JP2006069472A - 車両安定化制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車体振動モデルにより車体バネ上の各種振動を推定し、車体バネ上の振動の1つであるピッチング振動を抑えるように、要求駆動力に相当する要求エンジントルクを補正する。具体的には、推定駆動軸トルク算出部2bで求められた推定駆動軸トルクに前輪走行外乱推定部2dで求められた走行抵抗外乱を加算したものを現在の駆動力とし、この現在の駆動力に応じたピッチング振動を車体バネ上振動モデルの状態方程式および出力方程式から求める。そして、この出力方程式で表されるピッチング振動が速やかに0になるような補正値を求め、この補正値に基づいて、基本要求エンジントルク算出部2aで求められた基本要求エンジントルクを補正する。
【選択図】 図2
Description
Wf=Wfo+ΔWf、Wr=Wro+ΔWr
したがって、前輪および後輪荷重Wf、Wrは、ピッチング振動の波形に対応する波形となる。そして、図11(c)に示されるように、前輪および後輪のコーナリングパワーKcf、Kcrに関しても、タイヤ特性の線形領域においては前輪および後輪荷重Wf、Wrと係数Cwとの積となることから、定常時におけるコーナリングパワーKcfo、Kcroの波形は、前輪および後輪荷重Wf、Wrと同様になる。
Ipθp’’=−Lf{Kf(x+Lfθp−xtf)+Cf(x’+Lfθp’−xtf’)}+Lr{Kr(x−Lrθp−xtr)+Cr(x’−Leθp’−xtr’)}+(hcg−hcp)θpMug+ΔTw+(hcp+x)ΔTw/rt
また、車体上下運動の方程式と前輪および後輪での上下運動の方程式は、それぞれ数式3、数式4、数式5のように表される。
Mux’’=−Kf(x+Lfθp−xtf)−Cf(x’+Lfθp’−xtf’)−Kr(x−Leθp−xtr)−Cr(x’−Lrθp’−xtr’)
(数4)
mfxtf’’=−Kf(xtf−x−Lfθp)−Cf(xtf’−x’−Lfθp’)−Ktfxtf−Ctfxtf’
(数5)
mrxtr’’=−Kr(xtr−x+Lrθp)−Cr(xtr’−x’+Lrθp’)−Ktrxtr−Ctrxtr’
そして、これらの数式3〜5および数式2を変形すると、それぞれ数式6〜9のようになる。
Mux’’=−(Kf+Kr)x−(Cr+Cr)x’+Kfxtf+Cfxtf’+Krxtr+Crxtr’−(KfLf−KrLr)θp−(CfLf−CrLr)θp’
(数7)
mfxtf’’=Kfx+Cfx’−(Kf+Ktf)xtf−(Cf+Ctf)xtf’+KfLfθp+CfLfθp’
(数8)
mrxtr’’=Krx+Crx’−(Kr+Ktr)xtr−(Cr+Ctr)xtr’−KrLrθp−CrLrθp’
(数9)
Ipθp’’=−(KfLf−KrLr)x−(CfLf−CrLr)x’+KfLfxtf+CfLfxtf’−KrLrxtr−CrLrxtr’−{(KfLf2+KrLr2)−(hcg−hcp)Mug}θp−(CfLf2+CrLr2)θp’+{1+(hcp+x)/rt}ΔTw
≒−(KfLf−KrLr)x−(CfLf−CrLr)x’+KfLfxtf+CfLfxtf’−KrLrxtr−CrLrxtr’−{(KfLf2+KrLr2)−(hcg−hcp)Mug}θp−(CfLf2+CrLr2)θp’+(1+hcp/rt)ΔTw
このため、これら各式を、それぞれx’’、xtr’’、xtr’’、θp’’の式に変形すると、これら各値がx、x’、xtf、xtf’、xtr、xtr’、θp、θp’という各状態量を示すパラメータで表される式となる。したがって、各状態量を、x1=x、x2=x’、x3=xtf、x4=xtf’、x5=xtr、x6=xtr’、x7=θp、x8=θp’、ΔTw=uとし、上記各数式における変数の係数をa1〜a8、b1〜b8、c1〜c8、d1〜d8、pと置くと、以下の関係が導き出される。
x1’=x’=x2
(数11)
x2’=x1’’=x’’=−(Kf+Kr)/Mu・x−(Cr+Cr)/Mu・x’+Kf/Mu・xtf+Cf/Mu・xtf’+Kr/Mu・xtr+Cr/Mu・xtr’−(KfLf−KrLr)/Mu・θp−(CfLf−CrLr)/Mu・θp’
=a1x1+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6+a7x7+a8x8
(数12)
x3’=xtf’=x4
(数13)
x4’=x’’3=xtf’’=Kf/mf・x+Cf/mf・x’−(Kf+Ktf)/mf・xtf−(Cf+Ctf)/mf・xtf’+KfLf/mf・θp+CfLf/mf・θp’
=b1x1+b2x2+b3x3+b4x4+b7x7+b8x8
(数14)
x5’=xtr’=x6
(数15)
