車両制御装置及びホイルベースの変更方法
【課題】車両に急激な挙動変化があった場合であっても操縦安定感の低下を抑制できる車両制御装置等を提供する。
【解決手段】車体に発生するヨー情報を検出し、リニアアクチュエータ2を制御してホイルベースを変更させるコントローラ1とを備え、コントローラ1は、ヨー情報から車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、車両が急激に変化した際のヨー情報に基づいて前記ホイルベースを増加させる。
【解決手段】車体に発生するヨー情報を検出し、リニアアクチュエータ2を制御してホイルベースを変更させるコントローラ1とを備え、コントローラ1は、ヨー情報から車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、車両が急激に変化した際のヨー情報に基づいて前記ホイルベースを増加させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両のホイルベースを変更するための車両制御装置及びホイルベースの変更方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、車両の走行状態に合わせてホイルベースを変更する技術が、下記の特許文献1などにて知られている。この特許文献1には、車体フレームに対して後車軸を前後移動自在に支持し、この後車軸を前後移動させるアクチュエータを設けることが記載されている。そして、高速走行時には、アクチュエータの作動により、後車軸を後方移動させる。一方、低速走行時には、アクチュエータの作動により、後車軸を前方移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平1−106717号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、車両に急激な挙動変化があった場合には、ホイルベースが不足して、操縦安定感が低下する問題がある。しかし、上述した技術では、当該操縦安定感の低下に対してホイルベースを可変とさせることはできない。
【0005】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、車両に急激な挙動変化があった場合であっても操縦安定感の低下を抑制できる車両制御装置及びホイルベースの変更方法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】
【0006】
本発明は、車体に発生するヨー情報に基づいて車両挙動を判定し、車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、判定したときのヨー情報に基づいてホイルベースを増加させる。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、車両挙動が急激に変化した時にヨー方向における情報に基づいてホイルベースを増加させるので、操縦安定感の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置を搭載した車両の一構成例を示す図である。
【図2】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置の機能的な一構成例を示すブロック図である。
【図3】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースと前後重量配分比との関係を示す図である。
【図4】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置において、(a)はホイルベースが最短であるときの状態を示し、(b)はホイルベースが最大であるときの状態を示す。
【図5】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースとヨー慣性モーメントとの関係を示す図である。
【図6】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置において、(a)は車両不安定化要因とホイルベースとの関係を示す図であり、(b)は車両不安定化要因とヨー固有振動数との関係を示す図である。
【図7】本発明の第2実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースを制御する処理手順を示すフローチャートである。
【図8】本発明の第2実施形態として示す車両制御装置において、(a)は車両不安定化要因とホイルベースとの関係を示す図であり、(b)は車両不安定化要因とヨー固有振動数との関係を示す図である。
【図9】本発明の第2実施形態として示す車両制御装置において、(a)はヨー固有振動数の時間的な変化、(b)はヨー固有振動数の時間微分値の時間的な変化、(c)はホイルベースの時間的な変化を示す図である。
【図10】本発明の第3実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースを制御する処理手順を示すフローチャートである。
【図11】本発明の第3実施形態として示す車両制御装置において、(a)は減速Gとホイルベースとの関係を示し、(b)は減速Gと後輪荷重との関係を示す。
【図12】本発明の第4実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースを制御する処理手順を示すフローチャートである。
【図13】本発明の第4実施形態として示す車両制御装置における、操舵角とホイルベースとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0010】
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態として示す車両制御装置は、図1に示す車両に適用される。この車両制御装置は、コントローラ1、リニアアクチュエータ2、車体部3、前輪4F、後輪4Rを含む。また、リニアアクチュエータ2は、車両のホイルベースを可変する構成としてのピストンロッド11、後輪サスペンションメンバ12に接続されている。
【0011】
リニアアクチュエータ2のピストンチューブ側を車体部3に固定し、ピストンロッド11側を後輪サスペンションメンバ12に固定している。これにより、リニアアクチュエータ2の動作によって前輪4Fと後輪4Rの距離を可変とする構成となっている。また、後輪サスペンションメンバ12には、後輪4Rに駆動力を与える後輪駆動用モータ13が近接して配設されている。
【0012】
リニアアクチュエータ2は、コントローラ1の制御に従って、後輪4Rを車両前後方向に駆動させる(駆動手段)。ホイルベースの最短時には、リニアアクチュエータ2においてピストンロッド11を収容するピストンチューブ(車体部3に固定)と、後輪サスペンションメンバ12との距離が短くされる。一方、ホイルベースの延長時には、車体部3に固定されたリニアアクチュエータ2のピストンチューブが、ピストンロッド11を介して後輪サスペンションメンバ12と離間する。これにより、前輪4Fと後輪4Rとの距離であるホイルベースは可変となる。
【0013】
これにより、リニアアクチュエータ2は、車両の前輪4Fの軸と後輪4Rの軸との距離を示すホイルベースLを可変とする。なお、この実施形態としては、ホイルベースLを可変とする構成として、後輪サスペンションメンバを可動させるリニアアクチュエータ2を用いている。しかし、ホイルベースLを可変とする構成としては、その他のホイルベース可変手段を有する車両であっても、以下に説明するホイルベース制御を適用できることは言うまでもない。
【0014】
コントローラ1は、リニアアクチュエータ2を駆動して、ホイルベースLを変更させる制御手段として機能する。このコントローラ1には、少なくとも車速を検出する車速センサ、操舵角を検出する操舵角センサが接続される。そして、コントローラ1は、車速又は操舵角のいずれか一方に基づいて車両挙動を判定する。また、コントローラ1は、車両に発生するヨー方向における動作状態を示すヨー情報を算出する。このヨー情報は、ヨー方向における固有振動数(ヨー固有振動数)が挙げられる。このヨー固有振動数は、その値が低いほど、車両に急激な挙動が発生したことを表すこととなる。
【0015】
なお、車両において、急加速や急ブレーキ時に前後方向に感じる回転運動がピッチ方向であり、急ハンドル時に左右方向に感じる回転運動がロール方向であり、ヨー方向は、ピッチ方向及びロール方向と直角方向の回転(車を上空から見たときの地面内の回転運動)を指す。
【0016】
コントローラ1は、車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、ヨー固有振動数に基づいてホイルベースLを増加させる。具体的には、コントローラ1には、操舵角センサ21、アクセル開度センサ22、ブレーキ開度センサ23、車輪速センサ24、車両前後/横加速度センサ25が接続されている。これらのセンサにより検出された信号に基づいて、コントローラ1は、ホイルベースLを制御する。
【0017】
このような車両制御装置は、図2に示すような機能的な構成を含む。車両制御装置は、主として車両走行状態検出部31、ヨー固有振動数算出部32、目標ホイルベース算出部33を備える。ヨー固有振動数算出部32及び目標ホイルベース算出部33は、コントローラ1により実現される。コントローラ1は、実際にはROM、RAM、CPU等にて構成されているが、当該CPUがROMに格納されたホイルベースLの制御用のプログラムに従って処理をすることによって実現できる機能をブロックとして説明する。
【0018】
車両走行状態検出部31は、主としてヨー固有振動数を算出するために必要な車両走行状態を検出する。このために、車両走行状態検出部31は、車両前後/横加速度センサ25に相当する車両前後/横加速度センサ41、ホイルベース値センサ42、車輪速センサ24に相当する車輪速センサ43を有する。
【0019】
ヨー固有振動数算出部32は、ホイルベース−前後重量配分比対応マップ51、ホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52、各輪荷重算出部53、正規化コーナリングパワー算出部54、正規化ヨー慣性モーメント算出部55、車体速度算出部56、ヨー固有振動数算出部57を有する。
【0020】
ヨー固有振動数算出部32は、車両走行状態検出部31により取得した車両前後/横加速度、ホイルベースL、車輪速を用い、当該ヨー固有振動数を、静止時にホイルベースを変化させた時における前後重量配分比を用いて算出される各輪の荷重に基づく各輪の輪荷重及び各輪のコーナリングパワーと、静止時にホイルベースを変化させた時におけるヨー方向における慣性モーメントの変化に基づくヨー慣性モーメントと、車速とに基づいて、更新させる。このヨー固有振動数は、目標ホイルベース算出部33によりホイルベースLの目標値を算出するために用いられ、実際に目標ホイルベース算出部33がホイルベースLを可変させるために用いられる。
【0021】
前後重量配分比及びヨー慣性モーメントは、ホイルベースLが変化することにより変わりうる要素である。このため、ヨー固有振動数算出部32は、予めホイルベース−前後重量配分比対応マップ51及びホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52を用意しておく。
【0022】
