JP2023046821A - Vehicle and vehicle suspension control method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、サスペンションストロークを制御する１又は複数のアクチュエータを備え、手動運転モードと自動運転モードとを切り替え可能な車両、及び車両用サスペンションの制御方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a vehicle that includes one or more actuators that control suspension stroke and that is capable of switching between a manual operation mode and an automatic operation mode, and a vehicle suspension control method.
特許文献１は、自動運転コントローラから受け取った車輪の走行経路に関する情報に基づき、アクティブサスペンションの制御を行う技術を開示している。
サスペンションストロークを制御するアクチュエータを備える車両では、当該アクチュエータを用いて車両のロール及びピッチの少なくとも一方をアクティブに制御できる。このような姿勢制御（ロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方）では、当該姿勢制御のための要求制御量に含まれる制御ゲインを大きくすることにより、当該姿勢制御の効果を高めて車両の快適性を向上できる。 In vehicles with actuators that control suspension stroke, the actuators can be used to actively control the roll and/or pitch of the vehicle. In such attitude control (at least one of roll control and pitch control), by increasing the control gain included in the required control amount for the attitude control, the effect of the attitude control is enhanced and the comfort of the vehicle is improved. can improve.
ここで、運転者による手動運転時の姿勢制御は、運転者のドライブフィールを考慮して行われることが求められる。このため、手動運転時の姿勢制御では、制御ゲインを大きくすることは難しい。したがって、手動運転モードと自動運転モードとを切り替え可能な車両における姿勢制御では、手動運転モード時のドライブフィールを考慮しつつ、自動運転モード時の快適性を向上できることが求められる。 Here, posture control during manual driving by the driver is required to be performed in consideration of the driver's drive feel. Therefore, it is difficult to increase the control gain in posture control during manual operation. Therefore, posture control in a vehicle capable of switching between the manual driving mode and the automatic driving mode is required to improve comfort in the automatic driving mode while considering the drive feel in the manual driving mode.
本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、手動運転モードと自動運転モードとを切り替え可能な車両において、手動運転モード時のドライブフィールを考慮しつつ自動運転モード時の快適性を向上できる姿勢制御を実現することにある。 The present disclosure has been made in view of the problems described above, and an object of the present disclosure is to provide a vehicle capable of switching between a manual operation mode and an automatic operation mode, while considering the drive feel in the manual operation mode. To realize posture control capable of improving comfort in mode.
本開示に係る車両は、手動運転モードと自動運転モードとを切り替え可能であって、制御対象輪のサスペンションストロークを制御する１又は複数のアクチュエータと、電子制御ユニットと、を備える。電子制御ユニットは、車両のロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方のための要求制御量を算出する算出処理と、要求制御量を１又は複数のアクチュエータに指令する指令処理と、を実行する。算出処理において、電子制御ユニットは、要求制御量に含まれる制御ゲインを、自動運転モード時に手動運転モード時と比べて大きくする。 A vehicle according to the present disclosure is capable of switching between a manual driving mode and an automatic driving mode, and includes one or more actuators that control suspension strokes of wheels to be controlled, and an electronic control unit. The electronic control unit executes a calculation process of calculating a required control amount for at least one of roll control and pitch control of the vehicle, and a command process of commanding the required control amount to one or more actuators. In the calculation process, the electronic control unit increases the control gain included in the required control amount during the automatic operation mode as compared with that during the manual operation mode.
自動運転モード時の算出処理において、電子制御ユニットは、自動運転モードにおける自動運転制御において取得される車両の将来の操作情報に基づいてロールレートに上限を設定し、ロールレートが上限を超えない範囲内で１又は複数のアクチュエータが最大の制御力を発生させるように制御ゲインを決定してもよい。 In the calculation process in the automatic driving mode, the electronic control unit sets the upper limit of the roll rate based on the future operation information of the vehicle acquired in the automatic driving control in the automatic driving mode, and the roll rate does not exceed the upper limit. The control gain may be determined so that one or more actuators within the control force generate the maximum control force.
自動運転モード時の算出処理において、電子制御ユニットは、自動運転モードにおける自動運転制御において取得される車両の将来の操作情報に基づいてピッチレートに上限を設定し、ピッチレートが上限を超えない範囲内で１又は複数のアクチュエータが最大の制御力を発生させるように制御ゲインを決定してもよい。 In the calculation process in the automatic driving mode, the electronic control unit sets the upper limit of the pitch rate based on the future operation information of the vehicle acquired in the automatic driving control in the automatic driving mode, and the pitch rate does not exceed the upper limit. The control gain may be determined so that one or more actuators within the control force generate the maximum control force.
自動運転モード時の算出処理において、電子制御ユニットは、自動運転モードにおける自動運転制御において取得される車両の将来の操作情報に対してローパスフィルタ処理を実行し、ローパスフィルタ処理後の将来の操作情報に基づいて要求制御量を算出してもよい。 In the calculation process in the automatic driving mode, the electronic control unit performs low-pass filtering on the future operation information of the vehicle acquired in the automatic driving control in the automatic driving mode, and the future operation information after the low-pass filtering. The required control amount may be calculated based on
指令処理において、電子制御ユニットは、ローパスフィルタ処理が行われる場合には、ローパスフィルタ処理が行われない場合と比べて、要求制御量を１又は複数のアクチュエータに指令するタイミングを早くしてもよい。 In the command processing, when low-pass filtering is performed, the electronic control unit may advance the timing of commanding the required control amount to one or more actuators compared to when low-pass filtering is not performed. .
１又は複数のアクチュエータは、第１アクチュエータと、第１アクチュエータと比べて高い応答性を有する第２アクチュエータと、を含んでもよい。指令処理において、電子制御ユニットは、第１アクチュエータが出力可能な第１制御量の最大値である第１最大制御量だけでは要求制御量に対する制御量の不足がある場合には、第１最大制御量を第１アクチュエータに指令し、かつ、不足を補うための第２制御量を第２アクチュエータに指令してもよい。 The one or more actuators may include a first actuator and a second actuator having a higher responsiveness than the first actuator. In command processing, if the first maximum control amount, which is the maximum value of the first control amount that the first actuator can output, is insufficient for the required control amount, the electronic control unit performs the first maximum control. A control amount may be commanded to the first actuator and a second control amount for compensating for the shortage may be commanded to the second actuator.
