JP2008184123A - Yawing moment control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、3以上の車軸が設けられた車両のヨーモーメントを制御する装置に関するも
のである。
The present invention relates to an apparatus for controlling a yaw moment of a vehicle provided with three or more axles.
乗用車などの一般自動車の分野では、車体のヨー(ヨーイング)方向、つまり車体を上
からみて重心を中心にして回転するような方向のモーメント(モーメント力)を制御する
ことで、車両の走行安定性を向上させたり、操縦性を向上させたりするという発明が種々
提案されており、後掲する各種特許文献によって公知となっている。
In the field of ordinary automobiles such as passenger cars, the running stability of the vehicle is controlled by controlling the yaw (yawing) direction of the vehicle body, that is, the moment (moment force) that rotates around the center of gravity when the vehicle body is viewed from above. Various inventions have been proposed to improve the steering performance and the maneuverability, and are known from various patent documents to be described later.
各特許文献に開示された発明の概要を図18、図19を用いて説明する。 The outline of the invention disclosed in each patent document will be described with reference to FIGS.
図18は、車両1100を上からみた図である。
FIG. 18 is a view of the
車両1100は、車体1101の前側の車軸1111と後ろ側の車軸1112を備えた
2軸、4輪の車両である。前側車軸1111は、操舵される軸であり、操舵に応じて前輪
のタイヤ1121、1122の車体1101に対する向き、つまり転舵角δが変化する。
The
なお、転舵角δは、ステアリングの操舵角γに対応している。後ろ側車軸1112は非操
舵軸であり、後輪のタイヤ1123、1124の車体1101に対する向きは固定されて
いる。
Note that the turning angle δ corresponds to the steering angle γ of the steering. The
図18において、車両重心Gをとおり上下鉛直方向軸をZ軸として、Z軸回りの角度を
ヨー角α、同Z軸回りの角速度をヨーレートrと定義する。また、車両1100の姿勢方
向と車両1100の進行方向とがなす角を、すべり角(横すべり角)βと定義する。
In FIG. 18, the vertical axis in the vertical direction passing through the center of gravity G of the vehicle is defined as the Z axis, the angle around the Z axis is defined as the yaw angle α, and the angular velocity around the Z axis is defined as the yaw rate r. In addition, an angle formed by the posture direction of the
図19(a)は、後輪のタイヤ1123、1124にブレーキをかけた場合に車体11
01に作用するヨーモーメントΔML、ΔMRを説明する図である。
FIG. 19A shows the
FIG. 6 is a diagram for explaining yaw moments ΔML and ΔMR acting on 01;
すなわち、左後輪のタイヤ1123にブレーキ力(制動力)FLが作用すると、車両重
心Gの左回りにヨーモーメント、
ΔML=dL×FL
が作用する。なお、dLは、車両重心Gからブレーキ力FLの方向線分までの距離である。
That is, when a braking force (braking force) FL acts on the
ΔML = dL × FL
Works. DL is the distance from the vehicle center of gravity G to the direction line of the braking force FL.
また、右後輪のタイヤ1124にブレーキ力FRが作用すると、車両重心Gの右回りに
ヨーモーメント、
ΔMR=dR×FR
が作用する。なお、dRは、ヨーモーメントの腕の長さ、つまり車両重心Gからブレー
キ力FRの方向線分までの距離である。
Further, when the braking force FR acts on the
ΔMR = dR × FR
Works. Note that dR is the length of the arm of the yaw moment, that is, the distance from the vehicle center of gravity G to the direction line of the braking force FR.
図19(b)は、前輪のタイヤ1121、1122にブレーキをかけた場合に車体11
01に作用するヨーモーメントΔML´、ΔMR´を説明する図である。
FIG. 19B shows the
FIG. 6 is a diagram for explaining yaw moments ΔML ′ and ΔMR ′ acting on 01;
すなわち、左前輪のタイヤ1121にブレーキ力FL´が作用すると、車両重心Gの左回
りにヨーモーメント、
ΔML´=dL´×FL´
が作用する。なお、dL´は、車両重心Gからブレーキ力FL´の方向線分までの距離で
ある。
That is, when the braking force FL ′ acts on the
ΔML ′ = dL ′ × FL ′
Works. DL ′ is the distance from the vehicle center of gravity G to the direction line segment of the braking force FL ′.
また、右前輪のタイヤ1122にブレーキ力FR´が作用すると、車両重心Gの右回りに
ヨーモーメント、
ΔMR´=dR´×FR´
が作用する。なお、dR´は、車両重心Gからブレーキ力FR´の方向線分までの距離で
ある。
Further, when the braking force FR ′ is applied to the
ΔMR ′ = dR ′ × FR ′
Works. DR ′ is the distance from the vehicle center of gravity G to the direction line segment of the brake force FR ′.
下記する各文献では、車両1100のヨー角α、ヨーレートr、すべり角β、車速など
のパラメータのいずれか、またはすべてを検出して、これら検出値に基づいてブレーキ力
を調整することによってヨーモーメントを制御して、車両1100の走行時の挙動を安定
化させたり、回頭性を高めて操縦性を向上させるようにしている。
一般自動車とは異なる特殊車両の分野では、3軸以上の多数の車軸を備えた車両が通例
である。
In the field of special vehicles different from general automobiles, vehicles having a large number of axles of three or more axes are usually used.
図1は、4軸、8輪の車両100を上からみた図である。
FIG. 1 is a top view of a four-axis, eight-
車両100は、車体101の前から後ろに向かって第1軸11、第2軸12、第3軸1
3、第4軸14の車軸が設けられた車両である。第1軸11、第2軸12は、操舵される
軸であり、第3軸13、第4軸14は非操舵軸である。第1軸11には、左右のタイヤ2
1、22が設けられ、第2軸12には、左右のタイヤ23、24が設けられ、第3軸13
には、左右のタイヤ25、26が設けられ、第4軸14には、左右のタイヤ27、28が
設けられている。
The
3. A vehicle provided with an axle of a
1 and 22 are provided, the left and
Are provided with left and
このような4軸の車両100においても、2軸の車両1000と同様に、ヨーモーメン
トを制御したいとの要請がある。
In such a 4-
この場合、4軸の車両100の前側の操舵軸である第1軸11、第2軸12をまとめて、
2軸の車両1000の前側の操舵軸である車軸1111と等価な車軸111とみなすとと
もに、4軸の車両100の後ろ側の非操舵軸である第3軸13、第4軸14をまとめて、
2軸の車両1000の後ろ側の非操舵軸1112と等価な車軸112とみなして、2軸の
車両1000に適用される制御を利用するという考え方がある。
In this case, the
Assuming that the axle 111 is equivalent to the
There is an idea that the control applied to the two-
すなわち、図19(a)に示したのと同様に、車両100の等価後ろ側車軸112の左
後輪のタイヤ25、27にブレーキをかけて、車両重心Gの左回りにヨーモーメントΔML
を発生させたり、車両100の等価後ろ側車軸112の右後輪のタイヤ26、28にブレ
ーキをかけて、車両重心Gの右回りにヨーモーメントΔMRを発生させるようにする。
That is, as shown in FIG. 19A, the left
Or a brake is applied to the
また、図19(b)に示したのと同様に、車両100の等価前側車軸111の左前輪の
タイヤ21、23にブレーキをかけて、車両重心Gの左回りにヨーモーメントΔML´を発
生させたり、車両100の等価前側車軸111の右前輪のタイヤ22、24にブレーキを
かけて、車両重心Gの右回りにヨーモーメントΔMR´を発生させるようにする。
In addition, as shown in FIG. 19B, the left
しかし、このように複数(2つ)の車軸を等価な1つの車軸とみなして、ヨーモーメン
ト制御のシミュレーションを行なったところ、車両100の走行時の挙動修正が的確に行
なわれずに、車両走行時の安定性が損なわれることがあるという問題が発生した。
However, when yaw moment control is simulated by regarding a plurality of (two) axles as equivalent axles in this way, the behavior correction during traveling of the
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、3軸以上の多数の車軸を備えた
車両をヨーモーメント制御するにあたり、車両走行時の挙動修正を的確に行い、車両走行
時の安定性を高めることを解決課題とするものである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and in performing yaw moment control of a vehicle having a large number of three or more axles, the behavior during driving is accurately corrected, and the stability during driving is determined. Is to solve the problem.
第1発明は、
3以上の車軸が設けられた車両の最も前の車軸と最も後ろの車軸を除いた中間軸のタイ
ヤに加えるブレーキ力を調整することにより、車両のヨーモーメントを制御するヨーモー
メント制御手段を備えたことを特徴とする。
The first invention is
Yaw moment control means for controlling the yaw moment of the vehicle by adjusting the braking force applied to the tires of the intermediate shaft excluding the frontmost axle and the rearmost axle of the vehicle provided with three or more axles It is characterized by that.
第2発明は、第1発明において、
車体の前から後ろに向かって第1軸、第2軸、第3軸の車軸が設けられた車軸数が3の
車両に適用され、
前記ヨーモーメント制御手段は、中間軸である第2軸のタイヤに加えるブレーキ力を調
整することにより、車両のヨーモーメントを制御すること
を特徴とする。
The second invention is the first invention,
From the front to the rear of the vehicle body, the first, second, and third axles are provided for a three-axle vehicle,
The yaw moment control means controls the yaw moment of the vehicle by adjusting the braking force applied to the tire of the second shaft that is the intermediate shaft.
第3発明は、第1発明において、
車体の前から後ろに向かって第1軸、第2軸、第3軸、第4軸の車軸が設けられた車軸
数が4の車両に適用され、
前記ヨーモーメント制御手段は、中間軸である第2軸または/および第3軸のタイヤに
加えるブレーキ力を調整することにより、車両のヨーモーメントを制御すること
を特徴とする。
The third invention is the first invention,
The first, second, third, and fourth axles provided from the front to the rear of the vehicle body are applied to a vehicle having four axles,
The yaw moment control means controls the yaw moment of the vehicle by adjusting the braking force applied to the second axis and / or the third axis tire, which is the intermediate axis.
第4発明は、第1発明において、
中間軸が、操舵される軸である場合には、操舵角に応じて、中間軸のタイヤに加えるブ
レーキ力を調整すること
を特徴とする。
A fourth invention is the first invention,
When the intermediate shaft is a steered shaft, the braking force applied to the tire of the intermediate shaft is adjusted according to the steering angle.
タイヤに印加可能なブレーキ力を判断する考え方に、「タイヤの摩擦円」という考え方が
ある。
The concept of judging the braking force that can be applied to a tire is the concept of “tire friction circle”.
図2(a)に示すように、タイヤには、駆動力とブレーキ力との合力である駆動・ブレ
ーキ力Fbtと、車体101の横方向へ向かう横力Fhとが作用する。これら駆動・ブレ
ーキ力Fbtと、横力Fhとの合力Faが最終的にタイヤに作用する力である。なお、タ
イヤに駆動力が殆ど作用していない場合には、駆動・ブレーキ力Fbtは、ブレーキ力F
bとみなされる。合力Faの大きさがタイヤの摩擦円Scを超えると、タイヤに横すべり
(スリップ)が発生し、合力Faの大きさがタイヤの摩擦円Scを超えない限りは、タイ
ヤに横すべりは発生しない。
As shown in FIG. 2A, a driving / braking force Fbt, which is a resultant force of the driving force and the braking force, and a lateral force Fh directed in the lateral direction of the
b. When the magnitude of the resultant force Fa exceeds the tire friction circle Sc, a side slip (slip) occurs in the tire. Unless the magnitude of the resultant force Fa exceeds the tire friction circle Sc, no side slip occurs in the tire.