ホイルベース−前後重量配分比対応マップ51は、予め車両について演算されたホイルベースLと前後重量配分比との関係を記述したマップデータである。このホイルベース−前後重量配分比対応マップ51は、図3に示すように、ホイルベースLが増加すると前後重量配分比が増加していくことを記述している。図4(a)に示すように、ホイルベースLが最短状態である場合、車両100には、前輪4Fと後輪4Rとで同等の重量配分(重量配分比:RL)となっている。ホイルベースLが増加してホイルベースLが最大となると、図4(b)のように、前輪4Fに対して大きな重量が加えられて、相対的に後輪4Rに対して加えられる重量が減少する。このようにホイルベースLが最大となった場合の前後重量配分比RHは、ホイルベースLが最短時のRLよりも、大きくなる。
【0023】
これにより、ホイルベース−前後重量配分比対応マップ51は、ホイルベース値センサ42から現在のホイルベースLが供給されたことに応じて、現在の車両の前後重量配分比の値を取得する。このようなホイルベースLと前後重量配分比の関係は、マップデータに限らず、何らかの関数で表現しておいても良い。なお、本実施形態においては、前後重量配分比をホイルベースLの値のみから算出する構成としている。しかし、ホイルベースLに基づいて取得した前後重量配分比を、例えば他のセンサデータ(輪荷重、サスペンションストローク)を参照して、補正してもよい。これにより、より正確な車両の前後重量配分比を取得することができる。
【0024】
ホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52は、ホイルベースLとヨー慣性モーメントとの関係を記述したマップデータである。このホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52は、図5に示すように、ホイルベースLが増加するとヨー慣性モーメントが増加していくことを記述している。車両100のホイルベースLが最短状態である場合、ヨー慣性モーメントは最低値のMLとなる。ホイルベースLが増加してホイルベースLが最大となると、ヨー慣性モーメントは最大値のMHとなる。
【0025】
これにより、ホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52は、ホイルベース値センサ42から現在のホイルベースLが供給されたことに応じて、現在の車両のヨー慣性モーメントを取得する。このようなホイルベースLとヨー慣性モーメントの関係は、マップデータに限らず、何らかの関数で表現しておいても良い。
【0026】
各輪荷重算出部53は、車両における輪荷重移動量の値と、静止時輪荷重の値とから、各前輪4F、後輪4Rの荷重を算出する。輪荷重移動量の値は、車両前後/横加速度センサ41から供給された車両前後加速度及び横加速度加速度を用いた所定の演算式に従って求められる。静止時輪荷重の値は、ホイルベース−前後重量配分比対応マップ51により取得された静止時の前後重量配分比から求められる。
【0027】
各輪荷重算出部53は、例えば、以下のような式1〜式4に従って、前左輪、前右輪、後左輪、後右輪の荷重を演算する。
【数1】
【0028】
上記式1〜式4において、kは前輪の重量分担比(0<k<1)、Wtotalは車両重量、Axは前後加速度による輪荷重移動の比例定数、Ayfは横加速度による前輪荷重移動の比例定数、Ayrは横加速度による後輪荷重移動の比例定数、axは前後加速度、ayは前後加速度である。
【0029】
正規化ヨー慣性モーメント算出部55は、正規化ヨー慣性モーメントInの値を、下記の式5に従って演算する。
【数2】
【0030】
上記式5において、mは車両質量、Iはホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52から取得したヨー慣性モーメント、Lはホイルベース値センサ42から取得したホイルベース、kはホイルベース−前後重量配分比対応マップ51から取得した前輪の重量分担比である。
【0031】
車体速度算出部56は、車輪速センサ43から取得した車輪速度から、車体速度を算出する。
【0032】
正規化コーナリングパワー算出部54は、各輪荷重算出部53により算出された各輪の荷重の値から、各輪の正規化コーナリングパワーを算出する。正規化コーナリングパワー算出部54は、下記の式6で示される等価コーナリングパワーKを、輪荷重Wの2次関数で近似して扱う。式7に示すように、等価コーナリングパワーKを輪荷重Wで除した正規化コーナリングパワーCの値を、各輪ごとに求める。
【数3】
【0033】
ここで、上記式におけるσはCP増幅率であり、サスペンション特性等に依存する値である。C0は正規化コーナリングパワー初期値であり、タイヤ性能に依存する値である。εは荷重変動率であり、輪荷重増加に伴う性能低下分、タイヤ性能に依存する値である。本実施形態では、上記式6,7に基づいてコーナリングパワーを算出している。しかし、正規化コーナリングパワー算出部54は、別途に路面摩擦係数や駆動力推定値やタイヤスリップ角推定値などから、タイヤモデルを用いてコーナリングパワーを逐次算出してもよい。
【0034】
ヨー固有振動数算出部57は、正規化コーナリングパワー算出部54により算出された正規化コーナリングパワーの値、正規化ヨー慣性モーメント算出部55により算出された正規化ヨー慣性モーメントの値、車体速度算出部56により算出された車体速度の値に基づいて、下記式8に従ってヨー固有振動数ωnの値を算出する。
【数4】
【0035】
上記式8において、Cfは前輪正規化コーナリングパワーの左右平均値であり、Crは後輪正規化コーナリングパワーの左右平均値であり、Vは車体速度であり、Lはホイルベースであり、Inは正規化ヨー慣性モーメントである。
【0036】
このように、ヨー固有振動数算出部32は、予めホイルベース−前後重量配分比対応マップ51及びホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52を用意しておく。これにより、ヨー固有振動数算出部32は、ヨー固有振動数を、車両ごとの、静止時にホイルベースを変化させた時における前後重量配分比、ヨー方向における慣性モーメントの変化を考慮して求めることができる。そして、ヨー固有振動数算出部32は、少なくとも車体速度V、各輪の輪荷重、各輪のコーナリングパワー、ホイルベース、前後重量配分比(静止時)、ヨー慣性モーメントの各変数値に基づいて、更新することができる。
【0037】
目標ホイルベース算出部33は、車速及び/又は操舵角に基づいて、車両に急激な挙動が発生したことを判定する。この車両挙動に急激な変化が発生した場合、ヨー固有振動数が図6(b)のように小さい値となる。これに対し、目標ホイルベース算出部33は、図6(a)に示すようにホイルベースLを増加させるように制御する。具体的には、ヨー固有振動数ωの値に応じて、下記の式9,式10,式11のようにホイルベースLが変化する。
【数5】
【0038】
上記式9〜式11において、L0はホイルベースLの初期値(最短値)、V0は低速域においてホイルベースLを増加させないことを規定する閾値、Aは車両ごとに設定される比例定数、ωn0はホイルベースがL0且つ車速がV0の時のヨー固有振動数である。
【0039】
式9のように車体速度Vが所定値V0以下である場合、目標ホイルベース算出部33は、ホイルベースLを、最短距離のホイルベースL0とする。式10のようにヨー固有振動数ωnが中間値である場合、目標ホイルベース算出部33は、ホイルベースLを最短距離のホイルベースL0に対して増加させる。これにより、図6(a)のように、車両不安定化要因が高くなるほどホイルベースLを増加させる。そして、車両不安定化要因が図6中の点線で示す所定値THまで高くなり式11のようにヨー固有振動数ωnが所定値以上となると、目標ホイルベース算出部33は、ホイルベースLを最長距離のLmaxまで増加させる。これにより、図6(b)に示すように車両不安化要因が高くなってヨー固有振動数が減少するほど、ホイルベースLを長くすることができる。すなわち、車両制御装置によれば、急激な車両挙動時にヨー固有振動数が低くなっても、ホイルベースLを増加させる。これにより、図6(b)中の点線で示すようなホイルベースLを一定とする比較例に対して、本実施形態の車両制御装置によれば、ヨー固有振動数の減少を抑制できる。これにより、車両制御装置は、常に操縦安定性を向上させることが可能となる。
【0040】
以上のように、第1実施形態に係る車両制御装置によれば、目標ホイルベース算出部33により車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、ヨー方向における情報に基づいてホイルベースLを増加させる。これにより、車両制御装置によれば、車両に急激な挙動変化があった場合であっても操縦安定感の低下を抑制できる。すなわち、この車両制御装置によれば、減速時や急旋回時、或いは低μ路走行時などのように、車両挙動が急激に変化する場合に、ホイルベースLが不足して操縦安定性が低下するのを防止することができる。
【0041】
また、第1実施形態の車両制御装置によれば、ヨー方向における動作状態として、ヨー方向における固有振動数であるヨー固有振動数を算出する。そして、車両制御装置は、当該ヨー固有振動数を、車両ごとの静止時にホイルベースを変化させた時における、前後重量配分比を用いて算出される各輪の荷重及びヨー方向における慣性モーメントの変化、車速、各輪の輪荷重、各輪のコーナリングパワー、ホイルベース、車両静止時の前後重量配分比、ヨー慣性モーメントの各変数値に基づいて、更新させる。このような車両制御装置によれば、ホイルベースLが可変することにより変わりうる要素である前後重量配分比、ヨー慣性モーメントなどを考慮して、逐次車両の安定判別を正確に行うことが可能である。したがって、この車両制御装置によれば、車両の安定性をより向上させることが可能となる。
【0042】
更に、第1実施形態の車両制御装置によれば、ヨー固有振動数が小さいほど、ホイルベースLを増加させるので、ヨー固有振動数の減少量を抑制することができる。また、車両制御装置は、ヨー固有振動数を更新することにより、常に固有振動数の減少量を抑制することができる。これにより、車両制御装置は、ホイルベースLが最短である時の車両状態と比較して、ヨー固有振動数が減少するようなホイルベースLを長くすることが必要なときに操縦安定性を向上させることができる。
【0043】
[第2実施形態]
つぎに、本発明の第2実施形態として示す車両制御装置について説明する。なお、上述の第1実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【0044】
第2実施形態として示す車両制御装置は、ヨー固有振動数算出部32により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値以下である場合に、目標ホイルベース算出部33により、当該ヨー固有振動数算出部32により更新されているヨー固有振動数が前記所定の閾値となるまでホイルベースLを増加させる。一方、車両制御装置は、ヨー固有振動数算出部32により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値よりも大きい場合に、目標ホイルベース算出部33により、ホイルベースLを最短状態に維持させる。
【0045】
