説明

車両のアンダーステア抑制装置及びアンダーステア抑制方法

【課題】アンダーステア傾向をより抑制可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】車両がアンダーステア傾向と判定すると、基準US修正モーメント量Mθの大きさに応じて次の順番に段階的に制御が実行される。すなわち、まず車両ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更する。次に、車両ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更した状態を維持したまま、後輪1RL、1RRの旋回内輪に制動力を発生若しくは当該旋回内輪に発生している制動力を増大する。更に、上記制動状態を維持したまま、上記後輪1RL、1RR側寄りに変更した車両ロールモーメントの前後配分を前輪側寄りに再変更する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両のアンダーステア傾向を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
車両に発生したアンダーステア傾向を抑制する従来技術として特許文献1がある。この従来技術では、実ヨーレートが規範ヨーレートからヨーレートマージンをひいたヨーレートより小さい時に車両がアンダーステア傾向にあると判定すると、左右後輪の制動力を増加させる。これによって、旋回方向外側に滑らせ、かつ減速により車両の運動エネルギーを減少させることで、車両のアンダーステア傾向を抑制する。これと同時に、後輪側のロール剛性を増加させることで、左右後輪における旋回外輪の接地荷重を増加してタイヤのスリップ限界を越え、左右後輪が旋回外側に流れる傾向を発生させて、車両のアンダーステア傾向を解消させる。又、実ヨーレートが規範ヨーレートからヨーレートマージンをひいたヨーレートより大きいが、実ロール角が目標ロール角を越えているとき、車両がアンダーステア傾向に移行しつつあると判定すると、左右後輪のうち旋回内輪の制動力を増加させると同時に、後輪側のロール剛性を増加させる制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−329794号公報(段落番号0030〜段落番号0039参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来技術では、車両がアンダーステア傾向であると判定すると制動力をかけつつ車両の後輪側のロール剛性を増加させるので、ドライバーの意図しない減速が発生しドライバーが違和感を感じる。又、摩擦係数が最大となるスリップ率に達すると、制動力を発生させる旋回内側の後輪で十分な制動力を発生できない。この結果、アンダーステア傾向の抑制が不十分となる場合がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、ドライバーが違和感を感じることなくアンダーステア傾向をより抑制可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために、本発明は、車両がアンダーステア傾向と判定すると、アンダーステア傾向を抑制するための修正ヨーモーメント量である基準US修正モーメント量を算出し、その基準US修正モーメント量に基づき、車両に発生させるヨーモーメントを制御する。この制御は、基準US修正モーメント量の大きさに応じて次の処理を段階的に実行する。
すなわち、まず車両ロールモーメントの前後配分を後輪側が大きくなるように変更する。次に、車両ロールモーメントの前後配分を可能な限り後輪側が大きくなるように維持した状態で、後輪の旋回内輪に制動力を発生若しくは当該旋回内輪に発生している制動力を増大する。次に、上記制動状態を維持した状態で、上記可能な限り後輪側が大きくなるように維持した車両ロールモーメントの前後配分を前輪側が大きくなるように再変更する。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、基準US修正モーメント量が小さければ、制動を発生せず、若しくは既に発生している制動をアンダーステアリング傾向を抑えるために増大することなく、アンダーステア傾向を抑制する。
更に、摩擦係数が最大となるスリップ率に達しても、アンダーステア傾向を抑制するヨーモーメントを増大できる。これによって、アンダーステア傾向をより抑制可能となる。
その為、ドライバーが違和感を感じることなくアンダーステア傾向をより抑制可能にできる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明に基づく実施形態に係る車両構成を示す概要図である。
【図2】サスペンション制御コントローラの構成を示すブロック図である。
【図3】各種諸元を示す図である。
【図4】US修正モーメント量制御手段の構成を示すブロック図である。
【図5】ロール前後配分を求めるためのマップの例を示す図である。
【図6】第1及び第2修正制御手段の処理を説明する図である。
【図7】アンダーステア制御部の処理を説明するための図である。
【図8】動作例を説明するための図である。
【図9】左右輪の垂直荷重の変化を説明する図である。
【図10】本発明に基づく実施形態に係る別の車両構成を示す概要図である。
【図11】本発明に基づく実施形態に係る別の車両構成を示す概要図である。
【図12】本発明に基づく実施形態に係る別の車両構成を示す概要図である。