3以上の車軸が設けられた多軸車両、たとえば図1に示す4軸の車両100は、車体長
が長いため、車両重心Gから離れた最も前側の第1軸11と最も後ろ側の第4軸14のタ
イヤ21、22、27、28には、車体横方向へ強い横力Fhが作用することがある。た
とえば図3に示すように、車両100が高速走行中にレーンチェンジされて急激かつ正反
対の方向への操舵が連続的に行われると、ヨー角αが振動的に変化して、最も前側のタイ
ヤ21、22、最も後ろ側のタイヤ27、28の横方向への変形量が極めて大きくなって、
強い横力Fhが作用する。こうした状況でブレーキ力Fbを調整してヨーモーメントΔM
を制御しようとすると、図2(b)に示すように、合力Faの大きさがタイヤの摩擦円S
cを超えてしまい、最も前側のタイヤ21、22、最も後ろ側のタイヤ27、28で横す
べりが発生しやすくなる。図2(b)に示すように、最も前側のタイヤ21、22、最も
後ろ側のタイヤ27、28に印加可能なブレーキ力Fb(駆動・ブレーキ力Fbt)、つま
り合力Faがタイヤ摩擦円Scを越えない範囲で最大となるブレーキ力は、非常に小さい。
A multi-axis vehicle provided with three or more axles, for example, the four-
A strong lateral force Fh acts. In this situation, the brake force Fb is adjusted and the yaw moment ΔM
2 (b), the magnitude of the resultant force Fa is the friction circle S of the tire.
c is exceeded, and the side slip is likely to occur between the
一方、図3と同じ状況で、車両重心Gから近い前側と後ろ側の中間の車軸である第2軸
12と第3軸13のタイヤ23、24、25、26には、作用する横力Fhは比較的小さ
い。すなわち、ヨー角αが振動的に変化したとしても、中間のタイヤ23、24、25、
26の横方向への変形量が比較的小さく、作用する横力Fhは比較的小さい。このため同
じ大きさのブレーキ力Fbを加えてヨーモーメントを制御したとしても、タイヤの摩擦円
Scに対して、合力Faは下回っており、ブレーキ力に余裕があり、強いブレーキをかけ
たとしても横すべりが発生しにくい。図2(c)に示すように、中間のタイヤ23、24、
25、26に印加可能なブレーキ力(駆動・ブレーキ力Fbt)、つまり合力Faがタイヤ
摩擦円Scを越えない範囲で最大となるブレーキ力は、非常に大きい。このためヨーモー
メント制御を行う際に、スリップなどの不安定な挙動が発生しにくくなり、車両100を
安定して走行させることが可能となる。
On the other hand, in the same situation as FIG. 3, the lateral force Fh acting on the
The amount of lateral deformation of 26 is relatively small, and the acting lateral force Fh is relatively small. For this reason, even if the yaw moment is controlled by applying the same amount of braking force Fb, the resultant force Fa is less than the friction circle Sc of the tire, and there is a margin in braking force, even if a strong brake is applied. Side slip is unlikely to occur. As shown in FIG. 2 (c), the
The braking force (driving / braking force Fbt) that can be applied to 25 and 26, that is, the braking force that is maximum within a range where the resultant force Fa does not exceed the tire friction circle Sc is very large. For this reason, when performing yaw moment control, unstable behavior such as slip is less likely to occur, and the
そこで、本発明は、3以上の車軸が設けられた車両100の最も前の車軸と最も後ろの
車軸を除いた中間軸のタイヤに加えるブレーキ力を調整することにより、車両100のヨ
ーモーメントを制御するものである(第1発明)。
Therefore, the present invention controls the yaw moment of the
図4に例示するように、車両100の前から後ろに向かって第1軸11、第2軸12、
第3軸13の車軸が設けられた車軸数が3の車両100にあっては、中間軸である第2軸
12のタイヤ23、24に加えるブレーキ力を調整することにより、車両100のヨーモ
ーメントを制御するものである(第2発明)。
As illustrated in FIG. 4, the
In the case of the
図5に例示するように、車両100の前から後ろに向かって第1軸11、第2軸12、
第3軸12、第4軸14の車軸が設けられた車軸数が4の車両100にあっては、中間軸
である第2軸12または/および第3軸13のタイヤに加えるブレーキ力を調整すること
により、車両100のヨーモーメントを制御するものである(第3発明)。
As illustrated in FIG. 5, the
In the
図5に例示するように、中間軸が、操舵される軸(第2軸12)である場合には、ステ
アリングハンドル等の操舵角に応じて、つまりこの操舵角に対応するタイヤの転舵角δ、
δ´に応じて、中間軸のタイヤ23、24に加えるブレーキ力が調整される。これは、同
じヨーモーメントΔMを加える場合でも、モーメントの腕の長さd、d´が転舵角の大き
さδ、δ´によって異なり、それによってブレーキ力Fb、Fb´が異なるため、転舵角
の大きさδ、δ´によって、ブレーキ力Fb、Fb´を変更しなければならないからであ
る。したがって、操舵角γの大きさにかかわらず一定のヨーモーメントΔMを得たい場合
には、操舵角γに応じてブレーキ力Fbを補正する必要がある。
As illustrated in FIG. 5, when the intermediate shaft is a steered shaft (second shaft 12), the steering angle of the tire corresponding to the steering angle of the steering wheel or the like, that is, the steering angle corresponding to this steering angle. δ,
The braking force applied to the
本発明によれば、図5に例示する4軸の車両100にみられるように、車軸数が3以上
の多軸車両100は、レーンチェンジを行う場合などヨー角が振動的に変化する場合には
中間軸12、13のタイヤ23、24、25、26に作用する横力Fhが小さいという特
性がある。この特性に鑑み、中間軸12、13のタイヤ23、24、25、26に加える
ブレーキ力を調整してヨーモーメントΔMを制御するようにしたので、車両100の安定
性および操縦性(回頭性)が向上する。
According to the present invention, as seen in the four-
たとえば図3に示すように、最も前側の第1軸11と、最も後ろ側の第4軸14のタイヤ
21、22、27、28に作用する横力Fhが強くて横すべりしやすい状況であったとし
ても、横力Fhが弱く横すべりしにくい中間軸である第2軸12、第3軸12のタイヤ2
3、24、25、26にブレーキ力Fbが加えられてヨーモーメントΔMが制御されるた
め、タイヤに横すべりを生じさせることなく、つまり車両全体としてスピンやドリフトア
ウトなどの不安定な挙動を引き起こすことがない。このため多軸車両であっても、2軸車
両と同等かそれ以上に、極めて安定して、車両走行時の安定性を向上させることができる
とともに、車両旋回時の回頭性を向上させることができる。
For example, as shown in FIG. 3, the lateral force Fh acting on the
3. The braking force Fb is applied to 3, 24, 25, and 26 to control the yaw moment ΔM, so that the tire does not slip sideways, that is, the vehicle as a whole causes unstable behavior such as spin and drift out. There is no. For this reason, even if it is a multi-axis vehicle, it can be extremely stable, equal to or higher than that of a two-axis vehicle, and can improve the stability when the vehicle travels, and can also improve the turning ability when turning the vehicle. it can.
なお、車軸数が3以上の多軸車両100は、加速時および減速時においてピッチングに
起因した重心移動によって、最も前の車軸11、最も後ろの車軸14のタイヤ21、22、
27、28の荷重が大きく変化するが、中間軸12、13では、ピッチングの影響が少な
く常に安定した荷重を維持できるという特性がある。このため加速時および減速時におい
てもタイヤに安定してブレーキ力を加えることができ、一層、制御の精度が向上するとい
う利点がある。
Note that the
Although the
以下、図面を参照して本発明に係る車両のヨーモーメント制御装置の実施の形態につい
て説明する。
Embodiments of a yaw moment control device for a vehicle according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施形態で想定している車両100は、図5に例示するように、4軸、8輪の車両10
0である。図5は車両100を上からみた図で、操舵系の装置の構成を示している。
The
0. FIG. 5 is a top view of the
車両100は、車体101の前から後ろに向かって第1軸11、第2軸12、第3軸1
3、第4軸14の車軸が設けられた車両である。第1軸11、第2軸12は、操舵される
軸であり、第3軸13、第4軸14は非操舵軸である。第1軸11には、左右のタイヤ2
1、22が設けられ、第2軸12には、左右のタイヤ23、24が設けられ、第3軸13
には、左右のタイヤ25、26が設けられ、第4軸14には、左右のタイヤ27、28が
設けられている。なお、車軸11、12、13、14の各軸間距離は、ほぼ均等に設定さ
れている。なお、民生用のトラックなどの車両では、前側の車輪、後ろ側の車輪のそれぞ
れが、近接して配置された2つの車輪で構成されたものがあるが、これは2軸、4輪の車
両とみなすことができるため、本発明が対象としている多軸の車両ではないものとする。
The
3. A vehicle provided with an axle of a
1 and 22 are provided, the left and
Are provided with left and
図6は、車両100の駆動系の装置の構成図である。本実施例では、全輪駆動の車両を
想定している。
FIG. 6 is a configuration diagram of a drive system device of the
すなわち、エンジン1の出力軸には、トルクコンバータ2の入力軸が連結されている。
That is, the input shaft of the
トルクコンバータ2の出力軸には、トランスミッション3の入力軸が連結されている。ト
ランスミッション3の出力軸は、駆動ギヤ4の入力軸に連結されている。駆動ギヤ4の出
力軸は、共通駆動軸5に連結されている。共通駆動軸5は、各車軸11、12、13、1
4に設けられたディファレンシャルギヤ11D、12D、13D、14Dの入力軸に連結
されている。このためエンジン1の駆動力が各車軸11、12、13、14を介して各タ
イヤ21、22、23、24、25、26、27、28に伝達される。
The input shaft of the transmission 3 is connected to the output shaft of the
4 are connected to the input shafts of differential gears 11D, 12D, 13D, and 14D. For this reason, the driving force of the engine 1 is transmitted to the
図7は、実施形態の制御系の装置構成をブロック図で示している。 FIG. 7 is a block diagram showing the device configuration of the control system of the embodiment.
