KR20060050786A

KR20060050786A - 차량의 선회 거동 제어 장치

Info

Publication number: KR20060050786A
Application number: KR1020050079782A
Authority: KR
Inventors: 스미오 모토야마
Original assignee: 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2006-05-19
Also published as: KR100749651B1; US7643922B2; US20060086543A1; CN100453373C; EP1650096B1; JP2006117176A; EP1650096A3; JP4069921B2; CN1765669A; EP1650096A2

Abstract

본 발명의 목적은 차량의 조종 안정성의 향상을 도모하는 차량의 선회 거동 제어 장치를 제공하기 위한 것으로서, 상기 목적을 달성하기 위한 해결 수단에 있어서, 후륜(2c, 2d)의 구동력에 차를 갖게 하는 좌우륜 구동력 조정기구(6)와, 각 차륜(2a 내지 2d)에 제동력차를 갖게 하는 제동력 조정기구(9)와, 전륜(2a, 2b)의 조타각을 조정하는 전륜 보조 조타 기구(3)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 전륜 보조 조타 기구(3), 좌우륜 구동력 조정기구(6) 및 제동력 조정기구(9)를 통합적으로 제어하는 제어 장치(12)를 가지며, 제어 장치(12)는 좌우륜 구동력 조정기구(6) 또는 제동력 조정기구(9)의 적어도 한쪽을 작동시키기 전에 전륜 보조 조타 기구(3)를 작동시키도록 하였다.

차량의 선회 거동 제어 장치

Description

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

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

도 2는 선회 거동 제어 장치에 있어서의 제어 장치의 블록도.

도 3은 선회 거동 제어 장치에 있어서의 전륜 조타각 조정 제어, 좌우륜 구동력 조정 제어 및 제동력 조정 제어의 통합적인 제어 체계를 개념적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 선회 거동 제어 장치에 있어서의 좌우륜 구동력 조정 제어, 제동력 조정 제어 및 조타각 조정 제어의 통합적인 제어 체계를 개념적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 차량

2a 내지 2d : 차륜

3 : 전륜 보조 조타 기구

4 : 스티어링

5 : 전륜 보조 조타용 컨트롤러

6 : 좌우륜 구동력 조정기구

7 : 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러

8a 내지 8d : 브레이크 기구

9 : 제동력 조정기구

1O : 브레이크 페달

11 : 제동력 조정용 컨트롤러

12 : 제어 장치

13 : 차속 센서

14 : 핸들 각 센서

15 : 요 레이트 센서

16 : 목표 요 레이트 산출부

17 : 요 레이트 편차 산출부

18 : 요 모멘트 산출부

기술분야

본 발명은, 차량의 선회 거동 제어 장치에 관한 것이다.

종래기술

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 차를 갖게 하는 기구이고, 선회중에 있어서의 좌우륜의 구동력 분배를 제어함으로써, 차량의 선회 성능을 향상시키는 것이다. 또한, 제동력 조정기구는 차량의 선회 상태에 따라 차륜 사이의 제동력에 차를 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 레이트와의 차인 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 제어 장치에 마련된 좌우륜 구동력 조정기구 및 제동력 조정기구는 요 레이트 편차에 따라 제어되고 있기 때문에, 요 레이트 편차가 미소하고, 좌우륜 구동력 조정기구 및 제동력 조정기구를 작동시키려고 하여도 제어 효과가 발휘되지 않는 경우가 있다. 이로 인해, 종래의 선회 거동 제어 장치에서는, 좌우륜 구동력 조정기구 및 제동력 조정기구를 작동시키지 않는 불감대(제 1 임계치 이하의 영역)를 마련하고 있다.

