WO2023189731A1 - 車両の姿勢制御装置 - Google Patents

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WO2023189731A1
WO2023189731A1 PCT/JP2023/010604 JP2023010604W WO2023189731A1 WO 2023189731 A1 WO2023189731 A1 WO 2023189731A1 JP 2023010604 W JP2023010604 W JP 2023010604W WO 2023189731 A1 WO2023189731 A1 WO 2023189731A1
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vehicle
roll
pitch
moment
wheels
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PCT/JP2023/010604
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Inventor
威徳 葉
Original Assignee
三菱自動車工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle attitude control technique using a brake device.
  • a method using a four-wheel active suspension system is known as a technique for stabilizing the posture of a vehicle and improving passenger comfort when driving on uneven roads.
  • the four-wheel active suspension system controls the reaction force of each wheel's suspension system to control the vehicle's attitude.
  • four-wheel active suspension systems have the problem of being relatively expensive. Therefore, for vehicles that do not have a four-wheel active suspension system, an attitude control system has been proposed that controls the braking force (braking force) of the four wheels by utilizing anti-dive force and anti-lift force in the suspension system.
  • Patent Document 1 when the deviation between the target yaw rate and the actual yaw rate of the vehicle exceeds a predetermined value while the vehicle is turning, and the time rate of change of the deviation exceeds the predetermined value, the wheel on the inside of the turn By adding braking force, it is possible to improve the turning behavior of the vehicle.
  • the yaw rate of the vehicle is controlled by controlling the braking force of the four wheels, but there is a need for a device that can also control pitch and roll at low cost.
  • a device that can also control pitch and roll at low cost.
  • it is necessary to detect the attitude of the vehicle.
  • the suspension system often does not have a stroke sensor, making it difficult to detect the attitude of the vehicle.
  • the present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to control the braking force of the four wheels according to the posture of the vehicle in a vehicle that does not have a stroke sensor in the suspension device.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle attitude control device that controls pitch and roll.
  • the vehicle attitude control device of the present invention is provided in a vehicle in which front, rear, left and right wheels are suspended by a suspension device having an anti-dive and anti-lift geometry.
  • a brake control unit capable of controlling the operation of the front, rear, left, and right brake devices and independently applying braking force to the front, rear, left, and right wheels; and a speed for detecting the rotational speed of the front, rear, left, and right wheels, respectively.
  • pitch and roll determines the pitch and roll conditions of the vehicle based on the rotational speed of each wheel and the longitudinal acceleration of the vehicle, and applies braking force to each front, rear, left, and right braking device to cancel out the pitch and roll conditions. let Therefore, pitch and roll can be reduced based on information detected by relatively inexpensive detection units such as the speed detection unit and the longitudinal acceleration detection unit.
  • the pitch/roll control unit controls the braking device based on the pitch and roll status when the pitch/roll determination unit determines that the pitch or roll status of the vehicle is greater than a predetermined value while the vehicle is running. It is preferable to maintain the application of the braking force for a predetermined period of time. As a result, when it is determined that the pitch or roll state of the vehicle is greater than a predetermined value, the application of braking force by the braking device based on the pitch and roll state is maintained for a predetermined period of time, thereby suppressing excessive fluctuations in the application of braking force. I can do it.
  • the pitch/roll determination section includes a plurality of types of determination conditions for determining the pitch and roll states based on the rotational acceleration of each of the wheels and the longitudinal acceleration of the vehicle, and each time the determination condition is satisfied, It is preferable to calculate the total additional moment of the vehicle by adding the additional moments set in .
  • the pitch and roll states of the vehicle can be easily determined, and the additional moment can be easily calculated.
  • the additional moments set each time the determination condition is satisfied include a pitch moment directed toward the rear of the vehicle, a pitch moment directed toward the front of the vehicle, and one wheel on the right side of the vehicle runs onto a convex road surface. roll moment when the two wheels on the right side of the vehicle are on a convex road surface, and roll moment when the two wheels on the right side and one wheel on the left side of the vehicle are on a convex road surface.
  • the roll moment when one left wheel of the vehicle is running on a convex road surface the roll moment when the two left wheels of the vehicle are running on a convex road surface, and the roll moment of the vehicle It is preferable that the roll moment is the one when the two wheels on the left side and the one wheel on the right side are riding on a convex road surface.
  • the pitch state and roll state of the vehicle can be easily determined separately, and the roll state can be easily and accurately determined depending on the vehicle running state.
  • the pitch/roll control section suppresses the addition of braking force based on the pitch and roll states when the driver of the vehicle performs a braking operation exceeding a predetermined value.
  • the vehicle includes a brake control section that controls the braking force of the braking device to improve running safety of the vehicle, and the pitch and roll control section controls the braking force of the braking device by the braking control section.
  • the pitch and roll control section controls the braking force of the braking device by the braking control section.
  • the vehicle attitude control device of the present invention can reduce pitch and roll of the vehicle by using detection information from a relatively inexpensive detection unit that detects wheel rotational speed and vehicle longitudinal acceleration. Therefore, for example, in a vehicle that does not have a stroke sensor in the suspension device, it is possible to control the braking force of the four wheels according to the attitude of the vehicle and appropriately control pitch and roll.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle attitude control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of anti-dive force and anti-lift force in a vehicle suspension device.
  • FIG. 3 is an image diagram of a pitch moment that occurs when a front wheel runs over the vehicle and an additional moment therefor.
  • FIG. 4 is an image diagram of a pitch moment that occurs when a rear wheel runs over the vehicle and an additional moment therefor.
  • FIG. 3 is an image diagram of a roll moment generated when the right wheel runs over the vehicle and an additional moment thereto.
  • FIG. 4 is an image diagram of a roll moment that occurs when the left wheel runs over the vehicle and an additional moment therefor. It is a flowchart which shows the calculation method of the additional moment when a front wheel runs over.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle attitude control device 10 according to an embodiment of the invention.
  • An attitude control device 10 according to an embodiment of the present invention is mounted on a four-wheeled vehicle (hereinafter referred to as a vehicle 1) having wheels 3a to 3d (running wheels) on the front, rear, left and right sides of the vehicle body.
  • a suspension device 11 is provided between each of the wheels 3a to 3d of the vehicle 1 and the vehicle body, and has an anti-dive and anti-lift geometry, and suspends each of the wheels 3a to 3d from the vehicle body.
  • Each wheel 3a to 3d of the vehicle 1 is provided with a brake device 30a to 30d (braking device), respectively.
  • the brake devices 30a to 30d are controlled by a brake control unit 31 (brake control unit), and can apply arbitrary different braking forces (braking forces) to each of the wheels 3a to 3d.
  • each of the wheels 3a to 3d is driven by, for example, an electric motor or an engine.
  • the front wheels 3a, 3b and the rear wheels 3c, 3d can be driven by electric motors, and the front wheels 3a, 3b can be driven by an engine, such as a plug-in hybrid vehicle or a hybrid vehicle, or the wheels 3a to 3d are driven only by the electric motor.
  • the present invention is applicable to various drive sources such as electric vehicles and engine cars that drive the wheels 3a to 3d only by the engine, and to vehicles with various drive forms such as four-wheel drive or two-wheel drive. .
  • the vehicle 1 is equipped with a longitudinal acceleration sensor 35 (longitudinal acceleration detection section) that detects acceleration in the longitudinal direction of the vehicle body, and wheel speed sensors 33a to 33d (speed detection section) that detect the rotational speed of each wheel 3a to 3d. ) are provided respectively.
  • the attitude control device 10 includes a longitudinal acceleration sensor 35, wheel speed sensors 33a to 33d for each of the wheels 3a to 3d, and a brake control unit 31.
  • the detected values of the longitudinal acceleration sensor 35 and the wheel speed sensors 33a to 33d are input to the brake control unit 31. It may also be configured such that it is input.
  • the brake control unit 31 includes an input/output device, a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), a central processing unit (CPU), a timer, and the like.
  • the brake control unit 31 receives a brake pedal operation amount from a brake pedal sensor (not shown), and controls the braking force (brake force) of the brake devices 30a to 30d based on the brake pedal operation amount and the like.
