车辆行为控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种车辆行为控制装置，控制器(21)的轮胎负荷计算部(25)算出各轮的轮胎负荷率(ηi)，目标轮胎负荷率计算部(26)算出对各轮的轮胎负荷率(ηi)进行平均后的轮胎负荷率平均值(ηave)作为目标轮胎负荷率。目标轮胎接地负荷计算部(27)算出各轮的目标轮胎接地负荷(Fzrefi)，以使得各轮的轮胎负荷率(ηi)为轮胎负荷率平均值(ηave)。接地负荷控制部(28)及悬架控制部(29)控制各轮的电磁减振器(7i)的推力，以使其成为目标轮胎接地负荷(Fzrefi)。
【专利说明】车辆行为控制装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种适合应用在例如四轮机动车等车辆中的车辆行为控制装置。
【背景技术】
[0002] 公知一种车辆行为控制装置，其通常能够在前、后、左、右的车轮侧切换各悬架装 置（减振器）的衰减力，从而提高车辆的运动性能（例如，参照日本特开2012-46172号公 报、日本特开2012-71630号公报）。
[0003] 在日本特开2012-46172号公报中公开了一种结构，其为了提高转向感觉而控制 各减振器的衰减力特性，以使得车辆转弯时的俯仰率与侧倾率成比例关系。
[0004] 在日本特开2012-71630号公报中公开了一种结构，其为了根据车辆的行驶状况 等提高侧倾感与稳定性，在车辆行驶时轮胎处于常用区域期间，控制各减振器的衰减力特 性，以使得成为对应于侧倾率的目标俯仰率，在轮胎的接地状态处于不好的极限区域时，控 制各减振器的衰减力特性，以增大侧倾抑制控制量。
[0005] 然而，基于上述日本特开2012-46172号公报、日本特开2012-71630号公报的现有 技术，是着重于提高转向时的侧倾感与抑制行驶时车辆轮胎在极限区域中的侧倾的控制。 因此，存在极限行驶时操控稳定性不足的情况。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于，提供一种能够提高车辆操控稳定性的车辆行为控制装置。
[0007] 为了解决上述问题，本发明的特征在于，是对具有外装轮胎的多个车轮的车辆的 行为进行控制的车辆行为控制装置，所述车辆行为控制装置具有：推定前轮及后轮的横向 力产生的富余程度的机构；推定所述车辆的行为的车辆行为推定机构；分别算出各所述轮 胎的轮胎负荷率的轮胎负荷计算机构；接地负荷控制机构，其在通过所述车辆行为推定机 构推定所述车辆为转弯状态时，控制施加于其他车轮的负荷，以使得通过所述轮胎负荷计 算机构算出的各轮胎负荷率的算出值中的、施加于轮胎负荷率高的车轮的负荷上升。
[0008] 根据本发明，能够提高车辆的操控稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是表示本发明第一实施方式的车辆行为控制装置所适用的四轮机动车的立 体图；
[0010] 图2是表示第一实施方式的车辆行为控制装置的控制框图；
[0011] 图3是表示左转弯时的轮胎力与摩擦圆（摩擦円）的关系的说明图；
[0012] 图4(a)是表示在进入弯道时，第一比较例的轮胎力与摩擦圆的关系的说明图，图 4(b)是表示在离开弯道时，第一比较例的轮胎力与摩擦圆的关系的说明图；
[0013] 图5(a)是表示在进入弯道时，第一实施方式的轮胎力与摩擦圆的关系的说明图， 图5(b)是表示在离开弯道时，第一实施方式的轮胎力与摩擦圆的关系的说明图；
[0014] 图6是表示第二实施方式的车辆行为控制装置的控制框图；
[0015] 图7是表示图6中的悬架控制部的结构的框图；