그런데, 이 불감대에서도 차량의 거동을 제어한 것이 요구되는 경우, 불감대을 없애고, 미소한 요 레이트 편차의 조타 영역으로부터 좌우륜 구동력 조정기구 및 제동력 조정기구를 작동시킬 수도 있지만, 좌우륜 구동력 조정기구의 작동시에 있어서는, 클러치의 마모나 클러치 작동시에 발생하는 파워 로스, 또는 유압 제어에 의한 미소한 제어가 곤란하다라는 문제가 발생한다. 또한, 제동력 조정기구의 작동시에 있어서는, 브레이크 마모와 발열, 브레이크 작동에 의한 감속감, 또는 좌우륜 구동력 조정기구 이상의 미소한 제어가 곤란하다라는 문제가 발생한다.

또한, 좌우륜 구동력 조정기구 및 제동력 조정기구는, 타이어의 횡력(橫力) 여유(그립 력)가 작은 선회 한계 영역(제 1 임계치 이상의 영역)이나 마찰력이 낮은 노면에서는 특히 유효하지만, 타이어의 횡력 여유가 큰 통상 운전시(제 1 임계치 이하의 영역)에서는 효과가 작다는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로서, 상술한 요 레이트 편차가 미소한 조타 영역으로부터 차륜 조타각을 제어한 차륜 조타 기구를 작동시켜서, 차량 거동 제어가 행하여지는 영역을 확대함에 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 차를 갖게 하는 좌우륜 구동력 조정 수단과,

상기 차량의 거동을 검출하는 차량 거동 검출 수단과,

상기 차량 거동 검출 수단에 의해 검출된 차량 거동에 의거하여 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 제어하는 제어 수단을 갖는 차량의 선회 거동 제어 장치에 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 및 상기 조타각 조정 수단을 통합적으로 제어함과 함께, 상기 좌우륜 구동력 조정 수단을 작동시키기 전에 상기 조타각 조정 수단을 작동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 차량의 선회 거동 제어 장치에 의하면, 차량 거동 제어가 행하여지는 영역을 확대할 수 있기 때문에, 상기 차량의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 바람직한 형태에서는,

상기 차량의 각 바퀴 사이에 제동력차를 갖게 하는 제동력 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 상기 조타각 조정 수단을 통합적으로 제어함과 함께, 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 또는 상기 제동력 조정 수단의 적어도 한쪽을 작동시키기 전에 상기 조타각 조정 수단을 작동시킨다.

이 알맞는 형태에 의하면, 차량 거동 제어가 행하여지는 영역을 보다 확대할 수 있기 때문에, 상기 차량의 조종 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 다른 바람직한 형태에서는,

상기 제어 수단은 상기 차량 거동 검출 수단에 의해 검출된 차량 거동이 불안정하게 됨에 따라 상기 조타각 조정 수단, 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 및 상기 제동력 조정 수단을 순차적으로 작동시킨다.

이 알맞는 형태에 의하면, 각 조정 수단의 제어 간섭을 초래하는 일이 없어지고 역할 분담이 명확하게 되므로, 상기 차량의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

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 조타각 조정 수단, 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 및 상기 제동력 조정 수단을 순차적으로 작동시킨다.

이 알맞는 형태에 의하면, 각 조정 수단의 제어 간섭을 초래하는 일이 없어지고 역할 분담이 명확하게 되기 때문에, 상기 차량의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 제어 수단은 상기 요구 모멘트를 상기 좌우륜 구동력 조정 수단, 상기 제동력 조정 수단 및 상기 조타각 조정 수단으로 분배하여 작동시킴과 함께, 상기 조타각 조정 수단으로의 요구 모멘트의 최대 분배량을 좌우륜 구동력 조정 수단으 로의 최대 분배량 및 상기 제동력 조정 수단으로의 최대 분배량보다 적게 설정한다.

이 알맞는 형태에 의하면, 운전자에게 위화감을 주는 일 없이 차량 거동 제어가 행하여지는 영역을 넓힐 수 있다.