  • the attitude control device 10 is a pitch/roll controller that estimates the attitude of the vehicle 1, more specifically, the pitch and roll states of the vehicle 1, based on the detection information of the longitudinal acceleration sensor 35 and the wheel speed sensors 33a to 33d of the wheels 3a to 3d. It includes a determination section 40 and an additional braking force calculation section 41 (pitch/roll control section) that calculates the braking force to be applied to each wheel 3a to 3d so as to reduce the estimated pitch and roll.
  • the attitude control device 10 estimates the pitch and roll of the vehicle based on the detection information of the longitudinal acceleration sensor 35 and the wheel speed sensors 33a to 33d, and applies information to each wheel 3a to 3d to reduce the pitch and roll. Executes pitch/roll control to set brake force.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of anti-dive force and anti-lift force.
  • the relationship between the anti-dive force and anti-lift force, and the pitch moment and roll moment in the suspension system of the vehicle 1 will be explained.
  • the distance in the longitudinal direction of the vehicle between the grounding points of the front wheels 3a and 3b of the vehicle 1 and the center of gravity A of the vehicle body is a
  • the distance between the grounding points of the rear wheels 3c and 3d of the vehicle 1 and the center of gravity A in the vehicle longitudinal direction is a.
  • the pitch moment My which is the total value of the pitch moment generated by deceleration of the vehicle 1 and the pitch moment generated by the anti-dive force and anti-lift force of the suspension device 11, is obtained by the following (Formula 1). .
  • FIG. 3 is an image diagram of a pitch moment that occurs when the front wheels 3a, 3b run over the vehicle
  • FIG. 4 illustrates a pitch moment that occurs when the rear wheels 3c, 3d run over the vehicle, and an additional moment therefor.
  • the pitch moment that occurs when the front wheels 3a and 3b of the vehicle 1 run over a convex road surface is a moment that causes the vehicle 1 to rotate rearward about its center of gravity.
  • the attitude control device 10 may add an additional pitch moment My1 that rotates toward the front of the vehicle as indicated by the broken line arrow so as to cancel out this pitch moment.
  • the pitch moment that occurs when the rear wheels 3c and 3d of the vehicle 1 run over a convex road surface is a moment that causes the vehicle 1 to rotate forward about the center of gravity.
  • the attitude control device 10 may add an additional pitch moment My2 that rotates toward the rear of the vehicle as indicated by the dashed arrow so as to cancel this pitch moment.
  • the pitch/roll determination section 40 of the brake control unit 31 determines the attitude regarding each pitch/roll described above based on the longitudinal acceleration of the vehicle 1 and the wheel rotation speed of each wheel 3a to 3d.
  • the posture in which the front wheels 3a and 3b of the vehicle 1 ride on the convex road surface as shown in FIG. 3 is a case where the conditions in Table 1 below are satisfied.
  • the conditions in Table 1 are that when the rotational acceleration of the left and right front wheels 3a and 3b exceeds a predetermined threshold (FRwa>Xwa1, FLwa>Xwa2), the wheel rotational acceleration of the left and right rear wheels 3c and 3d is less than a predetermined threshold (
  • the posture in which the rear wheels 3c and 3d of the vehicle 1 ride on the convex road surface as shown in FIG. 4 is a case where the conditions of Table 2 below are satisfied.
  • the conditions in Table 2 are that when the rotational acceleration of the left and right rear wheels 3c and 3d exceeds a predetermined threshold (RLwa>Xwa5, RRwa>Xwa6), the wheel rotational acceleration of the left and right front wheels 3a and 3b is less than a predetermined threshold (
  • the posture shown in FIG. 5A in which one right wheel of the vehicle 1 rides on a convex road surface is a case where the conditions in Table 3 below are satisfied.
  • the conditions in Table 3 are that when the rotational acceleration of the right front wheel 3b exceeds a predetermined threshold (FRwa>Xwa9), the wheel rotational acceleration of the other wheels 3a, 3c, and 3d is less than a predetermined threshold (
  • the wheel rotational acceleration of the other wheels 3a, 3b, 3c is less than a predetermined threshold (
  • the posture in which the two right wheels 3b and 3d of the vehicle 1 ride on the convex road surface as shown in FIG. 5(b) is a case where the conditions in Table 4 below are satisfied.
  • the conditions of Table 4 are that when the rotational acceleration of the two wheels 3b and 3d on the right exceeds a predetermined threshold (FRwa>Xwa17, RRwa>Xwa18), the rotational acceleration of the two wheels 3a and 3c on the left exceeds a predetermined threshold. (
  • the attitude shown in FIG. 5C in which the two wheels on the right side and one wheel on the left side of the vehicle 1 ride on the convex road surface is a case where the conditions of Table 5 below are satisfied.
  • the conditions in Table 5 are when the rotational acceleration of the left and right front wheels 3a and 3b exceeds a predetermined threshold (FLwa>Xwa21, FRwa>Xwa22), and when the rotational acceleration of the right rear wheel 3d exceeds a predetermined threshold (RRwa> Xwa23), the rotational acceleration of the left rear wheel 3c is less than a predetermined threshold (
  • the attitude shown in FIG. 6(a) in which one wheel on the left side of the vehicle 1 rides on a convex road surface is a case where the conditions of Table 6 below are satisfied.
  • the conditions in Table 6 are that when the rotational acceleration of the left front wheel 3a exceeds a predetermined threshold (FLwa>Xwa25), the rotational acceleration of the other wheels 3b, 3c, and 3d is less than a predetermined threshold (
  • the rotational acceleration of the left rear wheel 3c exceeds a predetermined threshold (RLwa>Xwa29)
  • the rotational acceleration of the other wheels 3a, 3b, and 3d is less than a predetermined threshold (
  • the conditions in Table 6 are also satisfied when all five conditions are satisfied, such as Xwa31,
  • the attitude shown in FIG. 6(b) in which the two left wheels 3a and 3c of the vehicle 1 ride on the convex road surface is a case where the conditions in Table 7 below are satisfied.
  • the conditions in Table 7 are that when the rotational acceleration of the left wheels 3a and 3c exceeds a predetermined threshold (FLwa>Xwa33, RLwa>Xwa34), the rotational acceleration of the two right wheels 3b and 3d is less than a predetermined threshold (FLwa>Xwa33, RLwa>Xwa34).
  • a predetermined threshold FLwa>Xwa33, RLwa>Xwa34
  • the attitude shown in FIG. 6C in which the two wheels 3a and 3c on the left side and one wheel on the right side of the vehicle 1 rides on the convex road surface is a case where the conditions in Table 8 below are satisfied.
  • the conditions in Table 8 are when the rotational acceleration of the front wheels 3a and 3b exceeds a predetermined threshold (FRwa>Xwa37, FLwa>Xwa38), and when the acceleration of the left rear wheel 3c exceeds a predetermined threshold (RLwa>Xwa39) , the rotational acceleration of the right rear wheel 3d is less than a predetermined threshold (
  • FIG. 7 to 14 are flowcharts showing a method of calculating the additional pitch moments My1 and My2 and the additional roll moments Mx1 to Mx6.
  • Figure 7 shows the additional pitch moment My1 when the front wheels 3a and 3b run over
  • Figure 8 shows the additional pitch moment My2 when the rear wheels 3c and 3d run over
  • Figure 9 shows the additional pitch moment My2 when the right wheel runs over.
  • Additional roll moment Mx1 Figure 10 shows the additional roll moment Mx2 when the two right wheels run over
  • Figure 11 shows the additional roll moment Mx3 when the two right wheels and one wheel on the left run over
  • Figure 12 shows the left side.
  • Figure 13 shows the additional roll moment Mx4 when one wheel runs over the ground
  • Figure 13 shows the additional roll moment Mx5 when the two wheels on the left run over
  • Figure 14 shows the additional roll moment when the two wheels on the left and one wheel on the right run over. A method of calculating the additional roll moment Mx6 will be shown.
  • step S10 it is determined whether the conditions in Table 1 above are satisfied. If the conditions in Table 1 are met, the process advances to step S20. If the conditions in Table 1 are not met, the process advances to step S60.
  • step S20 the brake timer XT1 is counted up. Then, the process advances to step S30.
