車輛行為控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種車輛行為控制裝置，控制器(21)的輪胎負(fù)荷計算部(25)算出各輪的輪胎負(fù)荷率(ηi)，目標(biāo)輪胎負(fù)荷率計算部(26)算出對各輪的輪胎負(fù)荷率(ηi)進(jìn)行平均后的輪胎負(fù)荷率平均值(ηave)作為目標(biāo)輪胎負(fù)荷率。目標(biāo)輪胎接地負(fù)荷計算部(27)算出各輪的目標(biāo)輪胎接地負(fù)荷(Fzrefi)，以使得各輪的輪胎負(fù)荷率(ηi)為輪胎負(fù)荷率平均值(ηave)。接地負(fù)荷控制部(28)及懸架控制部(29)控制各輪的電磁減振器(7i)的推力，以使其成為目標(biāo)輪胎接地負(fù)荷(Fzrefi)。
【專利說明】車輛行為控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適合應(yīng)用在例如四輪機(jī)動車等車輛中的車輛行為控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 公知一種車輛行為控制裝置，其通常能夠在前、后、左、右的車輪側(cè)切換各懸架裝 置（減振器）的衰減力，從而提高車輛的運動性能（例如，參照日本特開2012-46172號公 報、日本特開2012-71630號公報）。
[0003] 在日本特開2012-46172號公報中公開了一種結(jié)構(gòu)，其為了提高轉(zhuǎn)向感覺而控制 各減振器的衰減力特性，以使得車輛轉(zhuǎn)彎時的俯仰率與側(cè)傾率成比例關(guān)系。
[0004] 在日本特開2012-71630號公報中公開了一種結(jié)構(gòu)，其為了根據(jù)車輛的行駛狀況 等提高側(cè)傾感與穩(wěn)定性，在車輛行駛時輪胎處于常用區(qū)域期間，控制各減振器的衰減力特 性，以使得成為對應(yīng)于側(cè)傾率的目標(biāo)俯仰率，在輪胎的接地狀態(tài)處于不好的極限區(qū)域時，控 制各減振器的衰減力特性，以增大側(cè)傾抑制控制量。
[0005] 然而，基于上述日本特開2012-46172號公報、日本特開2012-71630號公報的現(xiàn)有 技術(shù)，是著重于提高轉(zhuǎn)向時的側(cè)傾感與抑制行駛時車輛輪胎在極限區(qū)域中的側(cè)傾的控制。 因此，存在極限行駛時操控穩(wěn)定性不足的情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠提高車輛操控穩(wěn)定性的車輛行為控制裝置。
[0007] 為了解決上述問題，本發(fā)明的特征在于，是對具有外裝輪胎的多個車輪的車輛的 行為進(jìn)行控制的車輛行為控制裝置，所述車輛行為控制裝置具有：推定前輪及后輪的橫向 力產(chǎn)生的富余程度的機(jī)構(gòu)；推定所述車輛的行為的車輛行為推定機(jī)構(gòu)；分別算出各所述輪 胎的輪胎負(fù)荷率的輪胎負(fù)荷計算機(jī)構(gòu)；接地負(fù)荷控制機(jī)構(gòu)，其在通過所述車輛行為推定機(jī) 構(gòu)推定所述車輛為轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時，控制施加于其他車輪的負(fù)荷，以使得通過所述輪胎負(fù)荷計 算機(jī)構(gòu)算出的各輪胎負(fù)荷率的算出值中的、施加于輪胎負(fù)荷率高的車輪的負(fù)荷上升。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提高車輛的操控穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的車輛行為控制裝置所適用的四輪機(jī)動車的立 體圖；
[0010] 圖2是表示第一實施方式的車輛行為控制裝置的控制框圖；
[0011] 圖3是表示左轉(zhuǎn)彎時的輪胎力與摩擦圓（摩擦円）的關(guān)系的說明圖；
[0012] 圖4(a)是表示在進(jìn)入彎道時，第一比較例的輪胎力與摩擦圓的關(guān)系的說明圖，圖 4(b)是表示在離開彎道時，第一比較例的輪胎力與摩擦圓的關(guān)系的說明圖；
[0013] 圖5(a)是表示在進(jìn)入彎道時，第一實施方式的輪胎力與摩擦圓的關(guān)系的說明圖， 圖5(b)是表示在離開彎道時，第一實施方式的輪胎力與摩擦圓的關(guān)系的說明圖；
[0014] 圖6是表示第二實施方式的車輛行為控制裝置的控制框圖；
[0015] 圖7是表示圖6中的懸架控制部的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0016] 圖8(a)是表示在進(jìn)入彎道時，第二比較例的輪胎力與摩擦圓的關(guān)系的說明圖，圖 8(b)是表示在離開彎道時，第二比較例的輪胎力與摩擦圓的關(guān)系的說明圖；