상기 제어 수단은 좌우륜 구동력 조정 수단 또는 상기 제동력 조정 수단의 적어도 한쪽을 작동시키면 상기 조타각 조정 수단의 작동량을 저하시킨다.

이 알맞는 형태에 의하면, 조타각 조정에 의한 제어 효과가 낮게 되는 영역에서 좌우륜 구동력 조정 수단 또는 상기 제동력 조정 수단에 의한 제어 효과를 효과적으로 발생시킬 수 있도록 되고, 차량의 조종 안정성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

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 레 이트 편차에 의거하여 상기 차량에 부여하는 모멘트를 산출하고, 해당 모멘트를 상기 좌우륜 구동력 조정 수단, 상기 제동력 조정 수단 및 상기 조타각 조정 수단으로 분배하여 작동시킨다.

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 제어 수단은 상기 요 레이트 편차가 제 1 임계치 미만일 때에 상기 조타각 조정 수단만을 작동시키고, 상기 요 레이트 편차가 클수록 상기 조타각 조정 수단의 작동량을 크게 시킨다.

이 알맞는 형태에 의하면, 차량 거동 제어가 행하여지는 영역을 확대할 수 있기 때문에, 상기 차량의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 제어 수단은 상기 요 레이트 편차가 상기 제 1 임계치 이상일 때에 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 또는 상기 제동력 조정 수단의 적어도 한쪽을 작동시키고, 상기 요 레이트 편차가 커짐에 따라 상기 조타각 조정 수단의 조타각 조정 제어의 기여율을 저하시킨다.

이 알맞는 형태에 의하면, 상기 조타각 조정 수단의 조타각 조정 제어 효과가 작은 상기 제 1 임계치 이상에서는, 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 또는 상기 제동력 조정 수단을 작동시킴으로써, 상기 차량의 조종 안정성을 향상시킬 수 있 다.

상기 제어 수단은 상기 요 레이트 편차가 상기 제 1 임계치 이상일 때에 상기 조타각 조정 수단의 제어량을 일정하게 시킨다.

이 알맞는 형태에 의하면, 상기 좌우륜 구동력 조정 수단과 상기 제동력 조정 수단과의 작동 빈도를 줄일 수 있기 때문에, 클러치의 마모, 브레이크의 마모·발열, 감속감 등의 문제를 적게 할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 한 실시예에 관한 선회 거동 제어 장치를 구비한 차량의 개략도, 도 2는 제어 장치의 블록도, 도 3은 좌우륜 구동력 조정 제어, 제동력 조정 제어 및 조타각 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 구비되어 있다.

전륜(2a, 2b)의 사이에는 전륜 보조 조타 기구(3)가 마련되고, 이 전륜 보조 조타 기구(3)는 스티어링(4)과 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5)에 접속되어 있다. 전륜 보조 조타 기구(3)는 구동 모터, 기어 기구 및 링크 기구(각각 도시 생략) 등으로 구성되고, 스티어링(4)의 조타각과 전륜(2a, 2b)의 조타각 사이의 차동각(差動角)을 제어하는 것이다. 통상은, 스티어링(4)의 회전 각도에 비례하여 조타축(도시 생략)이 회전하고, 전륜(2a, 2b)이 조타되지만, 구동 모터를 구동시킴으로써, 스티어링(4)의 회전 각도에 대해 조타축의 회전이 증감되고, 스티어링(4)의 조타각과 전륜(2a, 2b)의 조타각과의 사이에 차동각을 줄 수 있다. 전륜 보조 조타 기구(3)에 의한 차동각의 제어는, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5)로부터의 신호에 의거하여 제어된다.

한편, 후륜(2c, 2d)의 사이에는 좌우륜 구동력 조정기구(6)가 마련되고, 이 좌우륜 구동력 조정기구(6)는 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7)에 접속되어 있다. 좌우륜 구동력 조정기구(6)는, 엔진(도시 생략)으로부터 전달된 구동력을 후륜(2c, 2d)에 분배하는 것이다. 좌우륜 구동력 조정기구(6)에 의한 후륜(2c, 2d)으로의 구동력의 분배량은, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7)로부터의 신호에 의거하여 제어된다.