本開示に係る車両用サスペンションの制御方法は、手動運転モードと自動運転モードとを切り替え可能な車両において制御対象輪のサスペンションストロークを制御する１又は複数のアクチュエータを備える車両用サスペンションの制御方法である。この制御方法は、車両のロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方のための要求制御量を算出する算出処理と、要求制御量を１又は複数のアクチュエータに指令する指令処理と、を含む。算出処理において、要求制御量に含まれる制御ゲインを、自動運転モード時に手動運転モード時と比べて大きくする。 A vehicle suspension control method according to the present disclosure is a vehicle suspension control method including one or a plurality of actuators for controlling suspension strokes of wheels to be controlled in a vehicle capable of switching between a manual operation mode and an automatic operation mode. . This control method includes calculation processing for calculating a required control amount for at least one of roll control and pitch control of the vehicle, and command processing for commanding the required control amount to one or a plurality of actuators. In the calculation process, the control gain included in the required control amount is made larger in the automatic operation mode than in the manual operation mode.
本開示に係る車両、及び車両用サスペンションの制御方法によれば、要求制御量に含まれる制御ゲインは、自動運転モード時に手動運転モード時と比べて大きい。手動運転時の姿勢制御は、運転者のドライブフィールを考慮する必要がある一方で、自動運転モード時であれば、ドライブフィールを考慮する必要はない。本開示によれば、手動運転モード時と自動運転モード時との間での制御ゲインの変更により、手動運転モード時のドライブフィールを考慮しつつ自動運転モード時の快適性を向上できる姿勢制御（ロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方）を実現することが可能となる。 According to the vehicle and the vehicle suspension control method according to the present disclosure, the control gain included in the required control amount is larger in the automatic operation mode than in the manual operation mode. Attitude control during manual driving requires consideration of the driver's drive feel, but during automatic driving mode there is no need to consider drive feel. According to the present disclosure, by changing the control gain between manual operation mode and automatic operation mode, posture control ( At least one of roll control and pitch control) can be realized.
以下に説明される各実施の形態において、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略又は簡略する。また、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、本開示に係る技術思想が限定されるものではない。 In each embodiment described below, the same reference numerals are given to the elements common to each drawing, and overlapping descriptions are omitted or simplified. In addition, when referring to numbers such as the number, quantity, amount, range, etc. of each element in the embodiments shown below, unless otherwise specified or clearly specified in principle, the reference The technical idea according to the present disclosure is not limited to the number.
１．実施の形態１
１－１．車両の構成例
図１は、実施の形態１に係る車両１の構成の一例を概略的に示す図である。車両１は、車輪２とサスペンション３を備えている。車輪２は、左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ、及び右後輪２ＲＲを含んでいる。それら左前輪２ＦＬ、右前輪２ＦＲ、左後輪２ＲＬ、及び右後輪２ＲＲのそれぞれに対してサスペンション３ＦＬ、３ＦＲ、３ＲＬ、及び３ＲＲが設けられている。以下の説明では、特に区別の必要が無い場合、各車輪を車輪２と呼び、各サスペンションをサスペンション３と呼ぶ。
1.
1-1. Configuration Example of Vehicle FIG. 1 is a diagram schematically showing an example configuration of a
図２は、実施の形態１に係るサスペンション３の構成例を示す概念図である。サスペンション３は、車両１のばね下構造体４とばね上構造体５との間を連結するように設けられている。ばね下構造体４は、車輪２を含んでいる。サスペンション３は、スプリング３Ｓ、ダンパ（ショックアブソーバ）３Ｄ、及びアクチュエータ３Ａを含んでいる。スプリング３Ｓ、ダンパ３Ｄ、及びアクチュエータ３Ａは、ばね下構造体４とばね上構造体５との間に並列に設けられている。アクチュエータ３Ａはサスペンション３のストロークＳＴを制御する。スプリング３Ｓのばね定数はＫである。ダンパ３Ｄの減衰係数はＣである。アクチュエータ３Ａは、ばね下構造体４とばね上構造体５との間に上下方向の制御力Ｆｃを作用させる。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration example of the suspension 3 according to the first embodiment. Suspension 3 is provided to connect between