【図13】本発明に基づく実施形態に係る別の車両構成を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
次に、本発明について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態に係る車両の構成を示す概要図である。
(構成)
本実施形態の車両は、図1に示すように、前輪2輪1FL、1FRと後輪2輪1RL、1RRを有する。また、各輪1FL〜1RRにはそれぞれ個別にディスクブレーキ装置等の制動装置2FL〜2RRが装着している。各輪の制動装置2FL〜2RRは、制動コントローラ3からの制動指令に応じた制動力を対応する車輪1FL〜1RRに付与する。
【0009】
次に、各輪のサスペンション構成について説明する。回転支持部材4FL〜4RRが対応する車輪1FL〜1RRを回転自在に支持する。各サスペンションリンク5FL〜5RRが、上記回転支持部材4FL〜4RRを車体7に上下揺動可能に連結する。また、軸を上下に向けたショックアブソーバ6FL〜6RRの下端部が、上記サスペンションリンク5FL〜5RR若しくは回転支持部材4FL〜4RRに連結する。そのショックアブソーバ6FL〜6RRの上端部は、車体7に連結する。
【0010】
また、前側スタビライザ9が左右前輪間を連結すると共に、後側スタビライザ10が左右後輪1RL、1RR間を連結する。各スタビライザ9,10は、中央部9a、10aを車体7に回動可能に支持させると共に両側の足部9b、10bがそれぞれショックアブソーバ6FL〜6RR若しくは回転支持部材4FL〜4RRに連結している。その各スタビライザ9,10の中央部9a、10aに、それぞれロータリアクチュエータ11,12を設ける。ロータリアクチュエータ11,12は、サスペンション制御コントローラ13からの指令に応じてスタビライザ9,10の剛性、つまりロール剛性を調整する。すなわち、ロータリアクチュエータ11,12は、ロールモーメント配分調整手段を構成する。
【0011】
車両の実ヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段としてのヨーレートセンサ30と、転舵輪の転舵角を検出する操舵角検出手段としての転舵角センサ31と、各車輪の回転速度を検出する車輪速度検出手段としての車輪速センサ32とを備える。又、車両の操舵方向を検出する操舵方向検出手段を備える。この操舵方向検出手段は、上記転舵角センサ31で構成しても良いし、ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサ33で構成しても良い。
【0012】
制動コントローラ3は、ブレーキペダル(不図示)の操作量に応じて各輪の制動力指令値を演算し、その制動力指令値となるように各輪の制動装置2FL〜2RRの制動力を制御する。また、サスペンション制御コントローラ13などの他のコントローラからに制動指令を入力すると、車輪にドライバーの意思によらない制動力を発生する若しくはドライバーの意思で発生している制動力を増大させる制御制動手段として作動して、その制動指令に応じて各輪の制動装置2FL〜2RRの制動力を制御する。
【0013】
また、サスペンション制御コントローラ13は、図2に示すように、アンダーステア制御部13Aを備える。アンダーステア制御部13Aは、車両に発生するアンダーステア傾向を抑制する制御を行う処理部である。そのアンダーステア制御部13Aは、図2に示すように、US傾向判定手段14、基準US修正モーメント量算出手段15、及びUS修正モーメント量制御手段16を備える。
【0014】
US傾向判定手段14は、車両がアンダーステア傾向か否かを判定する。アンダーステア傾向か否かは、例えば、次の第1のUS傾向判定方法若しくは第2のUS傾向判定方法を採用すれば良い。
第1のUS傾向判定方法を説明する。第1のUS傾向判定方法は、図3のように設定した場合、下記(1)式の判定のように、実ヨーレートγ0が、目標ヨーレートγtに対し予め設定したヨーレート閾値Δγ以上に小さい場合に、アンダーステア傾向と判定する。
γt − γ0 ≧ Δγ ・・・(1)
【0015】
ここで、実ヨーレートγ0としては、例えばヨーレートセンサ30が取得した観測値を使用する。または、実ヨーレートγ0として公知の手段によって推定した値を使用する。
ヨーレート閾値Δγは、予め実験にて値を評価することで求める。
目標ヨーレートγtは、下記(2)式によって算出する。
γt = (V ×δ)/L ・・・(2)
ここで、
L:車両のホイルベース
δ:転舵輪の実転舵角
V:車体速度
である。
【0016】
車体速度Vは、例えば下記(3)式で求める。車輪速は車輪速センサ32から取得する。
V = (車輪速) ×(2π ×(タイヤ動半径)) ・・・(3)
δは転舵輪の実舵角である。実舵角は直接検出しても良いし、例えば下記(4)式によって推定しても良い。操舵角は操舵角センサ33から取得すればよい。
δ = (操舵角)×(ステアリングギア比) ・・・(4)
【0017】
第2のUS傾向判定方法は、横滑り角に基づく判定する方法である。すなわち図3のように設定した場合、下記(5)式に示す判定のように、車両重心点での横滑り角β0が、目標横滑り角βtに対し予め設定した横滑り角閾値Δβ以上に小さい場合に、アンダーステア傾向と判定する。
βt − β0 ≧ Δβ ・・・(5)
【0018】
横滑り角閾値Δβは、予め実験にて値を評価することで求める。
目標横滑り角βtは、例えば下記(6)式によって算出する。