制御対象は、多軸の車両100であり、4軸の車両100にあっては、中間軸である第
2軸12または/および第3軸13のタイヤに加えるブレーキ力を調整することにより、
車両100のヨーモーメントを制御するものである。
The control target is a
The yaw moment of the
ヨー角制御部40は、車両100のセンサ部70で検出された操舵角γ等のセンサ信号
に基づいて車両100の状態を推定して、車両100を安定走行若しくは回頭性を向上さ
せるのに必要なヨーモーメント指令値、つまりヨーモーメントの目標値ΔMdを生成し、
ヨーモーメント制御部50に出力する。センサ部70で検出されヨー角制御部40に入力
されるセンサ信号は、制御対象の車両100の運転操作や物理的な運動データであり、こ
れらを計測する操舵角センサ、タイヤ回転センサ、車体加速度センサ、車体ヨーレートセ
ンサなどのセンサ信号から直接あるいは推定計算によって間接的に操舵角γ、車体ヨーレ
ートr、車速V、すべり角βなどが求められる。
The yaw
Output to the
ヨーモーメント制御部50は、ヨーモーメントの目標値ΔMdに応じて、車両100の
中間軸に加えるべきブレーキ力を求め、そのブレーキ力が得られるようにブレーキ用の制
御弁を調整して、車両100のヨーモーメントを制御する。ヨーモーメント制御部50は、
選択信号に基づいて中間軸である第2軸12、第3軸13のうちいずれかの車軸または両
方の車軸のブレーキを調整すべきかを判断し、判断した車軸のブレーキ力を調整する。操
舵軸である第2軸12のブレーキ力を調整すると判断された場合には、車両100の操舵
角γに応じてブレーキ力を求める。
The yaw
Based on the selection signal, it is determined whether to adjust the brake of one or both of the
本実施例では、図5に例示するように、中間軸、たとえば第3軸13の左右のタイヤ2
5、26のブレーキ力FbL、FbRを調整して、車両重心Gの時計回り方向を正の方向
とするヨーモーメントΔM、
ΔM=d0×(FbR−FbL)
を発生させるようにしている。
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 5, the left and
By adjusting the braking forces FbL and FbR of Nos. 5 and 26, the yaw moment ΔM with the clockwise direction of the center of gravity G of the vehicle as the positive direction,
ΔM = d0 × (FbR−FbL)
Is generated.
図8は、図7に示す制御系の装置の構成例をブロック図にて示している。 FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the control system apparatus shown in FIG.
同図8に示すように、実施例の装置は、大きくは、センサ部70と、選択部80と、コ
ントローラ30と、第2軸左自動制御弁55、第2軸右自動制御弁56、第3軸左自動制
御弁57、第3軸右自動制御弁58とから構成されている。
As shown in FIG. 8, the apparatus of the embodiment mainly includes a sensor unit 70, a
コントローラ30は、ヨー角制御部40、配分部51、第2軸ブレーキエア算出部52、
第3軸ブレーキエア圧算出部53、ブレーキシリンダ圧力制御部54とを含んで構成され
ている。配分部51、第2軸ブレーキエア算出部52、第3軸ブレーキエア圧算出部53、
ブレーキシリンダ圧力制御部54、第2軸左自動制御弁55、第2軸右自動制御弁56、
第3軸左自動制御弁57、第3軸右自動制御弁58は、図7のヨーモーメント制御部50
の構成要素に対応している。
The controller 30 includes a yaw
A third shaft brake air
Brake cylinder
The third axis left
It corresponds to the component of.
つぎに、図9を参照して実施例のブレーキ系の装置の構成について説明する。実施例の
ブレーキ装置は、空圧源で発生した高圧のエアを、油圧に変換し、油圧によってブレーキ
シリンダのピストンを、ブレーキディスクに押圧する側に作動させて、車輪を制動すると
いうエアブレーキ装置で構成されている。なお、本実施例で制御対象としている車両10
0は、一般自動車よりもはるかに重量と慣性モーメントが大きく、姿勢変化の応答が緩や
かである。したがって、比較的、応答が遅いといわれるエアブレーキ装置を用いてヨーモ
ーメントを発生させて車両100の姿勢を変化させるようにしても、車両の安定性、回頭
性の向上を図るに十分な制御精度が得られる。
Next, the configuration of the brake system device of the embodiment will be described with reference to FIG. The brake device according to the embodiment converts the high-pressure air generated by the pneumatic pressure source into hydraulic pressure, and operates the piston of the brake cylinder to the side that presses against the brake disk by hydraulic pressure to brake the wheel. It consists of Note that the vehicle 10 to be controlled in this embodiment.
0 is much larger in weight and moment of inertia than ordinary automobiles, and its attitude change response is slow. Therefore, even if the yaw moment is generated and the attitude of the
同図9に示すように、8個のタイヤ21、22、23、24、25、26、27、28
にはそれぞれ、独立してブレーキシリンダ91、92、65、66、67、68、93、
94が設けられている。
As shown in FIG. 9, eight
Respectively,
94 is provided.
これらブレーキシリンダのうち、中間軸である第2軸12と第3軸13のブレーキシリ
ンダ65、66、67、68にはそれぞれ、自動制御弁55、56、57、58が取り付
けられている。
Among these brake cylinders,
高圧のエアは、エアタンク60から管路62を経由し、分岐管路62a、62b、62
c、62dを介して、中間軸の自動制御弁55、56、57、58に供給される。自動制
御弁55、56、57、58が開弁動作している場合には、自動制御弁55、56、57、
58それぞれを通過したエアが、中間軸である第2軸12と第3軸13のブレーキシリン
ダ65、66、67、68に供給される。
The high-pressure air passes from the
c, 62d, and supplied to the intermediate shaft
58 passes through each of the
また、中間軸である第2軸12と第3軸13のブレーキシリンダ65、66、67、6
8には、ブレーキペダル90の踏込み操作量に応じた圧力のエアが供給される。すなわち、
高圧のエアは、エアタンク60から管路62を経由し、分岐管路62e、62fを介して、
ブレーキバルブ61に供給される。ブレーキバルブ61は、ブレーキペダル90の踏込み
操作によって動作する。ブレーキバルブ61からは、ブレーキペダル90の踏込み操作量
に応じた圧力のエアが管路63A、63Bに供給され、管路63Aの分岐管路63c、6
3dを介して、中間軸のうち第2軸12の左右の自動制御弁55、56に供給されるとと
もに、管路63Bの分岐管路63e、63fを介して、中間軸のうち第3軸13の左右の
自動制御弁57、58に供給される。自動制御弁55、56、57、58が開弁動作して
いる場合には、自動制御弁55、56、57、58それぞれを通過したエアが、中間軸で
ある第2軸12と第3軸13のブレーキシリンダ65、66、67、68に供給される。
Further, the
8 is supplied with air having a pressure corresponding to the amount of depression of the brake pedal 90. That is,
The high-pressure air passes from the
The brake valve 61 is supplied. The brake valve 61 operates by depressing the brake pedal 90. From the brake valve 61, air having a pressure corresponding to the amount of depression of the brake pedal 90 is supplied to the
It is supplied to the left and right
コントローラ30は、ブレーキペダル90が踏込まれている場合には、自動制御弁55、
56、57、58からブレーキペダル90の踏込み操作量に応じた圧力のエアがブレーキ
シリンダ65、66、67、68に供給されるように制御する。
When the brake pedal 90 is depressed, the controller 30 automatically controls the
Control is performed so that air having a pressure corresponding to the depression operation amount of the brake pedal 90 is supplied to the
一方、第1軸11と第4軸14のブレーキシリンダ91、92、93、94には、ブレ
ーキペダル90の踏込み操作量に応じた圧力のエアが供給される。すなわち、高圧のエア
は、エアタンク60から管路62を経由し、分岐管路62e、62fを介して、ブレーキ
バルブ61に供給される。ブレーキバルブ61からは、ブレーキペダル90の踏込み操作
量に応じた圧力のエアが管路63A、63Bに供給され、管路63Aの分岐管路63g、
63hを介して、第1軸11の左右のブレーキシリンダ91、92に供給されるとともに、
管路63Bの分岐管路63i、63jを介して、第4軸13の左右のブレーキシリンダ9
3、94に供給される。ブレーキペダル90が踏込まれている場合には、ブレーキペダル
90の踏込み操作量に応じた圧力のエアがブレーキシリンダ91、92、93、94に供
給される。
On the other hand, the
Is supplied to the left and
The left and right brake cylinders 9 of the
3 and 94. When the brake pedal 90 is depressed, air having a pressure corresponding to the depression operation amount of the brake pedal 90 is supplied to the
自動制御弁55、56、57、58には、3つの励磁コイル69a、69b、69cが
設けられている。自動制御弁55、56、57、58にはそれぞれ、ブレーキシリンダ6
5、66、67、68のエア圧P2L、P2R、P3L、P3Rを検出する圧力センサ69dが
設けられている。コントローラ30のブレーキシリンダ圧力制御部54は、後述の第2軸
ブレーキエア圧算出部52、第3軸ブレーキエア圧算出部53よりブレーキシリンダ65、
66、67、68の目標エア圧P2Ld、P2Rd、P3Ld、P3Rdを入力するとともに、圧
力センサ69dからブレーキシリンダ65、66、67、68の実際の検出エア圧P2L、
P2R、P3L、P3Rを入力し、目標エア圧P2Ld、P2Rd、P3Ld、P3Rdが得られるよ
うに、自動制御弁55、56、57、58の励磁コイル69a、69b、69cに対して
指令信号i(ia、ib、ic)を出力する。励磁コイル69aには、エア圧を増圧させ
るための指令信号iaが加えられ、励磁コイル69bには、エア圧を現状の圧力値に保持
させるための指令信号ibが加えられ、励磁コイル69cには、エア圧を減圧させるため
の指令信号icが加えられる。
The
A
The target air pressures P2Ld, P2Rd, P3Ld, P3Rd of 66, 67, 68 are input, and the actual detected air pressure P2L of the
By inputting P2R, P3L, P3R, command signals i () to the
増圧指令用の励磁コイル69aに指令信号iaが加えられると、励磁コイル69aが励
磁され、これによりエアタンク60からの元圧をブレーキシリンダ65、66、67、6
8に流入させてエア圧P2L、P2R、P3L、P3Rを増圧するように、自動制御弁55、5
6、57、58が動作する。また、保持指令用の励磁コイル69bに指令信号ibが加え
られると、励磁コイル69bが励磁され、自動制御弁出力側のエアの出入りを遮断してブ
レーキシリンダ65、66、67、68側のエア圧P2L、P2R、P3L、P3Rを保持する
ように、自動制御弁55、56、57、58が動作する。また、減圧指令用の励磁コイル
69cに指令信号icが加えられると、励磁コイル69cが励磁され、これによりエア圧
P2L、P2R、P3L、P3Rを減圧するように、自動制御弁55、56、57、58が動作
する。ブレーキペダル90には、ブレーキペダル90の踏込み操作量Sbを検出するセン
サ72が設けられている。センサ72の検出信号Sbは、コントローラ30のブレーキシ
リンダ圧力制御部54に入力される。コントローラ30のブレーキシリンダ圧力制御部5
4では、入力信号Sbに基づいて、ブレーキペダル90が操作されているか否かを判断し、
ブレーキペダル90が操作されていない場合には、上述したごとく、目標エア圧P2Ld、
P2Rd、P3Ld、P3Rdを得るために自動制御弁55、56、57、58の励磁コイル6
9a、69b、69cに対して指令信号iを出力するが、ブレーキペダル90が操作され
た場合には、目標エア圧P2Ld、P2Rd、P3Ld、P3Rdの指令入力にかかわらず、ブレ
ーキペダル90の操作に応じたエア圧が得られるように、自動制御弁55、56、57、
58の励磁コイル69a、69b、69cに対する指令信号iをオフにする。これは、オ
ペレータの意思にかかわらず自動的にかかるブレーキ力よりも、オペレータの意思に基づ
くマニュアル操作に応じたブレーキ力を優先するという考え方に基づくものである。自動
制御弁55、56、57、58の3つの励磁コイル69a、69b、69cのいずれにも
指令信号ia、ib、icが加えられず、3つの励磁コイル69a、69b、69cのい
ずれもが励磁しない場合には、自動制御弁55、56、57、58は、ブレーキシリンダ
65、66、67、68とブレーキバルブ61を結ぶ単純な配管として機能する。自動制
御弁55、56、57、58の励磁コイル69a、69b、69cのいずれもが励磁され
ない状態でブレーキペダル90が踏込まれると、エアタンク60からの高圧エアがブレー
キバルブ61に流入され、ブレーキバルブ61によって調整された圧力のエアがそのまま
自動制御弁55、56、57、58を通過してブレーキシリンダ65、66、67、68
に流入する。同様に自動制御弁55、56、57、58の励磁コイル69a、69b、6
9cのいずれもが励磁されない状態で、踏んでいたブレーキペダル90から足を離し開放
されると、Lにて示す経路にて、ブレーキシリンダ65、66、67、68に充満してい
た高圧エアが自動制御弁55、56、57、58をそのまま逆流して、ブレーキバルブ6
1から大気へ開放される。なお、本実施例の自動制御弁55、56、57、58は、2つ
以上の励磁コイルに同時に通電されないように構成されている。また、自動制御弁55、
56、57、58は、励磁のON-OFFによって十分高速に開閉されるように構成されて
いる。コントローラ30のブレーキシリンダ圧力制御部54では、以下のようなアルゴリ
ズムにて指令信号iを生成し出力する。たとえば目標エア圧を示す指令信号P3Rdが入力
されたものとする。指令信号P3Rdが入力されると、この指令信号が指示する目標エア圧
P3Rdと、対応する第3軸右自動制御弁58から入力された圧力センサ検出信号が指示す
る現在のエア圧P3Rを、下記のごとく比較し、比較結果に基づいて励磁コイル69a、69
b、69cのいずれか1つを励磁する。
When the command signal ia is applied to the
The
6, 57, 58 operate. Further, when the command signal ib is applied to the holding command
4 determines whether or not the brake pedal 90 is operated based on the input signal Sb.