また、車両制御装置は、ヨー固有振動数算出部32により更新されたヨー固有振動数の時間微分値が所定の第2閾値以下である場合には、ヨー固有振動数算出部32により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値よりも大きい場合であっても、目標ホイルベース算出部33により、ホイルベースLを最短状態よりも増加させる。
【0046】
このような車両制御装置は、例えば図7に示す処理を行うことにより、ホイルベースLを制御する。
【0047】
車両制御装置は、車両が走行している場合において、図7に示す処理を所定時間ごとに行う。
【0048】
先ずコントローラ1は、ステップS1において、車両の車速及び操舵角を検出する。
【0049】
次のステップS2において、コントローラ1は、ステップS1にて取得した車速及び操舵角を参照して、車両に急激な挙動の変化が発生したか否かを判定する。車両に急激な挙動変化が発生したと判定した場合にはステップS3に処理を進め、車両に急激な挙動変化が発生していない場合には処理を終了する。
【0050】
ステップS3において、コントローラ1は、ヨー固有振動数算出部32により、ヨー固有振動数を算出する。
【0051】
次のステップS4において、コントローラ1は、ステップS3にて算出したヨー固有振動数が所定の閾値以下か否かを判定する。ヨー固有振動数が所定の閾値以下である場合にはステップS9に処理を進め、ヨー固有振動数が所定の閾値以下ではない場合にはステップS5に処理を進める。ヨー固有振動数が所定の閾値以下である場合には、車両の挙動が不安定ということである。
【0052】
ステップS9において、コントローラ1は、目標ホイルベース算出部33によりリニアアクチュエータ2を制御して、ヨー固有振動数算出部32にて更新されているヨー固有振動数を参照して、ホイルベースLを増加させる。目標ホイルベース算出部33は、ヨー固有振動数算出部32により更新されているヨー固有振動数が所定の閾値となるまでホイルベースLを増加させて処理を終了する。
【0053】
ステップS5において、コントローラ1は、目標ホイルベース算出部33により、ステップS3にて算出されたヨー固有振動数の時間微分値を算出する。
【0054】
次のステップS6において、コントローラ1は、目標ホイルベース算出部33により、ステップS5にて算出されたヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値であるか否かを判定する。ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値である場合にはステップS7に処理を進め、そうではない場合にはステップS8に処理を進める。ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値となることは、車両が今後に不安定になることが見込まれることを示す。逆に、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値ではない場合には、今後において不安定にはならずに安定していることを示す。
【0055】
ステップS8において、コントローラ1は、目標ホイルベース算出部33によりリニアアクチュエータ2を制御して、ホイルベースLを初期の最短値の状態で維持して、処理を終了する。
【0056】
ステップS7において、コントローラ1は、目標ホイルベース算出部33によりリニアアクチュエータ2を制御して、ヨー固有振動数の時間微分値を参照して、ホイルベースLを増加させる。目標ホイルベース算出部33は、ヨー固有振動数算出部32により更新されているヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値となるまでホイルベースLを増加させて処理を終了する。
【0057】
以上のように、車両制御装置は、図8(b)に示すように、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1より高く、車速の上昇、減速Gの上昇、操舵角の急激な変化などを含む車両不安定化要因が所定の閾値TH2より低い場合には、図8(a)に示すように、ホイルベースLを制御しない領域となる。この場合、ホイルベースLは、最短値のホイルベースL0となる。このような動作は、図7におけるステップS1,ステップS2,ステップS4,ステップS5,ステップS6,ステップS8の処理により実現される。
【0058】
一方、車両制御装置は、図8(b)に示すように、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1より低く、車両不安定化要因が所定の閾値TH2より高い場合には、図8(a)のようにホイルベースLを増加させる。このとき、ホイルベースLは、ヨー固有振動数を一定とするように増加される。このような動作は、このような動作は、図7におけるステップS1,ステップS2,ステップS4,ステップS9の処理により実現される。
【0059】
これに対し、ホイルベースLを一定とした比較例を、図8(a)、(b)中の点線で示す。この場合、ホイルベースLが一定であるので、ヨー固有振動数が低下して、車両が不安定になる。
【0060】
また、図9(a)に示すようにヨー固有振動数が所定の閾値TH1となる時刻t2の前の時刻t2にて、図9(b)に示すようにヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値TH3以下となったとする。この場合、車両制御装置は、図7におけるステップS6にて、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値TH3以下となったことを判定できる。この判定に対応して、車両制御装置は、図7のステップS7の処理を行うことにより、図9(c)のようにホイルベースLを増加させることができる。
【0061】
これにより、車両制御装置は、図9中の実線で示すように、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1以下となっていない時刻t1であっても、ホイルベースLの増加を開始できる。これにより、ヨー固有振動数の減少が抑制され、ヨー固有振動数の時間微分値が上昇する。その後の時刻t2にて、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1以下となると、当該ヨー固有振動数を維持するようなホイルベースLとする。
【0062】
これに対して、図9(a)、(b)、(c)中の点線により、ヨー固有振動数の時間微分値を用いない時のヨー固有振動数、ヨー固有振動数の時間微分値、ホイルベースLの変化を示す。この場合には、時刻t2にてヨー固有振動数が所定の閾値TH1以下となったことを判定した場合に、ホイルベースLを増加させる。この場合、ヨー固有振動数がオーバーシュートして、所定の閾値TH1よりも大きく低下してしまう。
【0063】
したがって、ヨー固有振動数の時間微分値を用いてホイルベースLを制御することにより、より車両の安定性を向上させることができる。
【0064】
以上説明したように、第2実施形態として示す車両制御装置は、ヨー固有振動数が所定の第1閾値TH1以下である場合に、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1となるまでホイルベースLを増加させる。一方、車両制御装置は、ヨー固有振動数が所定の第1閾値TH1よりも大きい場合に、ホイルベースLを最短状態に維持させる。
【0065】
これにより、車両制御装置によれば、車両が不安定なときだけホイルベースLを長くするので、ホイルベースLが短い小型車両の持つ日常的な小回り性や駐車などの取り回しの良さといったメリットと、ホイルベースLが長い車両のもつ緊急時の不安定状況下での操縦安定性の高さというメリットとを両立させることが可能となる。
【0066】
また、この車両制御装置によれば、ホイルベースLを増加させる制御を実施している範囲内では、略一定のヨー固有振動数を維持することが可能となるので、ヨー運動の特性変化の少ない安定した走行が可能となる。
【0067】
更に、車両制御装置は、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の第2閾値TH3以下である場合には、ヨー固有振動数が所定の第1閾値TH1よりも大きい場合であっても、ホイルベースLを最短状態よりも増加させる。これにより、この車両制御装置によれば、車両の安定性が急に失われつつある場面で、ヨー固有振動数が閾値TH1以下になることを未然に防止できる。また、車両制御装置によれば、リニアアクチュエータ2の性能に依存するホイルベース可変速度を極端に増加させることなく、過渡的な車両状態遷移に対応して車両の安定性を確保することが可能となる。
【0068】
[第3実施形態]
つぎに、本発明の第3実施形態として示す車両制御装置について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【0069】
第3実施形態として示す車両制御装置は、ホイルベースLを増加させた場合に静止時の前後重量配分比が前輪寄りに変化する車両に搭載される。車両制御装置は、車両が減速した時に車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、車両の後輪荷重が所定の閾値以上となるようホイルベースを増加させる幅を制限するものである。
【0070】
このような車両制御装置は、図10に示すような動作を行う。
【0071】
コントローラ1は、急激な車両挙動が発生していなく、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1以下ではなく、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値TH3以下の負値ではない場合には(ステップS1〜S6)、ステップS14にて、ホイルベースLを最短値にて維持する。
【0072】
ステップS6にてヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値TH3以下の負値である場合には、ステップS11に処理を進める。ステップS11において、コントローラ1は、後輪荷重値を参照する。この後輪荷重値は、ヨー固有振動数算出部32にてヨー固有振動数を算出した際に取得した値である。次のステップS12において、コントローラ1は、ステップS11にて参照した後輪荷重値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。後輪荷重値が所定の閾値以上である場合にはステップS13に処理を進め、そうでない場合にはステップS18に処理を進める。
【0073】
ステップS13において、コントローラ1は、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値TH3となるまで、ホイルベースLを増加させる。一方、ステップS18において、コントローラ1は、後輪荷重値が所定の閾値以上となるまで、ホイルベースLの増加させる幅を制限する。
【0074】
また、ステップS4にてヨー固有振動数が所定の閾値TH1以下であると判定した場合には、ステップS15及びステップS16の処理を行う。このステップS15は、ステップS11と同様に後輪荷重値を参照する。ステップS16は、ステップS12と同様に後輪荷重値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。後輪荷重値が所定の閾値以上である場合にはステップS17に処理を進め、そうでない場合にはステップS18に処理を進める。
【0075】