βt = (Lr ×δ)/L ・・・(6)
ここで、
Lr :車両重心点と後輪車軸との間の距離
δ :転舵輪の実転舵角
L :ホイルベース
である。
【0019】
実横滑り角β0は、例えば下記(7)式を積分処理することで算出する。
(dβ/dt) =(αy/V) −γ0 ・・・(7)
ここで、
αy :重心点の横加速度
V :車体速度
γ0 :ヨーレート
である。
【0020】
また、基準US修正モーメント量算出手段15は、US傾向判定手段14の判定に基づき車両がアンダーステア傾向と判定すると、アンダーステア傾向を抑制するためのオーバーステア方向の修正ヨーモーメント量である基準US修正モーメント量Mθを算出する。
上記第1のUS傾向判定方法でアンダーステア傾向と判定した場合には、基準US修正モーメント量Mθは、例えば下記(8)式によって算出する。
Mθ = I ×{(dγt/dt) −(dγ0/dt)} ・・・(8)
ここで、
I :車両のヨー慣性モーメント
γt :目標ヨーレート
γ0 :実ヨーレート
である。
【0021】
上記第2のUS傾向判定方法でアンダーステア傾向と判定した場合には、基準US修正モーメント量Mθは、例えば、下記(9)式によって算出する。
Mθ = I ×(Lr/V) ×{(dβt/dt) −(dβ0/dt)}
・・・(9)
ここで、
Lr :車両重心点と後輪1RL、1RR車軸との間の距離
βt :目標横滑り角
β0 :実横滑り角
を指す。
【0022】
US修正モーメント量制御手段16は、基準US修正モーメント量算出手段15が算出した基準US修正モーメント量Mθに基づき、アンダーステア傾向を抑制するためのオーバーステア方向のヨーモーメント(以下、単にUS修正モーメント量とも言う。)を車両に発生させる制御を行う。このUS修正モーメント量制御手段16は、図4に示すように、車両ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更する第1修正制御手段16Aと、後輪1RL、1RRの旋回内輪に制動力を発生若しくは当該旋回内輪に発生している制動力を増大する第2修正制御手段16Bと、後輪寄りになっている車両ロールモーメントの前後配分を前輪側寄りに再変更する第3修正制御手段16Cと、ロールモーメント配分指令値出力手段16Dとを有する。そして、US修正モーメント量制御手段16は、基準US修正モーメント量Mθの増加に応じて、第1修正制御手段16A、第2修正制御手段16B、及び第3修正制御手段16Cの順番に実施する。
【0023】
第1修正制御手段16Aは、US傾向判定手段14の判定に基づき車両がアンダーステア傾向と判定すると、制動コントローラ3を用いることなく、ロールモーメント配分調整手段を介して、車両ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側が大きくなるように変更することで修正ヨーモーメントを発生させる。その第1修正制御手段16Aは、ロールモーメント推定手段16Aaと、ロールモーメント配分変更手段16Abと、を備える。
【0024】
ロールモーメント推定手段16Aaは、車両のロールモーメント量MRを推定する。
ロールモーメント量MRは、例えば下記(10)式によって推定する。
推定ロールモーメント量MR =K ×δ ×V ・・・(10)
ここで、
K :予め求めたゲイン
δ :実舵角
V :車体速
である。
【0025】
推定ロールモーメント量MRは、重心点での横加速度から求めても良い。
ロールモーメント配分変更手段16Abは、上記基準US修正モーメント量Mθとロールモーメント推定手段16Aaが推定したロールモーメント量MRとに基づき、基準US修正モーメント量Mθを発生するための車両ロールモーメントの前後配分を算出する。
【0026】
例えば、事前に実車にて前後配分を変更したときに発生するヨーモーメント量を計測しておく。そして、図5のように、基準US修正モーメント量Mθ、推定ロールモーメント量MR、ロールモーメント前側配分についてマッピングしておく。この図5では、どの軸も矢印の方向に向かうほど、対応する変数が大きくなるようになっている。なお、図5では、推定ロールモーメント量MRの代わりに、推定ロールモーメント量MRに比例した、重心点での横加速度を変数とする場合を例示しているが、重心点での横加速度の代わりに、推定ロールモーメント量MRとしても同じである。
ここで、上記マップを使用してロールモーメント前側配分を求める事は、車両ロールモーメントの前後配分の後輪1RL、1RR側寄りへの変更量を算出することと同義である。
【0027】
そして、ロールモーメント配分指令値出力手段16Dが、ロールモーメント配分変更手段16Abが算出した配分指令値を、ロールモーメント配分調整手段を構成するロータリアクチュエータ11,12に出力する。前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更する場合には、相対的に後輪1RL、1RR側のスタビライザ10の剛性を高くするか、前輪側のスタビライザ9の剛性を低くすればよい。
ここで、車両のロールモーメント前後配分を変更することで発生する、アンダーステアを抑制するためのヨーモーメント量を、第1US修正モーメント量M1とも呼ぶ。
【0028】