When the brake pedal 90 is not operated, as described above, the target air pressure P2Ld,
Excitation coil 6 of
A command signal i is output to 9a, 69b and 69c. When the brake pedal 90 is operated, the brake pedal 90 is operated regardless of the command input of the target air pressures P2Ld, P2Rd, P3Ld and P3Rd.
The command signal i for 58
Flow into. Similarly,
When none of 9c is energized, when the foot is released from the brake pedal 90 that was stepped on and released, the high pressure air that has filled the
1 to the atmosphere. Note that the
56, 57, and 58 are configured to be opened and closed at a sufficiently high speed by ON / OFF of excitation. The brake cylinder
Either one of b and 69c is excited.
以下、現在のエア圧P3Rが、目標エア圧P3Rd に一致するまで下記の処理を繰り返す。 Thereafter, the following processing is repeated until the current air pressure P3R matches the target air pressure P3Rd.
1)P3R<P3Rdであれば、第3軸右自動制御弁58の励磁コイル69aを励磁して増圧
する。
1) If P3R <P3Rd, the
2)P3RがP3Rdに概ね等しければ、第3軸右自動制御弁58の励磁コイル69b
を励磁して、エア圧力を保持する。
2) If P3R is approximately equal to P3Rd, the
To maintain air pressure.
3)P3R>P3Rdであれば、第3軸右自動制御弁58の励磁コイル69cを励磁して
減圧する。つぎに、ヨー角制御部40で行なわれる処理について事例を挙げて説明す
る。図10は、本発明の制御が行なわれないとした場合の車両100の挙動の一例を
示す。図10(a)は、車両100がトンネル1000の出口からトンネル1000
の外に出た瞬間に強い横風を受けた場面を示す。トンネル1000を抜けた瞬間、ま
ず車両100の前部左側面に横風を受けるため、運転者が操舵操作しないにもかかわ
らず、前側のタイヤ21、22、23、24に右向きの横力Fhが生じ、車体101
には、時計回り(右回り)にヨーモーメントΔMnを生じて、ヨーレートrが発生す
る。
3) If P3R> P3Rd, the
The scene that received a strong crosswind at the moment of going outside. At the moment of passing through the
, A yaw moment ΔMn is generated clockwise (clockwise), and a yaw rate r is generated.
仮に、このまま操縦者がステアリングハンドルを操作しなければ、図10(b)に示す
ように、車両100は、同じ時計回り方向(右方向)に姿勢を変えて、直進方向から斜め
方向に向きを変えることなる。このとき運転者にとっては突然ハンドルをとられたような
感覚におそわれる。
If the driver does not operate the steering wheel as it is, the
車両100を直進方向に復帰させるには、運転者は受けた外乱の影響を打ち消す方向に、
つまり外乱によって生じたヨーモーメントΔMn、ヨーレートrを打ち消す方向にステア
リングハンドルをきって車両100の進路、姿勢を修正しなければならない。
In order to return the
That is, it is necessary to correct the course and posture of the
このような事例に鑑みてヨー角制御部40では以下のような処理が実行される。
In view of such a case, the yaw
すなわち、
1)センサ部70で検出された制御対象の車両100のヨーレートr、ヨー加速度などか
ら、すべり角βを推定演算する。なお、すべり角を直接検出するようにセンサ部70を構
成してもよい。
That is,
1) The slip angle β is estimated and calculated from the yaw rate r and yaw acceleration of the
2)つぎに、センサ部70より、制御対象の車両100のステアリングハンドルの操舵角
γを読み取る。
2) Next, the steering angle γ of the steering handle of the
3)つぎに、操舵角γの大きさに基づいて、理想的なすべり角βdの大きさが求められる。 3) Next, based on the magnitude of the steering angle γ, the ideal magnitude of the slip angle βd is obtained.
ここで、操舵角γの大きさに対応する理想的なすべり角βdのデータが予め記憶されてい
る。これは、操舵角γの大きさが定まれば、車両100を安定して走行させたり回頭性よ
く走行させたりすることができる理想的なすべり角βdの値あるいは範囲が一義的に定ま
ることによるからである。図10の事例のごとく、車両100が未だトンネル1000内
を走行していて、操舵角γを中立付近に保持して車両100を直進させている場合には、
理想的なすべり角βdは、ゼロであるべきであると判断される。
Here, data of an ideal slip angle βd corresponding to the magnitude of the steering angle γ is stored in advance. This is because, if the magnitude of the steering angle γ is determined, the ideal value or range of the ideal slip angle βd that allows the
It is determined that the ideal slip angle βd should be zero.
4)つぎに、理想的なすべり角βdと現実のすべり角βとの間で所定以上のずれが生じた
か否かが判断される。
4) Next, it is determined whether or not a deviation of a predetermined value or more has occurred between the ideal slip angle βd and the actual slip angle β.
図10の事例のように、車両100がトンネル1000を抜け出ると、車両100は横
風を受け、前述したごとく、外乱によってヨーモーメントΔMn、ヨーレートrが発生し、
車体101の向きと進行方向に差異が生じ、実際のすべり角βがゼロからずれてくる。
As in the case of FIG. 10, when the
A difference occurs between the direction of the
5)つぎに、理想的なすべり角βdと現実のすべり角βとの間で所定以上のずれが生じた
場合には、車体101に外乱のヨーモーメントΔMn、ヨーレートrを打ち消して、すべ
り角βを理想的なすべり角βd(ゼロ)にするためのヨーモーメントΔMdを与えるべき
と判断される。
5) Next, when a deviation of a predetermined amount or more occurs between the ideal slip angle βd and the actual slip angle βd, the disturbance yaw moment ΔMn and yaw rate r are canceled in the
6)つぎに、センサ部70の検出信号より、車体101に加わっている外乱のヨーモーメ
ントΔMn、ヨーレートrを推定演算あるいは直接的に検出し、これらを打ち消し、すべ
り角βを理想的なすべり角βd(ゼロ)にするために必要な車両100に与えるべきヨー
モーメントの目標値ΔMdを演算し、コントローラ30の配分部51に指令値として出力
する。
6) Next, from the detection signal of the sensor unit 70, the yaw moment ΔMn and yaw rate r of the disturbance applied to the
図10は、車両100の直進状態を保持する事例であるが、つぎに図11を参照して、
車両100が旋回しているときの事例について説明する。
FIG. 10 is an example of maintaining the straight traveling state of the
A case where the
図11は、車両100が右旋回している場合の各軌跡LN0、LN1、LN2、LN3
を示しており、いずれも同じ量の操舵角γを与えた場合の軌跡である。
FIG. 11 shows the trajectories LN0, LN1, LN2, and LN3 when the
These are trajectories when the same amount of steering angle γ is given.
軌跡LN0は、本発明の制御を行なわなかった場合の軌跡であり、路面状態が良好かつ
積載物が適正な範囲での軌跡を示している。これに対して、軌跡LN3は、本発明の制御
を行なわなかった場合の軌跡であり、路面状態が悪かったり、あるいは積載物が適正な範
囲を超えた場合の軌跡を示している。すなわち、操舵角γに比較して極端にすべり角βが
大きくなり、理想的なすべり角βdと現実のすべり角βとの間で大きなずれが生じると、
車両100は、右方向に大きくドリフトしたり、スピンアウトすることがある。
The trajectory LN0 is a trajectory when the control of the present invention is not performed, and indicates a trajectory in a range where the road surface state is good and the load is appropriate. On the other hand, the trajectory LN3 is a trajectory when the control of the present invention is not performed, and indicates a trajectory when the road surface state is bad or the load exceeds an appropriate range. That is, when the slip angle β is extremely larger than the steering angle γ and a large deviation occurs between the ideal slip angle βd and the actual slip angle β,
The
軌跡LN1は、軌跡LN0よりもアンダーステア傾向の軌跡である。軌跡LN1は、軌
跡LN0に比較して、すべり角βが小さい。軌跡LN2は、軌跡LN0よりもオーバース
テア傾向の軌跡である。軌跡LN2は、軌跡LN0に比較して、すべり角βが大きい。
The locus LN1 is a locus with an understeer tendency than the locus LN0. The locus LN1 has a smaller slip angle β than the locus LN0. The locus LN2 is a locus having an oversteer tendency than the locus LN0. The locus LN2 has a larger slip angle β than the locus LN0.
車両旋回時にヨー角制御部40が行なう制御は、たとえば以下のとおりである。
The control performed by the yaw
a)車両100に直進性に与え車両旋回時の走行安定性を向上させたい場合には、軌跡L
N0よりもアンダーステアとなる軌跡LN1に沿って旋回走行させるために必要な、車体
101に左回りのヨーモーメントΔMLを演算して、これを目標値とするヨーモーメント
指令値ΔMdを出力する。このような制御を行なうためには、操舵角γに対して理想的な
すべり角βdの値は、小さめの値が予め設定される。
a) When it is desired to improve the running stability when the vehicle turns by giving the
A counterclockwise yaw moment ΔML is calculated for the
b)車両100に回頭性に与え車両旋回半径を小さくして車両旋回時の操縦性を向上させ
たい場合には、軌跡LN0よりもオーバーステアとなる軌跡LN2に沿って旋回走行させ
るために必要な、車体101に右回りのヨーモーメントΔMRを演算して、これを目標値
とするヨーモーメント指令値ΔMdを出力する。このような制御を行なうためには、操舵
角γに対して理想的なすべり角βdの値は、大きめの値が予め設定される。
b) Necessary for turning the
c)路面状態が悪くなったり、積載物が適正範囲を超えて、車両100の理想的なすべり
角βdと現実のすべり角βとの間で大きなずれが生じ、軌跡LN3を辿るおそれがあると
判断された場合には、ドリフトやスピンアウトの挙動を打ち消すための車体左回りのヨー
モーメントを演算し、これを目標値とするヨーモーメント指令値ΔMdを出力する。なお、
どのような軌跡に復帰させるかは、操舵角γに対する理想的なすべり角βdの大きさの設
定次第である。アンダーステア傾向の軌跡に復帰させたい場合には、操舵角γに対して理
想的なすべり角βdの値を、小さめの値に設定すればよく、オーバーステア傾向の軌跡に
復帰させたい場合には、操舵角γに対して理想的なすべり角βdの値を、大きめの値に設
定すればよい。
c) When the road surface condition is deteriorated or the load exceeds the appropriate range, there is a possibility that a large shift occurs between the ideal slip angle βd of the
The trajectory to be returned depends on the setting of the ideal slip angle βd with respect to the steering angle γ. When it is desired to return to the trajectory of the understeer tendency, the ideal slip angle βd should be set to a smaller value with respect to the steering angle γ. The ideal value of the slip angle βd with respect to the steering angle γ may be set to a larger value.