그리고, 각 차륜(2a 내지 2d)에는 브레이크 기구(8a, 8b, 8c, 8d)가 마련되어 있다. 브레이크 기구(8a 내지 8d)는 제동력 조정 기구(9)에 접속되고, 이 제동력 조정기구(9)에 의해 각각 개별적으로 제어됨에 의해, 각 차륜(2a 내지 2d)에 제동력(브레이크력)을 줄 수 있다. 제동력 조정기구(9)는 브레이크 페달(10)과 제동력 조정용 컨트롤러(11)에 접속되어 있고, 브레이크 페달(10)의 밟는 힘에 따라 각 브레이크 기구(8a 내지 8d)에 제동력을 줌과 함께, 제동력 조정용 컨트롤러(11)로부터의 신호에 의거하여 각 브레이크 기구(8a 내지 8d)에 제동력차를 줄 수 있다. 또한, 드라이버가 브레이크 페달(10)을 밟지 않은 상태라도, 각 브레이크 기구(8a 내지 8d)에 개별의 제동력을 줄 수 있다.

전륜 보조 조타용 컨트롤러(5), 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7) 및 제동력 조정용 컨트롤러(11)는 제어 장치(12)에 접속되어 있다. 제어 장치(12)는 이른바 ECU라고 불리는 전자 제어 장치를 이용하고 있고, ECU 자체는 제어 프로그램, 제어 맵이나 산출용에 이용하는 기억 장치(ROM, 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, 차속 센서(13), 핸들 각 센서(14) 및 요 레이트 센서(15)가 접속되어 있다.

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 전륜 보조 조타 기구(3)에 부설되고, 스티어링(4)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(12)의 구성에 관해 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제어 장치(12)는 목표 요 레이트 산출부(16), 요 레이트 편차 산출부(17) 및 요 모멘트 산출부(18)를 구비하고 있다.

목표 요 레이트 산출부(16)는, 차속 센서(13)에 의해 검출된 차량(1)의 차속(V)과, 핸들 각 센서(14)에 의해 검출된 스티어링(4)의 조타각(θ)에 의거하여 차량(1)의 선회시에 있어서의 목표 요 레이트(ψ')를 산출하는 것이다. 요 레이트 편 차 산출부(17)는, 목표 요 레이트 산출부(16)에 의해 산출된 목표 요 레이트(ψ')와, 요 레이트 센서(15)에 의해 검출된 차량(1)에 실제로 생기는 요 레이트(실 요 레이트)(ψ)에 의거하여, 요 레이트 편차(△ψ)를 산출하는 것이다.

요 모멘트 산출부(18)는, 요 레이트 편차 산출부(17)에 의해 산출된 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여, 선회시의 차량(1)에 주는 요구 요 모멘트(M)를 산출하고, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5), 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7) 및 제동력 조정용 컨트롤러(11)에 요구 요 모멘트(M)를 소정 비율로 분배하는 것이다. 이때, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5)(전륜 보조 조타 기구(3))에 분배되는 요 모멘트를 Mf, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7)(좌우륜 구동력 조정기구(6))에 분배되는 요 모멘트를 My, 및 제동력 조정용 컨트롤러(11)(제동력 조정기구(9))에 분배되는 요 모멘트를 Ms로 나타낸다. 즉, 요 모멘트 연산부(18)는 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5), 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7) 및 제동력 조정용 컨트롤러(11)에, M=Mf＋My＋Ms가 되도록 요구 요 모멘트(M)를 분배한다.

