JP2011247180A - 車両の制振制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車体バネ上振動を抑制するような補正トルクを算出し、制駆動トルク発生手段に対し補正トルク指令値を出力するにあたり、補正トルクの振幅が所定振幅以上の状態が所定時間継続しているときは、通常時補正トルク指令値よりも小さな値のハンチング時補正トルク指令値を出力し、その後、補正トルクの振幅が所定振幅以下となる状態が第1の所定時間継続したときは、補正トルク指令値の出力をハンチング時補正トルク指令値から通常時補正トルク指令値に復帰させる。
【選択図】 図18
Description
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、通常の制振制御に復帰したときのハンチングの発生を抑制することで制振制御の実行頻度の向上を図ることが可能な車両の制振制御装置を提供することを目的とする。
アクセル開度APOから、図4に示すような、アクセル開度とドライバ要求エンジントルクの関係を定めた特性マップに基づいてドライバ要求エンジントルクTe_aを読み出す。
Te_a=map(APO)
読み出されたドライバ要求エンジントルクTe_aを、ディファレンシャルギア比Kdif、自動変速機のギア比Katに基づいて駆動軸トルクに換算し、ドライバ要求駆動トルクTw_a算出する。
Tw_a=(1/(Kdf・Kat))・Te_a
同様に、ブレーキペダルの操作量S_bから、図6に示すような、ブレーキ操作量とドライバ要求制動トルクの関係を定めた特性マップからドライバ要求制動トルクTw_bを算出する。
算出されたドライバ要求駆動トルクTw_aとドライバ要求制動トルクTw_bとから、下式に従って要求制駆動トルクTwを算出する。
Tw=Tw_a−Tw_b
各輪車輪速VwFR、VwFL、VwRR、VwRLから実車速成分Vbodyを除去して車体に対する各輪速度を算出し、各輪速度と各輪速度前回値の差分をとり、時間微分することにより各輪加速度を算出する。算出した各輪加速度にバネ下質量を乗じることで、前後輪の前後方向外乱ΔFf、ΔFrを算出する。
車体に制駆動トルク変動ΔTw、前後方向外乱ΔFf、ΔFrの少なくとも一つが発生したとき、車体はピッチ軸まわりに角度θpの回転が発生するとともに、重心位置の上下移動xbが発生する。ここで制駆動トルク変動ΔTwは、ドライバのアクセル操作及びブレーキ操作から算出された制駆動トルクΔTwnと、制駆動トルク前回値ΔTwn-1の差分から演算する。
M・(d2xb/dt2)
=−Ksf(xb+Lf・θp)−Csf(dxb/dt+Lf・dθp/dt)
−Ksr(xb−Lr・θp)−Csf(dxb/dt−Lr・dθp/dt)
−(hbf/Lsf)ΔFf+(hbr/Lsr)ΔFr
で表すことができ、また、車体ピッチング振動の運動方程式は、
Ip・(d2θp/ dt2)
=−Lf・Ksf(xb+Lf・θp)−Lf・Csf(dxb/dt+Lf・dθp/dt)
+Lr・Ksr(xb−Lr・θp)+Lr・Csf(dxb/dt−Lr・dθp/dt)
−{hcg−(Lf−Lsf)hbf/Lsf}ΔFf+{hcg−(Lr-Lsr)hbr/Lsr}ΔFr
で表すことができる。
x1=xb,x2=dxb/dt,x3=θp,x4=dθp/dt
と置いて、状態方程式に変換すると
dx/dt=Ax+Bu
と表現できる。
フィードフォワード項は、
フィードバック項は、
このxを求めることにより、制駆動トルク変動ΔTw、及び前後方向外乱ΔFf、ΔFrによる車体バネ上の挙動を推定することができる。
ステップS200で算出された要求制駆動トルクTwの変動成分ΔTw、及び前後輪の前後方向外乱ΔFf、ΔFrに対する、それぞれのバネ上挙動xから、要求制駆動トルクにフィードバックする補正トルクdTw*を算出する。
このときフィードバックゲインは、dxb/dt,dθp/dtの振動が少なくなるように決定する。
例えば、フィードバック項においてdxb/dtが少なくなるようなフィードバックゲインを算出する場合は、重み行列を
フィードバック項におけるdθp/dtの振動が少なくなるようなフィードバックゲインFthp_FBは、重み行列を