より詳細には、アクチュエータ３Ａは、例えば、電動式又は油圧式のアクティブアクチュエータ（いわゆる、フルアクティブサスペンションを構成するアクチュエータ）である。あるいは、アクチュエータ３Ａは、例えば、ダンパ３Ｄが発生させる減衰力を可変とするアクチュエータ、又は、アクティブスタビライザ装置のアクチュエータであってもよい。また、本開示に係る「１又は複数のアクチュエータ」は、サスペンション３のストロークＳＴを制御するものであればよく、アクチュエータ３Ａに代え、例えば、コイルスプリングの代わりに備えられる空気ばね（例えば、図８に示す空気ばね７Ａ）であってもよい。
More specifically, the
１－２．車両制御システム
１－２－１．構成例
図３は、実施の形態１に係る車両制御システム１０の構成例を示すブロック図である。車両制御システム１０は、車両１に搭載され、車両１を制御する。車両制御システム１０は、車両状態センサ２０、認識センサ３０、位置センサ４０、通信装置５０、走行装置６０、及び電子制御ユニット（ＥＣＵ）７０を含んでいる。
1-2. Vehicle control system 1-2-1. Configuration Example FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the
車両状態センサ２０は、車両１の状態を検出する。車両状態センサ２０は、例えば、車両１の車速を検出する車速センサ（車輪速センサ）２１、車両１の横加速度ＬＡを検出する横加速度センサ２２、及び、車両１の前後加速度ＦＡを検出する前後加速度センサ２３を含んでいる。また、車両状態センサ２０は、ばね上加速度センサを含んでいてもよい。その他、車両状態センサ２０は、ヨーレートセンサ、舵角センサ、アクセルポジションセンサ、ブレーキポジションセンサ、等を含んでいる。
認識センサ３０は、車両１の周囲の状況を認識（検出）する。認識センサとしては、カメラ、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）、レーダ、等が例示される。
The recognition sensor 30 recognizes (detects) the circumstances around the
位置センサ４０は、車両１の位置及び方位を検出する。例えば、位置センサ４０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機を含んでいる。
The
通信装置５０は、車両１の外部と通信を行う。
The
走行装置６０は、操舵装置６１、駆動装置６２、制動装置６３、及びサスペンション３（図２参照）を含んでいる。操舵装置６１は、車輪２を転舵する。例えば、操舵装置６１は、パワーステアリング（EPS: Electric Power Steering）装置を含んでいる。駆動装置６２は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置６２としては、エンジン、電動機、インホイールモータ、等が例示される。制動装置６３は、制動力を発生させる。
The traveling
ＥＣＵ７０は、車両１を制御するコンピュータである。ＥＣＵ７０は、１又は複数のプロセッサ７１（以下、単にプロセッサ７１と呼ぶ）と１又は複数の記憶装置７２（以下、単に記憶装置７２と呼ぶ）を含んでいる。プロセッサ７１は、各種処理を実行する。例えば、プロセッサ７１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んでいる。記憶装置７２は、プロセッサ７１による処理に必要な各種情報を格納する。記憶装置７２としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、等が例示される。ＥＣＵ７０は複数であってもよい。
The
車両制御プログラム８０は、車両１を制御するためのコンピュータプログラムであり、プロセッサ７１によって実行される。車両制御プログラム８０は、記憶装置７２に格納される。あるいは、車両制御プログラム８０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。プロセッサ７１が車両制御プログラム８０を実行することにより、ＥＣＵ７０の機能が実現される。
１－２－２．運転環境情報
図４は、車両１の運転環境を示す運転環境情報９０の一例を示すブロック図である。運転環境情報９０は、記憶装置７２に格納される。運転環境情報９０は、地図情報９１、車両状態情報９２、周辺状況情報９３、及び位置情報９４を含んでいる。
1-2-2. Driving Environment Information FIG. 4 is a block diagram showing an example of driving
地図情報９１は、一般的なナビゲーション地図を含む。地図情報９１は、レーン配置、道路形状、等を示していてもよい。地図情報９１は、白線、信号機、標識、ランドマーク、等の位置情報を含んでいてもよい。地図情報９１は、地図データベースから得られる。なお、地図データベースは、車両１に搭載されていてもよいし、外部の管理サーバに格納されていてもよい。後者の場合、ＥＣＵ７０は、管理サーバと通信を行い、必要な地図情報９１を取得する。
車両状態情報９２は、車両１の状態を示す情報である。ＥＣＵ７０は、車両状態センサ２０から車両状態情報９２を取得する。例えば、車両状態情報９２は、車速、ばね上加速度、ストロークＳＴ、横加速度ＬＡ、前後加速度ＦＡ、ヨーレート、舵角、等を含む。車速は、位置センサ４０によって検出される車両位置から算出されてもよい。
The
周辺状況情報９３は、車両１の周囲の状況を示す情報である。ＥＣＵ７０は、認識センサ３０を用いて車両１の周囲の状況を認識し、周辺状況情報９３を取得する。例えば、周辺状況情報９３は、カメラによって撮像される画像情報を含む。他の例として、周辺状況情報９３は、ＬＩＤＡＲによって得られる点群情報を含む。
The surrounding
位置情報９４は、車両１の位置及び方位（車両進行方向）を示す情報である。ＥＣＵ７０は、ＧＮＳＳ受信機等の位置センサ４０による測定結果から位置情報９４を取得する。他の例として、ＥＣＵ７０は、デッドレコニングにより位置情報９４を取得してもよい。
The
１－２－３．車両制御
ＥＣＵ７０は、車両１の走行を制御する車両走行制御を実行する。車両走行制御は、操舵制御、駆動制御、及び制動制御を含む。ＥＣＵ７０は、走行装置６０（操舵装置６１、駆動装置６２、及び制動装置６３）を制御することによって車両走行制御を実行する。ＥＣＵ７０は、運転環境情報９０に基づいて、車両１の操舵、加速、及び減速のうちの少なくとも１つを自動的に行う自動運転制御を行う。
1-2-3. The
また、ＥＣＵ７０は、運転者が車両１の運転を行う手動運転モードと、自動運転制御を実行する自動運転モードとの間で運転モードの切り替えを行う。より詳細には、ここでいう手動運転モードとは、操舵、運転者が加速、及び減速のすべての操作を行う運転モードのことである。車両１が操舵、加速、及び減速の一部を自動的に行う自動運転制御（運転支援制御）としては、アダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）、車線維持制御、等が例示される。
The
更に、ＥＣＵ７０は、サスペンション３を制御する。具体的には、サスペンション３の制御は、後述の「姿勢制御」を含む。ＥＣＵ７０は、アクチュエータ３Ａを制御して車両１の姿勢制御を行う。姿勢制御において、アクチュエータ３Ａは、ばね下構造体４とばね上構造体５との間に上下方向の制御力Ｆｃを発生させる（図２参照）。
Furthermore, the
１－３．車両の姿勢制御
ここでいう姿勢制御とは、車両１の操舵に伴う旋回時のロール制御、及び車両１の加減速時のピッチ制御の少なくとも一方のことである。本実施形態では、姿勢制御として、ロール制御及びピッチ制御の双方が実行される。
1-3. Vehicle Attitude Control Here, the attitude control is at least one of roll control during turning due to steering of the
