JP2007297958A - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両の走行に影響を与える外乱に対応して、前記車両の駆動力を制御する車両用駆動力制御装置であって、前記車両が走行環境に基づいて車両の加速度の変更が必要な場所に進入するとき、及び前記走行環境に基づいて車両の加速度の変更が必要な場所を走行しているときの少なくともいずれか一方のときには、前記車両が前記走行環境に基づいて車両の加速度の変更が必要な場所以外を走行するときに比べて、前記駆動力の制御量を減少させる(S3、S4)。前記走行環境に基づいて車両の加速度の変更が必要な場所は、コーナーである。前記車両が前記コーナーを走行しているときの前記駆動力の制御量の減少量は、前記車両の横Gに基づいて決定される。
【選択図】 図1
Description
ことを特徴としている。
図1から図5を参照して、第1実施形態について説明する。
ステップS1では、道路勾配計測・推定部118により、現在走行中の路面の勾配が推定される。道路勾配計測・推定部118は、現在のエンジントルクで平坦路を走行したときに得られる加速度と、車両の実加速度の差に基づいて路面勾配を算出(推定)することができる。又は、道路勾配計測・推定部118は、ナビゲーションシステム装置95によって求められた現在の位置情報と地図情報により路面勾配を推定することができる。本実施形態では、登りの路面勾配が推定されたとする。ステップS1の次にステップS2に進む。
ステップS2では、目標スロットル開度が算出される。上記ステップS1で求められた路面勾配値を用いて目標スロットル開度を下記(1)〜(6)に従い求める。
(2)図4に示す現在エンジン回転数及びエンジン特性マップを参照して、上記(1)で求めた基本スロットル開度に基づいて、基本エンジントルクを算出する。
(3)基本駆動力を下記式1に従い算出する。
ステップS3では、横Gセンサ101により検出された横Gに基づいて、補正係数が求められる。補正係数は、例えば、図5に示すような補正係数設定マップに従って、横Gの絶対値から求められることができる。横Gの絶対値が0である場合にはコーナーリング中ではないため補正係数は1.0であり、横Gの絶対値が大きな値になればなるほど補正係数は小さな値となり、最小で0になる。ステップS3の次にステップS4に進む。
ステップS4では、下記式4より、スロットル開度が補正される(補正後目標スロットル開度が算出される)。
ステップS5では、スロットル開度制御が行われる。電子スロットル43の開度が、上記ステップS4にて求められた補正後目標スロットル開度となるように制御する。これにより、コーナーリングに関する車両の走行状況に応じた適切な量の駆動力補償が行われる。
上記実施形態においては、車両がコーナーを走行中であることを車両の横Gに基づいて検出又は推定した。これに対して、本変形例では、車両がコーナーを走行中であることの検出又は推定に用いるものは、車両の横Gに限定されない。例えば、ステアリング角度や、左右の車輪速差や、車両のヨーレートに基づいて、コーナーリング中であることの検出又は推定を行うことができる。
上記実施形態においては、横Gに応じて、補正係数を3段階レベルに設定した。これに対して、本変形例では、2段階レベル又は4段階レベル以上に設定されてもよい。例えば、横Gの絶対値が0.2G以上である場合には補正係数は0.3に設定され、0.2G未満である場合には1.0に設定されることができる。
また、上記実施形態においては、外乱のうち路面勾配に対して駆動力補償が行われる場合について説明した。これに対して、本変形例では、駆動力補償が行われる外乱は、路面勾配に限定されない。上述した外乱検出・推定部115により検出される外乱の全てが本実施形態の適用対象とされる。例えば、外乱には、コーナリング抵抗や、車重や、走行する場所の標高、路面の粗さ(路面抵抗)、エンジン性能のばらつき、トランスミッションのひきずりのばらつきなどが含まれ、このような外乱に対する駆動力補償の量は、コーナー走行中は、コーナー走行中ではない場合に比べて、低くなるように設定される。
また、上記実施形態では、路面勾配が登り勾配である場合(外乱により走行抵抗が大きくなる場合)に駆動力補償が行われる場合について説明した。これに対して、本変形例では、下り勾配である場合(外乱により走行抵抗が小さくなる場合)の駆動力補償(路面勾配分だけ駆動力を少なく発生させる制御)が行われ、その駆動力補償の量は、コーナー走行中は、コーナー走行中ではない場合に比べて低く設定される。外乱により走行抵抗が小さくなる場合は、下り勾配である場合に限定されない。
また、上記実施形態では、駆動力を補償する手段として、電子スロットル43を用いた。これに対して、本変形例では、電子スロットル43に限定されず、アクセルペダル開度と駆動力又はトルク(エンジントルク、出力軸トルク)の関係を可変に設定できる手段であれば広く用いられることができる。例えば、有段変速機10、無段変速機、HV、MMT(自動変速モード付きマニュアルトランスミッション)などの自動変速機や、モータージェネレータ(図示せず)の力行運転等が含まれる。上記変形例は、以下の実施形態についても同様に適用可能である。