[0016] 图8(a)是表示在进入弯道时，第二比较例的轮胎力与摩擦圆的关系的说明图，图 8(b)是表示在离开弯道时，第二比较例的轮胎力与摩擦圆的关系的说明图；
[0017] 图9 (a)是表示在进入弯道时，第二实施方式的轮胎力与摩擦圆的关系的说明图， 图9(b)是表示在离开弯道时，第二实施方式的轮胎力与摩擦圆的关系的说明图；
[0018] 图10是表示第三实施方式的车辆行为控制装置的控制框图；
[0019] 图11是表示转向角、横向加速度、偏航率以及侧滑角的时间变化的特性线图；
[0020] 图12是表示各轮的轮胎负荷率及前轮侧倾刚性分配指令的时间变化的特性线 图；
[0021] 图13是表示各轮的接地负荷及前轮侧倾刚性分配指令的时间变化的特性线图。
【具体实施方式】
[0022] 下面，根据附图，以本发明的实施方式的车辆行为控制装置适用于例如四轮机动 车中的情况为例进行详细的说明。
[0023] 另外，为了避免说明的复杂化，在附图标记上添加表示右前（fr)、左前（fl)、右后 (rr)、左后（rl)的标注i来进行说明。另外，在总称右前、左前、右后、左后时仍然附加标注 i来进行说明。
[0024] 在此，图1及图2表示本发明的第一实施方式。在图中，车辆1具有：车体2、车轮 3i、悬架装置S i、偏航率传感器8、前后加速度传感器9、横向加速度传感器10、转向角传感器 11以及车速传感器12、以及控制器21等。
[0025] 车体2构成车辆1的主体。在车体2的下侧设有右前（fr)、左前（fl)、右后（rr)、 左后（rl)的车轮3i (右前轮3ft、左前轮3fl、右后轮3"、左后轮3ri)，在该车轮3i上外装有 轮胎4。
[0026] 悬架装置Si安装、设置在车体2与车轮3i之间。该悬架装置Si由悬架弹簧6(以 下称为弹簧6)、以及与弹簧6并列设置在车体2与车轮3i之间的作为控制减振器的电磁减 振器7i构成。该电磁减振器7i构成主动悬架装置，具有使各轮的上下运动衰减的功能。因 此，电磁减振器7i根据来自控制器21的控制信号（指令信号So i)，在各车轮3i侧产生使车 体2在上、下方向升降的推力。
[0027] 偏航率传感器8例如由陀螺传感器（^4 π七 >寸）构成，设置在车体2上。该 偏航率传感器8检测绕车辆1的重心产生的转弯方向（旋回方向）的旋转角的变化速度、 即表示车辆1的偏航行为的偏航率。偏航率传感器8向控制器21输出该检测信号。另外， 偏航率传感器8也可以不是陀螺仪传感器，而是根据来自其他传感器的数据计算或推定偏 航率的部件。
[0028] 前后加速度传感器9设置在车体2上，检测作用于车辆1的前后方向的加速度、即 表不车辆1的俯仰行为的前后加速度。前后加速度传感器9向控制器21输出该检测信号。
[0029] 横向加速度传感器10设置在车体2上，检测作用于车辆1的左右方向（横向）的 加速度、即表示车辆1的侧倾行为的横向加速度Ay。横向加速度传感器10向控制器21输 出该检测信号。在此，横向加速度Ay除了在车辆1处于转弯状态时增加以外，在产生侧风 时也增加。因此，横向加速度传感器10也能够检测出侧风等干扰。
[0030] 转向角传感器11设置在车体2上，检测车辆1的驾驶者在转弯行驶时等对方向盘 进行转向操作时的转向角。转向角传感器11向控制器21输出该检测信号。
[0031] 车速传感器12设置在车体2上，检测车辆1的行驶速度，向控制器21输出该检测 信号。
[0032] 控制器21例如由微型计算机等构成。控制器21的输入侧与偏航率传感器8、前后 加速度传感器9、横向加速度传感器10、转向角传感器11及车速传感器12等连接，输出侧 与电磁减振器7,的促动器（未图示）等连接。
[0033] 如图2所示，控制器21包括：车辆行为推定部22、接地负荷计算部23、在线轮胎模 型（才> 9 4 >夕4 Y ? )24、轮胎负荷计算部25、目标轮胎负荷率计算部26、目标轮 胎接地负荷计算部27、接地负荷控制部28、以及悬架控制部29等。