ここでいうロール制御とは、車両１の操舵に伴う旋回時に生じるロールを打ち消すように、アクチュエータ３Ａの制御力Ｆｃを制御して逆ロールモーメントを発生させる制御のことである。より詳細には、「ロールを打ち消す」とは、ロール制御なしの場合と比べて発生するロールを抑制したり、発生するロールと逆方向のロールを発生させたりすることをいう。同様に、ここでいうピッチ制御とは、車両１の加減速時に生じるピッチを打ち消すように、アクチュエータ３Ａの制御力Ｆｃを制御して逆ピッチモーメントを発生させる制御のことである。より詳細には、「ピッチを打ち消す」とは、ピッチ制御なしの場合と比べて発生するピッチを抑制したり、発生するピッチと逆方向のピッチを発生させたりすることをいう。
The roll control referred to here is control for generating a reverse roll moment by controlling the control force Fc of the
本実施形態では、手動運転モード時のドライブフィールを考慮しつつ自動運転モード時の快適性を向上できるようにするために、ＥＣＵ７０は、次のような「算出処理」及び「指令処理」を実行する。すなわち、ＥＣＵ７０は、車両１のロール制御及びピッチ制御のための要求制御量を算出する算出処理を実行する。そして、ＥＣＵ７０は、算出した要求制御量をアクチュエータ３Ａに指令する指令処理を実行する。算出処理において、ＥＣＵ７０は、要求制御量に含まれる制御ゲインを、自動運転モードの時に手動運転モードの時と比べて大きくする。
In the present embodiment, the
図５は、実施の形態１に係る姿勢制御に関する処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両１の走行中に、所定の時間ステップΔｔ（図１０参照）毎に繰り返し実行される。なお、図５では、ステップＳ１００～Ｓ１０６の処理が上述の「算出処理」の一例に相当し、ステップＳ１０８の処理が上述の「指令処理」の一例に相当する。
FIG. 5 is a flowchart showing processing related to attitude control according to the first embodiment. The processing of this flowchart is repeatedly executed at each predetermined time step Δt (see FIG. 10) while the
＜ステップＳ１００＞
図５では、ステップＳ１００において、ＥＣＵ７０は、車両１が自動運転モードの実行中であるか否かを判定する。その結果、自動運転モードの実行中でない場合、つまり、手動運転モードの実行中である場合には、処理はステップＳ１０２に進む。一方、自動運転モードの実行中である場合には、処理はステップＳ１０４に進む。
<Step S100>
In FIG. 5, in step S100, the
＜ステップＳ１０２＞
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ７０は、手動運転モード中の姿勢制御のための要求制御量Ｘｍを算出する。ロール制御及びピッチ制御の双方が行われる場合、要求制御量Ｘｍは、ロール制御のための要求制御量Ｘｍｒと、ピッチ制御のための要求制御量Ｘｍｐとの和となる。より詳細には、要求制御量Ｘｍｒは、ロール制御のために必要とされる制御力Ｆｃの要求値に相当する。要求制御量Ｘｐは、ピッチ制御のために必要とされる制御力Ｆｃの要求値に相当する。
<Step S102>
In step S102, the
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ７０は、要求制御量Ｘｍｒ及びＸｍｐのそれぞれを車輪２毎に算出する。そして、ＥＣＵ７０は、算出した要求制御量Ｘｍｒ及びＸｍｐの和を要求制御量Ｘｍとして車輪２毎に算出する。
In step S<b>102 , the
なお、各車輪２において、サスペンション発生力である制御力Ｆｃは、ばね上構造体５を上方に持ち上げるように作用する時に正とする。これに伴い、要求制御量Ｘｍ（Ｘｍｒ及びＸｍｐ）も、ばね上構造体５を上方に持ち上げるように作用する時に正となる。したがって、要求制御量Ｘｍｒは、旋回外側の車輪２では正となり、旋回内側の車輪２では負となる。同様に、要求制御量Ｘｍｐは、加速時には、前輪２ＦＬ及び２ＦＲでは負となり、後輪２ＲＬ及び２ＲＲでは正となり、逆に、減速時には、前輪２ＦＬ及び２ＦＲでは正となり、後輪２ＲＬ及び２ＲＲでは負となる。このことは、後述の要求制御量Ｘａ（Ｘａｒ及びＸａｐ）についても同様である。
In each
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ、ロール制御用の要求制御量Ｘｒ及びピッチ制御用の要求制御量Ｘｐの算出手法の一例を説明するための図である。ここでは、まず、手動運転モード用の要求制御量Ｘｍｒ及びＸｍｐについて説明される。自動運転モード用の要求制御量Ｘａｒ及びＸａｐについては、ステップＳ１０６の処理とともに後述される。 FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining examples of methods for calculating the required control amount Xr for roll control and the required control amount Xp for pitch control, respectively. Here, first, the required control amounts Xmr and Xmp for the manual operation mode will be explained. The requested control amounts Xar and Xap for the automatic operation mode will be described later together with the process of step S106.
要求制御量Ｘｍｒ及びＸｍｐは、それぞれ、制御ゲインＧｍｒ及びＧｍｐを含む。一例として、要求制御量Ｘｍｒ及びＸｍｐは、それぞれ、次の式（１）及び（２）により表される。
Ｘｍｒ＝ＬＡ×Ｇｍｒ ・・・（１）
Ｘｍｐ＝ＦＡ×Ｇｍｐ ・・・（２）
The requested control amounts Xmr and Xmp respectively include control gains Gmr and Gmp. As an example, the required control amounts Xmr and Xmp are represented by the following equations (1) and (2), respectively.
Xmr = LA x Gmr (1)
Xmp=FA×Gmp (2)
式（１）に示すように、要求制御量Ｘｍｒは、横加速度ＬＡと制御ゲインＧｍｒとの積により与えられる。式（２）に示すように、要求制御量Ｘｍｐは、前後加速度ＦＡと制御ゲインＧｍｐとの積により与えられる。なお、ロール制御用の制御ゲインＧｍｒとピッチ制御用の制御ゲインＧｍｐは、同じでもよいし、異なっていてもよい。 As shown in equation (1), the required control amount Xmr is given by the product of the lateral acceleration LA and the control gain Gmr. As shown in equation (2), the required control amount Xmp is given by the product of the longitudinal acceleration FA and the control gain Gmp. The control gain Gmr for roll control and the control gain Gmp for pitch control may be the same or different.