次に、図6及び図7を参照して、第2実施形態について説明する。
第2実施形態において、上記第1実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
次に、ステップS14では、目標スロットル開度が算出される。
ここで、目標スロットル開度の算出方法は、上記図1のステップS2と原則として同様であるため説明を省略する。但し、図1のステップS2の上記(4)で算出される目標駆動力は、上記式2に代えて下記式8により算出される。
次に、ステップS15では、スロットル開度が上記ステップS14で求められた目標スロットル開度となるように制御する。図1の上記ステップS5と同様である。
次に、図9から図11を参照して、第3実施形態について説明する。
第3実施形態において、上記第1実施形態と同様の内容についての説明は省略する。
ステップS23では、車両の前方にコーナーがあるか否かが判定される。コーナーの有無の判定は、例えばナビゲーションシステム装置95による地図情報と、GPSによる自車の位置情報に基づいて行われる。その判定の結果、前方にコーナーがあると判定された場合には、ステップS24に進み、そうでない場合にはステップS28に進む。
ステップS24では、車両から予め設定された所定値だけ前方のコーナーの半径Rがリアルタイムに連続的に求められる(図9及び図10参照)。コーナーの半径Rは、例えばナビゲーションシステム装置95の地図情報により求められる。また、車両から所定値だけ前方のコーナーの特定は、例えばGPSによる自車の位置情報とナビゲーションシステム装置95の地図情報により行われる。
次に、ステップS25では、予想最大横Gが算出される。予想最大横Gは、上記ステップS24で連続して求められた複数の半径Rのうちの最大値を用いて、下記式9(理論)に従い算出される。
次に、ステップS26では、予想最大横Gより決まる補正係数が求められる。例えば、図12に示すようなマップを参照して、予想最大横Gに基づいて補正係数が求められることができる。同図に示すように、予想最大横Gが大きい場合には、補正係数は小さくなり(最小で0)、予想最大横Gが小さい場合には、補正係数は大きくなる。
例えば、予想最大横Gが大き過ぎる場合には、仮にそのままの車速でコーナーに進入したとすると、コーナーを旋回するには車速が高過ぎることになる。このように予想最大横Gが大きい場合には、その分、運転者は、コーナーの入口までに十分に減速しようという気持ちを強く持つはずである。本実施形態によれば、予想最大横Gが大きいほど、駆動力補償量が低く設定されるため、運転者の感覚に合うような駆動力制御の実現が可能となる。
次に、図13及び図14を参照して、第3実施形態の第1変形例について説明する。
ステップS34では、コーナーの半径Rとコーナーの中心までの距離Lが求められる。コーナーの半径Rは、例えばナビゲーションシステム装置95の地図情報により求められることができる。コーナーの中心までの距離Lは、例えばGPSによる自車の位置情報とナビゲーションシステム装置95の地図情報により求められることができる。
次に、ステップS35では、目標旋回車速Vreqが求められる。目標旋回車速Vreqは、例えば、下記式10(理論)に従い算出されることができる。このときに使用する目標横Gytは一定値(例えば0.4G)でもよいし、運転者の運転指向を含む他の情報に基づいて、可変に設定されることができる。
次に、ステップS37では、必要減速度に基づいて、補正係数が求められる。補正係数は、例えば、図15に示すようなマップに基づいて求められることができる。補正係数は、必要減速度が0又は0に近い場合には、1.0又は1.0に近い値であり、必要減速度が大きい場合には、補正係数は小さな値又は0とされる。
上記第1変形例においては、必要減速度Greqxに基づいて、補正係数(駆動力補償量)が求められた。ここで、必要減速度Greqxに基づいて、補正係数(駆動力補償量)が求められた場合に不都合が発生する場合がある。以下に説明する。
上記第3実施形態やその第1、第2変形例では、予想最大横Gや必要減速度や第1減速度又は第2減速度に基づいて、駆動力補償量を制限していたが、更に以下のようなコーナーに関する情報に基づいて駆動力補償量を制限することもできる。
(1)コーナーの入口までの距離に応じて駆動力補償量を制限する。
(2)コーナーの入口までの距離が予め設定された所定値以下である場合に駆動力補償量を制限する。
(3)予め設定された所定距離の前方にコーナー(又はコーナーの半径)を検出したときに駆動力補償量を制限する。ここで、所定距離は、一定値でもよいし、現在車速と予め設定された所定時間の積でもよい。
(4)予め設定された所定距離の前方にコーナーの半径R>予め設定された所定値の関係が成立するときに駆動力補償量を制限する。
(5)車速に応じて駆動力補償量を制限する。
本変形例では、運転者に運転指向に基づいて、駆動力補償量を制限することができる。運転者の運転指向がスポーツ走行指向であるときほど、コーナーの進入に際して、運転者がアクセルを戻したときに減速度が効いて欲しいと感じる。そこで、本変形例では、図19に示すように、運転指向に基づいて、補正係数(駆動力補償量)を求めることができる。