[0017] 圖9 (a)是表示在進(jìn)入彎道時，第二實施方式的輪胎力與摩擦圓的關(guān)系的說明圖， 圖9(b)是表示在離開彎道時，第二實施方式的輪胎力與摩擦圓的關(guān)系的說明圖；
[0018] 圖10是表示第三實施方式的車輛行為控制裝置的控制框圖；
[0019] 圖11是表示轉(zhuǎn)向角、橫向加速度、偏航率以及側(cè)滑角的時間變化的特性線圖；
[0020] 圖12是表示各輪的輪胎負(fù)荷率及前輪側(cè)傾剛性分配指令的時間變化的特性線 圖；
[0021] 圖13是表示各輪的接地負(fù)荷及前輪側(cè)傾剛性分配指令的時間變化的特性線圖。

【具體實施方式】
[0022] 下面，根據(jù)附圖，以本發(fā)明的實施方式的車輛行為控制裝置適用于例如四輪機(jī)動 車中的情況為例進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0023] 另外，為了避免說明的復(fù)雜化，在附圖標(biāo)記上添加表示右前（fr)、左前（fl)、右后 (rr)、左后（rl)的標(biāo)注i來進(jìn)行說明。另外，在總稱右前、左前、右后、左后時仍然附加標(biāo)注 i來進(jìn)行說明。
[0024] 在此，圖1及圖2表示本發(fā)明的第一實施方式。在圖中，車輛1具有：車體2、車輪 3i、懸架裝置S i、偏航率傳感器8、前后加速度傳感器9、橫向加速度傳感器10、轉(zhuǎn)向角傳感器 11以及車速傳感器12、以及控制器21等。
[0025] 車體2構(gòu)成車輛1的主體。在車體2的下側(cè)設(shè)有右前（fr)、左前（fl)、右后（rr)、 左后（rl)的車輪3i (右前輪3ft、左前輪3fl、右后輪3"、左后輪3ri)，在該車輪3i上外裝有 輪胎4。
[0026] 懸架裝置Si安裝、設(shè)置在車體2與車輪3i之間。該懸架裝置Si由懸架彈簧6(以 下稱為彈簧6)、以及與彈簧6并列設(shè)置在車體2與車輪3i之間的作為控制減振器的電磁減 振器7i構(gòu)成。該電磁減振器7i構(gòu)成主動懸架裝置，具有使各輪的上下運動衰減的功能。因 此，電磁減振器7i根據(jù)來自控制器21的控制信號（指令信號So i)，在各車輪3i側(cè)產(chǎn)生使車 體2在上、下方向升降的推力。
[0027] 偏航率傳感器8例如由陀螺傳感器（^4 π七 >寸）構(gòu)成，設(shè)置在車體2上。該 偏航率傳感器8檢測繞車輛1的重心產(chǎn)生的轉(zhuǎn)彎方向（旋回方向）的旋轉(zhuǎn)角的變化速度、 即表示車輛1的偏航行為的偏航率。偏航率傳感器8向控制器21輸出該檢測信號。另外， 偏航率傳感器8也可以不是陀螺儀傳感器，而是根據(jù)來自其他傳感器的數(shù)據(jù)計算或推定偏 航率的部件。
[0028] 前后加速度傳感器9設(shè)置在車體2上，檢測作用于車輛1的前后方向的加速度、即 表不車輛1的俯仰行為的前后加速度。前后加速度傳感器9向控制器21輸出該檢測信號。
[0029] 橫向加速度傳感器10設(shè)置在車體2上，檢測作用于車輛1的左右方向（橫向）的 加速度、即表示車輛1的側(cè)傾行為的橫向加速度Ay。橫向加速度傳感器10向控制器21輸 出該檢測信號。在此，橫向加速度Ay除了在車輛1處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時增加以外，在產(chǎn)生側(cè)風(fēng) 時也增加。因此，橫向加速度傳感器10也能夠檢測出側(cè)風(fēng)等干擾。
[0030] 轉(zhuǎn)向角傳感器11設(shè)置在車體2上，檢測車輛1的駕駛者在轉(zhuǎn)彎行駛時等對方向盤 進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作時的轉(zhuǎn)向角。轉(zhuǎn)向角傳感器11向控制器21輸出該檢測信號。
[0031] 車速傳感器12設(shè)置在車體2上，檢測車輛1的行駛速度，向控制器21輸出該檢測 信號。
[0032] 控制器21例如由微型計算機(jī)等構(gòu)成?？刂破?1的輸入側(cè)與偏航率傳感器8、前后 加速度傳感器9、橫向加速度傳感器10、轉(zhuǎn)向角傳感器11及車速傳感器12等連接，輸出側(cè) 與電磁減振器7,的促動器（未圖示）等連接。
[0033] 如圖2所示，控制器21包括：車輛行為推定部22、接地負(fù)荷計算部23、在線輪胎模 型（才> 9 4 >夕4 Y ? )24、輪胎負(fù)荷計算部25、目標(biāo)輪胎負(fù)荷率計算部26、目標(biāo)輪 胎接地負(fù)荷計算部27、接地負(fù)荷控制部28、以及懸架控制部29等。