ステップS17において、コントローラ1は、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1となるまで、ホイルベースLを増加させる。一方、ステップS18において、コントローラ1は、後輪荷重値が所定の閾値以上となるまで、ホイルベースLの増加させる幅を制限する。
【0076】
このような処理を行う車両制御装置は、図11(a)に示すように減速時の重力Gが増加すると、図11(b)に示すように後輪荷重値が低下する。そして、減速時の重力Gが高いほど、前輪荷重値が高くなるために後輪荷重値は低下する。減速時の重力GがG1より低い場合、車両制御装置は、ホイルベースLを最短値のL0に維持する。この動作は、図10のステップS14にて実現される。
【0077】
減速時の重力GがG1より高くなる場合、車両制御装置は、ステップS2にて急激な車両挙動が発生したと判定して、ホイルベースLを増加させる。この動作は、図10におけるステップS13,ステップS17により実現される。
【0078】
また、減速時の重力GがG2より高くなる場合、車両制御装置は、ステップS12,ステップS16にて後輪荷重値が所定の閾値TH4以下となったと判定する。この場合、車両制御装置は、ホイルベースLを増加させる動作を制限して、図11(b)のように喩え減速時の重力Gが更に高くなっても、図11(a)のようにホイルベースLを一定に維持する。この動作は、図10におけるステップS18により実現される。
【0079】
これに対し、第2実施形態として示した車両制御装置は、図11中の点線で示すように減速時の重力Gが高くなって車両挙動が不安定になるほどヨー固有振動数が増加することに対して、ホイルベースLを増加させている。このようにホイルベースLを増加させると、減速による前後方向における荷重移動と、ホイルベースLの延長による重量配分が前寄りとなることとが重なり、後輪荷重が過少となる可能性がある。車両において後輪荷重が過小となると、実際には後輪がロックして車両が不安定になる可能性がある。
【0080】
これに対し、第3実施形態として示した車両制御装置によれば、後輪荷重値が所定の閾値TH4以上ではない場合には、後輪荷重が不足すると判定して、後輪荷重が過少となるのを防ぎ、急減速時においても車両の安定性を確保する。
【0081】
以上説明したように、第3実施形態として示す車両制御装置によれば、ホイルベースLを増加させた場合に静止時の前後重量配分比が前輪寄りに変化する車両に搭載されても、車両の後輪荷重が所定の閾値以上となるようホイルベースを増加させる幅を制限できる。したがって、この車両制御装置によれば、減速による前後方向の荷重移動により後輪荷重が過少となるのを防ぐことができ、急減速時においても車両の安定性を確保することが可能となる。
【0082】
[第4実施形態]
つぎに、本発明の第4実施形態として示す車両制御装置について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【0083】
第4実施形態として示す車両制御装置は、操舵角の絶対値が所定の閾値以上且つヨー固有振動数が所定の閾値以上の場合に、操舵量の増加に応じてホイルベースLを減少させる。また、この車両制御装置は、操舵角の絶対値が所定の閾値以上ではない場合又はヨー固有振動数が所定の閾値以上ではない場合に、ホイルベースLを最長状態に維持させる。
【0084】
このような車両制御装置は、図12に示すような処理を行う。車両制御装置は、ステップS2の後のステップS21において、操舵角を検出する。なお、この操舵角は、ステップS1にて検出した値を用いても良いことは勿論である。
【0085】
次のステップS22において、車両制御装置は、ステップS21にて検出した操舵角の絶対値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。操舵角の絶対値が所定の閾値以上である場合にはステップS23に処理を進め、そうでない場合にはステップS26に処理を進める。
【0086】
ステップS26において、車両制御装置は、ホイルベースLを設定可能な最長の状態に維持する。
【0087】
ステップS23において、車両制御装置は、ヨー固有振動数を算出する。
【0088】
次のステップS24において、車両制御装置は、ステップS23にて算出したヨー固有振動数が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ヨー固有振動数が所定の閾値以上である場合にはステップS25に処理を進め、そうでない場合には、ステップS26に処理を進める。
【0089】
ステップS25において、車両制御装置は、操舵角の増加に応じてホイルベースLを減少させる。一方、ステップS26において、車両制御装置は、ホイルベースLを設定可能な最長の状態に維持する。
【0090】
このような車両制御装置は、図13に示すように、操舵角の絶対値が所定の閾値θ0以上となると、当該操舵角の絶対値に応じてホイルベースLを減少させる。そして、操舵角の絶対値が最大値θmaxとなった場合には、ホイルベースLを最短値のL0にする。
【0091】
これにより、車両制御装置は、幾何学的に小回り走行が要求される大転舵時であり、かつ、ヨー固有振動数によって車両が安定であると判定される場合にのみ、ホイルベースLを短くし、それ以外の場合はホイルベースLを最長状態のLmaxに維持する。
【0092】
以上説明したように、第4実施形態として示す車両制御装置によれば、操舵角の絶対値が所定の閾値以上且つヨー固有振動数が所定の閾値以上の場合に、操舵量の増加に応じてホイルベースLを減少させることができる。また、車両制御装置は、操舵角の絶対値が所定の閾値以上ではない場合又はヨー固有振動数が所定の閾値以上ではない場合に、ホイルベースLを最長状態に維持させることができる。
【0093】
これにより、車両制御装置によれば、幾何学的に小回り走行が必要で、かつ車両が安定なときだけホイルベースLを短くするので、通常はホイルベースLの長い車両が有する操縦安定性の高さを享受しつつ、必要なときだけホイルベースLを短くして小回り性や取り回しの良さを確保することが可能になる。
【0094】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【0095】
1 コントローラ
2 リニアアクチュエータ
3 車体部
4F 前輪
4R 後輪
11 ピストンロッド
12 後輪サスペンションメンバ
13 後輪駆動用モータ
21 操舵角センサ
22 アクセル開度センサ
23 ブレーキ開度センサ
24 車輪速センサ
25 車両前後/横加速度センサ
31 車両走行状態検出部
32 ヨー固有振動数算出部
33 目標ホイルベース算出部
41 車両前後/横加速度センサ
42 ホイルベース値センサ
43 車輪速センサ
51 前後重量配分比対応マップ
52 ヨー慣性モーメント対応マップ
53 輪荷重算出部
54 正規化コーナリングパワー算出部
55 正規化ヨー慣性モーメント算出部
56 車体速度算出部
57 ヨー固有振動数算出部
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両のホイルベースを変更するための車両制御装置及びホイルベースの変更方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、車両の走行状態に合わせてホイルベースを変更する技術が、下記の特許文献1などにて知られている。この特許文献1には、車体フレームに対して後車軸を前後移動自在に支持し、この後車軸を前後移動させるアクチュエータを設けることが記載されている。そして、高速走行時には、アクチュエータの作動により、後車軸を後方移動させる。一方、低速走行時には、アクチュエータの作動により、後車軸を前方移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平1−106717号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、車両に急激な挙動変化があった場合には、ホイルベースが不足して、操縦安定感が低下する問題がある。しかし、上述した技術では、当該操縦安定感の低下に対してホイルベースを可変とさせることはできない。
【0005】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、車両に急激な挙動変化があった場合であっても操縦安定感の低下を抑制できる車両制御装置及びホイルベースの変更方法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】
【0006】
本発明は、車体に発生するヨー情報に基づいて車両挙動を判定し、車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、判定したときのヨー情報に基づいてホイルベースを増加させる。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、車両挙動が急激に変化した時にヨー方向における情報に基づいてホイルベースを増加させるので、操縦安定感の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置を搭載した車両の一構成例を示す図である。
【図2】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置の機能的な一構成例を示すブロック図である。
【図3】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースと前後重量配分比との関係を示す図である。
【図4】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置において、(a)はホイルベースが最短であるときの状態を示し、(b)はホイルベースが最大であるときの状態を示す。
【図5】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースとヨー慣性モーメントとの関係を示す図である。
【図6】本発明の第1実施形態として示す車両制御装置において、(a)は車両不安定化要因とホイルベースとの関係を示す図であり、(b)は車両不安定化要因とヨー固有振動数との関係を示す図である。
【図7】本発明の第2実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースを制御する処理手順を示すフローチャートである。
【図8】本発明の第2実施形態として示す車両制御装置において、(a)は車両不安定化要因とホイルベースとの関係を示す図であり、(b)は車両不安定化要因とヨー固有振動数との関係を示す図である。
【図9】本発明の第2実施形態として示す車両制御装置において、(a)はヨー固有振動数の時間的な変化、(b)はヨー固有振動数の時間微分値の時間的な変化、(c)はホイルベースの時間的な変化を示す図である。
【図10】本発明の第3実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースを制御する処理手順を示すフローチャートである。
【図11】本発明の第3実施形態として示す車両制御装置において、(a)は減速Gとホイルベースとの関係を示し、(b)は減速Gと後輪荷重との関係を示す。
【図12】本発明の第4実施形態として示す車両制御装置において、ホイルベースを制御する処理手順を示すフローチャートである。