  • step S30 it is determined whether the brake timer XT1 is less than an appropriately set braking time threshold XTime1. If the brake timer XT1 is less than the braking time threshold XTime1, the process advances to step S40. If the brake timer XT1 is equal to or greater than the braking time threshold XTime1, the process advances to step S50.
  • step S40 the additional pitch moment My1 is set to an appropriately set xxMy1. Then, the routine returns.
  • step S50 the additional pitch moment My1 is set to zero, and the brake timer XT1 is reset to zero. Then, the routine returns.
  • step S60 it is determined whether the brake timer XT1 is not 0. If the brake timer XT1 is not 0, the process advances to step S70. If the brake timer XT1 is 0, the process advances to step S80.
  • step S70 the brake timer XT1 is counted up. Then, the process advances to step S90.
  • step S80 the additional pitch moment My1 is set to zero. Then, the routine returns.
  • step S90 it is determined whether the brake timer XT1 is less than the braking time threshold XTime1. If the brake timer XT1 is less than the braking time threshold XTime1, the process advances to step S100. If the brake timer XT1 is equal to or greater than the braking time threshold XTime1, the process advances to step S110.
  • step S100 additional pitch moment My1 is set to xxMy1. Then, the routine returns.
  • step S110 the additional pitch moment My1 is set to zero, and the brake timer XT1 is reset to zero. Then, the routine returns.
  • the additional pitch moment My1 is set to xxMy1 until the brake timer XT1 reaches the braking time threshold XTime1.
  • the additional pitch moment My2 is also set in the same manner as the additional pitch moment My1. That is, if the conditions in Table 2 are met, the additional pitch moment My2 is set to xxMy2 until the brake timer XT2 reaches the braking time threshold XTime2. As shown in FIG. 9, the additional roll moment Mx1 is also set in the same manner as the additional pitch moment My1.
  • the additional roll moment Mx1 is set to xxMx1 until the brake timer XT3 reaches the braking time threshold XTime3.
  • the additional roll moment Mx2 is as shown in Fig. 10
  • the additional roll moment Mx3 is as shown in Fig. 11
  • the additional roll moment Mx4 is as shown in Fig. 12
  • the additional roll moment Mx5 is as shown in Fig. 13.
  • the additional roll moment Mx6 is set in the same manner as the additional roll moment Mx1.
  • the pitch moment My and roll moment Mx to be finally added to the vehicle 1 are calculated using the following (Equation 3) and (Equation 4).
  • My My1+My2...(Formula 3)
  • Mx Mx1+Mx2+Mx3+Mx4+Mx5+Mx6...(Formula 4)
  • additional braking forces Fbfl, Fbfr, Fbrl, and Fbrr for each wheel are calculated from the additional moment values.
  • the calculation formulas regarding the additional moment are the following (Formula 5) and (Formula 6) by transforming the above-mentioned (Formula 1) and (Formula 2).
  • FIG. 15 is a flowchart showing a control procedure for determining whether to perform the pitch/roll control described above.
  • the control shown in FIG. 15 is started when the system is started, and is repeatedly performed when the vehicle 1 is running.
  • step S1600 it is determined whether the brake control unit 31 or each of the brake devices 30a to 30d is in an abnormal (failure) state. Whether or not these units are abnormal may be determined by a known self-diagnosis function. If the brake control unit 31 or each of the brake devices 30a to 30d is abnormal, the process advances to step S1640. If the brake control unit 31 and each brake device 30a to 30d are normal, the process advances to step S1610.
  • step S1610 it is determined whether the driver's brake operation amount (operation force) exceeds an appropriately set predetermined threshold value X Cmd Force. If the brake operation amount exceeds the threshold value X Cmd Force, the process advances to step S1640. If the brake operation amount is less than or equal to the threshold value X Cmd Force, the process advances to step S1620.
  • step S1620 other driving control devices (driving safety devices) of the vehicle 1, such as the electric stability control system (ESC), anti-lock brake system (ABS), and collision damage mitigation braking system (AEB) are activated. Determine whether it is in the state (under control). If another travel control device is in operation, the process advances to step S1640. If the other travel control devices are not in the operating state (standby state), the process advances to step S1630.
  • ESC electric stability control system
  • ABS anti-lock brake system
  • AEB collision damage mitigation braking system
  • step S1630 pitch and roll control by the attitude control device 10 described above is turned on. Then, the routine returns.
  • step S1640 pitch and roll control by the attitude control device 10 described above is turned off. Then, the routine returns.
  • attitude control pitch-roll control
  • attitude control is performed to reduce the pitch and roll of the vehicle 1 by controlling the braking forces of the four-wheel brake devices 30a to 30d of the vehicle 1. It becomes possible.
  • the current pitch and roll of the vehicle 1 are estimated based on the rotational acceleration of each wheel 3a to 3d and the longitudinal acceleration of the vehicle 1. Thereby, the pitch and roll of the vehicle 1 can be estimated based on information detected by relatively inexpensive detectors such as the four wheel speed sensors 33a to 33d and the longitudinal acceleration sensor 35.
  • the pitch/roll determination unit 40 includes tables 1 to 8 having determination conditions for determining the pitch/roll state of the vehicle 1 based on the rotational acceleration of each wheel 3a to 3d and the longitudinal acceleration of the vehicle 1. Determine whether conditions 8 to 8 are satisfied.
  • the additional braking force calculation unit 41 sets the corresponding additional moments Mx1, Mx2, My1 to My6 for each table when any of the conditions in each table 1 to 8 is satisfied, and adds these additional moments. Then, the overall additional moment of the vehicle 1 is calculated. Thereby, the pitch and roll states of the vehicle 1 can be easily determined, and the additional moment can be easily calculated.
  • Table 1 has a determination condition that a pitch moment toward the rear of the vehicle is generated, and sets an additional pitch moment My1 toward the front of the vehicle.
  • Table 2 has a determination condition that a pitch moment toward the front of the vehicle is generated, and sets an additional pitch moment My2 toward the rear of the vehicle.
  • - Table 3 has a determination condition that a roll moment is generated when one right wheel of the vehicle 1 is riding on a convex road surface, and sets an additional roll moment Mx1 toward the right side of the vehicle.
  • - Table 4 has a determination condition that a roll moment is generated when the two wheels on the right side of the vehicle are riding on a convex road surface, and sets an additional roll moment Mx2 directed toward the right side of the vehicle.
  • - Table 5 has a determination condition that a roll moment is generated when two wheels on the right side of the vehicle and one wheel on the left side are riding on a convex road surface, and sets an additional roll moment Mx3 toward the right side of the vehicle.
  • - Table 6 has a determination condition that a roll moment occurs when one wheel on the left side of the vehicle rides on a convex road surface, and sets an additional roll moment Mx4 directed toward the left side of the vehicle.
  • - Table 7 has a determination condition that a roll moment is generated when the two wheels on the left side of the vehicle are riding on a convex road surface, and sets an additional roll moment Mx5 toward the left side of the vehicle.
  • - Table 8 has a determination condition that a roll moment is generated when two wheels on the left side of the vehicle and one wheel on the right side are riding on a convex road surface, and sets an additional roll moment Mx6 toward the left side of the vehicle.
  • the pitch/roll state of the vehicle 1 can be easily and accurately determined based on the rotational acceleration of each wheel 3a to 3d and the longitudinal acceleration of the vehicle 1. Furthermore, the determinations in each of the tables 1 to 8 based on the rotational acceleration of the wheels 3a to 3d and the longitudinal acceleration of the vehicle 1 are performed at relatively short intervals in order to quickly respond to changes in the posture of the vehicle 1. However, as shown in the left part of the flowcharts in FIGS. 7 to 14, if the judgment conditions of each table 1 to 8 are satisfied and the brake timer counts up and becomes no longer 0, the brake timer starts counting up. Until completion, the additional moments corresponding to the tables 1 to 8 continue to be set even if it is determined midway through that the determination conditions for the tables 1 to 8 are not satisfied.
  • pitch/roll control is not executed when the brake operating force is greater than a predetermined value, so if the driver suddenly operates the brakes, the pitch/roll control of this embodiment is suppressed and the braking by the brake operation is suppressed. can be prioritized.
  • pitch/roll control of this embodiment is suppressed and the other travel control device is prioritized. The driving safety function of the driving control device can be appropriately ensured.