즉, 제어 장치(12)는 차속 센서(13)가 검출한 차속(V)과, 핸들 각 센서(14)가 검출한 스티어링(4)의 조타각(θ)과, 요 레이트 센서(15)가 검출한 차량(1)의 요 레이트(ψ)에 의거하여 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5), 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7) 및 제동력 조정용 컨트롤러(11)를 통하여, 전륜 보조 조타 기구(3), 좌우륜 구동력 조정기구(6) 및 제동력 조정기구(9)에 요구 요 모멘트(작동량)를 분배하여 통합적으로 제어하는 것이다.

이와 같이 구성된 제어 장치(12)의 처리 순서에 관해 설명한다.

소정의 주기마다 차속(V), 조타각(θ) 및 요 레이트(ψ)가 검출되고 있다. 검출된 차속(V)과 조타각(θ)의 신호가 목표 요 레이트 산출부(16)에 입력되면 목표 요 레이트(ψ')가 산출된다. 한편, 검출된 요 레이트트(ψ)의 신호가 요 레이트 편차 산출부(17)에 입력되면, 이 요 레이트(ψ)와 목표 요 레이트 산출부(16)로부터 입력된 목표 요 레이트(ψ')에 의거하여 요 레이트 편차(△ψ)가 산출되고, 그 신호가 요 모멘트 산출부(18)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(18)에서는, 입력된 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 요구 요 모멘트(M)를 산출함과 함께, 요 레이트 편차(△ψ)의 크기를 판정한다. 이 판정은 요 레이트 편차(△ψ)가 제 1 임계치(ψa)보다 큰지의 여부, 또한, 제 1 임계치(ψa)보다 큰 경우에는 제 2 임계치(ψb) 미만인지의 여부를 판정함에 의해 행하여진다, 그리고 요 레이트 편차(△ψ)의 크기에 따라 하기에 나타내는 (A) 내지 (C)의 3개의 경우로 나누어진다.

(A) |△ψ|<ψa

(B) ψa≤|△ψ|<ψb

(C) ψb≤l△ψ|

이 판정 처리에 의해, 요 레이트 편차(△ψ)가 (A)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(5)만으로 출력된다. 그리고, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5)는 요 모멘트(Mf)의 크기에 따라 전륜 보조 조타 기구(3)를 작동시키고, 스티어링(4)의 조타각(θ)과 전륜(2a, 2b)의 조타각 사이의 차동각을 제어한다.

따라서 (A)의 범위에서는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 전륜 보조 조타 기구(3)만을 작동시키고, 요 모멘트(Mf)를 차량(1)에 준다. 즉, (A)의 범위에서는 M=Mf로 되도록 제어가 행하여진다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (B)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(5)와 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7)에 분배하는 요 모멘트(Mf, My)가 산출됨과 함께, 그 신호가 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5)와 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7)에 출력된다. 그리고, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5)는 요 모멘트(Mf)의 크기에 따라 전륜 보조 조타 기구(3)를 작동시키고, 스티어링(4)의 조타각(θ)과 전륜(2a, 2b)의 조타각 사이의 차동각을 제어한다. 동시에, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7)는 요 모멘트(My)의 크기에 따라 좌우륜 구동력 조정기구(6)를 작동시키고, 후륜(2c, 2d) 사이에서 이동 토오크를 발생시켜 구동력의 분배를 행한다.