x6’=x5’’=xtr’’=Kr/mr・x+Cr/mr・x’−(Kr+Ktr)/mr・xtr−(Cr+Ctr)/mr・xtr’−KrLr/mr・θp−CrLr/mr・θp’
=c1x1+c2x2+c5x5+c6x6+c7x7+c8x8
(数16)
x7’=θp’=x8
(数17)
x8’=x7’’=θp’’=−(KfLf−KrLr)/Ip・x−(CfLf−CrLr)/Ip・x’+KfLf/Ip・xtf+CfLf/Ip・xtf’−KrLr/Ip・xtr−CrLr/Ip・xtr’−{(KfLf2+KrLr2)−(hcg−hcp)Mug}/Ip・θp−(CfLf2+CrLr2)/Ip・θp’+(1+hcp/rt)/Ip・ΔTw
=d1x1+d2x2+d3x3+d4x4+d5x5+d6x6+d7x7+d8x8+pu
ただし、上記数式11において、a1=−(Kf+Kr)Mu,a2=−(Cf+Cr)/Mu,a3=Kf/Mu,a4=Cf/Mu,a5=Kr/Mu,a6=Cr/Mu,a7=−(KfLf−KrLr)/Mu,a8=−(CfLf−CrLr)/Muである。
ΔWf=−Kf(x+Lfθp−xtf)−Cf(x’+Lfθp’−xtf’)
=−Kfx1−Cfx2+Kfx3+Cfx4−KfLfx7−CfLfx8
(数22)
ΔWr=−Kr(x−Lrθp−xtr)−Cr(x’−Lrθp’−xtr’)
=−Krx1−Crx2+Krx5+Crx6+KrLrx7+CrLrx8
そして、前輪接地荷重および後輪接地荷重の変動を抑えることは、前輪接地荷重および後輪接地荷重の変動(上記数式20および数式21中)の微分項で表される動的変動成分を速やかに0にすることに相当する。これら微分項ΔWfd、ΔWrdは、次式のように表される。
ΔWfd=−Cf(x’+Lfθp’−xtf’)
=−Cfx2+Cfx4−CfLfx8
(数24)
ΔWrd=−Cr(x’−Lrθp’−xtr’)
=−Crx2+Crx6+CrLrx8
したがって、前輪接地荷重および後輪接地荷重の変動分の微分項ΔWfd、ΔWrdの出力方程式は、それぞれ数式25、数式26のように表される。ただし、数式25において、e2f=−Cf、e4f=Cf、e8f=−CfLfであり、数式26において、e2r=−Cr、e6r=Cr、e8r=CrLrである。
本発明の一実施形態の車両安定化制御システムについて説明する。図1は、本実施形態における車両安定化制御システムの概略構成を示したものである。なお、本実施形態では、車両の駆動形態が後輪駆動のものを想定して説明するが、勿論、前輪駆動の車両でも4輪駆動の車両でも本発明を適用することができる。
本発明の第2実施形態について説明する。上記第1実施形態では、ピッチング振動を抑制するために、ピッチング振動の変動成分が速やかに0となるような補正値を求めた。これに対し、本実施形態では、前輪接地荷重の変動を抑制すべく、前輪接地荷重の変動分の微分項ΔWfdを速やかに0にするものである。なお、本実施形態における車両安定化制御システムの構成に関しては第1実施形態で示した図1、図2と同様であるため、ここでは第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第3実施形態について説明する。上記第2実施形態では、前輪接地荷重の変動を抑制するものであったが、本実施形態では、後輪接地荷重の変動を抑制すべく、後輪接地荷重の変動分の微分項ΔWfdを速やかに0にする。なお、本実施形態における車両安定化制御システムの構成に関しても第1実施形態で示した図1、図2と同様であるため、ここでは第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態では、車体の鉛直方向の上下振動を抑制すべく、車体の鉛直方向の上下振動の変動成分を速やかに0にする。なお、本実施形態における車両安定化制御システムの構成に関しても、第1実施形態で示した図1、図2と同様であるため、ここでは第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(1)上記各実施形態では、エンジントルクベースの制御形態として説明を行ったが、これは駆動力を規定するパラメータの一例を示したものであり、必ずしもエンジントルクベースとしなければならない訳ではない。
Claims (8)
- 車両に備えられた駆動輪に対して、ドライバが要求する基本要求駆動力を発生させるべく、その基本要求駆動力に相当する物理量を演算する基本要求駆動力演算部(2a)と、
前記車両に発生させられていると推定される推定駆動力に相当する物理量を求める推定駆動力推定部(2b)と、
前記推定駆動力に相当する物理量に基づいて、前記推定駆動力が発生している場合に前記車両に発生し得るピッチング振動を求め、このピッチング振動を抑制するための補正値を求めると共に、該補正値に基づいて、前記基本要求駆動力演算部(2a)が演算した前記基本要求駆動力に相当する物理量を補正することで、補正後要求駆動力を求める要求駆動力補正部(2e)とを備え、
