JP2008024029A - 車両用走行制御装置及び車両用走行制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】路面反力トルク検出手段101、車両の走行状態量より通常走行時の規範路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段102、路面反力トルクと規範路面反力トルクとの偏差または割合を演算する車両状態演算手段103、及び駆動輪に伝達する駆動トルクを制御する駆動トルク制御手段104を備えた車両用走行制御装置であって、駆動トルク制御手段104は、偏差または割合が、安定状態の時の値より変化した場合、アクセルが戻されるまでは、上記変化時点の車速より減速しない範囲で、駆動輪に伝達する駆動トルクを抑制する駆動トルク抑制手段を有する。
【選択図】図1
Description
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明の実施の形態1による車両用走行制御装置を示すブロック図である。
本実施の形態1の車両用走行制御装置は、車両のタイヤが路面から受ける路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段101と、車両の走行状態量(ここではハンドル角と車速)を入力し、上記走行状態量に対して、通常走行時にタイヤが路面から受ける路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段102と、路面反力トルク検出手段101で検出された路面反力トルクと規範路面反力トルク演算手段102で演算された規範路面反力トルクとを用いて車両の走行状態を演算する車両状態演算手段103と、車両の走行状態量、検出結果、演算結果等を記憶するメモリ(図示せず)と、車両の駆動輪へ伝達される駆動トルクを制御する駆動トルク制御手段104とを備えている。
まず、路面反力トルク検出手段101にて路面反力トルクを検出し、メモリに記憶する(ステップS101)。
次に、規範路面反力トルク演算手段102にて規範路面反力トルクを演算し、メモリに記憶する(ステップS102)。
次に、車両状態演算手段103にてメモリに記憶した路面反力トルクと規範路面反力トルクとの偏差、または路面反力トルクと規範路面反力トルクとの割合(比率)を演算し、メモリに記憶する(ステップS103)。
次に、駆動トルク制御手段104にて、ステップS103で演算した偏差または割合に変化があるか判定する。偏差または割合に変化があるなら、ステップS105を実行し、変化が無いならスタートに戻る(ステップS104)。
ステップS105では、駆動トルク制御手段104にて、駆動輪に伝達する駆動トルクを抑制すると共に、車両の安全に影響が無い範囲で加速もしくは現状の車速を維持するように駆動トルクを制御する。すなわち、運転者がアクセルを戻すまでは、上記偏差または割合の変化時点の車速より減速しない範囲で、駆動輪に伝達する駆動トルクを抑制する。
次に、駆動トルク制御手段104にて、偏差または割合が所定値以上か以下であるか判定する(ステップS106)。なお、上記所定値は、実車試験よりタイヤ力の限界(ここで、タイヤ力とは、タイヤと路面との間に発生する路面反力トルクを指し、タイヤ力の限界とは、路面反力トルクの飽和点を指す。)を定めた値を所定値としている。
偏差または割合(路面反力トルクを基準とする場合)が所定値以上であれば、所定値以上となったときの車速より車速が増加しないように駆動トルクを制御する(ステップS107)。ステップS107では加速されない。ステップS106で、偏差または割合(路面反力トルクを基準とする)が所定値以下であれば、スタートに戻る。
なお、図2のステップS106では、偏差、または路面反力トルクを基準とした割合に対して、所定値以上か否かを判定したが、規範路面反力トルクを基準として割合を演算した場合は、ステップS106で、演算した割合の値が所定値以下か否かを判定し、所定値以下であれば、ステップS107で所定値以下となったときの車速より車速が増加しないように駆動トルクを制御し、所定値以上であれば、スタートに戻る。
ここで、規範路面反力トルクと路面反力トルクとの偏差をα1、規範路面反力トルクをTalign_ref、路面反力トルクをTalignとすると、車両状態演算手段103の出力α1は次式で表すことができる。
その他、駆動トルクを制御できる走行制御装置を有する車両であれば、本実施の形態を適用することが可能である。
図8(a)は規範路面反力トルクの時間応答波形(実線)と、駆動トルクの制御を行っていない場合の路面反力トルクの時間応答波形(破線)とを示しており、アクセルがオン状態で、車両が安定状態の時には、規範路面反力トルクと路面反力トルクとは一致しているが、車両が不安定状態(アンダーステア状態)になりはじめると、時間の経過につれて、規範路面反力トルクと路面反力トルクとに偏差が発生する特性がある。
図8(b)は図8(a)の時間応答波形に対応して発生する上記偏差(α1)の時間変化波形である。図8(b)において、車両が安定状態の時の偏差の値をA0(A0=0)、偏差がA0より変化しはじめた時点をt0、タイヤ力の限界時点での偏差の値をA1、制御無しの状態で、演算した偏差がA1となる時点をt2とする。