  • the pitch and roll control of this embodiment is not executed when the amount of brake operation exceeds the threshold value X Cmd Force or when another travel control device is in operation.
  • the braking force may be kept small and added by pitch/roll control.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

アンチダイブ及びアンチリフトのジオメトリを有するサスペンション装置１１によって前後左右の車輪３ａ～３ｄが懸架された車両１に備えられ、車輪３ａ～３ｄに夫々備えられたブレーキ装置３０ａ～３０ｄと、前後左右のブレーキ装置３０ａ～３０ｄを作動制御するブレーキコントロールユニット３１と、車輪３ａ～３ｄの回転速度を夫々検出する車輪速度センサ３３ａ～３３ｄと、車両１の前後方向加速度を検出する前後加速度センサ３５と、を備え、車輪３ａ～３ｄの回転速度と車両１の前後方向加速度とに基づいて、車両１のピッチ及びロール状態を判定するピッチ・ロール判定部４０と、判定したピッチ及びロールを抑制するように各ブレーキ装置３０ａ～３０ｄによって付加する制動力を演算する付加制動力演算部４１と、を備えた。

Description

車両の姿勢制御装置
　本発明は、ブレーキ装置を利用した車両の姿勢制御技術に関する。
　凹凸路を走行する際に車両の姿勢を安定させて乗員の快適性を向上させる技術として、四輪アクティブサスペンション装置を使用する方法が知られている。四輪アクティブサスペンション装置により各車輪のサスペンション装置の反力を制御して、車両の姿勢を制御する。しかしながら、四輪アクティブサスペンション装置は比較的高価であるといった問題点がある。そこで、四輪アクティブサスペンション装置を有しない車両において、サスペンション装置におけるアンチダイブ力及びアンチリフト力を利用して、四輪の制動力（ブレーキ力）の制御による姿勢制御装置が提案されている。
　例えば特許文献１では、車両の旋回走行時において車両の目標ヨーレートと実ヨーレートとの偏差が所定値を越え、かつ当該偏差の時間変化率が所定値を越えている場合に、旋回内側の車輪に制動力を付加することで、車両の旋回挙動を向上させることが可能である。
特開２０２０－５００２４号公報
　特許文献１では、四輪の制動力の制御により、車両のヨーレートを制御するものであるが、ピッチやロールについても安価に制御可能な装置が要求されている。特に、車両の姿勢制御を行う際には、車両の姿勢を検出することが必要である。しかしながら、四輪アクティブサスペンション装置を有しない車両では、サスペンション装置にストロークセンサを有しない場合が多く、車両の姿勢を検出することが困難であった。
　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、サスペンション装置にストロークセンサを有しない車両において、車両の姿勢に応じて四輪の制動力を制御して、ピッチやロールを制御する車両の姿勢制御装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の車両の姿勢制御装置は、アンチダイブ及びアンチリフトのジオメトリを有するサスペンション装置によって前後左右の車輪が懸架された車両に備えられ、前記前後左右の車輪に夫々備えられた制動装置と、前記前後左右の制動装置を作動制御し、前記前後左右の車輪に独立して制動力を付加可能な制動制御部と、前記前後左右の車輪の回転速度を夫々検出する速度検出部と、前記車両の前後方向加速度を検出する前後加速度検出部と、を備え、前記制動制御部は、各前記車輪の回転速度と前記車両の前後方向加速度とに基づいて、前記車両のピッチ及びロール状態を判定するピッチ・ロール判定部と、前記ピッチ及びロール状態に基づいて、前記前後左右の各制動装置により制動力を付加させるピッチ・ロール制御部と、を備えたことを特徴とする。
　これにより、各車輪の回転速度と車両の前後方向加速度とに基づいて、車両のピッチ及びロール状態を判定し、当該ピッチ及びロール状態を打ち消すように、前後左右の各制動装置により制動力を付加させる。したがって、速度検出部と前後加速度検出部といった比較的安価な検出部による検出情報に基づいて、ピッチ及びロールを低減させることができる。
　好ましくは、前記ピッチ・ロール制御部は、車両走行中に前記ピッチ・ロール判定部により前記車両の所定以上の前記ピッチあるいはロール状態を判定した場合に、前記ピッチ及びロール状態に基づく前記制動装置の制動力の付加を所定時間維持するとよい。
　これにより、車両の所定以上のピッチあるいはロール状態を判定した場合に、ピッチ及びロール状態に基づく制動装置の制動力の付加を所定時間維持することで、制動力の付加の過剰な変動を抑えることができる。
　好ましくは、前記ピッチ・ロール判定部は、各前記車輪の回転加速度及び前記車両の前後方向加速度に基づいて、前記ピッチ及びロール状態を判定する複数種類の判定条件を備え、前記判定条件を満たす毎に設定される付加モーメントを加算して、前記車両の総合的な付加モーメントを演算するとよい。
　これにより、車両のピッチ及びロール状態を容易に判定し、付加モーメントを容易に演算することができる。
　好ましくは、前記判定条件を満たす毎に設定される付加モーメントは、前記車両後方に向けたピッチモーメントと、前記車両前方に向けたピッチモーメントと、前記車両の右側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、前記車両の右側の２輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、前記車両の右側の２輪と左側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、前記車両の左側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、前記車両の左側の２輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、前記車両の左側の２輪と右側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、であるとよい。
　これにより、車両のピッチ状態及びロール状態を分けて容易に判定することができるとともに、車両の乗り上げ状態に応じて容易にかつ正確にロール状態を判定することが可能になる。
　好ましくは、前記ピッチ・ロール制御部は、前記車両の運転者による所定以上の制動操作時には、前記ピッチ及びロール状態に基づく制動力の付加を抑制するとよい。
　これにより、運転者の急な制動操作に対して、ピッチ・ロール制御部による制動を抑制して、運転者が要求する制動を優先することができる。
　好ましくは、前記車両は、前記制動装置の制動力を制御して前記車両の走行安全性を向上する制動制御部を備え、前記ピッチ・ロール制御部は、前記制動制御部による前記制動装置の制動力の制御を実行しているときには、前記ピッチ及びロール状態に基づく制動力の付加を抑制するとよい。
　これにより、制動制御部による制動制御時には、ピッチ・ロール制御部による制動を抑制して、制動制御部による例えば車両の走行安定性の向上や衝突の回避といったような車両の走行安全性を向上させる制御を優先して実行させることができる。
　本発明の車両の姿勢制御装置は、車輪回転速度や車両前後方向加速度を検出する比較的安価な検出部による検出情報を使用して、車両のピッチ及びロールを低減させることができる。
　したがって、例えばサスペンション装置にストロークセンサを有しない車両において、車両の姿勢に応じて四輪の制動力を制御して、ピッチやロールを適切に制御することができる。