【図13】本発明の第4実施形態として示す車両制御装置における、操舵角とホイルベースとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0010】
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態として示す車両制御装置は、図1に示す車両に適用される。この車両制御装置は、コントローラ1、リニアアクチュエータ2、車体部3、前輪4F、後輪4Rを含む。また、リニアアクチュエータ2は、車両のホイルベースを可変する構成としてのピストンロッド11、後輪サスペンションメンバ12に接続されている。
【0011】
リニアアクチュエータ2のピストンチューブ側を車体部3に固定し、ピストンロッド11側を後輪サスペンションメンバ12に固定している。これにより、リニアアクチュエータ2の動作によって前輪4Fと後輪4Rの距離を可変とする構成となっている。また、後輪サスペンションメンバ12には、後輪4Rに駆動力を与える後輪駆動用モータ13が近接して配設されている。
【0012】
リニアアクチュエータ2は、コントローラ1の制御に従って、後輪4Rを車両前後方向に駆動させる(駆動手段)。ホイルベースの最短時には、リニアアクチュエータ2においてピストンロッド11を収容するピストンチューブ(車体部3に固定)と、後輪サスペンションメンバ12との距離が短くされる。一方、ホイルベースの延長時には、車体部3に固定されたリニアアクチュエータ2のピストンチューブが、ピストンロッド11を介して後輪サスペンションメンバ12と離間する。これにより、前輪4Fと後輪4Rとの距離であるホイルベースは可変となる。
【0013】
これにより、リニアアクチュエータ2は、車両の前輪4Fの軸と後輪4Rの軸との距離を示すホイルベースLを可変とする。なお、この実施形態としては、ホイルベースLを可変とする構成として、後輪サスペンションメンバを可動させるリニアアクチュエータ2を用いている。しかし、ホイルベースLを可変とする構成としては、その他のホイルベース可変手段を有する車両であっても、以下に説明するホイルベース制御を適用できることは言うまでもない。
【0014】
コントローラ1は、リニアアクチュエータ2を駆動して、ホイルベースLを変更させる制御手段として機能する。このコントローラ1には、少なくとも車速を検出する車速センサ、操舵角を検出する操舵角センサが接続される。そして、コントローラ1は、車速又は操舵角のいずれか一方に基づいて車両挙動を判定する。また、コントローラ1は、車両に発生するヨー方向における動作状態を示すヨー情報を算出する。このヨー情報は、ヨー方向における固有振動数(ヨー固有振動数)が挙げられる。このヨー固有振動数は、その値が低いほど、車両に急激な挙動が発生したことを表すこととなる。
【0015】
なお、車両において、急加速や急ブレーキ時に前後方向に感じる回転運動がピッチ方向であり、急ハンドル時に左右方向に感じる回転運動がロール方向であり、ヨー方向は、ピッチ方向及びロール方向と直角方向の回転(車を上空から見たときの地面内の回転運動)を指す。
【0016】
コントローラ1は、車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、ヨー固有振動数に基づいてホイルベースLを増加させる。具体的には、コントローラ1には、操舵角センサ21、アクセル開度センサ22、ブレーキ開度センサ23、車輪速センサ24、車両前後/横加速度センサ25が接続されている。これらのセンサにより検出された信号に基づいて、コントローラ1は、ホイルベースLを制御する。
【0017】
このような車両制御装置は、図2に示すような機能的な構成を含む。車両制御装置は、主として車両走行状態検出部31、ヨー固有振動数算出部32、目標ホイルベース算出部33を備える。ヨー固有振動数算出部32及び目標ホイルベース算出部33は、コントローラ1により実現される。コントローラ1は、実際にはROM、RAM、CPU等にて構成されているが、当該CPUがROMに格納されたホイルベースLの制御用のプログラムに従って処理をすることによって実現できる機能をブロックとして説明する。
【0018】
車両走行状態検出部31は、主としてヨー固有振動数を算出するために必要な車両走行状態を検出する。このために、車両走行状態検出部31は、車両前後/横加速度センサ25に相当する車両前後/横加速度センサ41、ホイルベース値センサ42、車輪速センサ24に相当する車輪速センサ43を有する。
【0019】
ヨー固有振動数算出部32は、ホイルベース−前後重量配分比対応マップ51、ホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52、各輪荷重算出部53、正規化コーナリングパワー算出部54、正規化ヨー慣性モーメント算出部55、車体速度算出部56、ヨー固有振動数算出部57を有する。
【0020】
ヨー固有振動数算出部32は、車両走行状態検出部31により取得した車両前後/横加速度、ホイルベースL、車輪速を用い、当該ヨー固有振動数を、静止時にホイルベースを変化させた時における前後重量配分比を用いて算出される各輪の荷重に基づく各輪の輪荷重及び各輪のコーナリングパワーと、静止時にホイルベースを変化させた時におけるヨー方向における慣性モーメントの変化に基づくヨー慣性モーメントと、車速とに基づいて、更新させる。このヨー固有振動数は、目標ホイルベース算出部33によりホイルベースLの目標値を算出するために用いられ、実際に目標ホイルベース算出部33がホイルベースLを可変させるために用いられる。
【0021】
前後重量配分比及びヨー慣性モーメントは、ホイルベースLが変化することにより変わりうる要素である。このため、ヨー固有振動数算出部32は、予めホイルベース−前後重量配分比対応マップ51及びホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52を用意しておく。
【0022】
ホイルベース−前後重量配分比対応マップ51は、予め車両について演算されたホイルベースLと前後重量配分比との関係を記述したマップデータである。このホイルベース−前後重量配分比対応マップ51は、図3に示すように、ホイルベースLが増加すると前後重量配分比が増加していくことを記述している。図4(a)に示すように、ホイルベースLが最短状態である場合、車両100には、前輪4Fと後輪4Rとで同等の重量配分(重量配分比:RL)となっている。ホイルベースLが増加してホイルベースLが最大となると、図4(b)のように、前輪4Fに対して大きな重量が加えられて、相対的に後輪4Rに対して加えられる重量が減少する。このようにホイルベースLが最大となった場合の前後重量配分比RHは、ホイルベースLが最短時のRLよりも、大きくなる。
【0023】
これにより、ホイルベース−前後重量配分比対応マップ51は、ホイルベース値センサ42から現在のホイルベースLが供給されたことに応じて、現在の車両の前後重量配分比の値を取得する。このようなホイルベースLと前後重量配分比の関係は、マップデータに限らず、何らかの関数で表現しておいても良い。なお、本実施形態においては、前後重量配分比をホイルベースLの値のみから算出する構成としている。しかし、ホイルベースLに基づいて取得した前後重量配分比を、例えば他のセンサデータ(輪荷重、サスペンションストローク)を参照して、補正してもよい。これにより、より正確な車両の前後重量配分比を取得することができる。
【0024】
ホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52は、ホイルベースLとヨー慣性モーメントとの関係を記述したマップデータである。このホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52は、図5に示すように、ホイルベースLが増加するとヨー慣性モーメントが増加していくことを記述している。車両100のホイルベースLが最短状態である場合、ヨー慣性モーメントは最低値のMLとなる。ホイルベースLが増加してホイルベースLが最大となると、ヨー慣性モーメントは最大値のMHとなる。
【0025】
これにより、ホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52は、ホイルベース値センサ42から現在のホイルベースLが供給されたことに応じて、現在の車両のヨー慣性モーメントを取得する。このようなホイルベースLとヨー慣性モーメントの関係は、マップデータに限らず、何らかの関数で表現しておいても良い。
【0026】
各輪荷重算出部53は、車両における輪荷重移動量の値と、静止時輪荷重の値とから、各前輪4F、後輪4Rの荷重を算出する。輪荷重移動量の値は、車両前後/横加速度センサ41から供給された車両前後加速度及び横加速度加速度を用いた所定の演算式に従って求められる。静止時輪荷重の値は、ホイルベース−前後重量配分比対応マップ51により取得された静止時の前後重量配分比から求められる。
【0027】
各輪荷重算出部53は、例えば、以下のような式1〜式4に従って、前左輪、前右輪、後左輪、後右輪の荷重を演算する。
【数1】
【0028】
上記式1〜式4において、kは前輪の重量分担比(0<k<1)、Wtotalは車両重量、Axは前後加速度による輪荷重移動の比例定数、Ayfは横加速度による前輪荷重移動の比例定数、Ayrは横加速度による後輪荷重移動の比例定数、axは前後加速度、ayは前後加速度である。
【0029】
正規化ヨー慣性モーメント算出部55は、正規化ヨー慣性モーメントInの値を、下記の式5に従って演算する。
【数2】
【0030】
上記式5において、mは車両質量、Iはホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52から取得したヨー慣性モーメント、Lはホイルベース値センサ42から取得したホイルベース、kはホイルベース−前後重量配分比対応マップ51から取得した前輪の重量分担比である。
【0031】
車体速度算出部56は、車輪速センサ43から取得した車輪速度から、車体速度を算出する。
【0032】
正規化コーナリングパワー算出部54は、各輪荷重算出部53により算出された各輪の荷重の値から、各輪の正規化コーナリングパワーを算出する。正規化コーナリングパワー算出部54は、下記の式6で示される等価コーナリングパワーKを、輪荷重Wの2次関数で近似して扱う。式7に示すように、等価コーナリングパワーKを輪荷重Wで除した正規化コーナリングパワーCの値を、各輪ごとに求める。
【数3】
【0033】
ここで、上記式におけるσはCP増幅率であり、サスペンション特性等に依存する値である。C0は正規化コーナリングパワー初期値であり、タイヤ性能に依存する値である。εは荷重変動率であり、輪荷重増加に伴う性能低下分、タイヤ性能に依存する値である。本実施形態では、上記式6,7に基づいてコーナリングパワーを算出している。しかし、正規化コーナリングパワー算出部54は、別途に路面摩擦係数や駆動力推定値やタイヤスリップ角推定値などから、タイヤモデルを用いてコーナリングパワーを逐次算出してもよい。
【0034】
ヨー固有振動数算出部57は、正規化コーナリングパワー算出部54により算出された正規化コーナリングパワーの値、正規化ヨー慣性モーメント算出部55により算出された正規化ヨー慣性モーメントの値、車体速度算出部56により算出された車体速度の値に基づいて、下記式8に従ってヨー固有振動数ωnの値を算出する。
【数4】
【0035】
上記式8において、Cfは前輪正規化コーナリングパワーの左右平均値であり、Crは後輪正規化コーナリングパワーの左右平均値であり、Vは車体速度であり、Lはホイルベースであり、Inは正規化ヨー慣性モーメントである。