第2修正制御手段16Bは、上記基準US修正モーメント量Mθが、車両ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更することで発生可能な最大のヨーモーメント量である規定修正ヨーモーメント量を超えたと判定すると、上記第1修正制御手段16Aによって車両ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更した状態を維持したまま、後輪1RL、1RRの旋回内輪に制動力を発生若しくは当該旋回内輪に発生している制動力を増大することで修正ヨーモーメントを増大させる。この第2修正制御手段16Bは、ロール配分限界判定手段16Baと、旋回内輪制動制御手段16Bbとを備える。
【0029】
ロール配分限界判定手段16Baは、先ず、推定ロールモーメント量MRと、基準US修正モーメントMθとを変数として、上述のマップ(図5)を使用して、ロールモーメントの前後配分により発生可能な最大のヨーモーメント量である最大US修正モーメント量Mxを算出する。次に、算出した最大US修正モーメント量Mxと基準US修正モーメントMθとを比較し、基準US修正モーメントMθが最大US修正モーメントを超えると、ロール配分の限界と判定する。
【0030】
旋回内輪制動制御手段16Bbは、車両ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更した状態のままで、後輪1RL、1RRの旋回内輪に制動力を発生若しくは当該旋回内輪に発生している制動力を増大する指令を、制動コントローラ3に出力する。
このとき、上述の第1修正制御手段16Aによって車両ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更することによるアンダーステア抑制用の第1のヨーモーメント量(第1US修正モーメント量M1)と、後輪1RL、1RRの旋回内輪の制動によって発生するアンダーステア抑制用の第2のヨーモーメント量(以下、第2US修正モーメント量M2とも呼ぶ。)との和が、基準US修正モーメント量Mθとなるように、後輪1RL、1RRの旋回内輪に発生する制動力を演算し、その制動力を上記制動コントローラ3に出力する。
ここで、第2US修正モーメント量M2は、例えば下記式によって求める。
M2=(後輪の旋回内輪の制動力)×(後輪側トレッド/2)
【0031】
第1修正制御手段16Aと第2修正制御手段16Bの処理を図6に示す。
また、第3修正制御手段16Cは、後輪1RL、1RRのスリップ率が車輪と路面との摩擦係数が大きな規定スリップ率閾値に達したと判定すると、上記制動コントローラ3(制御制動手段)による制動状態を維持した状態で、ロールモーメント配分指令値出力手段16Dを介して、上記後輪1RL、1RR側寄りに変更した車両ロールモーメントの前後配分を前輪側が大きくなるように再変更することで修正ヨーモーメントを増大させる。この第3修正制御手段16Cは、スリップ率限界判定手段16Caと、ロールモーメント再配分手段16Cbとを備える。
【0032】
スリップ率限界判定手段16Caは、後輪の旋回内輪のスリップ率が規定スリップ率閾値に達したか否かを判定する。規定スリップ率閾値は、予め実験等によって設定しておく。左右後輪のうちの旋回内輪は、操舵方向検出手段による車両の旋回方向によって特定する。又、旋回内輪のスリップ率は、旋回内輪の車輪速に基づき求めればよい。
ロールモーメント再配分手段16Cbは、スリップ率限界判定手段16Caが規定スリップ率閾値に達したと判定すると、基準US修正モーメントMθに基づき、後輪1RL、1RR側寄りに変更した車両ロールモーメントの前後配分を前輪側寄りに再変更する。
【0033】
このとき、後輪1RL、1RRの旋回内輪の制動によって発生する第2US修正モーメント量M2と、後輪1RL、1RR側寄りに変更した車両ロールモーメントの前後配分を前輪側寄りに再変更する際のアンダーステア傾向を抑制するための第1US修正モーメント量M1との和が、基準US修正モーメント量Mθとなるように、後輪1RL、1RR側寄りに変更した車両ロールモーメントの前後配分を前輪側寄りに再変更すると共に、上記制動力を調整する。なおこの場合、第1US修正モーメント量M1は減少するが、逆に第2US修正モーメント量M2が増大する。
【0034】
上記構成のアンダーステア制御部のうちUS修正モーメントの制御部分の処理を、図7を参照して説明する。このアンダーステア制御部の処理は、予め設定したサンプリング周期毎に作動する。
先ずステップS10にて、制御に必要な情報を各センサから入力する。
次に、ステップS20にて、基準US修正モーメント量算出手段15は、基準US修正モーメント量Mθ(=要求値)を算出する。
次に、ステップS30にて、ロール配分限界判定手段16Baは、ロールモーメントの前後配分変更によって発生する第1US修正モーメント量M1だけで、基準US修正モーメント量Mθを発生可能か否かを判定する。判定を満足する場合にはステップS40に移行する。判定を満足しない場合にはステップS60に移行する。
【0035】
ステップS40では、ロールモーメント配分変更手段16Abは、基準US修正モーメントMθを発生するための前後配分を算出する。そして、ステップS50にて、ロールモーメント配分指令値出力手段16Dは、算出した前後配分を出力する。これによって、ロールモーメント配分調整手段を構成するロータリアクチュエータ11,12を介して、算出した前後配分となるように前後のスタビライザ剛性を調整する。具体的には、前後配分が後輪1RL、1RR側が大きくなるように、前側スタビライザ9の剛性に対し、相対的に後輪1RL、1RRのスタビライザ10の剛性が高くなるように調整する。その後復帰する。
【0036】