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ７０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における要求制御量Ｘｍｒを算出する。要求制御量Ｘｍｒは、今回のサンプル時刻（ｋ）にて取得される横加速度ＬＡに制御ゲインＧｍｒ（比例係数）を乗じることによって算出される。このため、図６（Ａ）に示すように、横加速度ＬＡの絶対値が大きくなるにつれ、要求制御量Ｘｍｒの絶対値も大きくなる。制御ゲインＧｍｒは、図６（Ａ）に示す直線の傾きに相当し、例えば事前に決定された固定値である。ただし、制御ゲインＧｍｒは、姿勢制御に関連するパラメータに応じて可変であってもよい。横加速度ＬＡは、例えば、横加速度センサ２２を用いて取得できる。また、横加速度ＬＡは、例えば、車速及び舵角等の情報に基づいて推定されてもよい。
In step S102, the
また、ＥＣＵ７０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における要求制御量Ｘｍｐを算出する。同様に、要求制御量Ｘｍｐは、今回のサンプル時刻（ｋ）にて取得される前後加速度ＦＡに制御ゲインＧｍｐ（比例係数）を乗じることによって算出される。このため、図６（Ｂ）に示すように、前後加速度ＦＡの絶対値が大きくなるにつれ、要求制御量Ｘｍｐの絶対値も大きくなる。制御ゲインＧｍｐは、図６（Ｂ）に示す直線の傾きに相当し、例えば事前に決定された固定値である。ただし、制御ゲインＧｍｐは、姿勢制御に関連するパラメータに応じて可変であってもよい。前後加速度ＦＡは、例えば、前後加速度センサ２３を用いて取得できる。また、前後加速度ＦＡは、例えば、車両前後力の要求情報（例えば、要求エンジントルク、又は要求制動力）に基づいて推定されてもよい。
The
付け加えると、要求制御量Ｘｍｒ及びＸｍｐがそれぞれ制御ゲインＧｍｒ及びＧｍｐを含むようになっていれば、要求制御量Ｘｍｒ及びＸｍｐの算出手法は特に限定されない。すなわち、例えば、要求制御量Ｘｍｒ及びＸｍｐは、それぞれ、仮想的なロール及びピッチの動特性（例えば、バネ定数及び減衰係数）に基づいて算出されてもよい。また、要求制御量Ｘｍｒ及びＸｍｐは、他の制御則若しくは制御理論に基づいて算出されてもよい。付け加えると、要求制御量Ｘｍｒ及びＸｍｐは、それぞれ、横加速度ＬＡ及び前後加速度ＦＡに基づく必要もない。 In addition, as long as the required control amounts Xmr and Xmp include the control gains Gmr and Gmp, respectively, the method for calculating the required control amounts Xmr and Xmp is not particularly limited. That is, for example, the required control amounts Xmr and Xmp may be calculated based on virtual roll and pitch dynamic characteristics (for example, spring constant and damping coefficient), respectively. Also, the required control amounts Xmr and Xmp may be calculated based on other control laws or control theories. Additionally, the required control amounts Xmr and Xmp need not be based on the lateral acceleration LA and the longitudinal acceleration FA, respectively.
＜ステップＳ１０４＞
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ７０は、車両制御システム１０において行われる自動運転制御におけるパスプランニングのために別途取得されている将来の操作情報を取得する。この将来の操作情報とは、車両１の操舵及び加減速の少なくとも１つに関する将来情報である。具体的には、将来の操作情報は、例えば、車両１の将来の操舵及び加減速に関する操作の情報、あるいは、将来の操舵及び加減速に相当する情報（例えば、将来の横加速度ＬＡ及び前後加速度ＦＡの情報）である。付け加えると、将来の操作情報は、時間、距離、又は位置ベースの情報である。なお、将来の操作情報として操舵及び加減速に関する操作情報しか得られていない場合には、操舵及び加減速に関する操作情報から横加速度ＬＡ及び前後加速度ＦＡが推定されてもよい。
<Step S104>
In step S<b>104 , the
＜ステップＳ１０６＞
ステップＳ１０４に続くステップＳ１０６において、ＥＣＵ７０は、自動運転モード時の姿勢制御のための要求制御量Ｘａを算出する。ロール制御及びピッチ制御の双方が行われる場合、要求制御量Ｘａは、ロール制御のための要求制御量Ｘａｒと、ピッチ制御のための要求制御量Ｘａｐとの和となる。
<Step S106>
In step S106 following step S104, the
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ７０は、要求制御量Ｘａｒ及びＸａｐのそれぞれを車輪２毎に算出する。そして、ＥＣＵ７０は、算出した要求制御量Ｘａｒ及びＸａｐの和を要求制御量Ｘａとして車輪２毎に算出する。
In step S<b>106 , the
要求制御量Ｘａｒ及びＸａｐは、それぞれ、制御ゲインＧａｒ及びＧａｐを含む。一例として、要求制御量Ｘａｒ及びＸａｐは、それぞれ、次の式（３）及び（４）により表される。
Ｘａｒ＝ＬＡ×Ｇａｒ ・・・（３）
Ｘａｐ＝ＦＡ×Ｇａｐ ・・・（４）
The required control amounts Xar and Xap respectively include control gains Gar and Gap. As an example, the required control amounts Xar and Xap are represented by the following equations (3) and (4), respectively.
Xar=LA×Gar (3)
Xap=FA×Gap (4)
式（３）に示すように、要求制御量Ｘａｒは、横加速度ＬＡと制御ゲインＧａｒとの積により与えられる。式（４）に示すように、要求制御量Ｘａｐは、前後加速度ＦＡと制御ゲインＧａｐとの積により与えられる。なお、ロール制御用の制御ゲインＧａｒとピッチ制御用の制御ゲインＧａｐは、同じでもよいし、異なっていてもよい。 As shown in equation (3), the required control amount Xar is given by the product of the lateral acceleration LA and the control gain Gar. As shown in equation (4), the required control amount Xap is given by the product of the longitudinal acceleration FA and the control gain Gap. The control gain Gar for roll control and the control gain Gap for pitch control may be the same or different.