前記要求駆動力補正部(2e)が求めた補正後要求駆動力を前記駆動輪に発生させるようになっていることを特徴とする車両安定化制御システム。 - 前記要求駆動力補正部(2e)は、前記車両におけるバネ上振動モデルに基づいて前記車両における状態量を示した状態方程式を有していると共に、前記状態方程式に基づいて前記ピッチング振動を前記状態量で表した出力方程式を有しており、前記出力方程式と前記状態量とから求められる前記ピッチング振動の変動を抑制するように、前記基本要求駆動力に相当する前記物理量の補正を行うようになっていることを特徴とする請求項1に記載の車両安定化制御システム。
- 車両に備えられた駆動輪に対して、ドライバが要求する基本要求駆動力を発生させるべく、その基本要求駆動力に相当する物理量を演算する基本要求駆動力演算部(2a)と、
前記車両に発生させられていると推定される推定駆動力に相当する物理量を求める推定駆動力推定部(2b)と、
前記推定駆動力に相当する物理量に基づいて、前記推定駆動力が発生している場合に前記車両に発生し得る前輪接地荷重または後輪接地荷重の変動を求め、この前輪接地荷重または後輪接地荷重の変動の微分項(ΔWfd、ΔWrd)を小さくするための補正値を求めると共に、該補正値に基づいて、前記基本要求駆動力演算部(2a)が演算した前記基本要求駆動力に相当する物理量を補正することで、補正後要求駆動力を求める要求駆動力補正部(2e)とを備え、
前記要求駆動力補正部(2e)が求めた補正後要求駆動力を前記駆動輪に発生させるようになっていることを特徴とする車両安定化制御システム。 - 前記要求駆動力補正部(2e)は、前記車両におけるバネ上振動モデルに基づいて前記車両における状態量を示した状態方程式を有していると共に、前記状態方程式に基づいて前記前輪接地荷重または前記後輪接地荷重の変動の微分項(ΔWfd、ΔWrd)を前記状態量で表した出力方程式を有しており、前記出力方程式と前記状態量とから求められる前記前輪接地荷重または後輪接地荷重の変動の微分項(ΔWfd、ΔWrd)を小さくするように、前記基本要求駆動力に相当する前記物理量の補正を行うようになっていることを特徴とする請求項3に記載の車両安定化制御システム。
- 車両に備えられた駆動輪に対して、ドライバが要求する基本要求駆動力を発生させるべく、その基本要求駆動力に相当する物理量を演算する基本要求駆動力演算部(2a)と、
前記車両に発生させられていると推定される推定駆動力に相当する物理量を求める推定駆動力推定部(2b)と、
前記推定駆動力に相当する物理量に基づいて、前記推定駆動力が発生している場合に前記車両に発生し得る車体の鉛直方向の上下振動を求め、この車体の鉛直方向の上下振動の変動を抑制するための補正値を求めると共に、該補正値に基づいて、前記基本要求駆動力演算部(2a)が演算した前記基本要求駆動力に相当する物理量を補正することで、補正後要求駆動力を求める要求駆動力補正部(2e)とを備え、
前記要求駆動力補正部(2e)が求めた補正後要求駆動力を前記駆動輪に発生させるようになっていることを特徴とする車両安定化制御システム。 - 前記要求駆動力補正部(2e)は、前記車両におけるバネ上振動モデルに基づいて前記車両における状態量を示した状態方程式を有していると共に、前記状態方程式に基づいて前記車体の鉛直方向の上下振動を前記状態量で表した出力方程式を有しており、前記出力方程式と前記状態量とから求められる前記車体の鉛直方向の上下振動を抑制するように、前記基本要求駆動力に相当する前記物理量の補正を行うようになっていることを特徴とする請求項5に記載の車両安定化制御システム。
- 前記基本要求駆動力演算部(2a)は、前記基本要求駆動力に相当する物理量として、基本要求エンジントルクもしくは基本要求出力軸トルクを求めるものであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車両安定化制御システム。
- 前記車両における車輪に加えられる走行抵抗外乱を推定する走行抵抗外乱推定部(2d)を有し、
前記要求駆動力補正部(2e)は、前記推定駆動力算出部(2b)が求めた前記推定駆動力に相当する物理量に対して、前記走行抵抗外乱推定部によって推定される走行抵抗外乱を加算した値を現在発生している駆動力と推定し、前記補正値として、この走行抵抗外乱を鑑みた駆動力が発生しているときの補正値を求めるようになっていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の車両安定化制御システム。
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