속을 저하시키고 상기 차량의 롤을 억제하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 오버 억제 제어 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제동 기구는 상기 차량의 좌우륜을 따로 따로 제동 가능하게 구비되는 동시에,
    상기 롤 오버 억제 제어 수단은, 상기 제어 개시 조건이 성립한 경우에는 제 동력을 선회 외륜으로 부여시키도록 상기 제동 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 오버 억제 제어 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선회 종별 판정 수단은 상기 차량의 선회 중에 상기 차량이 선회 방향과 역방향으로 조타되면 상기 차량의 선회가 레인 체인지로 대표되는 비정상 회전이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 차량의 롤 오버 억제 제어 장치.
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