따라서, (B)의 범위에서는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 전륜 보조 조타 기구(3)와 좌우륜 구동력 조정기구(6)를 작동시키고, 요 모멘트(Mf, My)를 차량(1)에 준다. 즉, (B)의 범위에서는 M=Mf＋My가 되도록 제어가 행하여진다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (C)의 범위라고 판정된 경우에는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 차량(1)에 주는 요구 요 모멘트(M)가 산출된 후, 이 요 구 요 모멘트(M)를 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5), 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7) 및 제동력 조정용 컨트롤러(11)에 분배하는 요 모멘트(Mf, My, Ms)가 산출됨과 함께, 그 신호가 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5), 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7) 및 제동력 조정용 컨트롤러(11)에 출력된다. 그리고, 전륜 보조 조타용 컨트롤러(5)는 요 모멘트(Mf)의 크기에 따라 전륜 보조 조타 기구(3)를 작동시키고, 스티어링(4)의 조타각(θ)과 전륜(2a, 2b)의 조타각 사이의 차동각을 제어한다. 동시에, 좌우륜 구동력 조정용 컨트롤러(7)는 요 모멘트(My)의 크기에 따라 좌우륜 구동력 조정기구(6)를 작동시키고, 후륜(2c, 2d) 사이에서 이동 토오크를 발생시켜 구동력의 분배를 행한다. 또한 동시에, 제동력 조정용 컨트롤러(11)는 요 모멘트(Ms)의 크기에 따라 제동력 조정기구(9)를 작동시키고, 각 차륜(2a 내지 2d)에서 제동력을 발생시킨다.

따라서 (C)의 범위에서는, 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 전륜 보조 조타 기구(3), 좌우륜 구동력 조정기구(6) 및 제동력 조정기구(9)를 작동시키고, 요 모멘트(Mf, My, Ms)를 차량(1)에 준다. 즉, (C)의 범위에서는 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 3에 도시한 바와 같이 개념적으로 나타낼 수 있다. 도 3은 요 레이트 편차(△ψ)와 요구 요 모멘트(M)와의 관계로부터, 분배하는 요 모멘트량(요 모멘트(Mf, My, Ms))을 도시한 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 3중에서는, 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 부인 영역일 뿐이므로 설명은 생략한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 요 레이트 편차(△ψ)가 (A)인 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(3)의 작동량이 증가된다.

(A)의 범위와 같이 요 레이트 편차(△ψ)가 미소한 경우에는, 좌우륜 구동력 조정기구(6)와 제동력 조정기구(9)의 제어 효과는 발휘되기 어렵기 때문에, 전륜 보조 조타 기구(3)만을 작동시킨다. 이로써, 제어의 불감대을 없앨 수 있고, 통상 운전 영역(제 1 임계치(ψa) 미만의 영역)에서도 조종 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 좌우륜 구동력 조정기구(6)와 제동력 조정기구(9)가 작동되지 않기 때문에, 클러치 마모나 클러치 작동시에 발생하는 파워 로스, 브레이크 마모와 발열, 또는 브레이크 작동에 의한 감속감이라는 문제도 해소된다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (B)인 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(3)의 작동량을 일정하게 유지하면서, 요 레이트 편차(△ψ)가 커질수록 좌우륜 구동력 조정기구(6)의 작동량을 증가시킨다.

이와 같이, 전륜 보조 조타 기구(3)와 좌우륜 구동력 조정기구(6)만을 작동시키기 때문에, 원활하고 감속감이 없는 주행을 할 수 있다.

다음에, 요 레이트 편차(△ψ)가 (C)인 범위에서는, 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(3)와 좌우륜 구동력 조정기구(6)의 작동량을 일정하게 유지하면서, 요 레이트 편차(△ψ)가 커질수록 제동력 조정기구(9)의 작동량을 증가시킨다.