[0034] 车辆行为推定部22构成推定车辆1的行为的车辆行为推定机构。该车辆行为推 定部22根据来自传感器8?12的检测信号，对推定轮胎力Fi所需的车辆行为进行推定。 具体地说，车辆行为推定部22推定并输出车辆侧滑角、路面摩擦系数μ、各轮的轮胎侧滑 角、滑移率等作为车辆行为。
[0035] 接地负荷计算部23基于车辆1的前后加速度和横向加速度Ay等，算出各轮的接 地负荷F Zi。具体地说，接地负荷计算部23除了基于车辆1的前后加速度和横向加速度Ay 夕卜，例如还基于静止时的各轮的接地负荷、重力加速度、车辆重心高、轴距（* 4 一 一 7 )、轮距（卜> 7卜'' )等，算出各轮的接地负荷FZi。
[0036] 另外，在计算各轮的接地负荷Fzi时，也可以使用由车辆行为推定部22推定的车 体侧滑角、路面摩擦系数μ、各轮的轮胎侧滑角、滑移率等。
[0037] 在线轮胎模型24基于算出的各轮的轮胎侧滑角、滑移率、接地负荷Fzi、路面摩擦 系数μ等，算出轮胎力F i作为轮胎4所产生的力。如图3所示，轮胎力Fi由轮胎4沿前后 方向的轮胎前后力Fx i与轮胎4沿横向（宽度方向）的轮胎横向力Fyi的合力来表示。因 此，在线轮胎模型24输出各轮的轮胎前后力Fx i与轮胎横向力Fyitl此时，轮胎力Fi不会超 过最大摩擦力（UFz i)。因此，轮胎力Fi控制在以最大摩擦力（UFzi)为半径的摩擦圆FC i 的范围内。
[0038] 轮胎负荷计算部25构成分别算出各轮胎4的轮胎负荷率η i的轮胎负荷计算机 构。该轮胎负荷计算部25将各轮的轮胎前后力FXi、轮胎横向力Fyi、接地负荷F Zi、轮胎4 与地面间的路面摩擦系数μ代入以下数学式1，算出各轮的轮胎负荷率Hi。此时，轮胎负 荷率H i表示轮胎力Fi相对于最大摩擦力（UFzi)的比例。
[0039] [数学式1]
【权利要求】
1. 一种车辆行为控制装置，其特征在于，是对具有外装轮胎的多个车轮的车辆的行为 进行控制的车辆行为控制装置，所述车辆行为控制装置具有： 推定前轮及后轮的横向力产生的富余程度的机构； 推定所述车辆的行为的车辆行为推定机构； 分别算出各所述轮胎的轮胎负荷率的轮胎负荷计算机构； 接地负荷控制机构，其在通过所述车辆行为推定机构推定所述车辆为转弯状态时，控 制施加于其他车轮的负荷，以使得通过所述轮胎负荷计算机构算出的各轮胎负荷率的算出 值中的、施加于轮胎负荷率高的车轮的负荷上升。
2. 如权利要求1所述的车辆行为控制装置，其特征在于，所述接地负荷控制机构进行 控制，以使得进入转弯时与结束转弯时不同的车轮的负荷转移。
3. 如权利要求1或2所述的车辆行为控制装置，其特征在于，所述接地负荷控制机构进 行控制，以使得施加于轮胎负荷率最低的车轮的负荷减少，施加于轮胎负荷率最高的车轮 的负荷增加。
4. 如权利要求1或2所述的车辆行为控制装置，其特征在于，所述接地负荷控制机构具 有侧倾刚性分配控制机构，该侧倾刚性分配控制机构控制所述前轮及所述后轮的侧倾刚性 分配，以使得施加于轮胎负荷率最高的车轮的负荷上升。
5. 如权利要求4所述的车辆行为控制装置，其特征在于，所述侧倾刚性分配控制机构 在所述后轮减少负荷的要求高于所述前轮时，使所述前轮的侧倾刚性分配降低。
6. 如权利要求4或5所述的车辆行为控制装置，其特征在于，所述侧倾刚性分配控制机 构在所述前轮减少负荷的要求高于所述后轮时，使所述后轮的侧倾刚性分配降低。
【文档编号】B60W10/22GK104417564SQ201410432920
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】平尾隆介, 一丸修之, 青木康浩, 山门诚 申请人:日立汽车系统株式会社