これは最適レギュレータの手法であるが、極配置など他の手法にて設計しても良い。
上記4つの式から算出した補正トルクに対して、それぞれ重みづけして加算することで、補正トルクdTw*を算出する。
図10は実施例1の出力調整ゲイン及び出力モード設定処理を表すフローチャートである。
ステップS720では、出力調整後の補正トルクdTw1*のハンチングを検出する。このステップS720で行う処理を図11〜図15を用いて説明する。
このハンチング検出処理を図12〜図15を用いて詳細に説明する。図12〜図15は実施例1のハンチング検出処理を表すフローチャートである。
ステップS721では、ハンチング監視タイマtHunt_Cycleが正か否かを判断する。YESの場合はステップS722でハンチング監視タイマtHunt_Cycleを1減算する。ステップS721でNOの場合はそのままステップS723に進む。ステップS723では、上限閾値到達フラグfHunt_U、及び下限閾値到達フラグfHunt_Lが0か否かを判断する。YESの場合はステップS724でハンチング初期検知判断を行う。このステップS724で行う処理を、図13のフローチャートを用いて説明する。
ステップS724−1では、出力調整後の補正トルクdTw1*が補正トルク上限閾値dTw_U以上で、かつ出力調整後の補正トルクdTw1*の前回値が補正トルク上限閾値dTw_Uよりも小さいか否かを判断する。YESの場合はステップS724−2に進み、上限閾値到達フラグfHunt_Uに1を、ハンチング回数Hunt_Cntに1を、ハンチング監視タイマtHunt_Cycleにハンチング監視時間Cycle_Timelmtをセットして終了する。
ステップS724−1でNOの場合は、ステップS724−3に進み、出力調整後の補正トルクdTw1*が補正トルク下限閾値dTw_L以下で、かつ出力調整後の補正トルクdTw1*の前回値が補正トルク下限閾値dTw_Lよりも大きいか否かを判断する。YESの場合はステップS724−4で下限閾値到達フラグfHunt_Lに1を、ハンチング回数Hunt_Cntに1を、ハンチング監視タイマtHunt_Cycleにハンチング監視時間Cycle_Timelmtをセットして終了する。
ステップS723でNOの場合はステップS725でハンチング継続判断を行う。このステップS725で行う処理を、図14のフローチャートを用いて説明する。
ステップS725−1では、上限閾値到達フラグfHunt_Uが1、かつ下限閾値到達フラグfHunt_Lがゼロ、かつ出力調整後の補正トルクdTw1*が補正トルク下限閾値dTw_L以下であるか否かを判断する。YESの場合はステップS725−2で上限閾値到達フラグfHunt_Uにゼロを、下限閾値到達フラグfHunt_Lに1を、ハンチング監視タイマtHunt_Cycleにハンチング監視時間Cycle_Timelmtをセットするとともに、ハンチング回数Hunt_Cntに1を加算して、ステップS725−5に進む。
ステップS727−1では、中断復帰用タイマtHunt_Endが正か否かを判断する。YESの場合はステップS727−2に進み、中断復帰用タイマtHunt_Endを1減算して終了する。NOの場合はハンチングが終了したと判断し、ステップS727−3でハンチングフラグfHuntをクリアして終了する。
ステップS740では、ステップS720で検出したハンチング結果に基づいて、出力調整ゲイン、及び出力モードを設定する。図16は実施例1の出力調整ゲイン及び出力モード設定処理を表すフローチャートである。このステップS740で行う処理を図16を用いて説明する。
ステップS750では、ハンチングフラグfHuntの前回値が1か否かを判断する。YESの場合はステップS751に進み、出力調整ゲイン復帰タイマtKout_Timeに出力調整ゲイン復帰時間tKout_Timelmtをセットする。NOの場合はステップS752に進み、出力調整ゲイン復帰タイマtKout_Timeが正か否かを判断する。
ステップS752において、YESの場合はステップS753に進み、出力調整ゲイン復帰タイマtKout_Timeから1減算する。NOの場合はステップS754に進み、出力調整ゲインKoutが100よりも小さいか否かを判断する。NOの場合はそのまま終了する。