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ７０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における要求制御量Ｘａｒを算出する。要求制御量Ｘａｒは、例えば、ステップＳ１０４にて取得された将来の操作情報（ここでは、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における横加速度ＬＡ）に制御ゲインＧａｒを乗じることによって算出される。
In step S106, the
ここで、自動運転モード時のロール制御用の制御ゲインＧａｒは、例えば事前に決定された固定値であって、手動運転モード時のロール制御用の制御ゲインＧｍｒよりも大きくなるように決定されている。このため、図６（Ａ）に示すように、横加速度ＬＡの絶対値が大きくなるにつれ、要求制御量Ｘａｒの絶対値は、要求制御量Ｘｍｒの絶対値と比べて大きな傾きで増加する。なお、制御ゲインＧａｒが制御ゲインＧｍｒよりも大きいという条件が満たされていれば、制御ゲインＧａｒは、姿勢制御に関連するパラメータに応じて可変であってもよい。 Here, the control gain Gar for roll control in the automatic driving mode is, for example, a fixed value determined in advance, and is determined to be greater than the control gain Gmr for roll control in the manual driving mode. there is Therefore, as shown in FIG. 6A, as the absolute value of the lateral acceleration LA increases, the absolute value of the requested control amount Xar increases with a greater slope than the absolute value of the requested control amount Xmr. If the condition that the control gain Gar is larger than the control gain Gmr is satisfied, the control gain Gar may be variable according to parameters related to attitude control.
また、ステップＳ１０６では、ＥＣＵ７０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における要求制御量Ｘａｐを算出する。要求制御量Ｘａｐは、例えば、ステップＳ１０４にて取得された将来の操作情報（ここでは、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における前後加速度ＦＡ）に制御ゲインＧａｐを乗じることによって算出される。
Also, in step S106, the
ここで、自動運転モード時のピッチ制御用の制御ゲインＧａｐは、例えば事前に決定された固定値であって、手動運転モード時のピッチ制御用の制御ゲインＧｍｐよりも大きくなるように決定されている。このため、図６（Ｂ）に示すように、前後加速度ＦＡの絶対値が大きくなるにつれ、要求制御量Ｘａｐの絶対値は、要求制御量Ｘｍｐの絶対値と比べて大きな傾きで増加する。なお、制御ゲインＧａｐが制御ゲインＧｍｐよりも大きいという条件が満たされていれば、制御ゲインＧａｐは、姿勢制御に関連するパラメータに応じて可変であってもよい。 Here, the control gain Gap for pitch control in the automatic operation mode is, for example, a fixed value determined in advance, and is determined to be greater than the control gain Gmp for pitch control in the manual operation mode. there is Therefore, as shown in FIG. 6B, as the absolute value of the longitudinal acceleration FA increases, the absolute value of the required control amount Xap increases with a greater slope than the absolute value of the required control amount Xmp. If the condition that the control gain Gap is greater than the control gain Gmp is satisfied, the control gain Gap may be variable according to parameters related to attitude control.
付け加えると、要求制御量Ｘａ（Ｘａｒ及びＸａｐ）は、アクチュエータ３Ａの動特性を加味して算出されてもよい。具体的には、要求制御量Ｘａは、例えば、アクチュエータ３Ａの一次遅れ特性及び無駄時間特性の一方又は双方を考慮して算出されてもよい。また、要求制御量Ｘａは、例えば、ＥＣＵ７０とアクチュエータ３Ａとの間の通信の遅れ（例えば、既知の無駄時間）を加味して算出されてもよい。アクチュエータ３Ａの動特性及び通信遅れは、例えば、事前に取得され、記憶装置７２に格納されていてもよい。また、このようなアクチュエータ３Ａの動特性及び通信遅れの少なくとも一方は、後述のステップＳ１０８において要求制御量Ｘａをアクチュエータ３Ａに指令する際に考慮されてもよい。具体的には、アクチュエータ３Ａへの指令が、例えば、上記一次遅れの時定数分だけ早められてもよいし、また、アクチュエータ３Ａ及び通信に関する上記無駄時間の一方又は双方の分だけ早められてもよい。
In addition, the required control amount Xa (Xar and Xap) may be calculated in consideration of the dynamic characteristics of the
（ロールレート／ピッチレートの制限を伴う制御ゲインＧａｒ／Ｇａｐの算出例）
また、ステップＳ１０６における要求制御量Ｘａ（Ｘａｒ及びＸａｐ）の算出は、制御ゲインＧａｒ／Ｇａｐが手動運転モード用の制御ゲインＧｍｒ／Ｇｍｐよりも大きいことを条件として、例えば、次のような処理を伴って行われてもよい。
(Calculation example of control gain Gar/Gap with limitation of roll rate/pitch rate)
Further, the calculation of the required control amount Xa (Xar and Xap) in step S106 is performed, for example, by performing the following processing on the condition that the control gain Gar/Gap is greater than the control gain Gmr/Gmp for the manual operation mode. It may be performed with
乗員の快適性向上の観点から制御ゲインＧａｒ／Ｇａｐを大きくした結果として逆ロールモーメント／逆ピッチモーメントが過大となると、それに伴い、ロールレート／ピッチレートが過大となることで逆に快適性を損ねるおそれがある。その一方で、自動運転モード時であれば、どのような操舵／加減速が行われるかを、自動運転制御において取得される将来の操作情報（ステップＳ１０４参照）を利用して事前に把握できる。 If the reverse roll moment/reverse pitch moment becomes excessive as a result of increasing the control gains Gar/Gap from the viewpoint of improving the comfort of the occupant, the roll rate/pitch rate becomes excessive and the comfort is adversely affected. There is a risk. On the other hand, in the automatic driving mode, it is possible to grasp in advance what kind of steering/acceleration/deceleration is performed by using the future operation information (see step S104) acquired in the automatic driving control.