【0036】
このように、ヨー固有振動数算出部32は、予めホイルベース−前後重量配分比対応マップ51及びホイルベース−ヨー慣性モーメント対応マップ52を用意しておく。これにより、ヨー固有振動数算出部32は、ヨー固有振動数を、車両ごとの、静止時にホイルベースを変化させた時における前後重量配分比、ヨー方向における慣性モーメントの変化を考慮して求めることができる。そして、ヨー固有振動数算出部32は、少なくとも車体速度V、各輪の輪荷重、各輪のコーナリングパワー、ホイルベース、前後重量配分比(静止時)、ヨー慣性モーメントの各変数値に基づいて、更新することができる。
【0037】
目標ホイルベース算出部33は、車速及び/又は操舵角に基づいて、車両に急激な挙動が発生したことを判定する。この車両挙動に急激な変化が発生した場合、ヨー固有振動数が図6(b)のように小さい値となる。これに対し、目標ホイルベース算出部33は、図6(a)に示すようにホイルベースLを増加させるように制御する。具体的には、ヨー固有振動数ωの値に応じて、下記の式9,式10,式11のようにホイルベースLが変化する。
【数5】
【0038】
上記式9〜式11において、L0はホイルベースLの初期値(最短値)、V0は低速域においてホイルベースLを増加させないことを規定する閾値、Aは車両ごとに設定される比例定数、ωn0はホイルベースがL0且つ車速がV0の時のヨー固有振動数である。
【0039】
式9のように車体速度Vが所定値V0以下である場合、目標ホイルベース算出部33は、ホイルベースLを、最短距離のホイルベースL0とする。式10のようにヨー固有振動数ωnが中間値である場合、目標ホイルベース算出部33は、ホイルベースLを最短距離のホイルベースL0に対して増加させる。これにより、図6(a)のように、車両不安定化要因が高くなるほどホイルベースLを増加させる。そして、車両不安定化要因が図6中の点線で示す所定値THまで高くなり式11のようにヨー固有振動数ωnが所定値以上となると、目標ホイルベース算出部33は、ホイルベースLを最長距離のLmaxまで増加させる。これにより、図6(b)に示すように車両不安化要因が高くなってヨー固有振動数が減少するほど、ホイルベースLを長くすることができる。すなわち、車両制御装置によれば、急激な車両挙動時にヨー固有振動数が低くなっても、ホイルベースLを増加させる。これにより、図6(b)中の点線で示すようなホイルベースLを一定とする比較例に対して、本実施形態の車両制御装置によれば、ヨー固有振動数の減少を抑制できる。これにより、車両制御装置は、常に操縦安定性を向上させることが可能となる。
【0040】
以上のように、第1実施形態に係る車両制御装置によれば、目標ホイルベース算出部33により車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、ヨー方向における情報に基づいてホイルベースLを増加させる。これにより、車両制御装置によれば、車両に急激な挙動変化があった場合であっても操縦安定感の低下を抑制できる。すなわち、この車両制御装置によれば、減速時や急旋回時、或いは低μ路走行時などのように、車両挙動が急激に変化する場合に、ホイルベースLが不足して操縦安定性が低下するのを防止することができる。
【0041】
また、第1実施形態の車両制御装置によれば、ヨー方向における動作状態として、ヨー方向における固有振動数であるヨー固有振動数を算出する。そして、車両制御装置は、当該ヨー固有振動数を、車両ごとの静止時にホイルベースを変化させた時における、前後重量配分比を用いて算出される各輪の荷重及びヨー方向における慣性モーメントの変化、車速、各輪の輪荷重、各輪のコーナリングパワー、ホイルベース、車両静止時の前後重量配分比、ヨー慣性モーメントの各変数値に基づいて、更新させる。このような車両制御装置によれば、ホイルベースLが可変することにより変わりうる要素である前後重量配分比、ヨー慣性モーメントなどを考慮して、逐次車両の安定判別を正確に行うことが可能である。したがって、この車両制御装置によれば、車両の安定性をより向上させることが可能となる。
【0042】
更に、第1実施形態の車両制御装置によれば、ヨー固有振動数が小さいほど、ホイルベースLを増加させるので、ヨー固有振動数の減少量を抑制することができる。また、車両制御装置は、ヨー固有振動数を更新することにより、常に固有振動数の減少量を抑制することができる。これにより、車両制御装置は、ホイルベースLが最短である時の車両状態と比較して、ヨー固有振動数が減少するようなホイルベースLを長くすることが必要なときに操縦安定性を向上させることができる。
【0043】
[第2実施形態]
つぎに、本発明の第2実施形態として示す車両制御装置について説明する。なお、上述の第1実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【0044】
第2実施形態として示す車両制御装置は、ヨー固有振動数算出部32により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値以下である場合に、目標ホイルベース算出部33により、当該ヨー固有振動数算出部32により更新されているヨー固有振動数が前記所定の閾値となるまでホイルベースLを増加させる。一方、車両制御装置は、ヨー固有振動数算出部32により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値よりも大きい場合に、目標ホイルベース算出部33により、ホイルベースLを最短状態に維持させる。
【0045】
また、車両制御装置は、ヨー固有振動数算出部32により更新されたヨー固有振動数の時間微分値が所定の第2閾値以下である場合には、ヨー固有振動数算出部32により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値よりも大きい場合であっても、目標ホイルベース算出部33により、ホイルベースLを最短状態よりも増加させる。
【0046】
このような車両制御装置は、例えば図7に示す処理を行うことにより、ホイルベースLを制御する。
【0047】
車両制御装置は、車両が走行している場合において、図7に示す処理を所定時間ごとに行う。
【0048】
先ずコントローラ1は、ステップS1において、車両の車速及び操舵角を検出する。
【0049】
次のステップS2において、コントローラ1は、ステップS1にて取得した車速及び操舵角を参照して、車両に急激な挙動の変化が発生したか否かを判定する。車両に急激な挙動変化が発生したと判定した場合にはステップS3に処理を進め、車両に急激な挙動変化が発生していない場合には処理を終了する。
【0050】
ステップS3において、コントローラ1は、ヨー固有振動数算出部32により、ヨー固有振動数を算出する。
【0051】
次のステップS4において、コントローラ1は、ステップS3にて算出したヨー固有振動数が所定の閾値以下か否かを判定する。ヨー固有振動数が所定の閾値以下である場合にはステップS9に処理を進め、ヨー固有振動数が所定の閾値以下ではない場合にはステップS5に処理を進める。ヨー固有振動数が所定の閾値以下である場合には、車両の挙動が不安定ということである。
【0052】
ステップS9において、コントローラ1は、目標ホイルベース算出部33によりリニアアクチュエータ2を制御して、ヨー固有振動数算出部32にて更新されているヨー固有振動数を参照して、ホイルベースLを増加させる。目標ホイルベース算出部33は、ヨー固有振動数算出部32により更新されているヨー固有振動数が所定の閾値となるまでホイルベースLを増加させて処理を終了する。
【0053】
ステップS5において、コントローラ1は、目標ホイルベース算出部33により、ステップS3にて算出されたヨー固有振動数の時間微分値を算出する。
【0054】
次のステップS6において、コントローラ1は、目標ホイルベース算出部33により、ステップS5にて算出されたヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値であるか否かを判定する。ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値である場合にはステップS7に処理を進め、そうではない場合にはステップS8に処理を進める。ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値となることは、車両が今後に不安定になることが見込まれることを示す。逆に、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値以下の負値ではない場合には、今後において不安定にはならずに安定していることを示す。
【0055】
ステップS8において、コントローラ1は、目標ホイルベース算出部33によりリニアアクチュエータ2を制御して、ホイルベースLを初期の最短値の状態で維持して、処理を終了する。
【0056】
ステップS7において、コントローラ1は、目標ホイルベース算出部33によりリニアアクチュエータ2を制御して、ヨー固有振動数の時間微分値を参照して、ホイルベースLを増加させる。目標ホイルベース算出部33は、ヨー固有振動数算出部32により更新されているヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値となるまでホイルベースLを増加させて処理を終了する。
【0057】
以上のように、車両制御装置は、図8(b)に示すように、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1より高く、車速の上昇、減速Gの上昇、操舵角の急激な変化などを含む車両不安定化要因が所定の閾値TH2より低い場合には、図8(a)に示すように、ホイルベースLを制御しない領域となる。この場合、ホイルベースLは、最短値のホイルベースL0となる。このような動作は、図7におけるステップS1,ステップS2,ステップS4,ステップS5,ステップS6,ステップS8の処理により実現される。
【0058】
一方、車両制御装置は、図8(b)に示すように、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1より低く、車両不安定化要因が所定の閾値TH2より高い場合には、図8(a)のようにホイルベースLを増加させる。このとき、ホイルベースLは、ヨー固有振動数を一定とするように増加される。このような動作は、このような動作は、図7におけるステップS1,ステップS2,ステップS4,ステップS9の処理により実現される。
【0059】
これに対し、ホイルベースLを一定とした比較例を、図8(a)、(b)中の点線で示す。この場合、ホイルベースLが一定であるので、ヨー固有振動数が低下して、車両が不安定になる。
【0060】
また、図9(a)に示すようにヨー固有振動数が所定の閾値TH1となる時刻t2の前の時刻t2にて、図9(b)に示すようにヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値TH3以下となったとする。この場合、車両制御装置は、図7におけるステップS6にて、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値TH3以下となったことを判定できる。この判定に対応して、車両制御装置は、図7のステップS7の処理を行うことにより、図9(c)のようにホイルベースLを増加させることができる。
