JP2010270854A - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
ドライバーの旋回動作により前輪に発生するセルフアライニングトルクを検出し、このセルフアライニングと車速から演算した推定舵角を基に変速比制御を行うことで、ドライバーに制御遅延による違和感を与えず、路面摩擦係数が低下した場合に於いても減速力過多により車両が不安定に陥ることがなく、従来の装置に比して高性能でかつ設計時に於いてもマッチングが容易となるようにした。
【選択図】図1
Description
感)を与える原因となっていた。
以下、この発明の実施の形態1に係る車両制御装置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に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。図1に於いて、セルフアライニングトルク検出手段101は、車両旋回時にタイヤと路面の間に発生するセルフアライニングトルクTalignを検出し出力する。車速検出手段102は、車両の前後方向の移動速度である車速を検出し車速信号Vを出力する。
舵角θestを演算し出力する。変速比制御手段104は、推定舵角θestに基づき、変速機105の変速比を制御する。
モータ電流信号Imtr、モータ角速度信号ωmtrに基づいて演算した電圧Vsupplyを、電動モータ304に供給する。
と一致し、且つ、タイヤ302に加えられるセルフアライニングトルクTalignとステアリング機構摩擦Tfricとの合計値に釣り合うものである。ステアリング機構摩擦Tfricには、ステアリング単体で発生する摩擦と電動モータ304で発生する摩擦の両方が含まれる。
つの車速センサーから通信ライン(例えば車載ネットワークCAN)を用いて伝送する、又は
共通のメモリに値を保管し相互にアクセスする等により、車速信号Vを共用するようにし
ても良い。
電流Iassistを演算し、電動モータ304の目標電流Itagを決定する。更に、ステップS
403に於いてモータ電流信号Imtrを入力し、ステップS404に進んでモータ電流信号Imtrが目標電流Itagに一致するようモータ供給電圧Vsupplyを制御し電動モータ304に
出力する。このようにして電動パワーステアリング制御器308は、電動モータ304による操舵アシストトルクTassistを制御する。
車速信号Vが増大するにつれて、同一の操舵トルク信号Tsに対するアシスト電流Iassistは小さくなる。
Tassist = Ggear・Kt・Imtr ・・・・・・・・・・・・・・・・式(1)
ここで、減速ギア比Ggear及びトルク定数Ktは、電動モータ304固有の定数であり、
セルフアライニングトルク演算手段202に予め記憶されている。
、電動モータ304の慣性モーメントJ及びモータ角速度ωmtrを用いて、次式(2)に示す計算式に基づき、ステアリング軸トルクTstrを演算する。
Tstr = Ts + Tassist - J・dωmtr/dt ・・・・・・・・・・・式(2)
ここで、慣性モーメントJは、電動モータ304のローター部が有している慣性モーメ
ントを示す定数であり、セルフアライニングトルク演算手段202に予め記憶されている。
アライニングトルクとハンドル角の比Kalignを演算する。即ち、図7は、乾いた路面に於ける車速に対するセルフアライニングトルクとハンドル角の比の関係を示すグラフであり、縦軸はセルフアライニングトルクとハンドル角との比Kalign、横軸は車速Vを示す。図7に示すように、車速Vが小さい場合、セルフアライニングトルクとハンドル角の比Kalignは小さく、車速Vが大きくなるに従って前述の比Talignは大きくなる。
304のモータ角速度信号ωmtr及び減速ギア比Ggear、セルフアライニングトルクとハンドル角の比Kalignを用いて、次式(3)に示す計算式に基づき時定数τestを演算する。
グトルクTalignを求める。即ち、図8は、この発明の実施の形態1による車両制御装置のセルフアライニングトルク演算手段に於いて用いる、時定数τestの特性を有するローパ
スフィルターを示すブロック図である。
て、始めに、ステップS901に於いて、セルフアライニングトルクTalign及び車速信号Vを入力する。次に、ステップS902に進み、車速信号Vに基づき、図10に示すマップからセルフアライニングトルクとハンドル角の比Kalignを演算する。
θest = Talign / Kalign ・・・・・・・・・・・・・・・式(4)
5の変速比制御を行うが、この実施の形態1に於ける変速比制御手段104では、旋回走行時の変速比制御を行うため、以降に説明する動作フローを行う。即ち、ステップS1102に於いて、先ず、推定舵角演算手段103より推定舵角θestを入力する。次に、ステップS1103に進み、推定舵角θestを基に目標シフトダウン量Rtag_downを演算する。
き)を大きくし、さらに最大目標シフトダウン量を通常より大きくすることにより、急激
かつ大きな減速感を得るように設計することが考えられる。又、設計者の好みに応じて、推定舵角に対する目標シフトダウン量Rtag_downのマップを、放物線やその他曲線を描き
ながら増加するように設計するなどしても良い。
量Rtag_downを用いて、次式(5)に基づき目標変速比Rtagを演算する。
Rtag = Rtag_base + Rtag_down ・・・・・・・・・・・・式(5)
但し、演算された目標変速比Rtagが、変速機105が動作可能な変速比の範囲を超えないようにする必要がある。最終的に、ステップS1105にて、目標変速比Rtagに基づいて、変速機105の変速比制御を行う。変速比制御手段104は、これらの動作を周期的に繰り返すものである。