本発明の一実施形態の車両の姿勢制御装置の概略構成図である。 車両のサスペンション装置におけるアンチダイブ力、アンチリフト力の説明図である。 前輪が乗り上げた場合に発生するピッチモーメント及びそれに対する付加モーメントのイメージ図である。 後輪が乗り上げた場合に発生するピッチモーメント及びそれに対する付加モーメントのイメージ図である。 右輪が乗り上げた場合に発生するロールモーメント及びそれに対する付加モーメントのイメージ図である。 左輪が乗り上げた場合に発生するロールモーメント及びそれに対する付加モーメントのイメージ図である。 前輪が乗り上げた場合での付加モーメントの演算方法を示すフローチャートである。 後輪が乗り上げた場合での付加モーメントの演算方法を示すフローチャートである。 右側の１輪が乗り上げた場合での付加モーメントの演算方法を示すフローチャートである。 右側の２輪が乗り上げた場合での付加モーメントの演算方法を示すフローチャートである。 右側の２輪及び左側の１輪が乗り上げた場合での付加モーメントの演算方法を示すフローチャートである。 左側の１輪が乗り上げた場合での付加モーメントの演算方法を示すフローチャートである。 左側の２輪が乗り上げた場合での付加モーメントの演算方法を示すフローチャートである。 左側の２輪及び右側の１輪が乗り上げた場合での付加モーメントの演算方法を示すフローチャートである。 ピッチ・ロール制御の実行判定の制御要領を示すフローチャートである。
　以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
　図１は、発明の一実施形態の車両の姿勢制御装置１０の概略構成図である。
　本発明の一実施形態の姿勢制御装置１０は、車体の前後左右に車輪３ａ～３ｄ（走行輪）を有する４輪車両（以下、車両１という）に搭載されている。車両１の各車輪３ａ～３ｄと車体との間には、アンチダイブ及びアンチリフトのジオメトリを有し、車体に対して車輪３ａ～３ｄを夫々懸架するサスペンション装置１１が備えられている。
　車両１の各車輪３ａ～３ｄには、夫々ブレーキ装置３０ａ～３０ｄ（制動装置）が備えられている。
　ブレーキ装置３０ａ～３０ｄは、ブレーキコントロールユニット３１（制動制御部）によって制御され、車輪３ａ～３ｄ毎に任意の異なるブレーキ力（制動力）を付加することが可能になっている。
　なお、各車輪３ａ～３ｄは、例えば電気モータやエンジンによって駆動される。例えば前輪３ａ、３ｂと後輪３ｃ、３ｄを夫々電気モータによって駆動可能であるとともにエンジンによって前輪３ａ、３ｂを駆動可能なプラグインハイブリッド車やハイブリッド車、電気モータのみで車輪３ａ～３ｄを駆動する電気自動車、エンジンのみで車輪３ａ～３ｄを駆動するエンジン車等の各種の走行駆動源、また４輪駆動あるいは２輪駆動といったように各種の駆動形態の車両に対して本発明は適用可能である。
　車両１には、車体の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ３５（前後加速度検出部）が備えられるとともに、各車輪３ａ～３ｄの回転速度を検出する車輪速度センサ３３ａ～３３ｄ（速度検出部）が夫々備えられている。
　姿勢制御装置１０は、前後加速度センサ３５と、各車輪３ａ～３ｄの車輪速度センサ３３ａ～３３ｄと、ブレーキコントロールユニット３１によって構成されている。
　なお、本実施形態では、前後加速度センサ３５及び車輪速度センサ３３ａ～３３ｄの検出値がブレーキコントロールユニット３１に入力するように構成されているが、例えば車両全体を制御するメインコントロールユニット２０を介して入力するような構成でもよい。
　ブレーキコントロールユニット３１は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びタイマ等を含んで構成される。ブレーキコントロールユニット３１には、図示しないブレーキペダルセンサからブレーキペダルの操作量を入力し、当該ブレーキペダルの操作量等に基づいて、ブレーキ装置３０ａ～３０ｄによる制動力（ブレーキ力）が制御される。
　また、ブレーキコントロールユニット３１には、前後加速度センサ３５及び車輪速度センサ３３ａ～３３ｄから検出情報が入力される。姿勢制御装置１０は、前後加速度センサ３５と各車輪３ａ～３ｄの車輪速度センサ３３ａ～３３ｄの検出情報に基づいて、車両１の姿勢、詳しくは車両１のピッチ及びロール状態を推定するピッチ・ロール判定部４０と、推定したピッチやロールを低減させるように各車輪３ａ～３ｄに付加するブレーキ力を演算する付加制動力演算部４１（ピッチ・ロール制御部）と、を備えている。姿勢制御装置１０は、前後加速度センサ３５と車輪速度センサ３３ａ～３３ｄの検出情報に基づいて、車両のピッチ及びロールを推定し、当該ピッチやロールを低減させるように各車輪３ａ～３ｄに付加するブレーキ力を設定するピッチ・ロール制御を実行する。
　図２は、アンチダイブ力、アンチリフト力の説明図である。
　始めに、車両１のサスペンション装置におけるアンチダイブ力及びアンチリフト力と、ピッチモーメント及びロールモーメントとの関係について説明する。
　図２に示すように、車両１の前輪３ａ、３ｂの接地点と車体の重心Ａとの車両前後方向の距離をａ、車両１の後輪３ｃ、３ｄの接地点と重心Ａとの車両前後方向の距離をｂ、重心Ａの地面からの高さをｈＣＧ、車両全体のブレーキ力をＦ、ブレーキ力の前輪３ａ、３ｂ側の比をλ、アンチリフト角をβf、アンチダイブ角をβrとすると、車両１の減速によって発生するピッチモーメントと、サスペンション装置１１のアンチダイブ力、アンチリフト力によって発生するピッチモーメントと、の合計値であるピッチモーメントＭｙは、以下の（式１）で求められる。
　Ｍｙ＝Ｆ×ｈＣＧ－（λＦ×｜tan(βf)×ａ＋（１－λ）Ｆ×｜tan(βr)｜×ｂ）
・・・（式１）
　また、フロントトラック（左右前輪３ａ、３ｂ間の距離）をｔf、リヤトラック（左右後輪３ｃ、３ｄ間の距離）をｔr、左前輪３ａの制動力（ブレーキ力）をＦbfl、右前輪３ｂの制動力をＦbfr、左後輪３ｃの制動力をＦbrl、右後輪３ｄの制動力をＦbrrとすると、サスペンション装置１１のアンチダイブ力、アンチリフト力によって発生するロールモーメントＭｘは、以下の（式２）によって求められる。
　Ｍｘ＝ｔf/２（Ｆbfl－Ｆbfr）×tan(βf)＋ｔr/２（－Ｆbrl－Ｆbrr）×tan(βr)
・・・（式２）
　図３～６は、本実施形態の姿勢制御装置１０における付加モーメントのイメージ図である。図３は前輪３ａ、３ｂが乗り上げた場合、図４は後輪３ｃ、３ｄが乗り上げた場合に発生するピッチモーメント及びそれに対する付加モーメントのイメージ図である。
　図３の実線の矢印に示すように、車両１の前輪３ａ、３ｂが凸路面を乗り上げた際に発生するピッチモーメントは、車両１の重心回りを後方側に回転するようなモーメントである。これに対し、姿勢制御装置１０は、このピッチモーメントを打ち消すように、破線の矢印に示す車両前方側に回転する付加ピッチモーメントＭｙ1を付加すればよい。
　図４の実線の矢印に示すように、車両１の後輪３ｃ、３ｄが凸路面を乗り上げた際に発生するピッチモーメントは、車両１の重心回りを前方側に回転するようなモーメントである。これに対し、姿勢制御装置１０は、このピッチモーメントを打ち消すように、破線の矢印に示す車両後方側に回転する付加ピッチモーメントＭｙ2を付加すればよい。
　また、図５の実線の矢印に示すように、車両１の右側の車輪３ｂ、３ｄが凸路面を乗り上げた際に発生するロールモーメントは、車両１の重心回りを車幅方向左側に回転するようなモーメントである。図５に示すように、（ａ）一輪（例えば右前輪３ｂ）のみ凸路面に乗り上げている場合、（ｂ）２輪（右前輪３ｂ及び右後輪３ｄ）が凸路面に乗り上げている場合、（ｃ）３輪（右前輪３ｂ、右後輪３ｄ及び例えば左前輪３ａ）が凸路面に乗り上げている場合が考えられる。
　したがって、図５（ａ）～（ｃ）の場合において、図５の破線で示すように、ロールモーメントを打ち消すような付加ロールモーメントＭｘ1、Ｍｘ2、Ｍｘ3を付加すればよい。図５における（ａ）の場合には付加ロールモーメントＭｘ1，（ｂ）の場合には付加ロールモーメントＭｘ2，（ｃ）の場合には付加ロールモーメントＭｘ3である。