【0061】
これにより、車両制御装置は、図9中の実線で示すように、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1以下となっていない時刻t1であっても、ホイルベースLの増加を開始できる。これにより、ヨー固有振動数の減少が抑制され、ヨー固有振動数の時間微分値が上昇する。その後の時刻t2にて、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1以下となると、当該ヨー固有振動数を維持するようなホイルベースLとする。
【0062】
これに対して、図9(a)、(b)、(c)中の点線により、ヨー固有振動数の時間微分値を用いない時のヨー固有振動数、ヨー固有振動数の時間微分値、ホイルベースLの変化を示す。この場合には、時刻t2にてヨー固有振動数が所定の閾値TH1以下となったことを判定した場合に、ホイルベースLを増加させる。この場合、ヨー固有振動数がオーバーシュートして、所定の閾値TH1よりも大きく低下してしまう。
【0063】
したがって、ヨー固有振動数の時間微分値を用いてホイルベースLを制御することにより、より車両の安定性を向上させることができる。
【0064】
以上説明したように、第2実施形態として示す車両制御装置は、ヨー固有振動数が所定の第1閾値TH1以下である場合に、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1となるまでホイルベースLを増加させる。一方、車両制御装置は、ヨー固有振動数が所定の第1閾値TH1よりも大きい場合に、ホイルベースLを最短状態に維持させる。
【0065】
これにより、車両制御装置によれば、車両が不安定なときだけホイルベースLを長くするので、ホイルベースLが短い小型車両の持つ日常的な小回り性や駐車などの取り回しの良さといったメリットと、ホイルベースLが長い車両のもつ緊急時の不安定状況下での操縦安定性の高さというメリットとを両立させることが可能となる。
【0066】
また、この車両制御装置によれば、ホイルベースLを増加させる制御を実施している範囲内では、略一定のヨー固有振動数を維持することが可能となるので、ヨー運動の特性変化の少ない安定した走行が可能となる。
【0067】
更に、車両制御装置は、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の第2閾値TH3以下である場合には、ヨー固有振動数が所定の第1閾値TH1よりも大きい場合であっても、ホイルベースLを最短状態よりも増加させる。これにより、この車両制御装置によれば、車両の安定性が急に失われつつある場面で、ヨー固有振動数が閾値TH1以下になることを未然に防止できる。また、車両制御装置によれば、リニアアクチュエータ2の性能に依存するホイルベース可変速度を極端に増加させることなく、過渡的な車両状態遷移に対応して車両の安定性を確保することが可能となる。
【0068】
[第3実施形態]
つぎに、本発明の第3実施形態として示す車両制御装置について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【0069】
第3実施形態として示す車両制御装置は、ホイルベースLを増加させた場合に静止時の前後重量配分比が前輪寄りに変化する車両に搭載される。車両制御装置は、車両が減速した時に車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、車両の後輪荷重が所定の閾値以上となるようホイルベースを増加させる幅を制限するものである。
【0070】
このような車両制御装置は、図10に示すような動作を行う。
【0071】
コントローラ1は、急激な車両挙動が発生していなく、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1以下ではなく、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値TH3以下の負値ではない場合には(ステップS1〜S6)、ステップS14にて、ホイルベースLを最短値にて維持する。
【0072】
ステップS6にてヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値TH3以下の負値である場合には、ステップS11に処理を進める。ステップS11において、コントローラ1は、後輪荷重値を参照する。この後輪荷重値は、ヨー固有振動数算出部32にてヨー固有振動数を算出した際に取得した値である。次のステップS12において、コントローラ1は、ステップS11にて参照した後輪荷重値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。後輪荷重値が所定の閾値以上である場合にはステップS13に処理を進め、そうでない場合にはステップS18に処理を進める。
【0073】
ステップS13において、コントローラ1は、ヨー固有振動数の時間微分値が所定の閾値TH3となるまで、ホイルベースLを増加させる。一方、ステップS18において、コントローラ1は、後輪荷重値が所定の閾値以上となるまで、ホイルベースLの増加させる幅を制限する。
【0074】
また、ステップS4にてヨー固有振動数が所定の閾値TH1以下であると判定した場合には、ステップS15及びステップS16の処理を行う。このステップS15は、ステップS11と同様に後輪荷重値を参照する。ステップS16は、ステップS12と同様に後輪荷重値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。後輪荷重値が所定の閾値以上である場合にはステップS17に処理を進め、そうでない場合にはステップS18に処理を進める。
【0075】
ステップS17において、コントローラ1は、ヨー固有振動数が所定の閾値TH1となるまで、ホイルベースLを増加させる。一方、ステップS18において、コントローラ1は、後輪荷重値が所定の閾値以上となるまで、ホイルベースLの増加させる幅を制限する。
【0076】
このような処理を行う車両制御装置は、図11(a)に示すように減速時の重力Gが増加すると、図11(b)に示すように後輪荷重値が低下する。そして、減速時の重力Gが高いほど、前輪荷重値が高くなるために後輪荷重値は低下する。減速時の重力GがG1より低い場合、車両制御装置は、ホイルベースLを最短値のL0に維持する。この動作は、図10のステップS14にて実現される。
【0077】
減速時の重力GがG1より高くなる場合、車両制御装置は、ステップS2にて急激な車両挙動が発生したと判定して、ホイルベースLを増加させる。この動作は、図10におけるステップS13,ステップS17により実現される。
【0078】
また、減速時の重力GがG2より高くなる場合、車両制御装置は、ステップS12,ステップS16にて後輪荷重値が所定の閾値TH4以下となったと判定する。この場合、車両制御装置は、ホイルベースLを増加させる動作を制限して、図11(b)のように喩え減速時の重力Gが更に高くなっても、図11(a)のようにホイルベースLを一定に維持する。この動作は、図10におけるステップS18により実現される。
【0079】
これに対し、第2実施形態として示した車両制御装置は、図11中の点線で示すように減速時の重力Gが高くなって車両挙動が不安定になるほどヨー固有振動数が増加することに対して、ホイルベースLを増加させている。このようにホイルベースLを増加させると、減速による前後方向における荷重移動と、ホイルベースLの延長による重量配分が前寄りとなることとが重なり、後輪荷重が過少となる可能性がある。車両において後輪荷重が過小となると、実際には後輪がロックして車両が不安定になる可能性がある。
【0080】
これに対し、第3実施形態として示した車両制御装置によれば、後輪荷重値が所定の閾値TH4以上ではない場合には、後輪荷重が不足すると判定して、後輪荷重が過少となるのを防ぎ、急減速時においても車両の安定性を確保する。
【0081】
以上説明したように、第3実施形態として示す車両制御装置によれば、ホイルベースLを増加させた場合に静止時の前後重量配分比が前輪寄りに変化する車両に搭載されても、車両の後輪荷重が所定の閾値以上となるようホイルベースを増加させる幅を制限できる。したがって、この車両制御装置によれば、減速による前後方向の荷重移動により後輪荷重が過少となるのを防ぐことができ、急減速時においても車両の安定性を確保することが可能となる。
【0082】
[第4実施形態]
つぎに、本発明の第4実施形態として示す車両制御装置について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【0083】
第4実施形態として示す車両制御装置は、操舵角の絶対値が所定の閾値以上且つヨー固有振動数が所定の閾値以上の場合に、操舵量の増加に応じてホイルベースLを減少させる。また、この車両制御装置は、操舵角の絶対値が所定の閾値以上ではない場合又はヨー固有振動数が所定の閾値以上ではない場合に、ホイルベースLを最長状態に維持させる。
【0084】
このような車両制御装置は、図12に示すような処理を行う。車両制御装置は、ステップS2の後のステップS21において、操舵角を検出する。なお、この操舵角は、ステップS1にて検出した値を用いても良いことは勿論である。
【0085】
次のステップS22において、車両制御装置は、ステップS21にて検出した操舵角の絶対値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。操舵角の絶対値が所定の閾値以上である場合にはステップS23に処理を進め、そうでない場合にはステップS26に処理を進める。
【0086】
ステップS26において、車両制御装置は、ホイルベースLを設定可能な最長の状態に維持する。
【0087】
ステップS23において、車両制御装置は、ヨー固有振動数を算出する。
【0088】
次のステップS24において、車両制御装置は、ステップS23にて算出したヨー固有振動数が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ヨー固有振動数が所定の閾値以上である場合にはステップS25に処理を進め、そうでない場合には、ステップS26に処理を進める。
【0089】
ステップS25において、車両制御装置は、操舵角の増加に応じてホイルベースLを減少させる。一方、ステップS26において、車両制御装置は、ホイルベースLを設定可能な最長の状態に維持する。
【0090】
このような車両制御装置は、図13に示すように、操舵角の絶対値が所定の閾値θ0以上となると、当該操舵角の絶対値に応じてホイルベースLを減少させる。そして、操舵角の絶対値が最大値θmaxとなった場合には、ホイルベースLを最短値のL0にする。
【0091】
これにより、車両制御装置は、幾何学的に小回り走行が要求される大転舵時であり、かつ、ヨー固有振動数によって車両が安定であると判定される場合にのみ、ホイルベースLを短くし、それ以外の場合はホイルベースLを最長状態のLmaxに維持する。
【0092】
以上説明したように、第4実施形態として示す車両制御装置によれば、操舵角の絶対値が所定の閾値以上且つヨー固有振動数が所定の閾値以上の場合に、操舵量の増加に応じてホイルベースLを減少させることができる。また、車両制御装置は、操舵角の絶対値が所定の閾値以上ではない場合又はヨー固有振動数が所定の閾値以上ではない場合に、ホイルベースLを最長状態に維持させることができる。
【0093】