きには比例して増加するが、横滑り角βfが大きくなると急激に飽和し、やがて減少する
特性を持っていることが知られている(例えば、非特許文献3参照)。この特性は、更に路面によって異なり、滑りやすい路面(例えば、雪道・氷路面など路面摩擦抵抗μが低い状
況)では、乾いた路面(例えばアスファルト路など路面摩擦抵抗μが高い状況)に対し、よ
り小さな横滑り角βfで飽和する特性があることが知られている。
まま、セルフアライニングトルクとハンドル角の比Kalignにて除算して求めているため、これらセルフアライニングトルクの有する特性をそのまま有している。よって、推定舵角θestを基に目標シフトダウン量Rtag_downを求めることで、車両制御装置は、滑りやすい路面では乾いた路面より目標シフトダウン量Rtag_downを小さく演算し変速制御するので
、減速力過多による駆動輪のスリップ、及び前輪の横力不足によるアンダーステアを防ぎ、車両が不安定になるといった状況を防ぐことができる。
境に飽和する。
縦軸上段に示すよう、セルフアライニングトルクTalignの飽和と同期して推定舵角θest
も飽和する。この推定舵角θestの飽和する時点は、路面状況により左右され、滑りやす
い路面では乾いた路面に比べ早期に飽和する。よって、この推定舵角θestを基に目標シ
フトダウン量Rtag_downを求めることで、縦軸下段に示すように滑りやすい路面では乾い
た路面に対しシフトダウン量が低下し、タイヤの前後方向に発生する減速力を減らすことで、タイヤの横力不足により車両が不安定になるといった状況を防ぎ安定した旋回を実現することができる。
次に、この発明の実施の形態2に係る車両制御装置について説明する。実施の形態2による車両制御装置は、前述の実施の形態1による車両制御装置と同様に、図1に示す構成にて旋回時の変速比制御を行う。但し、実施の形態1では、図1のセルフアライニングトルク検出手段101を、図2に示す電動パワーステアリング装置201とセルフアライニングトルク演算手段202により構成していたが、実施の形態2ではセルフアライニングトルク検出装置に置き換えて構成している。
検出装置1501から出力されるセルフアライニングトルクTalignから推定舵角θestを
求め、この推定舵角θestを基に旋回時の変速比制御を行うようにしている。これにより
、実施の形態2に於ける車両制御装置は、前述の実施の形態1に於けると車両制御装置と
同様の効果を得ることができる。
102 車速検出手段
103 推定舵角演算手段
104 変速費制御手段
105 変速機
201 電動パワーステアリング装置
202 セルフアライニングトルク演算手段
301、1601 ハンドル
302、1602 タイヤ
303 トルクセンサー
304 電動モータ
305 電流センサー
306 回転角速度センサー
307 車速センサー
308 電動パワーステアリング制御器
Claims (6)
- 車両の旋回時に前輪が路面から受けるセルフアライニングトルクを検出するセルフアライニングトルク検出手段と、
車両の走行速度若しくは車輪速を検出する車速検出手段と、
前記検出されたセルフアライニングトルクと前記検出された走行速度若しくは車輪速とに基づき、推定舵角を演算する推定舵角演算手段と、
自動変速機の変速比を制御する変速比制御手段と、
を備え、
前記演算された推定舵角に基づき、前記自動変速機の変速比を制御することを特徴とする車両制御装置。 - 前記セルフアライニングトルク検出手段は、
ドライバーの操舵を電動モータによりアシストする電動パワーステアリング装置と、
前記電動パワーステアリング装置に入力されるドライバーの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記電動パワーステアリング装置が出力する電動モータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段と、
前記電動モータの回転角速度を検出するモータ回転角速度検出手段と、
車両の走行速度若しくは車輪速を検出する車速検出手段と、
前記操舵トルク検出手段の出力と、前記モータ電流検出手段の出力と、前記モータ回転角速度検出手段の出力と、前記車速検出手段の出力とに基づいて、セルフアライニングトルクを演算するセルフアライニングトルク演算手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 - 前記セルフアライニングトルク検出手段は、走行中のタイヤに発生するセルフアライニングトルクを計測するセルフアライニングトルク検出装置により構成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。
- 前記変速比制御手段は、前記推定舵角演算手段により演算された推定舵角の絶対値が大きくなるにつれ、前記変速比も同様に大きくすることを特徴とする請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の車両制御装置。
- 前記変速比制御手段は、前記推定舵角演算手段で演算された推定舵角の絶対値が第1の所定値より大きい場合に、前記変速比の変動を所定範囲に制限することを特徴とする請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の車両制御装置。
- 前記変速比制御手段は、前記推定舵角演算手段で演算された推定舵角の絶対値が第2の所定値より小さい場合に、前記変速比の変動を行わないことを特徴とする請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の車両制御装置。
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