一方、ステップS60では、ロールモーメントの前後配分変更によって発生する第1US修正モーメント量M1と、旋回内輪制動による第2US修正モーメント量M2とで、基準US修正モーメントMθが発生可能か否かを判定する。判定を満足する場合には、ステップS70に移行する。判定を満足しない場合にはステップS90に移行する。具体的には、スリップ率限界判定手段16Caが、後輪1RL、1RRの旋回内輪のスリップ率が規定スリップ率閾値に達したか否かで判定する。
【0037】
ステップS70では、ロールモーメント配分変更手段16Abが目標のロールモーメント前後配分を算出する。続いて、ステップS80では、旋回内輪制動制御手段16Bbが旋回内輪で発生する目標制動力を算出する。その後、ステップS50に移行する。
これによって、ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りにすることによる第1US修正モーメント量M1と、旋回内輪制動による第2US修正モーメント量M2の和によって、基準US修正モーメントMθを発生する。
【0038】
一方、ステップS90では、ロールモーメント再配分手段16Cbがロールモーメントの前後配分を前側寄りに変更することで、ロールモーメントの前後配分の変更による第1US修正モーメント量M1を小さくする目標ロールモーメント前後配分を算出する。
続いて、ステップS100にて、旋回内輪制動制御手段16Bbが第2US修正モーメント量M2を発生するための旋回内輪で発生する目標制動力を算出する。ここで、ロールモーメント前後配分を前側に再変更することで、旋回内輪の摩擦円が大きくなり、当該第2US修正モーメント量M2は大きくなる。
【0039】
(動作・作用など)
本実施形態でのアンダーステア傾向の抑制動作について、図8を参照しつつ説明する。
車両の旋回時に、車両がアンダーステア傾向になると、そのアンダーステア傾向を抑制するためのオーバーステア方向のヨーモーメント量である基準US修正モーメント量Mθ(=要求値)を算出する。
このとき、基準US修正モーメント量Mθが、ロールモーメントの前後配分変更による第1US修正モーメント量M1の発生可能な最大の規定修正ヨーモーメント量(=最大US修正モーメント量Mx)以下である場合(図8におけるA領域)には、第1修正制御手段16Aによって、ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更することで、基準US修正モーメント量Mθに応じた第1US修正モーメント量M1を発生する。これによってアンダーステア傾向を抑制する。
この場合には、後輪制動をしないか、発生している後輪制動を増大することは無いので、アンダーステア抑制処理による、ドライバーへの違和感を小さく抑えることが出来る。
【0040】
ここで、上記第1修正制御手段16Aによるアンダーステア傾向の抑制可能な理由について説明する。
旋回走行でアンダーステア傾向となって車両が旋回外輪側にふくらんでいく状態では、前輪1FR、1FL側の横力は限界に達成している一方、後輪1RL、1RR側の横力には余裕がある。これを考慮し、遠心力によるロールモーメントを相対的に後輪1RL、1RR側で負担するように前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更することで、左右前輪1FR、1FL側で発生可能な横力を増大する。この結果、アンダーステア傾向を抑制する。
【0041】
すなわち、旋回時の遠心力によって、図9のように、前輪において左右輪の垂直荷重が離れた状態(点a,bの位置)となっているが、ロールモーメントを相対的に後輪1RL、1RR側で負担させることで、前輪において左右輪の垂直荷重が近づく(点a1、b1の位置)。この結果、前輪において、左右輪のトータルで発生可能な横力が増大する。符号cが、左右輪の垂直荷重が離れたときの左右輪の平均の横力となる。符号c1が、前後配分を後輪側に寄せたときの前輪における左右輪の平均の横力となる。なお、このとき後輪側では左右輪の垂直荷重が離れる方向に変位することとなるが、後輪側は横力に余裕がある状態のため問題無い。
【0042】
更に、基準US修正モーメント量Mθが増大して、基準US修正モーメント量Mθが、ロールモーメントの前後配分変更で可能な最大US修正モーメント量Mxを超えると(図8のB領域)、ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更することによる第1US修正モーメント量M1に加えて、後輪1RL、1RRの旋回内輪に制動力を発生、若しくは制動が既に発生している場合には制動力増大による第2US修正モーメント量M2を発生させることで、基準US修正モーメント量Mθに応じたオーバーステア方向のヨーモーメント量を発生する。これによってアンダーステア傾向を抑制する。
【0043】
更に、基準US修正モーメント量Mθが増大につれて第2US修正モーメント量M2を大きくするが、後輪1RL、1RRの旋回内輪のスリップ率が、摩擦係数が最大となる規定スリップ率閾値に達する制動力となると(図8のC領域)、第3修正制御手段によって後輪1RL、1RR側寄りに変更したロールモーメントの前後配分を前輪側に再配分することで、後輪1RL、1RRの旋回内輪の摩擦円を大きくする。これによって、後輪1RL、1RRの旋回内輪の制動力で発生可能な第2US修正モーメント量M2を増大して、基準US修正モーメント量Mθに応じたオーバーステア方向のヨーモーメント量を発生する。
【0044】
ここで、上記後輪1RL、1RRの旋回内輪の摩擦円が大きくなる理由について説明する。