　また、図６の実線の矢印に示すように、車両１の左側の車輪３ａ、３ｃが凸路面を乗り上げた際に発生するロールモーメントは、車両１の重心回りを車幅方向右側に回転するようなモーメントである。図６に示すように、（ａ）一輪（例えば左前輪３ａ）のみ凸路面に乗り上げている場合、（ｂ）２輪（左前輪３ａ及び左後輪３ｃ）が凸路面に乗り上げている場合、（ｃ）３輪（左前輪３ａ、左後輪３ｃ及び例えば右前輪３ｂ）が凸路面に乗り上げている場合が考えられる。
　したがって、（ａ）～（ｃ）の場合において、図６の破線で示すように、ロールモーメントを打ち消すような付加ロールモーメントＭｘ4、Ｍｘ5、Ｍｘ6を付加すればよい。図６における（ａ）の場合には付加ロールモーメントＭｘ4，（ｂ）の場合には付加ロールモーメントＭｘ5，（ｃ）の場合には付加ロールモーメントＭｘ6とする。
　なお、図５、６の（ｂ）、（ｃ）において、×印が凸路面に乗り上げていることを示す。図５、６の（ｂ）、（ｃ）では、モーメントを示す矢印が上面図に記載しているが、実際には（ａ）と同様な縦方向のロールモーメントである。
　ブレーキコントロールユニット３１において実行する、車両１の姿勢を判定する方法について説明する。
　ブレーキコントロールユニット３１のピッチ・ロール判定部４０は、車両１の前後加速度と各車輪３ａ～３ｄの車輪回転速度とに基づいて、上記の各ピッチ・ロールに関する姿勢を判定する。
　図３に示すような車両１の前輪３ａ、３ｂが凸路面を乗り上げた姿勢は、以下のテーブル１の条件が満たされた場合である。
　テーブル１の条件は、左右前輪３ａ、３ｂの回転加速度が所定の閾値を超えた場合（ＦＲｗａ＞Ｘｗａ1、ＦＬｗａ＞Ｘｗａ2）、左右後輪３ｃ、３ｄの車輪回転加速度が所定の閾値未満（｜ｗｓａＲＬ｜＜Ｘｗａ3、｜ｗｓａＲＲ｜＜Ｘｗａ4）、車両前後の加速度が所定の閾値を超えた場合（Ｌａ＜Ｘａａ1）といった５個の条件の全てを満たした場合である。
　図４に示すような車両１の後輪３ｃ、３ｄが凸路面を乗り上げた姿勢は、以下のテーブル２の条件が満たされた場合である。
　テーブル２の条件は、左右後輪３ｃ、３ｄの回転加速度が所定の閾値を超えた場合（ＲＬｗａ＞Ｘｗａ5、ＲＲｗａ＞Ｘｗａ6）、左右前輪３ａ、３ｂの車輪回転加速度が所定の閾値未満（｜ｗｓａＦＬ｜＜Ｘｗａ7、｜ｗｓａＦＲ｜＜Ｘｗａ8）、車両前後の加速度が所定の閾値を超えた場合（Ｌａ＜Ｘａａ2）といった５個の条件の全てを満たした場合である。
　図５（ａ）に示すような車両１の右側の１つの車輪が凸路面を乗り上げた姿勢は、以下のテーブル３の条件が満たされた場合である。
　テーブル３の条件は、右前輪３ｂの回転加速度が所定の閾値を超えた場合（ＦＲｗａ＞Ｘｗａ9）、他の車輪３ａ、３ｃ、３ｄの車輪回転加速度が所定の閾値未満（｜ｗｓａＦＬ｜＜Ｘｗａ10、｜ｗｓａＲＬ｜＜Ｘｗａ11、｜ｗｓａＲＬ｜＜Ｘｗａ12）、車両前後の加速度が所定の閾値を超えた場合（Ｌａ＜Ｘａａ3）といった５個の条件の全てを満たした場合である。または、右後輪３ｄの回転加速度が所定の閾値を超えた場合（ＲＲｗａ＞Ｘｗａ13）、他の車輪３ａ、３ｂ、３ｃの車輪回転加速度が所定の閾値未満（｜ｗｓａＦＲ｜＜Ｘｗａ14、｜ｗｓａＦＬ｜＜Ｘｗａ15、｜ｗｓａＲＬ｜＜Ｘｗａ16）、車両前後の加速度が所定の閾値を超えた場合（Ｌａ＜Ｘａａ4）といった５個の条件の全てを満たした場合についても、テーブル３の条件である。
　図５（ｂ）に示すような車両１の右側の２つの車輪３ｂ、３ｄが凸路面を乗り上げた姿勢は、以下のテーブル４の条件が満たされた場合である。
　テーブル４の条件は、右側の２つの車輪３ｂ、３ｄの回転加速度が所定の閾値を超えた場合（ＦＲｗａ＞Ｘｗａ17、ＲＲｗａ＞Ｘｗａ18）、左側の２つの車輪３ａ、３ｃの回転加速度が所定の閾値未満（｜ｗｓａＦＬ｜＜Ｘｗａ19、｜ｗｓａＲＬ｜＜Ｘｗａ20）、車両前後の加速度が所定の閾値を超えた場合（Ｌａ＜Ｘａａ5）といった５個の条件の全てを満たした場合である。
　図５（ｃ）示すような車両１の右側の２つの車輪及び左側の１つの車輪が凸路面を乗り上げた姿勢は、以下のテーブル５の条件が満たされた場合である。
　テーブル５の条件は、左右前輪３ａ、３ｂの回転加速度が所定の閾値を超えた場合（ＦＬｗａ＞Ｘｗａ21、ＦＲｗａ＞Ｘｗａ22）、右後輪３ｄの回転加速度が所定の閾値を超えた場合（ＲＲｗａ＞Ｘｗａ23）、左後輪３ｃの回転加速度が所定の閾値未満（｜ｗｓａＲＬ｜＜Ｘｗａ24）、車両前後の加速度が所定の閾値を超えた場合（Ｌａ＜Ｘａａ6）のといった５個の条件全てを満たした場合である。
　図６（ａ）に示すような車両１の左側の１つの車輪が凸路面を乗り上げた姿勢は、以下のテーブル６の条件が満たされた場合である。
　テーブル６の条件は、左前輪３ａの回転加速度が所定の閾値を超えた場合（ＦＬｗａ＞Ｘｗａ25）、他の車輪３ｂ、３ｃ、３ｄの回転加速度が所定の閾値未満（｜ｗｓａＦＲ｜＜Ｘｗａ26、｜ｗｓａＲＬ｜＜Ｘｗａ27、｜ｗｓａＲＲ｜＜Ｘｗａ28）、車両前後の加速度が所定の閾値を超えた場合（Ｌａ＜Ｘａａ7）といった５個の条件の全てを満たした場合である。または、左後輪３ｃの回転加速度が所定の閾値を超えた場合（ＲＬｗａ＞Ｘｗａ29）、他の車輪３ａ、３ｂ、３ｄの回転加速度が所定の閾値未満（｜ｗｓａＦＲ｜＜Ｘｗａ30、｜ｗｓａＦＬ｜＜Ｘｗａ31、｜ｗｓａＲＲ｜＜Ｘｗａ32）、車両前後の加速度が所定の閾値を超えた場合（Ｌａ＜Ｘａａ8）といった５個の条件の全てを満たした場合についても、テーブル６の条件である。
　図６（ｂ）に示すような車両１の左側の２つの車輪３ａ、３ｃが凸路面を乗り上げた姿勢は、以下のテーブル７の条件が満たされた場合である。
　テーブル７の条件は、左側の車輪３ａ、３ｃの回転加速度が所定の閾値を超えた場合（ＦＬｗａ＞Ｘｗａ33、ＲＬｗａ＞Ｘｗａ34）、右側の２つの車輪３ｂ、３ｄの回転加速度が所定の閾値未満（｜ｗｓａＦＲ｜＜Ｘｗａ35、｜ｗｓａＲＲ｜＜Ｘｗａ36）、車両前後の加速度が所定の閾値を超えた場合（Ｌａ＜Ｘａａ9）といった５個の条件の全てを満たした場合である。
　図６（ｃ）に示すような車両１の左側の２つの車輪３ａ、３ｃ及び右側の１つの車輪が凸路面を乗り上げた姿勢は、以下のテーブル８の条件が満たされた場合である。
　テーブル８の条件は、前輪３ａ、３ｂの回転加速度が所定の閾値を超えた場合（ＦＲｗａ＞Ｘｗａ37、ＦＬｗａ＞Ｘｗａ38）、左後輪３ｃの加速度が所定の閾値を超えた場合（ＲＬｗａ＞Ｘｗａ39）、右後輪３ｄの回転加速度が所定の閾値未満（｜ｗｓａＲＲ｜＜Ｘｗａ40、車両前後の加速度が所定の閾値を超えた場合（Ｌａ＜Ｘａａ10）といった５個の条件の全てを満たした場合である。
　なお閾値Ｘｗａ1～Ｘｗａ40、Ｘａａ1～Ｘａａ10は、夫々適宜設定した値である。
　図７～１４は、付加ピッチモーメントＭｙ1，Ｍｙ2、及び付加ロールモーメントＭｘ1～Ｍｘ6の演算方法を示すフローチャートである。
　図７は前輪３ａ、３ｂが乗り上げた場合での付加ピッチモーメントＭｙ１、図８は後輪３ｃ、３ｄが乗り上げた場合での付加ピッチモーメントＭｙ2、図９は右側の１輪が乗り上げた場合での付加ロールモーメントＭｘ1、図１０は右側の２輪が乗り上げた場合での付加ロールモーメントＭｘ2、図１１は右側の２輪及び左側の１輪が乗り上げた場合での付加ロールモーメントＭｘ3、図１２は左側の１輪が乗り上げた場合での付加ロールモーメントＭｘ4、図１３は左側の２輪が乗り上げた場合での付加ロールモーメントＭｘ5、図１４は左側の２輪及び右側の１輪が乗り上げた場合での付加ロールモーメントＭｘ6の演算方法を示す。
　これらのフローチャートは、短い制御周期（例えば数ｍｓｅｃ程度）で夫々繰り返し実行される。
　図７に示すように、始めにステップＳ１０では、上記のテーブル１の条件が満たされているか否かを判別する。テーブル１の条件が満たされている場合には、ステップＳ２０に進む。テーブル１の条件が満たされていない場合には、ステップＳ６０に進む。
　ステップＳ２０では、ブレーキタイマＸＴ1をカウントアップする。そして、ステップＳ３０に進む。