つぎに、選択部80について説明する。
Next, the
選択部80は、ブレーキ力Fbを与えるべき対象の車軸を選択操作するために設けられ
ている。選択部80は、たとえば運転席の操作盤に設けられた手動のスイッチで構成され
ている。
The
4軸、8輪の車両100の場合には、中間軸たる第2軸12、第3軸13のタイヤ23、
24、25、26にブレーキ力Fbを付与する。しかし、多軸車両100の場合には、同
じ中間軸であっても、操舵軸である第2軸12にブレーキをかけた場合と、非操舵軸であ
る第3軸13にブレーキをかけた場合とでは、後述するように、その目的、効果は異なる。
In the case of a four-axis, eight-
Brake force Fb is applied to 24, 25, and 26. However, in the case of the
また、中間軸11、12の全てにブレーキをかけた場合と、いずれか一方の中間軸のみに
ブレーキをかけた場合とでは、その目的、効果は異なる。選択部80は、このような事情
に鑑み、状況に応じてブレーキをかけるべき車軸を選択するために設けられている。
Also, the purpose and effect differ between when the brake is applied to all of the
操作盤には、「全中間軸制動」と「単軸制動」の2種類のモードを選択する手動スイッチ
が設けられている。「全中間軸制動」モードは、中間軸11、12の全てにブレーキをかけ
るときに選択されるモードである。「単軸制動」モードは、一方の中間軸のみにブレーキを
かけるときに選択されるモードである。4軸車両の場合には、「単軸制動」モードは、「第
2軸」を選択するモード、つまり第2軸12にブレーキをかけることを選択するモードと、
「第3軸」を選択するモード、つまり第3軸13にブレーキをかけることを選択するモー
ドに更に分けられている。以下、各モードを選択する目的、効果について説明する。
The operation panel is provided with a manual switch for selecting two types of modes, “all intermediate axis braking” and “single axis braking”. The “all intermediate shaft braking” mode is a mode selected when braking is applied to all the
The mode is further divided into a mode for selecting “third axis”, that is, a mode for selecting braking on the
(1)「全中間軸制動」モード選択時
図2を用いて前述したように、ひとつのタイヤで発生させることができるブレーキ力F
bの最大値は、摩擦円Scによって制約される。このため、多数の中間軸、つまり4軸車
両100の場合には、第2軸12と第3軸13の両方のブレーキを、同時に作動させれば、
個々の中間軸単独にブレーキを作動させた場合よりも、強いヨーモーメントΔMを発生さ
せることができる。また、全ての中間軸(第2軸12と第3軸13)の合計で発生し得る
最大ブレーキ力が大きいため、ブレーキ力の強さの調整範囲が広く、ブレーキ力の自動調
整により、車両全体で発生し得るヨーモーメントΔMの強さの調整範囲を広くとれる利点
がある。
(1) When the “all intermediate shaft braking” mode is selected, as described above with reference to FIG. 2, the braking force F that can be generated by one tire.
The maximum value of b is constrained by the friction circle Sc. For this reason, in the case of a large number of intermediate shafts, that is, a four-
It is possible to generate a stronger yaw moment ΔM than when the brakes are individually operated on the individual intermediate shafts. In addition, since the maximum braking force that can be generated by the sum of all the intermediate shafts (
しかし、その反面、複数の中間軸の多数のタイヤにブレーキ力を作用させているため車
両全体に働くブレーキ力が強くなり、その結果、運転者がブレーキペダル90を踏まない
にもかかわらず、また公道走行仕様の車両にあってはブレーキ灯が点灯することなく、車
両100が急減速するおそれがある。このため車両100の速度が落ちて一時的にせよ作
業効率が損なわれたり、公道走行をしている他車両に影響を与えるおそれがある。したが
って、このモードは、減速してもよい状況、あるいは公道以外の場所で使用することが望
ましい。なお、車両100の減速度をセンサ部70の検出信号より検出して、減速度が所
定の値を超えた場合には、ブレーキ灯を自動的に点灯させるようにしてもよい。
However, on the other hand, since the braking force is applied to a large number of tires of a plurality of intermediate shafts, the braking force acting on the entire vehicle becomes strong, and as a result, even though the driver does not step on the brake pedal 90, In a vehicle with a public road running specification, the
(2)「単軸制動」モード選択時
公道走行時などの急減速が好ましくない状況では、比較的、ブレーキ力の小さなこの「単
軸制動」のモードを使用することが望ましい。「単軸制動」モードのうち、操舵軸である「第
2軸」モードを選択した場合と、非操舵軸である「第3軸」モードを選択した場合とでは、
発生するヨーモーメントΔMが、制御中における操舵角γの値と制動輪の役割(=外輪、
内輪)に応じて、車両の挙動が異なるので注意が必要である。
(2) When “Single Axis Braking” Mode is Selected In situations where rapid deceleration is not desirable, such as when driving on public roads, it is desirable to use this “single axis braking” mode, which has a relatively small braking force. In the “single axis braking” mode, when the “second axis” mode that is the steering axis is selected, and when the “third axis” mode that is the non-steering axis is selected,
The generated yaw moment ΔM determines the value of the steering angle γ during control and the role of the braking wheel (= outer wheel,
Care must be taken because the behavior of the vehicle varies depending on the inner ring.
これについて図11、図12を併せ参照して説明する。 This will be described with reference to FIGS.
図12は、図11に示すように車両100の右旋回時に各中間軸の各タイヤにブレーキ
をかけたときにそれぞれ発生するヨーモーメントを対比した図である。
FIG. 12 is a diagram comparing the yaw moments generated when the brakes are applied to the tires of the intermediate shafts when the
車両100の中間軸12、13の各タイヤ23、24、25、26には、同じ大きさF
0のブレーキ力F2L、F2R、F3L、F3Rが作用するものとする。また車両重心Gから左
右それぞれのタイヤまでの距離をd0とする。
The
It is assumed that zero braking force F2L, F2R, F3L, F3R acts. The distance from the vehicle center of gravity G to the left and right tires is d0.
車両重心Gから第2軸12の左タイヤ23までのヨーモーメントの腕の長さをd2Lと
し、車両重心Gから第2軸12の右タイヤ24までのヨーモーメントの腕の長さをd2R
とし、車両重心Gから第3軸13の左タイヤ25までのヨーモーメントの腕の長さをd3L
とし、車両重心Gから第3軸13の右タイヤ26までのヨーモーメントの腕の長さをd3R
とする。
The length of the arm of the yaw moment from the vehicle center of gravity G to the
The length of the arm of the yaw moment from the center of gravity G of the vehicle to the
And the length of the arm of the yaw moment from the center of gravity G of the vehicle to the
And
例えば、車両100の挙動を安定化させる目的でアンダーステア傾向の軌跡LN1を辿
るべく、第2軸12だけにブレーキ力F0を与えて左回りのヨーモーメントΔML(F2L
×d2L)を発生させようとする場合には、同じブレーキ力F0を第3軸13だけに与えた
場合のヨーモーメント(F3L×d3L(=d0))よりも強いヨーモーメントが得られる。
For example, in order to follow the trajectory LN1 of the understeer tendency for the purpose of stabilizing the behavior of the
When trying to generate (× d2L), a yaw moment stronger than the yaw moment (F3L × d3L (= d0)) when the same braking force F0 is applied only to the
これは、操舵軸である第2軸12を右に操舵して右旋回しているときに、外輪側(安定化
させる働きを持つ)の左タイヤ23に加わるブレーキ力F2Lのモーメントアームd2Lは、
操舵角γ、つまりタイヤの転舵角δの影響で、非操舵軸である第3軸13の同じ左タイヤ
25に加わるブレーキ力F3Lのモーメントアームd3L(=d0)よりも長くなるからであ
る。したがって、「単軸制動」モードで車両100をアンダーステア傾向で旋回走行させる
場合であって、ブレーキ力の調整範囲を広くとり車両全体で発生し得るヨーモーメントΔ
Mの強さの調整範囲を広くとりたい状況のときには、ブレーキ力が比較的強い「第2軸」
モードを選択することが望ましい。また、「単軸制動」モードで車両100をアンダーステ
ア傾向で旋回走行させる場合であって、ブレーキ力を弱くして車両100の減速を望まな
い状況のときには、ブレーキ力が比較的弱い「第3軸」モードを選択することが望ましい。
This is because the moment arm d2L of the braking force F2L applied to the
This is because the steering angle γ, that is, the turning angle δ of the tire, is longer than the moment arm d3L (= d0) of the braking force F3L applied to the same
When you want to have a wide adjustment range for the M strength, the "second axis" has a relatively strong braking force.
It is desirable to select a mode. Further, when the
逆に、車両100の回頭性を高める目的でオーバーステア傾向の軌跡LN2を辿るべく、
第2軸12だけにブレーキ力F0を与えて右回りのヨーモーメントΔMR(F2R×d2R)
を発生させようとする場合には、同じブレーキ力F0を、第3軸13だけに与えた場合の
ヨーモーメント(F3R×d3R(=d0))よりも弱いヨーモーメントが得られる。これは、
操舵軸である第2軸12を右に操舵して右旋回しているときに、内輪側(=旋回半径を縮
小する働きを持つ)の右タイヤ24に加わるブレーキ力F2Rのモーメントアームd2Rは、
操舵角γ、つまりタイヤの転舵角δの影響で、非操舵軸である第3軸13の同じ右タイヤ
26に加わるブレーキ力F3Rのモーメントアームd3R(=d0)よりも短くなるからであ
る。したがって、「単軸制動」モードで車両100をオーバーステア傾向で旋回走行させる
場合であって、ブレーキ力の調整範囲を広くとり車両全体で発生し得るヨーモーメントΔ
Mの強さの調整範囲を広くとりたい状況のときには、ブレーキ力が比較的強い「第3軸」
モードを選択することが望ましい。また、「単軸制動」モードで車両100をオーバーステ
ア傾向で旋回走行させる場合であって、ブレーキ力を弱くして車両100の減速を望まな
い状況のときには、「第2軸」モードを選択することが望ましい。
Conversely, in order to follow the trajectory LN2 of the oversteer tendency for the purpose of improving the turning ability of the
A braking force F0 is applied only to the
When the same braking force F0 is applied only to the
The moment arm d2R of the braking force F2R applied to the
This is because the steering angle γ, that is, the tire turning angle δ, is shorter than the moment arm d3R (= d0) of the braking force F3R applied to the same
“Axis 3” is a relatively strong brake force for situations where it is desired to have a wide adjustment range for the strength of M.