図8(c)は本実施の形態に係わる駆動トルク制御方式を説明する図であり、実線は本実施の形態の制御を行った場合の速度変化を、破線は制御無しの場合の速度変化を示している。
本実施の形態では、駆動トルク抑制手段701にて、偏差の変化時点の車速V0より減速しない範囲で、演算した偏差の値に応じて車両の駆動トルクを抑制する。すなわち、図8(c)に実線で示すように、時点t0〜時点t1の第1区間(加速可能区間)では、演算した偏差の値に応じて車速の加速の程度を制御無し(破線)の場合に比べて緩やかする(図8(c)では時点t0+Δt〜時点t1)。さらに、規範路面反力トルクと路面反力トルクとの偏差α1が大きくなり所定値A1となった場合は、偏差が所定値A1となった時点t1より駆動トルクを増加させないように、時点t1における車速V1(限界車速)を維持する(限界車速維持区間:第2区間)。
なお、図8(d)は従来の駆動トルク制御方式を適用した場合の車速変化を示す。本発明と異なり、演算した偏差がA1となる時点t2までは、駆動トルクの制御は行われず、偏差が所定値A1となった時点t2で、車速が限界車速に制御される。
図9(a)は規範路面反力トルクの時間応答波形(実線)と、駆動トルクの制御を行っていない場合の路面反力トルクの時間応答波形(破線)とを示しており、図9(b)は、図9(a)の時間応答波形に対し、規範路面反力トルクを基準として割合α2を演算した場合の、割合α2の時間応答を示している。規範路面反力トルクを基準として割合α2を演算した場合、車両が不安定状態になりはじめると(時点t0)、規範路面反力トルクに比べ路面反力トルクは小さくなるので、基準とした規範路面反力トルクの方が大きくなり、車両が安定しているときの割合(A0=1)に比べて割合α2は小さくなる。
駆動トルク抑制手段701では、車両状態演算手段103で演算した割合α2が、安定状態の割合A0=1より小さくなったと判断した場合、図9(c)に実線で示すように、小さくなった時点t0〜割合α2が所定値A1となった時点t1の第1区間(加速可能区間)では、車両の加速を制御無し(破線)に比べて、緩やかする(図9(c)では時点t0+Δt〜時点t1)。さらに規範路面反力トルクと路面反力トルクの割合α2が小さくなり所定値A1となった場合は、割合α2が所定値A1となった時点t1より駆動トルクを増加させないように車両の駆動トルクを抑制し、時点t1における車速V1(限界車速)を維持する(限界車速維持区間:第2区間)。
このようにすれば、割合変化時点t0から可能な限り車両を加速させることが可能であるため、運転者がアクセルを戻すまでは割合変化時点t0の車速V0より減速させない範囲で駆動力の抑制を行うことにより、運転者の意志を尊重することができ、車両のタイヤ力の限界で車速を維持することができる。
図10(b)は、規範路面反力トルクの時間応答波形(実線)と、駆動トルクの制御を行っていない場合の路面反力トルクの時間応答波形(破線)(図10(a))に対し、路面反力トルクを基準として割合α3を演算した場合の、割合α3の時間応答を示している。路面反力トルクを基準として割合α3を演算した場合、車両が不安定状態になりはじめると(時点t0)、規範路面反力トルクに比べ路面反力トルクは小さくなるので、基準とした路面反力トルクの方が小さくなり、車両が安定しているときの割合(A0=1)に比べて割合α3は大きくなる。
駆動トルク抑制手段701では、車両状態演算手段103で演算した割合α3が、安定状態の割合A0=1より大きくなったと判断した場合、図10(c)に実線で示すように、大きくなった時点t0〜割合α3が所定値A1となった時点t1の第1区間(加速可能区間)では、車両の加速を制御無し(破線)に比べて、緩やかする(図10(c)では時点t0+Δt〜時点t1)。さらに規範路面反力トルクと路面反力トルクの割合α3が大きくなり所定値A1となった場合は、割合α3が所定値A1となった時点t1より駆動トルクを増加させないように車両の駆動トルクを抑制し、時点t1における車速V1(限界車速)を維持する(限界車速維持区間:第2区間)。
このようにすれば、割合変化時点t0から可能な限り車両を加速させることが可能であるため、運転者がアクセルを戻すまでは割合変化時点t0の車速V0より減速させない範囲で駆動力の抑制を行うことにより、運転者の意志を尊重することができ、車両のタイヤ力の限界で車速を維持することができる。
図2のフローチャートのステップS104において、偏差または割合に変化があった場合、ステップS201では、車両状態演算手段103で演算した、規範路面反力トルクと路面反力トルクとの偏差または割合が、安定状態の値A0より変化した時点t0の車速V0を検出し、検出された車速V0をメモリに記憶する。
次に、ステップS202では、車両状態演算手段103で演算した偏差または割合に基づいて、目標駆動トルクの補正量を演算する。
図12(b)は規範路面反力トルクを基準として演算した割合α2に応じた駆動トルクの補正量を表しており、車両が安定状態(偏差A0=1)の補正量の値を1とし、割合α2が小さくなり所定値A1となるまでは(第1区間)、補正値が連続的に小さくなるように設定している。