第1修正制御手段16Aによって、ここで、ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りとして後輪1RL、1RR側でロールモーメントを主として受けている状態では、後輪1RL、1RRにおける左右輪の垂直荷重は離れた状態となっている。このため、旋回内輪の垂直荷重が旋回外輪の垂直荷重と比較して相対的に小さい状態となっている。この状態から、前後配分を、ロールモーメントを後輪1RL、1RR側寄りから前輪側に向けて再配分するにつれて、第1US修正モーメント量M1は小さくなっていくが、旋回内輪の垂直荷重が増大して摩擦円が大きく、つまり第2US修正モーメント量M2が増大することとなる。
【0045】
これによって、後輪1RL、1RRの旋回内輪のスリップ率が、摩擦係数が最大となる規定スリップ率閾値に達しても、その後輪1RL、1RRの旋回内輪の制動によって発生可能なオーバーステア方向のヨーモーメント量を増大する。
ここで、ロータリアクチュエータ11,12はロールモーメント配分調整手段を構成する。制動コントローラ3は制御制動手段を構成する。ヨーレートセンサ30は、実ヨーレート検出手段を構成する。転舵角センサ31若しくは操舵角センサ33は、転舵角検出手段及び操舵方向検出手段を構成する。
【0046】
(本実施形態の効果)
(1)US傾向判定手段14は、車両がアンダーステア傾向か否かを判定する。基準US修正モーメント量算出手段15は、US傾向判定手段14の判定に基づき車両がアンダーステア傾向と判定すると、アンダーステア傾向を抑制するための修正ヨーモーメント量である基準US修正モーメント量Mθを算出する。US修正モーメント量制御手段16は、上記基準US修正モーメント量Mθに基づき、車両に発生させるヨーモーメントを制御する。ロールモーメント配分調整手段は、車両ロールモーメントの前後配分を調整する。
【0047】
上記US修正モーメント量制御手段16は、第1修正制御手段16A、第2修正制御手段16B、第3修正制御手段16Cの順番に段階的に実行する手段を備える。第1修正制御手段16Aは、US傾向判定手段14の判定に基づき車両がアンダーステア傾向と判定すると、ロールモーメント配分調整手段を介して、車両ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更する。第2修正制御手段16Bは、上記基準US修正モーメント量Mθが、車両ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更することで発生可能な最大の規定修正ヨーモーメント量を超えたと判定すると、上記第1修正制御手段16Aによって車両ロールモーメントの前後配分を後輪1RL、1RR側寄りに変更した状態を維持しまま、後輪1RL、1RRの旋回内輪に制動力を発生若しくは当該旋回内輪に発生している制動力を増大する。第3修正制御手段16Cは、後輪1RL、1RRのスリップ率が予め設定した規定スリップ率閾値に達したと判定すると、後輪1RL、1RRの旋回内輪に制動力を発生した状態で、ロールモーメント配分調整手段を介して、上記後輪1RL、1RR側寄りに変更した車両ロールモーメントの前後配分を前輪側寄りに再変更する。
【0048】
上記構成によって、基準US修正モーメントMθの増大に従い、第1修正制御手段16A、第2修正制御手段16B、第3修正制御手段16Cの順番に実行して、アンダーステア傾向を抑制するオーバーステア方向のヨーモーメントの発生を制御する。
これによって、基準US修正モーメント量Mθが小さければ、制動を発生せず若しくは既に発生している制動を増大することなく、アンダーステア傾向を抑制する。既に発生している制動とは、例えばドライバーがブレーキペダルを踏んでいる状態である。
更に、摩擦係数が最大となるスリップ率に達しても、アンダーステア傾向を抑制できる。これによって、アンダーステア傾向をより抑制可能となる。
【0049】
(2)上記第1修正制御手段16Aは、車両のロールモーメントを推定するロールモーメント推定手段16Aaを備える。そして、第1修正制御手段16Aは、上記基準US修正モーメント量Mθとロールモーメント推定手段16Aaが推定したロールモーメント量MRとに基づき、基準US修正モーメント量Mθを発生するための車両ロールモーメントの前後配分を算出する。
これによって、基準US修正モーメント量Mθに応じた車両ロールモーメントの前後配分を求めることが出来る。
(3)ロールモーメント配分調整手段は、左右のサスペンションを連結するスタビライザ9,10の剛性を変更することで、車両ロールモーメントの前後配分を調整する。
既存のスタビライザ剛性の調整手段によって、前後のロール剛性を変更して車両ロールモーメントの前後配分を調整することが出来る。
【0050】
(変形例)
(1)上記実施形態では、ロールモーメント配分調整手段としてスタビライザ9,10の剛性を変更するロータリアクチュエータ11,12を例示した。スタビライザ9,10の剛性の調整は、ロータリアクチュエータ11,12で無くても良い。スタビライザ9,10の各足部9b、10bとサスペンションとの連結部に、図10に示すように、リニアアクチュエータ20を介装し、そのリニアアクチュエータ20の伸縮量を調整することで、各スタビライザ9,10の剛性を変更しても良い。
または、図11のように、スタビライザ9,10の中央部と車体7との間にリニアアクチュエータ21を介装し、そのリニアアクチュエータ21の伸縮量を調整することで、各スタビライザ9,10の剛性を変更しても良い。