ステップS756では出力調整ゲインKoutが100よりも大きいか否かを判断する。NOの場合はそのまま終了する。YESの場合はステップS757で出力調整ゲインKoutに100をセットして終了する。
ステップS800では、ステップS700で設定した出力モードに基づき、補正トルク指令値dTw_out*を算出する。ここで行う処理を図17に示すフローチャートを用いて説明する。図17は実施例1のモード切替処理を表すフローチャートである。
ステップS803では、制御中断フラグfPAUSEが1か否かを判断する。YESの場合はステップS804で補正トルク指令値dTw_out*にゼロをセットして終了する。このときのゼロの値がハンチング時補正トルク指令値に相当する。NOの場合は、補正トルク指令値dTw_out*に出力調整後の補正トルクdTw1*をセットして終了する。
ステップS900では、ステップS800で算出した補正トルク指令値dTw_out*を、駆動力制御手段60及び制動力制御手段70に出力し、今回の処理を終了する。
図18は実施例1の制振制御処理を実行した際の作動内容を表すタイムチャートである。ある悪路を走行中に車両に発生する振動を抑制するように制振制御を実行中、補正トルク指令値にハンチングが生じた状態を示す。
時刻t1において、制振制御に基づく補正トルク指令値が悪路の影響によって補正トルクの振幅が大きくなるハンチングをし始める。
時刻t4以降、出力調整ゲイン復帰時間tKout_Timelmtが経過する間、制限された補正トルク指令値dTw_out*が出力されることで、一気に補正トルク指令値を通常時補正トルク指令値に復帰させる場合よりも、再びハンチングが発生することを防ぐことができると共に、出力低下状態をより短くすることができる。
(1)車輪に制駆動トルクを発生させる駆動力制御手段60及び制動力制御手段70(制駆動トルク発生手段)と、車体バネ上振動を抑制するような補正トルクを算出する補正トルク算出手段54と、補正トルクに基づいて駆動力制御手段60及び制動力制御手段70に対し補正トルク指令値を出力する出力調整手段55、補正トルク監視手段56及びモード切替手段57(以下、補正トルク指令値出力手段)と、を備え、補正トルク指令値出力手段は、補正トルクの振幅が所定振幅以上の状態が所定時間継続しているときは、通常時補正トルク指令値に比べて振幅が小さなハンチング時補正トルク指令値を出力し、その後、補正トルクの振幅が所定振幅以下となる状態が復帰時間End_Timelmt(第1の所定時間)継続したときは、補正トルク指令値の出力をハンチング時補正トルク指令値から通常時補正トルク指令値に復帰させる。
ステップS730−3でNOの場合はステップS730−5に進み、出力調整後の補正トルクdTw1*が補正トルク最小値dTw_minよりも小さいか否かを判断する。YESの場合はステップS730−6に進み、補正トルク最小値dTw_minに出力調整後の補正トルクdTw1*をセットして終了する。NOの場合はそのまま終了する。
ステップS735では、ステップS730で算出した補正トルク最小値dTw_min、補正トルク最大値dTw_max、ハンチング継続時間Hunt_timeから、出力調整ゲインKoutの減少量ΔKd及び増加量ΔKuを算出する。ここで行う処理を、図21〜図25を用いて説明する。
ステップS735−1では、上限閾値到達フラグfHunt_U、下限閾値到達フラグfHunt_L、ハンチングフラグfHuntのいずれかが1であるか否かを判断する。YESの場合はステップS735−2に進み、ステップS730で算出した補正トルク最小値dTw_min、補正トルク最大値dTw_max、ハンチング継続時間Hunt_timeに基づいて、出力調整ゲイン減少量、及び出力調整ゲイン増加量の補正値を算出する。
ハンチング判断中における、出力調整後の補正トルクdTw1*の振動振幅の最大値dTw_ppは、
dTw_pp=dTw_max−dTw_min
で算出される。この振動振幅の最大値dTw_ppに基づき、図22に示すようなマップから出力調整ゲイン減少量補正値Kp_downを算出する。具体的には、振動振幅が大きいほど出力調整ゲイン減少量補正値Kp_downが大きくなる値を算出する。