上記第3実施形態やその第1〜第4変形例は、コーナーの曲がり度合い(半径R)に関連して補正係数を変えるものであったが、これに限定されない。コーナーの曲がり度合い以外の走行環境に基づいて車両の減速が必要な場所(例えば、一時停止、踏み切り、交差点、自動車専用道路からの退出路、自動車専用道路の料金所、前方の車両との車間距離や衝突時間が小さい場合、前方に障害物がある場合など)に関連して補正係数を変えることができる。例えば、一時停止の場所(踏み切りや料金所を含む)のように、車両が一旦停止する場合には、車両の目標車速をゼロに設定して対応することができる。また、一時停止の場所から車両が予め設定された距離以内であれば、外乱(例えば登坂勾配など)に対する駆動力補正を止めたり、一時停止の場所から車両までの距離が小さくなればなるほど、駆動力の補正量を小さくすることができる。
図20から図22を参照して、第4実施形態について説明する。
なお、第4実施形態において、上記実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
ステップS340では、車両が降坂路を走行中であるか否かが判定される。例えば、ステップS310にて算出された路面勾配<予め設定された所定値の関係が成立するか、または、路面勾配<所定値が所定時間成立しているときに、降坂路を走行中であると判定することができる。ステップS340の判定の結果、降坂路走行中であると判定された場合には、ステップS350に進み、そうでない場合にはステップS390に進む。なお、ステップS340にて否定的に判定されて、ステップS390に進む場合の制御は、上記第1実施形態の制御と同様である。
ステップS350では、アクセルペダル開度センサ114により検出されたアクセル開度に基づいて、アクセルOFF(アクセル全閉)の状態であるか否かが判定される。ステップS350の判定の結果、アクセルOFFが検出された場合には、ステップS360に進み、そうでない場合にはステップS370に進む。
ステップS360では、補正係数が修正される。ステップS360では、一律に補正係数を0に修正する。または、これに代えて、車両の横Gが大きいほど、運転者はスポーツ走行指向で走行する場合が多いことから、図21に示すように、横Gに応じて補正係数を修正することができる。図21のマップでは、横Gの絶対値が0.8Gを超える場合には補正係数が高い値に設定されている。これは、横Gの絶対値が大きいときに、急に駆動力が立ち上がると、車両挙動が不安定になる可能性があるためである。
ステップS370では、現在の補正係数と補正係数の前回値が異なる値であるか否かが判定される。上記ステップS360において補正係数が修正された場合には、ステップS370の判定は肯定的に判定される。ステップS370の判定の結果、肯定的に判定された場合には、ステップS380に進み、そうでない場合にはステップS390に進む。
ステップS380では、補正係数の前回値から現在の補正係数にスイープで変更させる。ステップS360で補正係数が修正されて、ステップS330で求めた補正係数よりも小さな値になった場合、急にステップS360で修正された補正係数に変更すると、急に駆動力が上昇し、運転者に違和感を与える場合がある。そこで、本実施形態では、これを抑制するために、補正係数の変更は値をスイープさせながら行なう。
次に、図23から図26を参照して、第5実施形態について説明する。
なお、上記実施形態又は変形例と同様の内容については説明を省略する。
次に、ステップS130では、連続コーナーエリアであるか否かが判定される。その判定は、例えば、ナビゲーションシステム装置95により、予め設定された所定距離区間の旋回角の総和をリアルタイムで求め、その総和が予め設定された所定値以上であるか否かにより行われることができる。
ステップS140では、上記所定距離区間のコーナーの半径の平均値が求められる。上記所定距離区間のコーナーの半径の平均値は、各コーナーの半径の最大値/コーナー数により求められることができる。
ステップS150では、制御ゲインが求められる。連続コーナーエリアではない場合(ステップS130−N)には、制御ゲインは、予め設定されたゲインK(図24参照)に設定される。一方、連続コーナーエリアである場合(ステップS130−Y)の制御ゲインは、上記所定距離区間のコーナーの半径の平均値に応じて、求められる。上記所定距離区間のコーナーの半径の平均値が小さいほど、上記ゲインKに比べて、制御ゲインが小さな値となるように設定される。
ステップS160では、目標スロットル開度が算出される。この目標スロットル開度は、上記図1のステップS2と同様の方法により求めた目標スロットル開度に対して、上記制御ゲインを反映させることにより、最終的な目標スロットル開度が求められる。上記制御ゲインがゲインKに設定された場合には、目標スロットル開度は、第5実施形態が行われない場合と同じ値(=スロットル開度507とスロットル開度508の和)である。上記制御ゲインがゲインKよりも小さい場合には、その分、目標スロットル開度が、スロットル開度507とスロットル開度508の和よりも小さな値となる。図26の例では、制御ゲインがゲインKよりも小さな値(図示せず)と設定されたために、目標スロットル開度は、スロットル開度507とスロットル開度509の和とされている。