It is desirable to select a mode. Further, when the
また、非操舵軸の第3軸13にブレーキ力を与える「第3軸」モード選択時には、操舵
角角γ、つまりタイヤの転舵角δの影響でヨーモーメントが変動することがない。このた
め、第3軸13は、車両旋回走行時に操舵角γに依存することなく安定して一定の最大の
ヨーモーメントを発生させることができるという利点がある。したがって、「第3軸」モー
ドは、車両旋回走行時に安定して一定の最大ヨーモーメントを発生させることが必要な状
況で選択することが望ましい。
Further, when the “third axis” mode in which the braking force is applied to the
なお、上述の説明では、選択部80によって、オペレータが任意に、全ての中間軸を、
またはいずれか一方の中間軸を選択するものとしているが、このような選択をコントロー
ラ30が車両100の状態に応じて自動的に行なう実施も可能である。たとえば、車両1
00を状況に応じて、「第2軸」モードを自動的に選択してアンダーステア傾向で旋回走行
させたり、「第3軸」モードを自動的に選択してオーバーステア傾向で走行させるような実
施も可能である。
In the above description, the
Alternatively, either one of the intermediate shafts is selected, but it is also possible for the controller 30 to automatically perform such selection according to the state of the
Depending on the situation, 00 is automatically selected as the “second axis” mode and turns with an understeer tendency, or the “third axis” mode is automatically selected as an oversteer tendency. Is also possible.
つぎに、コントローラ30の配分部51について説明する。
Next, the
配分部51は、選択部80で選択されたモードと、ヨー角制御部40から出力されたヨ
ーモーメント指令値ΔMdを入力して、この指令値で指示されるヨーモーメント目標値Δ
Mdを、選択されたモードで指示される中間軸に配分する処理部である。配分部51では、
以下に示す処理にて、中間軸である第2軸12、第3軸13で発生すべきそれぞれの第2
軸ヨーモーメント指令値ΔM2、第3軸ヨーモーメント指令値ΔM3が算出される。
The
A processing unit that distributes Md to the intermediate axis designated in the selected mode. In the
In the processing shown below, each of the second axes to be generated on the
An axis yaw moment command value ΔM2 and a third axis yaw moment command value ΔM3 are calculated.
1)選択部80で第2軸12、第3軸13のいずれもが選択されてない場合には、
ΔM2=ΔM3=0 …(31)
とする。
2)選択部80で、第2軸12だけが選択された場合には、
ΔM2=ΔMd、ΔM3=0 …(32)
とする。ただし、ヨーモーメント目標値ΔMdが、その時点の操舵角γで第2軸12で発
生し得る最大ヨーモーメントを超える場合には、ヨーモーメントが頭打ちになって飽和す
ることになる。
1) When neither the
ΔM2 = ΔM3 = 0 (31)
And
2) When only the
ΔM2 = ΔMd, ΔM3 = 0 (32)
And However, when the yaw moment target value ΔMd exceeds the maximum yaw moment that can be generated on the
3)選択部80で、第3軸13だけが選択された場合には、
ΔM3=ΔMd、ΔM2=0 …(33)
とする。ただし、ヨーモーメント目標値ΔMdが、第3軸13で発生し得る最大ヨーモー
メントを超える場合には、ヨーモーメントが頭打ちになって飽和することになる。
3) When only the
ΔM3 = ΔMd, ΔM2 = 0 (33)
And However, when the yaw moment target value ΔMd exceeds the maximum yaw moment that can be generated on the
4)選択部80で、第2軸12と第3軸13が同時に選択された場合には、操舵角γに影
響されない第3軸13にヨーモーメントを主として配分し、第3軸13で発生し得るヨー
モーメントで不足する分を第2軸12でまかななうようにする。すなわち、
(a)ヨーモーメント目標値ΔMdが第3軸13で発生し得るヨーモーメントΔM3の最
大値ΔM3maxよりも小さい場合には、
ΔM3=ΔMd、ΔM2=0 …(34)
とする。
4) When the
(A) When the yaw moment target value ΔMd is smaller than the maximum value ΔM3max of the yaw moment ΔM3 that can be generated on the
ΔM3 = ΔMd, ΔM2 = 0 (34)
And
(b)ヨーモーメント目標値ΔMdが第3軸13で発生し得るヨーモーメントΔM3の最
大値ΔM3maxを超える場合には、
ΔM3=ΔM3max、ΔM2=ΔMd−ΔM3max …(35)
とする。ただし、第2軸のヨーモーメントの目標値ΔM2が、その時点の操舵角γで第2
軸12で発生し得る最大ヨーモーメントを超える場合には、ヨーモーメントが頭打ちにな
って飽和することになる。
(B) When the yaw moment target value ΔMd exceeds the maximum value ΔM3max of the yaw moment ΔM3 that can be generated on the
ΔM3 = ΔM3max, ΔM2 = ΔMd−ΔM3max (35)
And However, the target value ΔM2 of the yaw moment of the second axis is the second value at the steering angle γ at that time.
If the maximum yaw moment that can be generated on the
上記のごとく算出された第2軸ヨーモーメント指令値ΔM2、第3軸ヨーモーメント指
令値ΔM3はそれぞれ、第2軸ブレーキエア圧算出部52、第3軸ブレーキエア圧算出部
53に出力される。
The second axis yaw moment command value ΔM2 and the third axis yaw moment command value ΔM3 calculated as described above are output to the second axis brake air
つぎに、第2軸ブレーキエア圧算出部52、第3軸ブレーキエア圧算出部53で行なわ
れる処理について説明する。
Next, processing performed by the second axis brake air
第2軸ブレーキエア圧算出部52は、センサ部70のセンサ71で検出されたステアリ
ングハンドルの操舵角γを入力するとともに、配分部51で算出された第2軸ヨーモーメ
ント指令値ΔM2を入力して、現在の操舵角γで、ヨーモーメント目標値ΔM2を得るた
めに必要な第2軸左ブレーキシリンダ65、第2軸右ブレーキシリンダ66の目標エア圧
P2Ld、P2Rdを算出して、この算出した目標エア圧P2Ld、P2Rdをブレーキシリンダ
圧力制御部54に出力する。
The second axis brake air
第3軸ブレーキエア圧算出部53は、配分部51で算出された第3軸ヨーモーメント指
令値ΔM3を入力して、ヨーモーメント目標値ΔM3を得るために必要な第3軸左ブレー
キシリンダ67、第3軸右ブレーキシリンダ68の目標エア圧P3Ld、P3Rdを算出して、
この算出した目標エア圧P3Ld、P3Rdをブレーキシリンダ圧力制御部54に出力する。
The third-axis brake air
The calculated target air pressures P3Ld and P3Rd are output to the brake cylinder
(第3軸ブレーキエア圧算出部53で行なわれる処理)
図13は、図5、図12と同じく車両100を上面からみた図で、第3軸13の左右の
タイヤ25、26それぞれにブレーキ力F3L、F3Rを作用させることによって、車両重
心G周りにヨーモーメントΔM3が発生することを説明する図である。
(Processing performed by the third axis brake air pressure calculation unit 53)
FIG. 13 is a view of the
なお、車両100によっては、重心Gの位置は、左右のタイヤ間の中心に存在するとは
限らない。車両重心Gから左側タイヤの中心線までの距離をdLとし、車両重心Gから右
側タイヤの中心線までの距離をdRとすると、第3軸13の左タイヤ25に作用するブレ
ーキ力F3Lによるヨーモーメントの腕の長さはdLとなり、第3軸13の右タイヤ26に
作用するブレーキ力F3Rによるヨーモーメントの腕の長さはdRとなる。
Note that, depending on the
第3軸左タイヤ25、第3軸右タイヤ26それぞれに作用するブレーキ力F3L、F3Rに
よって車両重心Gの時計方向(右方向)回りに発生するヨーモーメントΔM3は、
ΔM3=dR・F3R−dL・F3L …(1)
となる。
The yaw moment ΔM3 generated in the clockwise direction (right direction) of the center of gravity G of the vehicle by the braking forces F3L and F3R acting on the third axis left
ΔM3 = dR · F3R−dL · F3L (1)
It becomes.
したがって、上記(1)式のヨーモメントΔM3の極性が正であるならば、車両100
に右回りのヨーモーメントが発生し、上記(1)式のヨーモメントΔM3の極性が負であ
るならば、車両100に左回りのヨーモーメントが発生することになる。
Therefore, if the polarity of the yamment ΔM3 in the equation (1) is positive, the
If a yaw moment in the clockwise direction is generated in the
図14は、第3ブレーキエア圧算出部53、第2ブレーキ圧算出部52で行なわれる処
理手順を示すフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart showing a processing procedure performed by the third brake air
すなわち、入力された第3軸ヨーモメント目標値ΔM3の絶対値を読み取るとともに、
その極性が正であるか負であるかが判断される(ステップ201)。この結果、第3軸ヨー
モーメント目標値ΔM3の絶対値が無視できるほど小さい場合には、第3軸左タイヤ25、
第3軸右タイヤ26それぞれに作用させるべきブレーキ力F3L、F3Rはゼロとみなし、対
応する第3軸左ブレーキシリンダ67、第3軸右ブレーキシリンダ68の目標エア圧P
3Ld、P3Rdをゼロとする(ステップ203)。
That is, while reading the absolute value of the input third axis yamment target value ΔM3,
It is determined whether the polarity is positive or negative (step 201). As a result, if the absolute value of the third axis yaw moment target value ΔM3 is negligibly small, the third axis left
The brake forces F3L and F3R to be applied to the third shaft
3Ld and P3Rd are set to zero (step 203).