また、ハンチング継続時間Hunt_timeに基づき、図23に示すようなマップから出力調整ゲイン減少量補正値Kt_downを算出する。具体的には、ハンチング継続時間が長いほど出力調整ゲイン減少量補正値Kt_downが大きくなる値を算出する。
振動振幅の最大値dTw_ppに基づき、図24に示すようなマップから出力調整ゲイン増加量補正値Kp_upを算出する。具体的には、振動振幅が大きいほど出力調整ゲイン増加量補正値Kp_upが小さくなる値を算出する。言い換えると、振動振幅が大きいほどゆっくりと出力を復帰させることとなる。
また、ハンチング継続時間Hunt_timeに基づき、図25に示すようなマップから出力調整ゲイン増加量補正値Kt_upを算出する。具体的には、ハンチング継続時間が長いほど出力調整ゲイン増加量補正値Kt_upが小さくなる値を算出する。言い換えると、ハンチング継続時間が長いほどゆっくりと出力を復帰させることとなる。
出力調整ゲイン減少量補正値Kp_down、及び出力調整ゲイン減少量補正値Kt_downから、出力調整ゲインKoutの減少量ΔKdは以下の式により求まる。
ΔKd=Kp_down・Kt_down・ΔKd0
ここで、ΔKd0は予め定められた出力調整ゲイン減少量基準値である。言い換えると、振動振幅が大きいほど、また、ハンチング継続時間が長いほど、出力調整ゲイン減少量ΔKdが大きな値に設定される。
ΔKu=Kp_up・Kt_up・ΔKu0
ここで、ΔKu0は予め定められた出力調整ゲイン増加量基準値である。言い換えると、振動振幅が大きいほど、また、ハンチング継続時間が長いほど、出力調整ゲイン増加量ΔKuが大きな値に設定される。
Kout=Kout_z−ΔKd
ステップS745では、ハンチングフラグfHuntの前回値がゼロか否かを判断する。YESの場合はステップS746'で出力調整ゲイン復帰タイマtKout_Timeに出力調整ゲイン復帰時間tKout_Timelmtをセットする。NOの場合はステップS747に進む。
ステップS750では、ハンチングフラグfHuntの前回値が1か否かを判断する。YESの場合はステップS751に進み、出力調整ゲイン復帰タイマtKout_Timeに出力調整ゲイン復帰時間tKout_Timelmtをセットする。NOの場合はステップS752に進み、出力調整ゲイン復帰タイマtKout_Timeが正か否かを判断する。
ステップS752でYESの場合はステップS753に進み、出力調整ゲイン復帰タイマtKout_Timeから1減算する。NOの場合はステップS754に進み、出力調整ゲインKoutが100よりも小さいか否かを判断する。
Kout=Kout_z+ΔKu
このように、振動振幅の最大値dTw_pp、及びハンチング継続時間に基づいて算出された出力調整ゲインKoutの増加量ΔKuから、出力調整ゲインKoutを算出することにより、ハンチング時の補正トルクの振幅が大きいほど、またハンチングの継続時間が長いほど、補正トルク出力制限解除時に、制限がよりゆっくりと解除されるようになる。
(5)補正トルク指令値出力手段は、補正トルクの振幅が所定振幅以上の状態を継続する継続時間をカウントし、カウントされた継続時間が長いほど、出力調整ゲインをより小さな値に設定する。言い換えると、補正トルクdTw*の復帰時における制限を大きくする。
すなわち、ハンチング継続時間が長いときは、悪路を走行している可能性が高く、制限解除時に再度ハンチングを引き起こす可能性が高い。そこで、補正トルク復帰時に、制限時補正トルク指令値の出力がより小さくなるように制限することで、ハンチングを効果的に抑制することができる。
すなわち、ハンチング時の振幅が大きいときは、路面が荒れている状態であり、悪路を走行している可能性が高く、制限解除時に再度ハンチングを引き起こす可能性が高い。そこで、補正トルク復帰時に、制限時補正トルクの出力がより小さくなるように制限することで、制限解除時に、ハンチングを効果的に抑制することができる。
すなわち、ハンチング時の振幅が大きいときは、路面が荒れている状態であり、悪路を走行している可能性が高く、制限解除時に再度ハンチングを引き起こす可能性が高い。そこで、補正トルク復帰時に、ゆっくりと復帰させることで、ハンチングが繰り返し発生することを防ぐことができる。