ステップS170では、目標スロットル開度が補正される(補正後目標スロットル開度が求められる)。補正後目標スロットル開度は、上記図1のステップS4の上記式4に従い算出される。図26の例では、補正後目標スロットル開度は、スロットル開度507とスロットル開度506の和とされる。
上記第5実施形態では、連続コーナーである場合には、平均的なコーナーの半径の値に基づいて、上記制御ゲインを求めた。これに対して、本変形例では、更に、運転者の運転指向に基づいて、制御ゲインを可変に設定することができる。図27に示すように、運転指向のスポーツ度が高い(スポーツ走行指向である)場合には、制御ゲインが小さな値となるように設定する。スポーツ走行指向が高いほど駆動力補償量が低い方が運転者の好みに合致している場合が多いと考えられるためである。
図28及び図29を参照して、第6実施形態について説明する。
第6実施形態において、上記実施形態又はその変形例と同じ内容の箇所についての説明を省略する。第6実施形態の課題は、上記第5実施形態の課題と共通である。
次に、ステップS250では、現在走行中のコーナーの終了地点から次のコーナーの開始地点までの距離Laが予め設定された所定値L1以下であるか否かが判定される。図29の例では、B地点からC地点までの距離Laについて判定される。その判定の結果、否定的に判定された場合には、ステップS290に進む。
ステップS260では、復帰制限値θ1が求められる。ここで、復帰制限値θ1の意義について説明する。上記第1実施形態では、コーナー走行中(ある程度大きな横Gの絶対値を検出したとき)には、路面勾配を含む外乱に対応する駆動力補償の量が減少させられ、コーナー走行の終了(検出された横Gの絶対値が0に近い場合又は0である場合)に際して、駆動力補償の量の上記減少量が減っていく(駆動力補償量を復帰させる)構成が採用されていた。
次に、ステップS270では、前回の制御フローの上記ステップS240で求めた補正後目標スロットル開度θn−1と、今回の制御フローの上記ステップS240で求めた補正後目標スロットル開度θnを比較し、前者(θn−1)から後者(θn)への増加量が、復帰制限値θ1よりも大きいか否かを判定する。その判定の結果、前者(θn−1)から後者(θn)への増加量が、復帰制限値θ1よりも大きいと判定された場合には、ステップS280に進み、そうでない場合にはステップS290に進む。
ステップS280では、下記式に従って、補正後目標スロットル開度θnを求め、今回の制御フローで制御するスロットル開度の上昇量を制限する。
θn=(θn−1)+θ1
ステップS290では、スロットル開度が補正後目標スロットル開度θnとなるように制御する(上記図1のステップS5と同様である)。なお、ステップS250で否定的に判定された場合のスロットル開度制御は、上記第1実施形態(連続コーナーである場合と連続コーナーではない場合とで変わりがない駆動力補償制御)が実行される。
なお、図29において、上記図26と同様の箇所については、同じ符号を付すことによりその詳細な説明を省略する。
上記第6実施形態の上記ステップS250の上記所定値L1は、以下の条件により車両や運転者の状況に応じて、可変に設定することができる。
40 エンジン
43 電子スロットル
90 加速度センサ
95 ナビゲーションシステム装置
100 運転指向推定手段
101 横Gセンサ
112 アクセルペダル
114 アクセルペダル開度センサ
115 外乱検出・推定部
116 エンジン回転数センサ
118 道路勾配計測・推定部
122 車速センサ
123 シフトポジションセンサ
130 制御回路
131 CPU
133 ROM
301 予想最大横G
302 実横G
303 車速
304 路面勾配
305 補正係数
306 最終駆動力補償量
307 駆動力補償量(補正前)
401 必要減速度
402 実横G
403 車速
404 路面勾配
405 補正係数
406 最終駆動力補償量
407 補正前の駆動力補償量
501 道路の側面視
502 アクセル開度
503 横G
504 横G
505 電子スロットル開度(駆動力補償量)
506 電子スロットル開度(駆動力補償量)
507 電子スロットル開度
508 電子スロットル開度
Claims (15)
- 車両の走行に影響を与える外乱に対応して、前記車両の駆動力を制御する車両用駆動力制御装置であって、
前記車両が走行環境に基づいて車両の加速度の変更が必要な場所に進入するとき、及び前記走行環境に基づいて車両の加速度の変更が必要な場所を走行しているときの少なくともいずれか一方のときには、前記車両が前記走行環境に基づいて車両の加速度の変更が必要な場所以外を走行するときに比べて、前記駆動力の制御量を減少させる
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項1記載の車両用駆動力制御装置において、
前記外乱には、路面勾配、コーナリング抵抗、車重、車両が走行する場所の標高、路面抵抗、車両のエンジン性能のばらつき、及び車両のトランスミッションのひきずりのばらつきの少なくともいずれか一つが含まれる