　ステップＳ３０では、ブレーキタイマＸＴ1が適宜設定された制動時間閾値ＸＴime1未満であるか否かを判別する。ブレーキタイマＸＴ1が制動時間閾値ＸＴime1未満である場合にはステップＳ４０に進む。ブレーキタイマＸＴ1が制動時間閾値ＸＴime1以上である場合にはステップＳ５０に進む。
　ステップＳ４０では、付加ピッチモーメントＭｙ1を適宜設定されたｘｘＭｙ1に設定する。そして、本ルーチンをリターンする。
　ステップＳ５０では、付加ピッチモーメントＭｙ1を０に設定するとともに、ブレーキタイマＸＴ1を０にリセットする。そして、本ルーチンをリターンする。
　ステップＳ６０では、ブレーキタイマＸＴ1が０でないか否かを判別する。ブレーキタイマＸＴ1が０でない場合には、ステップＳ７０に進む。ブレーキタイマＸＴ1が０である場合には、ステップＳ８０に進む。
　ステップＳ７０では、ブレーキタイマＸＴ1をカウントアップする。そして、ステップＳ９０に進む。
　ステップＳ８０では、付加ピッチモーメントＭｙ1を０に設定する。そして、本ルーチンをリターンする。
　ステップＳ９０では、ブレーキタイマＸＴ1が制動時間閾値ＸＴime1未満であるか否かを判別する。ブレーキタイマＸＴ1が制動時間閾値ＸＴime1未満である場合にはステップＳ１００に進む。ブレーキタイマＸＴ1が制動時間閾値ＸＴime1以上である場合にはステップＳ１１０に進む。
　ステップＳ１００では、付加ピッチモーメントＭｙ1をｘｘＭｙ1に設定する。そして、本ルーチンをリターンする。
　ステップＳ１１０では、付加ピッチモーメントＭｙ1を０に設定するとともに、ブレーキタイマＸＴ1を０にリセットする。そして、本ルーチンをリターンする。
　以上のように制御することで、テーブル１の条件が満たされている場合には、ブレーキタイマＸＴ1が制動時間閾値ＸＴime1に到達するまで、付加ピッチモーメントＭｙ1がｘｘＭｙ1に設定される。
　図８に示すように、付加ピッチモーメントＭｙ2についても、付加ピッチモーメントＭｙ1と同様に設定される。
　即ち、テーブル２の条件が満たされている場合には、ブレーキタイマＸＴ2が制動時間閾値ＸＴime2に到達するまで、付加ピッチモーメントＭｙ2がｘｘＭｙ2に設定される。
　図９に示すように付加ロールモーメントＭｘ1についても、付加ピッチモーメントＭｙ1と同様に設定される。
　即ち、テーブル３の条件が満たされている場合には、ブレーキタイマＸＴ3が制動時間閾値ＸＴime3に到達するまで、付加ロールモーメントＭｘ1がｘｘＭｘ1に設定される。
　付加ロールモーメントＭｘ2については図１０に示すように、付加ロールモーメントＭｘ3については図１１に示すように、付加ロールモーメントＭｘ4については図１２に示すように、付加ロールモーメントＭｘ5については図１３に示すように、付加ロールモーメントＭｘ6については図１４に示すように、いずれも付加ロールモーメントＭｘ1と同様に設定される。
　車両１の最終的に付加するピッチモーメントＭｙとロールモーメントＭｘを、以下の（式３）、（式４）によって演算する。
　Ｍｙ＝Ｍｙ1＋Ｍｙ2・・・(式３)
　Ｍｘ＝Ｍｘ1＋Ｍｘ2＋Ｍｘ3＋Ｍｘ4＋Ｍｘ5＋Ｍｘ6・・・(式４)
　次に、付加モーメント値から各車輪の付加制動力Ｆbfl、Ｆbfr、Ｆbrl、Ｆbrrを演算する。付加モーメントに関する計算式は、上述の（式１）、（式２）を変形して、以下の（式５）、（式６）になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　また、合計付加制動力Ｘ Total Force（＝ＸＸ Force）は、以下の（式７）より求められる。付加制動力の左右差であるＸ Dif Forceは、以下の（式８）より求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　なお、Ｘ Dif Force＝ＸＸ Dif×メインコントロールユニット２０から入力した要求ヨーモーメント、ＸＸ Difは、適宜設定された当該要求ヨーモーメントのゲインである。
　ピッチモーメントＭｙ、ロールモーメントＭｘ、合計付加制動力Ｘ Total Force及び付加制動力の左右差Ｘ Dif Forceについて、マトリクス化すると、以下の（式９）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　図１５は、上記のピッチ・ロール制御の実行判定の制御要領を示すフローチャートである。図１５に示す制御は、システム始動時に実行開始され、車両１の走行時に繰り返し行われる。
　始めに、ステップＳ１６００では、ブレーキコントロールユニット３１あるいは各ブレーキ装置３０ａ～３０ｄが異常（故障）状態であるか否かを判別する。これらのユニットが異常であるか否かについては、公知の自己診断機能によって判定すればよい。ブレーキコントロールユニット３１あるいは各ブレーキ装置３０ａ～３０ｄが異常である場合には、ステップＳ１６４０に進む。ブレーキコントロールユニット３１及び各ブレーキ装置３０ａ～３０ｄが正常である場合には、ステップＳ１６１０に進む。
　ステップＳ１６１０では、ドライバのブレーキ操作量（操作力）が適宜設定された所定の閾値X Cmd Forceを超えているか否かを判別する。ブレーキ操作量が閾値X Cmd Forceを超えている場合には、ステップＳ１６４０に進む。ブレーキ操作量が閾値X Cmd Force以下の場合には、ステップＳ１６２０に進む。
　ステップＳ１６２０では、車両１の他の走行制御装置（走行安全装置）、例えばエレクトリック・スタビリティ・コントロールシステム（ＥＳＣ）、アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）、衝突被害軽減ブレーキシステム（ＡＥＢ）が作動状態（制御中）であるか否かを判別する。他の走行制御装置が作動状態である場合には、ステップＳ１６４０に進む。他の走行制御装置が作動状態でない場合（待機状態）では、ステップＳ１６３０に進む。
　ステップＳ１６３０では、上記の姿勢制御装置１０によるピッチ・ロール制御をオンにする。そして、本ルーチンをリターンする。
　ステップＳ１６４０では、上記の姿勢制御装置１０によるピッチ・ロール制御をオフにする。そして、本ルーチンをリターンする。
　以上のように、本発明の実施形態においては、車両１の４輪のブレーキ装置３０ａ～３０ｄの制動力を制御して、車両１のピッチ及びロールを低減させる姿勢制御（ピッチ・ロール制御）が可能になる。
　現状の車両１のピッチ及びロールについては、各車輪３ａ～３ｄの回転加速度と、車両１の前後方向加速度とに基づいて推定される。これにより、４個の車輪速度センサ３３ａ～３３ｄ及び前後加速度センサ３５といった比較的安価な検出器による検出情報に基づいて、車両１のピッチ及びロールを推定することができる。
　ピッチ・ロール判定部４０は、各車輪３ａ～３ｄの回転加速度及び車両１の前後方向加速度に基づいて車両１のピッチ・ロール状態を判定する判定条件を有するテーブル１～８を備え、各テーブル１～８の条件が満たされるか否かを判定する。
　付加制動力演算部４１は、各テーブル１～８のいずれかの条件が満たされた場合に、テーブル毎に対応する付加モーメントＭｘ1、Ｍｘ2、Ｍｙ1～Ｍｙ6を設定し、これらの付加モーメントを加算して、車両１の総合的な付加モーメントを演算する。
　これにより、車両１のピッチ及びロール状態を容易に判定し、付加モーメントを容易に演算することができる。
　テーブル１～８毎に設定する付加モーメントＭｙ1、Ｍｙ2、Ｍｘ1～Ｍｘ6については、詳しくは、以下のとおりである。
・テーブル１は車両後方に向けたピッチモーメントが発生する判定条件を有し、車両前方に向けた付加ピッチモーメントＭｙ1を設定する。
・テーブル２は車両前方に向けたピッチモーメントが発生する判定条件を有し、車両後方に向けた付加ピッチモーメントＭｙ2を設定する。
・テーブル３は車両１の右側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントが発生する判定条件を有し、車両右側に向けた付加ロールモーメントＭｘ1を設定する。