すなわち、ハンチング継続時間が長いときは、悪路を走行している可能性が高く、制限解除時に再度ハンチングを引き起こす可能性が高い。そこで、補正トルク復帰時に、ゆっくりと復帰させることで、ハンチングが繰り返し発生することを防ぐことができる。
51 要求制駆動トルク算出手段
52 前後方向外乱算出手段
53 バネ上挙動推定手段
54 補正トルク算出手段
55 出力調整手段
56 補正トルク監視手段
57 モード切替手段
60 駆動力制御手段
70 制動力制御手段
ステップS200で算出された要求制駆動トルクTwの変動成分ΔTw、及び前後輪の前後方向外乱ΔFf、ΔFrに対する、それぞれのバネ上挙動xから、要求制駆動トルクにフィードバックする補正トルクdTw*を算出する。
このときフィードバックゲインは、dxb/dt,dθp/dtの振動が少なくなるように決定する。
例えば、フィードバック項においてdxb/dtが少なくなるようなフィードバックゲインを算出する場合は、重み行列を
フィードバック項におけるdθp/dtの振動が少なくなるようなフィードバックゲインFthp_FBは、重み行列を
Claims (8)
- 車輪に制駆動トルクを発生させる制駆動トルク発生手段と、
車体バネ上振動を抑制するような補正トルクを算出する補正トルク算出手段と、
前記補正トルクに基づいて前記制駆動トルク発生手段に対し補正トルク指令値を出力する補正トルク指令値出力手段と、
を備え、
前記補正トルク指令値出力手段は、前記補正トルクの振幅が所定振幅以上の状態が所定時間継続しているときは、通常時補正トルク指令値よりも小さな値のハンチング時補正トルク指令値を出力し、その後、前記補正トルクの振幅が所定振幅以下となる状態が第1の所定時間継続したときは、前記補正トルク指令値の出力を前記ハンチング時補正トルク指令値から前記通常時補正トルク指令値に復帰させることを特徴とする車両の制振制御装置。 - 請求項1に記載の車両の制振制御装置において、
前記補正トルク指令値出力手段は、前記通常時補正トルク指令値に復帰させる前に、前記補正トルクに制限をかけた復帰時補正トルク指令値を出力することを特徴とする車両の制振制御装置。 - 請求項2に記載の車両の制振制御装置において、
前記制限は、前記補正トルクの振幅が所定振幅以下の状態に比べ、補正トルクの出力がより小さくなるように制限をかけることを特徴とする車両の制振制御装置。 - 請求項2または3に記載の車両の制振制御装置において、
前記補正トルク指令値出力手段は、前記復帰時補正トルク指令値を出力しているときに、前記補正トルクの振幅が所定振幅以下となる状態が第2の所定時間継続したときは、前記復帰時補正トルク指令値から前記通常時補正トルク指令値に復帰させることを特徴とする車両の制振制御装置。 - 請求項2ないし4いずれか1つに記載の車両の制振制御装置において、
前記補正トルク指令値出力手段は、前記補正トルクの振幅が所定振幅以上の状態を継続する継続時間をカウントし、カウントされた継続時間が長いほど、前記補正トルクの制限を大きくした前記復帰時補正トルク指令値を出力することを特徴とする車両の制振制御装置。 - 請求項2ないし5いずれか一つに記載の車両の制振制御装置において、
前記補正トルク指令値出力手段は、前記ハンチング時補正トルク指令値を出力しているときの前記補正トルクの振幅が大きいほど、前記補正トルクの制限を大きくした前記復帰時補正トルク指令値を出力することを特徴とする車両の制振制御装置。 - 請求項2ないし6いずれか一つに記載の車両の制振制御装置において、
前記補正トルク指令値出力手段は、前記ハンチング時補正トルク指令値の出力を開始した後の間における前記補正トルクの振幅が大きいほど、前記補正トルクの出力がゆっくりと復帰するように制限を解除することを特徴とする車両の制振制御装置。 - 請求項2ないし7いずれか1つに記載の車両の制振制御装置において、
前記補正トルク指令値出力手段は、前記補正トルクの振幅が所定振幅以上の状態を継続する継続時間をカウントし、カウントされた継続時間が長いほど、前記補正トルクの出力がゆっくりと復帰するように制限を解除することを特徴とする車両の制振制御装置。
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