図12(c)は、路面反力トルクを基準として演算した割合α3に応じた駆動トルクの補正量を表しており、車両が安定状態(偏差A0=1)の補正量の値を1とし、割合α3が大きくなり所定値A1となるまでは(第1区間)、補正量が連続的に小さくなるように設定している。
このような駆動トルク補正量の設定方法は実車試験にて得られた結果から補正量を決定すればよい。
次に、ステップS204では、車速が、メモリに保存した変化時点の車速V0より速いか判断する。車速が速いなら補正した目標駆動トルクを出力する(ステップS205)。車速が遅いなら変化時点の車速V0となる目標駆動トルクを出力する(ステップS206)。
また、第1区間では、偏差または割合に応じて駆動トルク制御手段の出力を連続的に変化させているので、運転者に違和感を与えない車両用走行制御装置を提供できる。
図2のフローチャートのステップS106において、偏差もしくは割合が所定値A1となった場合、ステップS301では、偏差もしくは割合が所定値A1となった時点t1の車速(限界車速)V1を検出し、検出された限界車速V1をメモリに記憶する。
次に、ステップS302では、限界車速V1となる目標駆動トルク、すなわち、車両が安全な範囲で走行できる目標駆動トルクを演算し、ステップS303で、演算した目標駆動トルクを出力する。
また、特開2003−341538号公報にて提案されているように、路面から受けるアライメントトルクと横滑り角βとを用いて車両状態を検出し、横滑り角に対するアライメントトルクの勾配が近似直線の勾配から大きく異なる場合に路面反力トルクの飽和点と判断してもよく、その他公知の技術を用いればよい。
また、偏差または割合のいずれかが所定値に達した時点以降は、所定値に達した時点での車速V1を超えないように駆動トルクを抑制するようにしてもよい。
Claims (4)
- 車両のタイヤが路面から受ける路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段、車両の走行状態量より通常走行時の規範路面反力トルクを演算する規範路面反力トルク演算手段、検出された上記路面反力トルクと演算した上記規範路面反力トルクとから、上記路面反力トルクと上記規範路面反力トルクとの偏差、または上記路面反力トルクと上記規範路面反力トルクとの割合を演算する車両状態演算手段、及び駆動輪に伝達する駆動トルクを制御する駆動トルク制御手段を備え、
上記駆動トルク制御手段は、上記車両状態演算手段で演算された上記偏差または上記割合が、車両が安定状態の時の上記偏差または上記割合の値A0より変化した場合、アクセルが戻されるまでは、上記偏差または上記割合の変化時点の車速V0より減速しない範囲で、演算された上記偏差または上記割合の値に応じて、上記駆動トルクを抑制する駆動トルク抑制手段を有することを特徴とする車両用走行制御装置。 - 車両が安定状態の時の偏差または割合の値をA0、演算した偏差または割合が上記A0より変化しはじめた時点をt0、時点t0における車速をV0、路面反力トルクの飽和時点での偏差または割合の値をA1、演算した偏差または割合が上記A1となる時点をt1、時点t1における車速をV1とし、
駆動トルク抑制手段は、時点t0〜時点t1の第1区間では、演算した上記偏差または上記割合の値に応じて、上記駆動トルクを抑制すると共に、V0〜V1の範囲内で加速可能とし、時点t1以降の第2区間では、V1を超えないように駆動トルクを抑制することを特徴とする請求項1記載の車両用走行制御装置。 - 駆動トルク抑制手段は、第1区間において、駆動輪に伝達する目標駆動トルクを、車両状態演算手段にて演算した偏差または割合の値に応じて連続的に変化する補正量で補正し、上記目標駆動トルクを抑制することを特徴とする請求項2記載の車両用走行制御装置。
- 車両のタイヤが路面から受ける路面反力トルクを検出する第1ステップ、車両の走行状態量より通常走行時の規範路面反力トルクを演算する第2ステップ、検出された上記路面反力トルクと演算した上記規範路面反力トルクとから、上記路面反力トルクと上記規範路面反力トルクとの偏差、または上記路面反力トルクと上記規範路面反力トルクとの割合を演算する第3ステップ、演算された上記偏差または上記割合が、車両が安定状態の時の上記偏差または上記割合の値A0より変化した場合、上記偏差または上記割合の値に応じた駆動トルク補正量を演算する第4ステップ、演算された駆動トルク補正量に基づいて駆動輪に伝達する目標駆動トルクの値を補正する第5ステップ、アクセルがオン状態で、車速が、上記偏差または上記割合が変化した時点の車速V0より速ければ補正した目標駆動トルクを出力し、車速V0と同じまたは車速V0より遅ければ車速V0となる目標駆動トルクを出力する第6ステップ、路面反力トルクの飽和点における上記偏差または上記割合の値を所定値A1とし、演算された上記偏差または上記割合が上記所定値A1となった場合、上記所定値A1となった時点の車速V1となる目標駆動トルクを演算する第7ステップ、及び演算した目標駆動トルクを出力する第8ステップを備えたことを特徴とする車両用走行制御方法。
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2006
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