【0051】
(2)上記実施形態では、スタビライザ9,10の剛性の調整装置でロールモーメント配分調整手段を構成する場合を例示した。これに代えて若しくは併用して、ロールモーメント配分調整手段は、サスペンションの減衰力を変更することで、車両ロールモーメントの前後配分を調整するようにしても良い。
例えば、図12のように、ショックアブソーバ6FL〜6RRとして減衰力可変ショックアブソーバを採用し、各サスペンションのショックアブソーバ6FL〜6RRの減衰特性を変更することで、前輪側のロール特性と後輪1RL、1RR側のロール特性の関係が変更して、ロールモーメントの前後配分を調整することが出来る。なおこの場合には、ロール速度に応じて前後配分が調整されることになる。一方、スタビライザの剛性を使用する場合には、ロール変位に応じて前後配分が調整されることになる。
【0052】
(3)また、ロールモーメント配分調整手段は、図13に示すように、ショックアブソーバ6FL〜6RRとして、サスペンションの上下動を電気的機構で制御する、例えばリニアモータなどを使用したアクティブサスペンションを採用し、アクティブサスペンションで発生する推力を調整することで、車両ロールモーメントの前後配分を調整するようにしても良い。
この場合には、各サスペンションで発生する上下方向の推力によって、前後のロールモーメントの配分が変更される。
(4)上記US修正モーメント量制御手段16は、第3修正制御手段16Cの作動と共に前輪に制動力を発生しても良い。
この場合には、制動コントローラ3に前輪制動の指令を出力する。
これによって、車両の減速が実施されて、よりアンダーステア傾向を抑えることが出来る。
【符号の説明】
【0053】
1RL、1RR 後輪
2FL〜2RR 制動装置
3 制動コントローラ(制御制動手段)
6FL〜6RR ショックアブソーバ(ロールモーメント配分調整手段)
9,10 スタビライザ
11,12 ロータリアクチュエータ(ロールモーメント配分調整手段)
13 サスペンション制御コントローラ
13A アンダーステア制御部
14 US傾向判定手段
15 基準US修正モーメント量算出手段
16 US修正モーメント量制御手段
16A 第1修正制御手段
16Aa ロールモーメント推定手段
16Ab ロールモーメント配分変更手段
16B 第2修正制御手段
16Ba ロール配分限界判定手段
16Bb 旋回内輪制動制御手段
16C 第3修正制御手段
16Ca スリップ率限界判定手段
16Cb ロールモーメント再配分手段
16D ロールモーメント配分指令値出力手段
20 リニアアクチュエータ(ロールモーメント配分調整手段)
21 リニアアクチュエータ(ロールモーメント配分調整手段)
Mθ 基準US修正モーメント量
M1 第1修正モーメント量
M2 第2修正モーメント量
MR 推定ロールモーメント量
Mx 最大US修正モーメント量

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の実ヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、車輪の回転速度を検出する車輪速度検出手段と、
上記実ヨーレート検出手段で検出した実ヨーレートと上記転舵角検出手段で検出した転舵角と車輪速度検出手段で検出した車輪速度に基づいて、車両がアンダーステア傾向か否かを判定するUS傾向判定手段と、
上記転舵角検出手段で検出した転舵角と車輪速度検出手段で検出した車輪速度に基づいて目標ヨーレートを算出する目標ヨーレート算出手段と、
上記US傾向判定手段の判定に基づき車両がアンダーステア傾向と判定すると、上記目標ヨーレート算出手段で算出した目標ヨーレートと上記実ヨーレートに基づいて、アンダーステア傾向を抑制するための修正ヨーモーメント量である基準US修正モーメント量を算出する基準US修正モーメント量算出手段と、
車両ロールモーメントの前後配分を調整するロールモーメント配分調整手段と、
車輪にドライバーの意思によらない制動力を発生する若しくはドライバーの意思で発生している制動力を増大させる制御制動手段と、
車両の操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、
上記操舵方向検出手段が検出した操舵方向と上記車輪速度検出手段が検出した車輪速度に基づいて、旋回内輪の車輪と路面とのスリップ率を検出するスリップ率検出手段と、
上記基準US修正モーメント量算出手段が算出した基準US修正モーメント量と、上記スリップ率検出手段が検出したスリップ率に基づき、車両に発生させる修正ヨーモーメントを上記ロールモーメント配分調整手段と上記制御制動手段とを用いて制御するUS修正モーメント量制御手段と、
を備え、
上記US修正モーメント量制御手段は、
US傾向判定手段の判定に基づき車両がアンダーステア傾向と判定すると、上記制御制動手段を用いることなく上記ロールモーメント配分調整手段を介して、車両ロールモーメントの前後配分を後輪側が大きくなるように変更することで修正ヨーモーメントを発生させる第1修正制御手段と、
上記第1修正制御手段による制御後に上記基準US修正モーメント量が、上記第1修正制御手段で車両ロールモーメントの前後配分を可能な限り後輪側が大きくなるように変更することで発生する規定修正ヨーモーメント量を超えたことを判定し、この規定修正ヨーモーメント量を超えたら、上記第1修正制御手段による車両ロールモーメントの前後配分を維持した状態で、上記制御制動手段で後輪の旋回内輪に制動力を発生若しくは当該旋回内輪に発生している制動力を増大することで上記修正ヨーモーメントを増大させる第2修正制御手段と、