・テーブル４は車両右側の２輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントが発生する判定条件を有し、車両右側に向けた付加ロールモーメントＭｘ2を設定する。
・テーブル５は車両右側の２輪及び左側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントが発生する判定条件を有し、車両右側に向けた付加ロールモーメントＭｘ3を設定する。
・テーブル６は車両左側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントが発生する判定条件を有し、車両左側に向けた付加ロールモーメントＭｘ4を設定する。
・テーブル７は車両左側の２輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントが発生する判定条件を有し、車両左側に向けた付加ロールモーメントＭｘ5を設定する。
・テーブル８は車両左側の２輪及び右側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントが発生する判定条件を有し、車両左側に向けた付加ロールモーメントＭｘ6を設定する。
　これにより、各車輪３ａ～３ｄの回転加速度及び車両１の前後方向加速度に基づいて車両１のピッチ・ロール状態を容易にかつ正確に判定することができる。
　また、車輪３ａ～３ｄの回転加速度及び車両１の前後方向加速度に基づく各テーブル１～８の判定は、車両１の姿勢変化に迅速に対応するために比較的短い周期で行われる。しかしながら、図７～１４のフローチャートの左側の部分に図示したように、各テーブル１～８の判定条件を満たしてブレーキタイマがカウントアップして０でなくなった場合には、ブレーキタイマがカウントアップを完了するまでは、途中で当該テーブル１～８の判定条件が満たされないことが判定されても、当該テーブル１～８に対応する付加モーメントが設定し続けられる。
　これにより、各テーブル１～８の判定条件を満たした場合の応答性は良好にしつつ、一旦判定条件を満たした場合にはブレーキタイマがカウントアップを完了するまでの所定時間は付加モーメントが設定されて制動力の付加が維持されるので、付加する制動力の過剰な変動(切り換え)を抑制することができる。
　また、ブレーキコントロールユニット３１あるいは各ブレーキ装置３０ａ～３０ｄが異常である場合、ドライバのブレーキ操作量が閾値X Cmd Forceを超えている場合、ＥＳＣ、ＡＢＳ、ＡＥＢといった本姿勢制御装置１０以外の他の走行制御装置（走行安全装置）が作動中である場合、のいずれかの場合には、姿勢制御装置１０によるピッチ・ロール制御は実行されない。
　特に、ブレーキ操作力が所定以上である場合にピッチ・ロール制御を実行しないので、運転者が急なブレーキ操作した場合には、本実施形態のピッチ・ロール制御を抑制して、ブレーキ操作による制動を優先することができる。
　また、姿勢制御装置以外の他の走行制御装置が作動中（ブレーキ制御中等）である場合には、本実施形態のピッチ・ロール制御を抑制して、他の走行制御装置を優先し、当該他の走行制御装置による走行安全機能を適切に確保することができる。
　以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ブレーキ操作量が閾値X Cmd Forceを超えている場合や他の走行制御装置が作動中である場合に、本実施形態のピッチ・ロール制御を実行しないが、本実施形態のピッチ・ロール制御によって制動力を小さく抑えて付加してもよい。
　本発明は、前後左右の４輪を独立して制動可能な車両に広く適用することができる。
　　１　　車両
　３ａ～３ｄ　　車輪
　１０　　姿勢制御装置
　１１　　サスペンション装置
　３０ａ～３０ｄ　　ブレーキ装置（制動装置）
　３１　　ブレーキコントロールユニット（制動制御部）
　３３ａ～３３ｄ　　車輪速度センサ（速度検出部）
　３５　　前後加速度センサ（前後加速度検出部）
　４０　　ピッチ・ロール判定部
　４１　　付加制動力演算部（ピッチ・ロール制御部）

 

Claims (6)

  1. 　アンチダイブ及びアンチリフトのジオメトリを有するサスペンション装置によって前後左右の車輪が懸架された車両に備えられ、
    　前記前後左右の車輪に夫々備えられた制動装置と、
    　前記前後左右の制動装置を作動制御し、前記前後左右の車輪に独立して制動力を付加可能な制動制御部と、
    　前記前後左右の車輪の回転速度を夫々検出する速度検出部と、
    　前記車両の前後方向加速度を検出する前後加速度検出部と、
    を備え、
    　前記制動制御部は、
    　各前記車輪の回転速度と前記車両の前後方向加速度とに基づいて、前記車両のピッチ及びロール状態を判定するピッチ・ロール判定部と、
    　前記ピッチ及びロール状態に基づいて、前記前後左右の各制動装置により制動力を付加させるピッチ・ロール制御部と、を備えた
    ことを特徴とする車両の姿勢制御装置。
  2. 　前記ピッチ・ロール制御部は、車両走行中に前記ピッチ・ロール判定部により前記車両の所定以上の前記ピッチあるいはロール状態を判定した場合に、前記ピッチ及びロール状態に基づく前記制動装置の制動力の付加を所定時間維持する
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両の姿勢制御装置。
  3. 　前記ピッチ・ロール判定部は、各前記車輪の回転加速度及び前記車両の前後方向加速度に基づいて、前記ピッチ及びロール状態を判定する複数種類の判定条件を備え、前記判定条件を満たす毎に設定される付加モーメントを加算して、前記車両の総合的な付加モーメントを演算する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の姿勢制御装置。
  4. 　前記判定条件を満たす毎に設定される付加モーメントは、
    　車両後方に向けたピッチモーメントと、
    　車両前方に向けたピッチモーメントと、
    　前記車両の右側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、
    　前記車両の右側の２輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、
    　前記車両の右側の２輪と左側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、
    　前記車両の左側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、
    　前記車両の左側の２輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、
    　前記車両の左側の２輪と右側の１輪が凸路面に乗り上げている状態でのロールモーメントと、
    であることを特徴とする請求項３に記載の車両の姿勢制御装置。
  5. 　前記ピッチ・ロール制御部は、前記車両の運転者による所定以上の制動操作時には、前記ピッチ及びロール状態に基づく制動力の付加を抑制する
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両の姿勢制御装置。
  6. 　前記車両は、前記制動装置の制動力を制御して前記車両の走行安全性を向上する制動制御部を備え、
    　前記ピッチ・ロール制御部は、前記制動制御部による前記制動装置の制動力の制御を実行しているときには、前記ピッチ及びロール状態に基づく制動力の付加を抑制する
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両の姿勢制御装置。

     
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