そこで、ＥＣＵ７０は、将来の操作情報（例えば、将来の操舵と車速の情報）に基づいてロールレートに上限を設定してもよい。そして、ＥＣＵ７０は、ロールレートが当該上限を超えない範囲内でアクチュエータ３Ａが最大の制御力Ｆｃを発生させるように制御ゲインＧａｒを決定（算出）してもよい。ロールレートの上限は、例えば、事前に設定された固定値であってもよいし、ロール制御に関連するパラメータに応じて可変であってもよい。
Therefore, the
また、ＥＣＵ７０は、将来の操作情報（例えば、将来の加速と減速の情報）に基づいてピッチレートに上限を設定してもよい。そして、ＥＣＵ７０は、ピッチレートが当該上限を超えない範囲内でアクチュエータ３Ａが最大の制御力Ｆｃを発生させるように制御ゲインＧａｐを決定（算出）してもよい。ピッチレートの上限は、例えば、事前に設定された固定値であってもよいし、ピッチ制御に関連するパラメータに応じて可変であってもよい。
The
＜ステップＳ１０８＞
ステップＳ１０８において、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１０２にて算出された要求制御量Ｘｍ、又はステップＳ１０６にて算出された要求制御量Ｘａをアクチュエータ３Ａに指令する。その結果、アクチュエータ３Ａは、指令された要求制御量Ｘｍ又はＸａに応じた制御力Ｆｃを発生させるように制御される。
<Step S108>
In step S108, the
１－４．効果 1-4. effect
手動運転モード時におけるロール制御は、運転者のドライブフィールを考慮する必要がある。このため、ロール制御の効果を高めて快適性を向上させるために、発生したロールを打ち消すための逆ロールモーメントを十分に大きくするように制御力Ｆｃを発生させることは難しい（換言すると、好ましくない）。一方、自動運転モード時であれば、ドライブフィールを考慮する必要はない（操舵、加速、及び減速のうちの一部のみが自動化された自動運転モードの例では、自動化された当該一部に関する運転者のドライブフィールを考慮する必要はない）。それであるのに、自動運転モード時の制御ゲインＧａｒが手動運転モード時の制御ゲインＧｍｒと同じであると、自動運転モード時にロール制御の効果を十分に高めることができなくなる。逆に、手動運転モード時よりも自動運転モード時を優先して制御ゲインＧａｒ及びＧｍｒを同じ値で共に大きくすると、手動運転モード時のドライブフィールが低下する。このことは、ピッチ制御における制御ゲインＧａｐ及びＧｍｐについても同様である。 Roll control in the manual driving mode must consider the driver's drive feel. Therefore, in order to increase the effect of roll control and improve comfort, it is difficult (in other words, undesirable ). On the other hand, in the automatic driving mode, it is not necessary to consider the drive feel (in the example of the automatic driving mode in which only a part of the steering, acceleration, and deceleration is automated, the part of the automated driving (There is no need to consider the driver's drive feel). Nevertheless, if the control gain Gar in the automatic driving mode is the same as the control gain Gmr in the manual driving mode, the roll control effect cannot be sufficiently enhanced in the automatic driving mode. Conversely, if the automatic operation mode is prioritized over the manual operation mode and both the control gains Gar and Gmr are increased to the same value, the drive feel in the manual operation mode is reduced. This also applies to the control gains Gap and Gmp in pitch control.
これに対し、実施の形態１によれば、自動運転モード時に用いられる制御ゲインＧａｒは、手動運転モード時に用いられる制御ゲインＧｍｒと比べて大きい。同様に、制御ゲインＧａｐは制御ゲインＧｍｐと比べて大きい。これにより、手動運転モード時のドライブフィールを考慮しつつ自動運転モード時の快適性を向上できる姿勢制御（ロール制御及びピッチ制御）を実現することが可能となる。より詳細には、手動運転モード時には、過大とならないように制御ゲインＧｍｒ及びＧｍｐを適切に小さく抑えられるので、ドライブフィールの低下を抑えられる。一方、自動運転時には、制御ゲインＧａｒ及びＧａｐを相対的に大きくすることで、同一の横加速度ＬＡ／前後加速度ＦＡの条件下で発生させる逆ロールモーメント／逆ピッチモーメントを手動運転モード時と比べて大きくすることができる。その結果、姿勢制御の効果が高まるので、快適性が向上する。
In contrast, according to
手動運転モード時と自動運転モード時に同じ制御ゲインを用いる手法では、手動運転モード時のドライブフィールを考慮しつつ自動運転モード時の快適性を向上できる姿勢制御を実現することが難しい理由について補足する。すなわち、まず、アクチュエータ３Ａが発生可能な制御力Ｆｃには限りがあり、サスペンション３のストロークＳＴにも限りがある。このため、発生するロール／ピッチを打ち消すための逆方向のロール角／ピッチ角の変化量にも限度がある。また、手動運転モード時には、自動運転モード時とは異なり、高い横加速度ＬＡ／前後加速度ＦＡ（例えば、１．０Ｇ）を発生させるような運転者の運転も想定する必要がある。このため、低い加速度ＬＡ／ＦＡ（例えば、０．１Ｇ又は０．２Ｇ）の作用時に、当該加速度ＬＡ／ＦＡに起因するロール／ピッチを十分に打ち消せるように制御ゲインを大きくすると、高い加速度ＬＡ／ＦＡ（例えば、１．０Ｇ）の作用時に満足な制御力Ｆｃを発生できなくなる。また、高い加速度ＬＡ／ＦＡの領域において制御力Ｆｃが不足する結果として加速度ＬＡ／ＦＡに対するロール角／ピッチ角の特性が非線形になることは、ドライブフィールの低下につながる。この点に鑑み、高い加速度ＬＡ／ＦＡ（例えば、１．０Ｇ）の発生を想定して低加速度域から高加速度域まで加速度ＬＡ／ＦＡに対するロール角／ピッチ角の特性を線形の関係にしようとすると、低加速度領域を重視して制御ゲインを高くすることが難しくなる。
Supplement the reason why it is difficult to realize posture control that can improve comfort in automatic driving mode while considering the drive feel in manual driving mode with the method that uses the same control gain in manual driving mode and automatic driving mode. . That is, first, the control force Fc that can be generated by the