[0034] 車輛行為推定部22構(gòu)成推定車輛1的行為的車輛行為推定機(jī)構(gòu)。該車輛行為推 定部22根據(jù)來自傳感器8?12的檢測信號，對推定輪胎力Fi所需的車輛行為進(jìn)行推定。 具體地說，車輛行為推定部22推定并輸出車輛側(cè)滑角、路面摩擦系數(shù)μ、各輪的輪胎側(cè)滑 角、滑移率等作為車輛行為。
[0035] 接地負(fù)荷計算部23基于車輛1的前后加速度和橫向加速度Ay等，算出各輪的接 地負(fù)荷F Zi。具體地說，接地負(fù)荷計算部23除了基于車輛1的前后加速度和橫向加速度Ay 夕卜，例如還基于靜止時的各輪的接地負(fù)荷、重力加速度、車輛重心高、軸距（* 4 一 一 7 )、輪距（卜> 7卜'' )等，算出各輪的接地負(fù)荷FZi。
[0036] 另外，在計算各輪的接地負(fù)荷Fzi時，也可以使用由車輛行為推定部22推定的車 體側(cè)滑角、路面摩擦系數(shù)μ、各輪的輪胎側(cè)滑角、滑移率等。
[0037] 在線輪胎模型24基于算出的各輪的輪胎側(cè)滑角、滑移率、接地負(fù)荷Fzi、路面摩擦 系數(shù)μ等，算出輪胎力F i作為輪胎4所產(chǎn)生的力。如圖3所示，輪胎力Fi由輪胎4沿前后 方向的輪胎前后力Fx i與輪胎4沿橫向（寬度方向）的輪胎橫向力Fyi的合力來表示。因 此，在線輪胎模型24輸出各輪的輪胎前后力Fx i與輪胎橫向力Fyitl此時，輪胎力Fi不會超 過最大摩擦力（UFz i)。因此，輪胎力Fi控制在以最大摩擦力（UFzi)為半徑的摩擦圓FC i 的范圍內(nèi)。
[0038] 輪胎負(fù)荷計算部25構(gòu)成分別算出各輪胎4的輪胎負(fù)荷率η i的輪胎負(fù)荷計算機(jī) 構(gòu)。該輪胎負(fù)荷計算部25將各輪的輪胎前后力FXi、輪胎橫向力Fyi、接地負(fù)荷F Zi、輪胎4 與地面間的路面摩擦系數(shù)μ代入以下數(shù)學(xué)式1，算出各輪的輪胎負(fù)荷率Hi。此時，輪胎負(fù) 荷率H i表示輪胎力Fi相對于最大摩擦力（UFzi)的比例。
[0039] [數(shù)學(xué)式1]

【權(quán)利要求】
1. 一種車輛行為控制裝置，其特征在于，是對具有外裝輪胎的多個車輪的車輛的行為 進(jìn)行控制的車輛行為控制裝置，所述車輛行為控制裝置具有： 推定前輪及后輪的橫向力產(chǎn)生的富余程度的機(jī)構(gòu)； 推定所述車輛的行為的車輛行為推定機(jī)構(gòu)； 分別算出各所述輪胎的輪胎負(fù)荷率的輪胎負(fù)荷計算機(jī)構(gòu)； 接地負(fù)荷控制機(jī)構(gòu)，其在通過所述車輛行為推定機(jī)構(gòu)推定所述車輛為轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時，控 制施加于其他車輪的負(fù)荷，以使得通過所述輪胎負(fù)荷計算機(jī)構(gòu)算出的各輪胎負(fù)荷率的算出 值中的、施加于輪胎負(fù)荷率高的車輪的負(fù)荷上升。
2. 如權(quán)利要求1所述的車輛行為控制裝置，其特征在于，所述接地負(fù)荷控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行 控制，以使得進(jìn)入轉(zhuǎn)彎時與結(jié)束轉(zhuǎn)彎時不同的車輪的負(fù)荷轉(zhuǎn)移。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的車輛行為控制裝置，其特征在于，所述接地負(fù)荷控制機(jī)構(gòu)進(jìn) 行控制，以使得施加于輪胎負(fù)荷率最低的車輪的負(fù)荷減少，施加于輪胎負(fù)荷率最高的車輪 的負(fù)荷增加。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的車輛行為控制裝置，其特征在于，所述接地負(fù)荷控制機(jī)構(gòu)具 有側(cè)傾剛性分配控制機(jī)構(gòu)，該側(cè)傾剛性分配控制機(jī)構(gòu)控制所述前輪及所述后輪的側(cè)傾剛性 分配，以使得施加于輪胎負(fù)荷率最高的車輪的負(fù)荷上升。
5. 如權(quán)利要求4所述的車輛行為控制裝置，其特征在于，所述側(cè)傾剛性分配控制機(jī)構(gòu) 在所述后輪減少負(fù)荷的要求高于所述前輪時，使所述前輪的側(cè)傾剛性分配降低。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的車輛行為控制裝置，其特征在于，所述側(cè)傾剛性分配控制機(jī) 構(gòu)在所述前輪減少負(fù)荷的要求高于所述后輪時，使所述后輪的側(cè)傾剛性分配降低。
【文檔編號】B60W10/22GK104417564SQ201410432920
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】平尾隆介, 一丸修之, 青木康浩, 山門誠 申請人:日立汽車系統(tǒng)株式會社