第3軸ヨーモーメント目標値ΔM3の極性が正、つまりΔM3>0である場合には、Δ
M3>0となる条件で後述のごとく第3軸左ブレーキシリンダ67、第3軸右ブレーキシリ
ンダ68の目標エア圧P3Ld、P3Rdを算出する(ステップ202)。
If the polarity of the third axis yaw moment target value ΔM3 is positive, that is, ΔM3> 0, Δ
The target air pressures P3Ld and P3Rd of the third axis left
第3軸ヨーモーメント目標値ΔM3の極性が負、つまりΔM3<0である場合には、Δ
M3<0となる条件で後述のごとく第3軸左ブレーキシリンダ67、第3軸右ブレーキシリ
ンダ68の目標エア圧P3Ld、P3Rdを算出する(ステップ204)。
If the polarity of the third axis yaw moment target value ΔM3 is negative, that is, ΔM3 <0, Δ
As will be described later, target air pressures P3Ld and P3Rd for the third shaft left
(ΔM3>0となる条件(右回りのヨーモーメントを発生させる条件)で目標エア圧P3Ld、
P3Rdを算出する処理)
車両重心Gの周りにヨーモーメントを発生させるにあたり、車両100を無駄に減速さ
せないためには、発生させたい方向のヨーモーメントを打ち消す方向に作用するブレーキ
力はゼロにすることが望ましい。しかし、実際には、ブレーキ配管内に与圧を与えて応答
を早める必要があるなどの理由で、上記打ち消す方向のブレーキ力をゼロにすることはで
きず、最小の値を印加する必要がある。このため右方向のヨーモーメントを打ち消す方向
に作用するブレーキ力、つまり第3軸左タイヤ25に作用するブレーキ力F3Lを、最小の
ブレーキ力F3Lmin(固定値)とする。したがって、第3軸13に発生するヨーモーメント
ΔM3は、下記の式で与えられる。
(Target air pressure P3Ld under conditions that ΔM3> 0 (conditions for generating a clockwise yaw moment)
Processing to calculate P3Rd)
When the yaw moment is generated around the center of gravity G of the vehicle, in order not to decelerate the
ΔM3=dR・F3R−dL・F3Lmin -…-(2)
したがって、第3軸ヨーモーメント目標値ΔM3を発生させるために、右タイヤ26に作用
させるべきブレーキ力F3Rは、下式で与えられる。
F3R=(1/dR)・(ΔM3+dL・F3Lmin) …(3)
ブレーキシリンダ65〜68に加えられるエア圧Pと、対応するタイヤ23〜26に作
用するブレーキ力Fとの間には、F=f(P)なる関数関係がある。ここでは説明の便宜
のために、関数fを線形化して、
F=S0・P+Fe …(4)
とすれば、エア圧Pは、
P=(F−Fe)/S0 …(5)
で表される。ただし、S0はブレーキシリンダ65〜68の有効断面積であり、Feは定数
である。
ΔM3 = dR / F3R-dL / F3Lmin-(2)
Accordingly, the brake force F3R to be applied to the
F3R = (1 / dR) · (ΔM3 + dL · F3Lmin) (3)
There is a functional relationship F = f (P) between the air pressure P applied to the
F = S0 · P + Fe (4)
If so, the air pressure P is
P = (F−Fe) / S0 (5)
It is represented by However, S0 is an effective sectional area of the
よって、右回りのモーメントΔM3を発生させるために第3軸13の左右タイヤ25、2
6に対応するブレーキシリンダ67、68に印加すべきエア圧P3Ld、P3Rdは、下式で
与えられる。
Therefore, in order to generate the clockwise moment ΔM3, the left and
Air pressures P3Ld and P3Rd to be applied to the
第3軸右タイヤ26に対応するブレーキシリンダ68に印加すべきエア圧P3Rdは、
(3)式、(5)式を用いて、
P3Rd=(F3R−Fe)/S0
=(1/S0・dR)・(ΔM3+dL・F3Lmin)−Fe/S0 …(6)
となる。
The air pressure P3Rd to be applied to the
Using Equation (3) and Equation (5),
P3Rd = (F3R−Fe) / S0
= (1 / S0 · dR) · (ΔM3 + dL · F3Lmin) −Fe / S0 (6)
It becomes.
第3軸左タイヤ25に対応するブレーキシリンダ67に印加すべきエア圧P3Ldは、既
知のブレーキ力F3Lmin(固定値)、(5)式を用いて、
P3Ld=(F3Lmin−Fe)/S0 …(7)
となる。
The air pressure P3Ld to be applied to the
P3Ld = (F3Lmin−Fe) / S0 (7)
It becomes.
このようにして、ΔM3>0となる条件で第3軸左ブレーキシリンダ67、第3軸右ブレ
ーキシリンダ68に印加すべき目標エア圧P3Ld、P3Rdがそれぞれ、上記(7)式、(6)
式のごとく算出される。
In this way, the target air pressures P3Ld and P3Rd to be applied to the third shaft left
Calculated as in the equation.
(ΔM3<0となる条件(左回りのヨーモーメントを発生させる条件)で目標エア圧P3Ld、
P3Rdを算出する処理)
上述したのと同様に、左方向のヨーモーメントを打ち消す方向に作用するブレーキ力、
つまり第3軸右タイヤ26に作用するブレーキ力F3Rは、最小のブレーキ力F3Rmin(固
定値)とする。したがって、第3軸13に発生するヨーモーメントΔM3は、下記の式で
与えられる。
(Target air pressure P3Ld under the condition of ΔM3 <0 (condition for generating counterclockwise yaw moment),
Processing to calculate P3Rd)
As described above, the braking force acting in the direction to cancel the yaw moment in the left direction,
That is, the brake force F3R acting on the third shaft
ΔM3=dR・F3Rmin−dL・F3L -…-(8)
したがって、第3軸ヨーモーメント目標値ΔM3を発生させるために、左タイヤ25に作用
させるべきブレーキ力F3Lは、下式で与えられる。
ΔM3 = dR / F3Rmin-dL / F3L-(8)
Accordingly, the brake force F3L to be applied to the
F3L=(1/dL)・(dR・F3Rmin−ΔM3) …(9)
よって、左回りのモーメントΔM3を発生させるために第3軸13の左右タイヤ25、2
6に対応するブレーキシリンダ67、68に印加すべきエア圧P3Ld、P3Rdは、下式で
与えられる。
F3L = (1 / dL) ・ (dR ・ F3Rmin−ΔM3) (9)
Therefore, in order to generate the counterclockwise moment ΔM3, the left and
Air pressures P3Ld and P3Rd to be applied to the
第3軸左タイヤ25に対応するブレーキシリンダ67に印加すべきエア圧P3Ldは、
(9)式、前記した(5)式を用いて、
P3Ld=(F3L−Fe)/S0
=(1/S0・dL)・(dR・F3Rmin−ΔM3)−Fe/S0 …(10)
となる。
The air pressure P3Ld to be applied to the
Using equation (9) and equation (5) above,
P3Ld = (F3L−Fe) / S0
= (1 / S0 · dL) · (dR · F3Rmin−ΔM3) −Fe / S0 (10)
It becomes.
第3軸右タイヤ26に対応するブレーキシリンダ68に印加すべきエア圧P3Rdは、既
知のブレーキ力F3Rmin(固定値)、前記した(5)式を用いて、
P3Rd=(F3Rmin−Fe)/S0 …(11)
となる。
The air pressure P3Rd to be applied to the
P3Rd = (F3Rmin−Fe) / S0 (11)
It becomes.
このようにして、ΔM3<0となる条件で、第3軸左ブレーキシリンダ67、第3軸右ブ
レーキシリンダ68に印加すべき目標エア圧P3Ld、P3Rdがそれぞれ、上記(10)式、
(11)式のごとく算出される。
In this way, the target air pressures P3Ld and P3Rd to be applied to the third shaft left
(11) Calculated according to the equation.
(第2軸ブレーキエア圧算出部52で行なわれる処理)
図15は、図5、図12、図13と同じく車両100を上面からみた図で、第2軸12
の左右のタイヤ23、24それぞれにブレーキ力F2L、F2Rを作用させることによって、
車両重心G周りにヨーモーメントΔM2が発生することを説明する図である。
(Processing performed by the second axis brake air pressure calculation unit 52)
FIG. 15 is a view of the
By applying braking force F2L and F2R to the left and
FIG. 6 is a diagram for explaining that a yaw moment ΔM2 is generated around the center of gravity G of the vehicle.
車両重心Gから直進時における左側タイヤの中心線までの距離をdLとし、車両重心G
から直進時における右側タイヤの中心線までの距離をdRとすると、直進時に第2軸12
の左タイヤ23に作用するブレーキ力F2Lによるヨーモーメントの腕の長さはdLとなり、
直進時に第2軸12の右タイヤ24に作用するブレーキ力F2Rによるヨーモーメントの
腕の長さはdRとなる。
The distance from the center of gravity G of the vehicle to the center line of the left tire when going straight is dL,
If the distance from the center line of the right tire to the right tire during straight running is dR, the
The arm length of the yaw moment due to the braking force F2L acting on the
The arm length of the yaw moment due to the braking force F2R acting on the
車両重心Gと第2軸12との距離をhとすると、第2軸右タイヤ24の転舵角がδRで
あるときに第2軸右タイヤ24に作用するブレーキ力F2Rによるヨーモーメントの腕の
長さDRは、
DR=dR・cosδR−hsinδR …(12)
となる。
If the distance between the center of gravity G of the vehicle and the
DR = dR · cosδR−hsinδR (12)
It becomes.
一方、第2軸左タイヤ23の転舵角がδLであるときに第2軸左タイヤ23に作用する
ブレーキ力F2Lによるヨーモーメントの腕の長さDLは、
DL=dL・cosδL+hsinδL …(13)
となる。
On the other hand, when the turning angle of the second axis left
DL = dL · cos δL + hsin δL (13)
It becomes.
ステアリングハンドルの角度(操舵角)γと、第2軸左右タイヤ23、24の転舵角度
δL、δRは、ステアリングのリンク機構の構造できまる関数fL、fRを用いて下式で表
される。
The steering wheel angle (steering angle) γ and the turning angles δL and δR of the second axle left and
δL=fL(γ) …(14)
δR=fR(γ) …(15)
これら(12)、(13)、(14)、(15)式より、
DR=dR・cos(fR(γ))−hsin(fR(γ)) …(16)
DL=dL・cos(fL(γ))+hsin(fL(γ)) …(17)
が得られる。
δL = fL (γ) (14)
δR = fR (γ) (15)
From these equations (12), (13), (14) and (15),
DR = dR · cos (fR (γ)) − hsin (fR (γ)) (16)
DL = dL · cos (fL (γ)) + hsin (fL (γ)) (17)
Is obtained.
上記式に実施例の車体101の寸法を適用した場合の操舵角γと、左右のタイヤ23、
24までのモーメント腕の長さDR,DLを車幅W0の半分D0を基準(=1)にしたパラメ
ータDR/D0,DL/D0との関係を、図16に示す。
When the dimensions of the
FIG. 16 shows the relationship between the parameters DR / D0 and DL / D0 with the moment arm lengths DR and DL up to 24 based on the half D0 of the vehicle width W0 (= 1).
例えば、ステアリングハンドルを右にきって操舵角を、ある正の値γにすると、DR/D
=0.80, DL/D0=1.15となり、右タイヤ24のブレーキに比べ左タイヤ23の
ブレーキによるヨーモーメントの腕の長さが大きい。この事例では、操舵角γで右旋回し
ているとき、左右のタイヤ23、24に同じブレーキ力をかければ、右タイヤ24よりも
左タイヤ23のブレーキによるヨーモメントが多く発生するので、車体全体としては反時
計回りのヨーモーメントが発生することがわかる。
For example, if the steering wheel is turned to the right and the steering angle is set to a positive value γ, DR / D
= 0.80, DL / D0 = 1.15, and the arm of the yaw moment by the brake of the
第2軸左タイヤ23、第2軸右タイヤ24それぞれに作用するブレーキ力F2L、F2Rに
よって車両重心Gの時計方向(右方向)回りに発生するヨーモーメントΔM2は、
ΔM2=DR・F2R−DL・F2L …(18)
となる。
The yaw moment ΔM2 generated clockwise around the center of gravity G of the vehicle by the braking forces F2L and F2R acting on the second axle left
ΔM2 = DR.F2R-DL.F2L (18)
It becomes.
したがって、上記(18)式のヨーモメントΔM2の極性が正であるならば、車両10
0に右回りのヨーモーメントが発生し、上記(18)式のヨーモメントΔM2の極性が負
であるならば、車両100に左回りのヨーモーメントが発生することになる。
Therefore, if the polarity of the yamment ΔM2 in the equation (18) is positive, the vehicle 10
If a clockwise yaw moment is generated at 0 and the polarity of the yam moment ΔM2 in the equation (18) is negative, a counterclockwise yaw moment is generated in the
よって前述したのと同様に図14に示すフローチャートにしたがって演算処理を行えば
よい。
Therefore, arithmetic processing may be performed according to the flowchart shown in FIG.