또한, 상술한 제어 체계를 전체적으로 보면, 요 레이트 편차(△ψ)가 증가함에 따라, 전륜 보조 조타 기구(3), 좌우륜 구동력 조정기구(6) 및 제동력 조정기구(9)를 순차적으로 작동시키고 있기 때문에, 각 기구(3, 6, 9)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(3, 6, 9)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(ψa) 이하(불감대 : 통상 운전시)뿐만 아니라 제 1 임계치(ψa) 이상(한계 영역)에서도 전륜 보조 조타 기구(3)를 작동시키도록 제어하고 있기 때문에, 좌우륜 구동력 조정기구(6)와 제동력 조정기구(9)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(6) 또는 제동력 조정기구(9)를 작동시키기 전에 전륜 보조 조타 기구(3)가 반드시 작동되기 때문에, 제 1 임계치(ψa) 및 제 2 임계치(ψb)를 크게 할 수 있다. 따라서 상술한 좌우륜 구동력 조정기구(6)와 제동력 조정기구(9)의 작동시에 발생하는 문제를 더욱 저감시킬 수 있다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 제 1 임계치(ψa) 이상일 때, 즉 (B)의 범위로부터 요 모멘트(Mf)가 감소하도록 전륜 보조 조타 기구(3)의 작동량을 저하시켜도 상관없다. 이로써, 전륜 보조 조타 기구(3)의 조타각 조정 제어 효과가 작은 이 한계 영역에서는, 좌우륜 구동력 조정기구(6) 또는 제동력 조정기구(9)를 보다 많이 작동시킴으로써, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다,

본 실시예에서는, 조타각 조정 수단으로서 전륜(2a, 2b)측에 전륜 보조 조타 기구(3)를 마련하였지만, 이와 같은 것을 후륜(2c, 2d)측에 마련하여도 좋고, 또한, 좌우륜 구동력 조정 수단으로서 후륜(2c, 2d)측에 좌우륜 구동력 조정기구(6)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 차를 갖게 하는 좌우륜 구동력 조정기구(6)와, 각 차륜(2a 내지 2d)에 제동력차를 갖게 하는 제동력 조정기구(9)와, 전륜(2a, 2b)의 조타각을 조정하는 전륜 보조 조타 기구(3)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 전륜 보조 조타 기구(3), 좌우륜 구동력 조 정기구(6) 및 제동력 조정기구(9)를 통합적으로 제어하는 제어 장치(12)를 가지며, 제어 장치(12)는 좌우륜 구동력 조정기구(6) 또는 제동력 조정기구(9)의 적어도 한쪽을 작동시키기 전에 전륜 보조 조타 기구(3)를 작동시킴에 의해, 차량 제어의 불감대을 없앨 수 있기 때문에, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 장치(12)는 차량 거동이 불안정하게 됨에 따라, 전륜 보조 조타 기구(3), 좌우륜 구동력 조정기구(6) 및 제동력 조정기구(9)를 순차적으로 작동시킴에 의해, 각 기구(3, 6, 9)의 제어 간섭을 초래하는 일이 없어지고 역할 분담이 명확하게 되기 때문에, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 장치(12)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(17)를 가지며, 요 레이트 편차 산출부(17)에 의해 검출된 요 레이트 편차(△ψ)에 의거하여 차량(1)에 부여하는 요구 요 모멘트(M)를 산출하고, 해당 요구 요 모멘트를 전륜 보조 조타 기구(3), 좌우륜 구동력 조정기구(6) 및 제동력 조정기구(9)에 분배하여 작동시킴에 의해, 요 레이트 편차(△ψ)의 크기에 따라 각 기구(3, 6, 9)가 요 모멘트(Mf, My, Ms)를 차량(1)에 줄 수 있기 때문에, 차량 거동의 안정화를 효율적으로 도모할 수 있다.

또한, 제어 장치(12)는 요 레이트 편차(△ψ)가 제 1 임계치(ψa) 미만일 때에 전륜 보조 조타 기구(3)만을 작동시키고, 요 레이트 편차(△ψ)가 클수록 전륜 보조 조타 기구(3)의 작동량을 크게 시킴에 의해, 차량 제어의 불감대을 없앨 수 있기 때문에, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 장치(12)는 요 레이트 편차(△ψ)가 제 1 임계치(ψa) 이상일 때에 좌우륜 구동력 조정기구(6) 또는 제동력 조정기구(9)의 적어도 한쪽을 작동시키고, 요 레이트 편차(△ψ)가 커짐에 따라, 전륜 보조 조타 기구(3)의 조타각 조정 제어의 기여율을 저하시킴에 의해, 전륜 보조 조타 기구(3)의 조타각 조정 제어 효과가 작은 제 1 임계치(ψa) 이상에서는, 좌우륜 구동력 조정기구(6) 또는 제동력 조정기구(9)를 작동시킴으로써, 차량(1)의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제어 장치(12)는 요 레이트 편차(△ψ)가 제 1 임계치(ψa) 이상일 때 전륜 보조 조타 기구(3)의 제어량을 일정하게 시킴에 의해, 좌우륜 구동력 조정기구(6)와 제동력 조정기구(9)의 작동 빈도를 줄일 수 있기 때문에, 클러치의 마모, 브레이크의 마모·발열, 감속감 등의 문제를 적게 할 수 있다.