上記第2修正制御手段による制御後に上記旋回内輪のスリップ率が、車輪と路面との摩擦係数が大きな規定スリップ率閾値に達したことを判定し、この規定スリップ率閾値に達したら、上記制御制動手段による制動状態を維持した状態で、上記ロールモーメント配分調整手段を介して、上記可能な限り後輪側が大きくなるように変更した車両ロールモーメントの前後配分を前輪側が大きくなるように再変更することで上記修正ヨーモーメントを増大させる第3修正制御手段と、を有し、上記基準US修正モーメント量の大きさに応じて、上記第1修正制御手段、第2修正制御手段、第3修正制御手段を段階的に用いることを特徴とする車両のアンダーステア抑制装置。
【請求項2】
車両のロールモーメント量を推定するロールモーメント推定手段を備え、
上記第1修正制御手段は、上記基準US修正モーメント量とロールモーメント推定手段が推定したロールモーメント量とに基づき、上記基準US修正モーメント量に応じたヨーモーメントを発生するための車両ロールモーメントの前後配分を算出することを特徴とする請求項1に記載した車両のアンダーステア抑制装置。
【請求項3】
上記ロールモーメント配分調整手段は、左右のサスペンションを連結するスタビライザの剛性を変更することで、車両ロールモーメントの前後配分を調整することを特徴とする請求項1または請求項2に記載した車両のアンダーステア抑制装置。
【請求項4】
上記ロールモーメント配分調整手段は、サスペンションの減衰力を変更することで、車両ロールモーメントの前後配分を調整することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した車両のアンダーステア抑制装置。
【請求項5】
サスペンションの上下動を電気的機構で制御するアクティブサスペンションを有し、
上記ロールモーメント配分調整手段は、アクティブサスペンションで発生する上下方向の推力を調整することで、車両ロールモーメントの前後配分を調整することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載した車両のアンダーステア抑制装置。
【請求項6】
上記US修正モーメント量制御手段は、第3修正制御手段の作動と共に前輪に制動力を発生する若しくは前輪に発生している制動力を増大することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載した車両のアンダーステア抑制装置。
【請求項7】
車両の実ヨーレートを検出する実ヨーレート検出手段と、転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出手段と、車両ロールモーメントの前後配分を調整するロールモーメント配分調整手段と、車輪にドライバーの意思によらない制動力を発生する若しくはドライバーの意思で発生している制動力を増大させる制御制動手段と、車両の操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、車輪の回転速度を検出する車輪速度検出手段と、を備えた車両のアンダーステア抑制方法であって、
上記実ヨーレート検出手段で検出した実ヨーレートと上記転舵角検出手段で検出した転舵角と車輪速度検出手段で検出した車輪速度に基づいて、車両がアンダーステア傾向であると判定するステップと、上記転舵角検出手段で検出した転舵角と車輪速度検出手段で検出した車輪速度に基づいて目標ヨーレートを算出するステップと、上記目標ヨーレート算出手段で算出した目標ヨーレートと上記実ヨーレートに基づいて、アンダーステア傾向を抑制するための修正ヨーモーメント量である基準US修正モーメント量を算出するステップと、上記基準US修正モーメント量に応じて以下の、上記制御制動手段を用いることなく上記ロールモーメント配分調整手段を介して、車両ロールモーメントの前後配分を後輪側が大きくなるように変更するステップと、上記基準US修正モーメント量が、車両ロールモーメントの前後配分を可能な限り後輪側が大きくなるように変更することで発生する規定修正ヨーモーメント量を超えたと判定するステップと、車両ロールモーメントの前後配分を可能な限り後輪側が大きくなるように維持した状態で、上記制御制動手段で後輪の旋回内輪に制動力を発生若しくは当該旋回内輪に発生している制動力を増大するステップと、上記操舵方向検出手段が検出した操舵方向と上記車輪速度検出手段が検出した車輪速度に基づいて、旋回内輪の車輪と路面とのスリップ率を検出するステップと、上記旋回内輪の車輪のスリップ率が摩擦係数が大きな規定スリップ率閾値に達したと判定するステップと、上記制御制動手段による制動状態を維持した状態で、上記ロールモーメント配分調整手段を介して、上記可能な限り後輪側が大きくなるように維持した車両ロールモーメントの前後配分を前輪側が大きくなるように再変更するステップとを、段階的に実行することを特徴とする車両のアンダーステア抑制方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【公開番号】特開2011−46289(P2011−46289A)
【公開日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−196720(P2009−196720)
【出願日】平成21年8月27日(2009.8.27)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】