これにより、車両制御装置によれば、幾何学的に小回り走行が必要で、かつ車両が安定なときだけホイルベースLを短くするので、通常はホイルベースLの長い車両が有する操縦安定性の高さを享受しつつ、必要なときだけホイルベースLを短くして小回り性や取り回しの良さを確保することが可能になる。
【0094】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【0095】
1 コントローラ
2 リニアアクチュエータ
3 車体部
4F 前輪
4R 後輪
11 ピストンロッド
12 後輪サスペンションメンバ
13 後輪駆動用モータ
21 操舵角センサ
22 アクセル開度センサ
23 ブレーキ開度センサ
24 車輪速センサ
25 車両前後/横加速度センサ
31 車両走行状態検出部
32 ヨー固有振動数算出部
33 目標ホイルベース算出部
41 車両前後/横加速度センサ
42 ホイルベース値センサ
43 車輪速センサ
51 前後重量配分比対応マップ
52 ヨー慣性モーメント対応マップ
53 輪荷重算出部
54 正規化コーナリングパワー算出部
55 正規化ヨー慣性モーメント算出部
56 車体速度算出部
57 ヨー固有振動数算出部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体に発生するヨー情報を検出するヨー情報検出手段と、
前記ヨー情報検出手段によって検出されたヨー情報に基づいて車両挙動を判定する車両挙動判定手段と、
車両の前輪軸と後輪軸との距離を示すホイルベースを可変とする駆動手段と、
前記駆動手段を制御して前記ホイルベースを変更させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記車両挙動判定手段により車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、車両挙動が急激に変化したと判定した場合のヨー情報に基づいて前記ホイルベースを増加させることを特徴とする車両制御装置。
【請求項2】
前記ヨー情報算出手段は、車両に発生するヨー方向における動作状態として、ヨー方向における固有振動数であるヨー固有振動数を算出するものであり、
前記ヨー情報算出手段は、当該ヨー固有振動数を、静止時にホイルベースを変化させた時における前後重量配分比を用いて算出される各輪の荷重に基づく各輪の輪荷重及び各輪のコーナリングパワーと、静止時にホイルベースを変化させた時におけるヨー方向における慣性モーメントの変化に基づくヨー慣性モーメントと、車速とに基づいて、更新させることを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
【請求項3】
前記制御手段は、前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が小さいほど、前記ホイルベースを増加させることを特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
【請求項4】
前記制御手段は、
前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値以下である場合に、当該ヨー情報算出手段により更新されているヨー固有振動数が前記所定の第1閾値となるまでホイルベースを増加させ、
前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値よりも大きい場合に、前記ホイルベースを最短状態に維持させること
を特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
【請求項5】
前記制御手段は、前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数の時間微分値が所定の第2閾値以下である場合には、前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値よりも大きい場合であっても、前記ホイルベースを最短状態よりも増加させることを特徴とする請求項4に記載の車両制御装置。
【請求項6】
前記ホイルベースを増加させた場合に静止時の前後重量配分比が前輪寄りに変化する車両に搭載され、
車速を検出する車速センサを備え、
前記車速センサにより車両の減速を検出した時に前記車両挙動判定手段により車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、前記制御手段は、車両の後輪荷重が所定の第3閾値以上となるようホイルベースを増加させる幅を制限することを特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
【請求項7】
操舵角を検出する操舵角センサを更に備え、
前記制御手段は、
前記操舵角センサにより検出された操舵角の絶対値が所定値以上且つ前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定値以上の場合に、前記操舵量の増加に応じてホイルベースを減少させ、
前記操舵角センサにより検出された操舵角の絶対値が所定値以上ではない場合又は前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定値以上ではない場合に、前記ホイルベースを最長状態に維持させること
を特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
【請求項8】
車両に発生するヨー方向における動作状態を示すヨー情報に基づいて車両挙動を判定し、車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、判定された場合のヨー情報に基づいてホイルベースを増加させることを特徴とするホイルベースの変更方法。
【請求項1】
車体に発生するヨー情報を検出するヨー情報検出手段と、
前記ヨー情報検出手段によって検出されたヨー情報に基づいて車両挙動を判定する車両挙動判定手段と、
車両の前輪軸と後輪軸との距離を示すホイルベースを可変とする駆動手段と、
前記駆動手段を制御して前記ホイルベースを変更させる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記車両挙動判定手段により車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、車両挙動が急激に変化したと判定した場合のヨー情報に基づいて前記ホイルベースを増加させることを特徴とする車両制御装置。
【請求項2】
前記ヨー情報算出手段は、車両に発生するヨー方向における動作状態として、ヨー方向における固有振動数であるヨー固有振動数を算出するものであり、
前記ヨー情報算出手段は、当該ヨー固有振動数を、静止時にホイルベースを変化させた時における前後重量配分比を用いて算出される各輪の荷重に基づく各輪の輪荷重及び各輪のコーナリングパワーと、静止時にホイルベースを変化させた時におけるヨー方向における慣性モーメントの変化に基づくヨー慣性モーメントと、車速とに基づいて、更新させることを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
【請求項3】
前記制御手段は、前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が小さいほど、前記ホイルベースを増加させることを特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
【請求項4】
前記制御手段は、
前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値以下である場合に、当該ヨー情報算出手段により更新されているヨー固有振動数が前記所定の第1閾値となるまでホイルベースを増加させ、
前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値よりも大きい場合に、前記ホイルベースを最短状態に維持させること
を特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
【請求項5】
前記制御手段は、前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数の時間微分値が所定の第2閾値以下である場合には、前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定の第1閾値よりも大きい場合であっても、前記ホイルベースを最短状態よりも増加させることを特徴とする請求項4に記載の車両制御装置。
【請求項6】
前記ホイルベースを増加させた場合に静止時の前後重量配分比が前輪寄りに変化する車両に搭載され、
車速を検出する車速センサを備え、
前記車速センサにより車両の減速を検出した時に前記車両挙動判定手段により車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、前記制御手段は、車両の後輪荷重が所定の第3閾値以上となるようホイルベースを増加させる幅を制限することを特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
【請求項7】
操舵角を検出する操舵角センサを更に備え、
前記制御手段は、
前記操舵角センサにより検出された操舵角の絶対値が所定値以上且つ前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定値以上の場合に、前記操舵量の増加に応じてホイルベースを減少させ、
前記操舵角センサにより検出された操舵角の絶対値が所定値以上ではない場合又は前記ヨー情報算出手段により更新されたヨー固有振動数が所定値以上ではない場合に、前記ホイルベースを最長状態に維持させること
を特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
【請求項8】
車両に発生するヨー方向における動作状態を示すヨー情報に基づいて車両挙動を判定し、車両挙動が急激に変化したと判定した場合に、判定された場合のヨー情報に基づいてホイルベースを増加させることを特徴とするホイルベースの変更方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
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【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2010−264940(P2010−264940A)
【公開日】平成22年11月25日(2010.11.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−119627(P2009−119627)
【出願日】平成21年5月18日(2009.5.18)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年11月25日(2010.11.25)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年5月18日(2009.5.18)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】
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