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

Claims

차량의 좌우륜 구동력에 차를 갖게 하는 좌우륜 구동력 조정 수단(6)과,

상기 차량의 거동을 검출하는 차량 거동 검출 수단(13, 14, 15)과,

상기 차량 거동 검출 수단에 의해 검출된 차량 거동에 의거하여 상기 좌우륜 구동력 조정 수단을 제어하는 제어 수단(12)을 갖는 차량의 선회 거동 제어 장치에 있어서,

상기 차량의 전륜 또는 후륜의 적어도 한쪽의 조타각을 조정하는 조타각 조정 수단(3)을 또한 가지며,

상기 제어 수단은 상기 차량 거동 검출 수단에 의해 검출된 차량 거동에 의거하여 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 및 상기 조타각 조정 수단을 통합적으로 제어함과 함께, 상기 좌우륜 구동력 조정 수단을 작동시키기 전에 상기 조타각 조정 수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 1항에 있어서,

상기 차량의 각 바퀴 사이에 제동력차를 갖게 하는 제동력 설정 수단(9)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 상기 조타각 조정 수단을 통합적으로 제어함과 함께, 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 또는 상기 제 동력 조정 수단의 적어도 한쪽을 작동시키기 전에 상기 조타각 조정 수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 차량 거동 검출 수단에 의해 검출된 차량 거동이 불안정하게 됨에 따라 상기 조타각 조정 수단, 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 및 상기 제동력 조정 수단을 순차적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 2항에 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 조타각 조정 수단, 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 및 상기 제동력 조정 수단을 순차적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 4항에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 요구 모멘트를 상기 좌우륜 구동력 조정 수단, 상기 제동력 조정 수단 및 상기 조타각 조정 수단으로 분배하여 작동시킴과 함께, 상기 조타각 조정 수단으로의 요구 모멘트의 최대 분배량을 좌우륜 구동력 조정 수단으 로의 최대 분배량 및 상기 제동력 조정 수단으로의 최대 분배량보다 적게 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제어 수단은 좌우륜 구동력 조정 수단 또는 상기 제동력 조정 수단의 적어도 한쪽을 작동시키면 상기 조타각 조정 수단의 작동량을 저하시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 2항에 있어서,

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 모멘트를 상기 좌우륜 구동력 조정 수단, 상기 제동력 조정 수단 및 상기 조타각 조정 수단으로 분배하여 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 7항에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 요 레이트 편차가 제 1 임계치 미만일 때에 상기 조타각 조정 수단만을 작동시키고, 상기 요 레이트 편차가 클수록 상기 조타각 조정 수단의 작동량을 크게 시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 7항에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 요 레이트 편차가 상기 제 1 임계치 이상일 때에 상기 좌우륜 구동력 조정 수단 또는 상기 제동력 조정 수단의 적어도 한쪽을 작동시키고, 상기 요 레이트 편차가 커짐에 따라 상기 조타각 조정 수단의 조타각 조정 제어의 기여율을 저하시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.
제 8항에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 요 레이트 편차가 상기 제 1 임계치 이상일 때에 상기 조타각 조정 수단의 제어량을 일정하게 시키는 것을 특징으로 하는 차량의 선회 거동 제어 장치.