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項1または2に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記走行環境に基づいて車両の加速度の変更が必要な場所は、コーナーである
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項3記載の車両用駆動力制御装置において、
前記車両が前記コーナーを走行しているか否かは、前記車両の横G、前記車両の操舵状態、及び前記車両の左右の車輪回転数の少なくともいずれか一つに基づいて判断する
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項3または4に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記車両が前記コーナーを走行しているときの前記駆動力の制御量の減少量は、前記車両の横Gに基づいて決定される
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項3または4に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記外乱から前記車両のコーナーリング抵抗を減算した値を補正後外乱とし、前記補正後外乱に基づいて、前記車両がコーナーを走行しているときの前記駆動力の制御量を減少させる
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項3から6のいずれか1項に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記車両が前記コーナーに進入しようとしているか否かは、前記車両の車室内に格納されている地図情報、及び前記車両の外から提供される情報の少なくともいずれか一方に基づいて判断する
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項3から7のいずれか1項に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記車両が前記コーナーに進入するときの前記駆動力の制御量の減少量は、前記車両が前記コーナーを走行したと仮定したときの前記車両の横Gの推定値に基づいて決定される
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記車両が前記走行環境に基づいて車両の加速度の変更が必要な場所に進入するときの前記駆動力の制御量の減少量は、前記車両が前記走行環境に基づいて車両の加速度の変更が必要な場所を走行するに際して必要な減速度に基づいて決定される
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記車両が前記走行環境に基づいて車両の加速度の変更が必要な場所に進入するときの前記駆動力の制御量の減少量は、前記車両の運転者の運転指向に基づいて決定される
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項3から8のいずれか1項に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記走行環境が連続コーナーである場合には、連続コーナーではない場合に比べて、前記車両の駆動力が小さくなるように制御される
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項11記載の車両用駆動力制御装置において、
前記走行環境が連続コーナーである場合には、連続コーナーではない場合に比べて、前記車両の駆動力のゲインが小さくなるように制御される
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項11または12に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記走行環境が連続コーナーである場合には、連続コーナーではない場合に比べて、通常時の前記車両の駆動力の制御への復帰が遅れるように制御される
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項11から13のいずれか1項に記載の車両用駆動力制御装置において、
地図情報に基づいて、前記走行環境が連続コーナーであるか否かが判定される
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項11から14のいずれか1項に記載の車両用駆動力制御装置において、
予め設定された所定曲率以上のコーナーが予め設定された所定距離以下で存在しているか否か、及び予め設定された大きさの領域内に存在する予め設定された所定曲率以上のコーナーの数の少なくともいずれか一方に基づいて、前記走行環境が連続コーナーであるか否かが判定される
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
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