(ΔM2>0となる条件(右回りのヨーモーメントを発生させる条件)で目標エア圧P2Ld、
P2Rdを算出する処理)
この場合、前述したのと同様に、右方向のヨーモーメントを打ち消す方向に作用するブ
レーキ力、つまり第2軸左タイヤ23に作用するブレーキ力F2Lを、最小のブレーキ力
F2Lmin(固定値)とする。
(Target air pressure P2Ld under the condition that ΔM2> 0 (a condition for generating a clockwise yaw moment),
Processing to calculate P2Rd)
In this case, as described above, the braking force acting in the direction to cancel the right yaw moment, that is, the braking force F2L acting on the second shaft left
F2Lmin (fixed value).
したがって、前述したのと同様に右方向のヨーモーメントΔM2を発生させるために第
2軸12の右タイヤ24に対応するブレーキシリンダ66に印加すべきエア圧P2Rdは、
下式で与えられる。
Accordingly, as described above, the air pressure P2Rd to be applied to the
It is given by the following formula.
P2Rd=(F2R−Fe)/S0
=(1/S0・DR)・(ΔM2+DL・F2Lmin)−Fe/S0 …(19)
一方、第2軸左タイヤ23に対応するブレーキシリンダ65に印加すべきエア圧P2Ld
は、既知のブレーキ力F2Lmin(固定値)を用いて、
P2Ld=(F2Lmin−Fe)/S0 …(20)
となる。
P2Rd = (F2R-Fe) / S0
= (1 / S0 · DR) · (ΔM2 + DL · F2Lmin) −Fe / S0 (19)
On the other hand, the air pressure P2Ld to be applied to the
Is a known brake force F2Lmin (fixed value)
P2Ld = (F2Lmin−Fe) / S0 (20)
It becomes.
このようにして、ΔM2>0となる条件で第2軸左ブレーキシリンダ65、第2軸右ブレ
ーキシリンダ66に印加すべき目標エア圧P2Ld、P2Rdがそれぞれ、上記(20)式、
(19)式のごとく算出される。
In this way, the target air pressures P2Ld and P2Rd to be applied to the second shaft left
It is calculated as shown in equation (19).
(ΔM2<0となる条件(左回りのヨーモーメントを発生させる条件)で目標エア圧P2Ld、
P2Rdを算出する処理)
この場合、前述したのと同様に、左方向のヨーモーメントを打ち消す方向に作用するブ
レーキ力、つまり第2軸右タイヤ24に作用するブレーキ力F2Rを、最小のブレーキ力
F2Rmin(固定値)とする。
(Target air pressure P2Ld under the condition of ΔM2 <0 (condition for generating counterclockwise yaw moment),
Processing to calculate P2Rd)
In this case, as described above, the braking force acting in the direction of canceling the yaw moment in the left direction, that is, the braking force F2R acting on the second shaft
F2Rmin (fixed value).
したがって、前述したのと同様に左方向のヨーモーメントΔM2を発生させるために第
2軸12の左タイヤ23に対応するブレーキシリンダ65に印加すべきエア圧P2Ldは、
下式で与えられる。
Therefore, as described above, the air pressure P2Ld to be applied to the
It is given by the following formula.
P2Ld=(F2L−Fe)/S0
=(1/S0・DL)・(DR・F2Rmin−ΔM2)−Fe/S0 …(21)
一方、第2軸右タイヤ24に対応するブレーキシリンダ66に印加すべきエア圧P2Rd
は、既知のブレーキ力F2Rmin(固定値)を用いて、
P2Rd=(F2Rmin−Fe)/S0 …(22)
となる。
P2Ld = (F2L-Fe) / S0
= (1 / S0 · DL) · (DR · F2Rmin−ΔM2) −Fe / S0 (21)
On the other hand, the air pressure P2Rd to be applied to the
Is a known brake force F2Rmin (fixed value)
P2Rd = (F2Rmin−Fe) / S0 (22)
It becomes.
このようにして、ΔM2<0となる条件で第2軸左ブレーキシリンダ65、第2軸右ブレ
ーキシリンダ66に印加すべき目標エア圧P2Ld、P2Rdがそれぞれ、上記(21)式、
(22)式のごとく算出される。
In this way, the target air pressures P2Ld and P2Rd to be applied to the second shaft left
Calculated as shown in equation (22).
図17は、コントローラ30で行なわれる処理手順のフローチャートを示している。 FIG. 17 shows a flowchart of a processing procedure performed by the controller 30.
まず、センサ72の検出信号Sbに基づいて運転者がブレーキペダル90を踏込み操作
しているか否かが判断される(ステップ301)。この結果、運転者がブレーキペダル90
を踏込み操作していると判断された場合には、自動制御弁55〜58の励磁コイル69a、
69b、69cに対する指令信号ia、ib、icをオフにし、励磁コイル69a、69
b、69cの励磁を中止する。これによりブレーキペダル90の操作量Sbに対応するブ
レーキ力Sbが各タイヤ21〜28に作用する(ステップ307)。
First, it is determined whether or not the driver is depressing the brake pedal 90 based on the detection signal Sb of the sensor 72 (step 301). As a result, the driver can use the brake pedal 90.
Is determined to be depressed, the
The command signals ia, ib, ic for 69b, 69c are turned off, and the
The excitation of b and 69c is stopped. As a result, the braking force Sb corresponding to the operation amount Sb of the brake pedal 90 acts on the
ステップ301で、運転者がブレーキペダル90を踏込み操作していないと判断された
場合には、選択部80において、第3軸13が選択されたか否かが判断される(ステップ
302)。第3軸13が選択されている場合には、前述の(33)、(34)式を用いて、ヨ
ーモーメントの目標値ΔMdを、主として第3軸13に配分する(ステップ303)。
If it is determined in
つぎに、選択部80において、第2軸13が選択されたか否かが判断される(ステップ
304)。
Next, it is determined in the
この結果、選択部80で第2軸12、第3軸13のいずれもが選択されてないと判断さ
れた場合には、前述の(31)式を用いて、第2軸12、第3軸13に配分すべきヨーモ
ーメントΔM2、ΔM3をそれぞれゼロにする。
As a result, when it is determined by the
選択部80で、第2軸12だけが選択されていると判断された場合には、前述の(32)
式を用いて、ヨーモーメントの目標値ΔMdを、第2軸12に配分する。
When the
The target value ΔMd of the yaw moment is distributed to the
選択部80で、第2軸12と第3軸13が同時に選択された場合には、(34)式あるい
は(35)式に従い、第2軸12に配分すべきヨーモーメントΔM2をゼロにするか、あ
るいは第3軸13が発生するヨーモーメントで不足する分を第2軸12でまかななうよう
にする(ステップ305)。
When the
つぎに、このように第2軸12、第3軸に配分されたヨーモーメントΔM2、ΔM3が得
られるように、第2軸12、第3軸13のブレーキシリンダ65、66、67、68のエ
ア圧P2L、P2R、P3L、P3Rを調整し、車両100にヨーモーメント目標値ΔMdが発
生するようにヨーモーメントを制御する(ステップ306)。
Next, the air of the
なお、以上の説明では、図5に例示するように、車両100の前から後ろに向かって第
1軸11、第2軸12、第3軸12、第4軸14の車軸が設けられた車軸数が4の車両1
00を想定して説明した。しかし、少なくとも車軸数が3つあり、最も前の車軸と最も後
ろの車軸を除いた中間軸が少なくとも1つある車両100であれば、同様にして本発明を
適用することができる。
In the above description, as illustrated in FIG. 5, the axle provided with the axles of the
The description was given assuming 00. However, the present invention can be similarly applied to any
図4は、車両100の前から後ろに向かって第1軸11、第2軸12、第3軸13の車
軸が設けられた車軸数が3の車両100を例示している。なお、この車両100は、第1
軸11、第2軸12が操舵軸で、第3軸13が非操舵軸として構成されている。このよう
な3軸車両100についても、上述した実施例と同様に、中間軸である第2軸12のタイ
ヤ23、24に加えるブレーキ力を調整することにより、車両100のヨーモーメントを
制御することができる。
FIG. 4 illustrates the
The
同様に、5軸以上の車軸を備えた車両、3軸以上の中間軸を備えた車両にも本発明を適
用することができる。
Similarly, the present invention can be applied to a vehicle having five or more axles and a vehicle having three or more intermediate shafts.
12 第2軸(中間軸)、13 第3軸(中間軸)、24、25、26、27 タイヤ(中
間軸のタイヤ)、30 コントローラ、40 ヨー角制御部、50 ヨーモーメント制御部、
55〜58 自動制御弁(中間軸の自動制御弁)、65〜68 ブレーキシリンダ(中間軸
のブレーキシリンダ)、100 車両
12 second axis (intermediate axis), 13 third axis (intermediate axis), 24, 25, 26, 27 tire (intermediate axis tire), 30 controller, 40 yaw angle controller, 50 yaw moment controller,
55-58 automatic control valve (intermediate shaft automatic control valve), 65-68 brake cylinder (intermediate shaft brake cylinder), 100 vehicle
Claims (4)
中間軸のタイヤに加えるブレーキ力を調整することにより、車両のヨーモーメントを制御
するヨーモーメント制御手段を備えたことを特徴とする車両のヨーモーメント制御装置。 Yaw moment control means for controlling the yaw moment of the vehicle by adjusting the braking force applied to the tires of the intermediate shaft excluding the frontmost axle and the rearmost axle of the vehicle provided with three or more axles A yaw moment control device for a vehicle.
車軸数が3の車両に適用され、
前記ヨーモーメント制御手段は、中間軸である第2軸のタイヤに加えるブレーキ力を調
整することにより、車両のヨーモーメントを制御すること
を特徴とする請求項1記載の車両のヨーモーメント制御装置。 From the front to the rear of the vehicle body, the first, second, and third axles are provided for a three-axle vehicle,
The vehicle yaw moment control device according to claim 1, wherein the yaw moment control means controls the yaw moment of the vehicle by adjusting a braking force applied to a tire of a second shaft that is an intermediate shaft.
けられた車軸数が4の車両に適用され、
前記ヨーモーメント制御手段は、中間軸である第2軸または/および第3軸のタイヤに
加えるブレーキ力を調整することにより、車両のヨーモーメントを制御すること
を特徴とする請求項1記載の車両のヨーモーメント制御装置。 The first, second, third, and fourth axles provided from the front to the rear of the vehicle body are applied to a vehicle having four axles,
2. The vehicle according to claim 1, wherein the yaw moment control means controls the yaw moment of the vehicle by adjusting a braking force applied to a tire of the second axis and / or the third axis as an intermediate axis. Yaw moment control device.
ヤに加えるブレーキ力を調整すること
を特徴とする請求項1記載の車両のヨーモーメント制御装置。 2. The vehicle yaw moment control device according to claim 1, wherein when the intermediate shaft is a steered shaft, the braking force applied to the tire of the intermediate shaft is adjusted according to the steering angle.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007021267A JP2008184123A (en) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | Yawing moment control device for vehicle |
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- 2007-01-31 JP JP2007021267A patent/JP2008184123A/en active Pending
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