また、逆ロールモーメント／逆ピッチモーメントを大きくすることは、ロールレート／ピッチレートが大きくなることにつながり得る。その結果として、ロールレート／ピッチレートが過大になると乗員に不快感を与え得る。これに対し、実施の形態１によれば、将来の操作情報に基づいてロールレート／ピッチレートの上限が設定され、ロールレート／ピッチレートが当該上限を超えない範囲内でアクチュエータ３Ａが最大の制御力Ｆｃを発生させるように制御ゲインＧａｒ／Ｇａｐが決定される。これにより、自動運転モード時に、ロールレート／ピッチレートが過大となることを防止しつつ、制御ゲインＧａｒ／Ｇａｐが手動運転モード時の制御ゲインＧｍｒ／Ｇｍｐと同じである例と比べて、大きな逆ロールモーメント／逆ピッチモーメントを利用した姿勢制御を行えるようになる。その結果、自動運転モード実行中の操舵時／加減速時の乗員の快適性が向上する。
Also, increasing the reverse roll moment/reverse pitch moment can lead to an increase in the roll rate/pitch rate. As a result, an excessive roll rate/pitch rate can cause discomfort to the occupant. On the other hand, according to
１－５．サスペンション性能に応じた自動運転の制約
上述した実施の形態１では、ロールレート／ピッチレートの上限に基づいてサスペンション３のアクチュエータ３Ａの制御力Ｆｃが制限される例が説明された。このような例に代え、手動運転モード用の制御ゲインＧｍｒ／Ｇｍｐよりも大きな制御ゲインＧａｒ／Ｇａｐが用いられる自動運転モードにおいて、サスペンション３の性能に応じて自動運転に制約が設けられてもよい。
1-5. Restrictions on Automatic Driving According to Suspension Performance In the first embodiment described above, an example was described in which the control force Fc of the
（具体例１）
具体的には、最大逆ロール角θｒｍａｘ及び最大ロールレートＲＲｍａｘの少なくとも一方に基づいて自動運転制御に制約が設けられてもよい。
(Specific example 1)
Specifically, the automatic driving control may be restricted based on at least one of the maximum reverse roll angle θrmax and the maximum roll rate RRmax.
ここでいう最大逆ロール角θｒｍａｘとは、操舵に伴って横加速度ＬＡが車両１に生じた際に、発生するロールを打ち消すために制御可能な逆ロール角θｒの最大値であり、サスペンション３の構造及び性能上定まる値である。つまり、サスペンション３は、この最大逆ロール角θｒｍａｘを超える逆ロール角θｒを発生させられない。このため、逆ロールモーメントを発生させてロールを打ち消せる横加速度ＬＡの最大値である最大横加速度ＬＡｍａｘは、最大逆ロール角θｒｍａｘに応じて定まる。そこで、この最大横加速度ＬＡｍａｘを超える横加速度ＬＡが生じないように、自動運転制御（例えば、操舵と車速の制御）が制限されてもよい。
The maximum reverse roll angle θrmax referred to here is the maximum value of the reverse roll angle θr that can be controlled to cancel the roll that occurs when the
また、ここでいう最大ロールレートＲＲｍａｘとは、ロールを打ち消すためにアクチュエータ３Ａが発生可能なロールレートの最大値である。最大ロールレートＲＲｍａｘが決まると、最大ロールレートＲＲｍａｘと等しいロールレートを生じさせる横加速度ＬＡの時間微分値である最大横ジャークＬＪｍａｘが定まる。そこで、この最大横ジャークＬＪｍａｘを超える横ジャークＬＪが生じないように、自動運転制御（例えば、操舵の制御）が制限されてもよい。
Further, the maximum roll rate RRmax referred to here is the maximum value of the roll rate that can be generated by the
また、上述したロール制御の具体例１と同様の考え方に基づき、ピッチ制御において、最大逆ピッチ角θｐｍａｘ及び最大ピッチレートＰＲｍａｘの少なくとも一方に基づいて自動運転制御に制約が設けられてもよい。具体的には、最大前後加速度ＦＡｍａｘを超える前後加速度ＦＡが生じないように、自動運転制御（例えば、加速と減速の制御）が制限されてもよい。また、最大前後ジャークＦＪｍａｘを超える前後ジャークＦＪが生じないように、自動運転制御（例えば、加速と減速の制御）が制限されてもよい。 Further, based on the same idea as in the first specific example of roll control described above, restrictions may be placed on automatic driving control based on at least one of the maximum reverse pitch angle θpmax and the maximum pitch rate PRmax in pitch control. Specifically, automatic driving control (for example, control of acceleration and deceleration) may be restricted so that the longitudinal acceleration FA exceeding the maximum longitudinal acceleration FAmax does not occur. Further, automatic driving control (for example, control of acceleration and deceleration) may be limited so that the longitudinal jerk FJ exceeding the maximum longitudinal jerk FJmax does not occur.
（具体例２）
アクチュエータ３Ａを用いたサスペンション制御として姿勢制御と組み合わせて乗り心地制御が実行される例では、上述の具体例１は、次のように実行されてもよい。ここでは、ロール制御を例に挙げて説明するが、ピッチ制御についても同様である。なお、ここでいう乗り心地制御とは、路面からの入力に伴うばね上構造体５の上下振動を抑制して乗り心地を改善するための制振制御のことである。乗り心地制御は、例えば、車両前方の路面情報に基づくプレビュー制御、又は、ばね上変位、ばね上速度、及びばね上加速度の少なくとも１つを用いてばね上構造体５の振動を低減するためのフィードバック制御である。
(Specific example 2)
In an example in which ride comfort control is executed in combination with posture control as suspension
アクチュエータ３Ａの出力（制御力Ｆｃ）には限りがある。このため、姿勢制御とともに乗り心地制御が実行されると、アクチュエータ３Ａの出力の一部が乗り心地制御に使用されることになる。このため、乗り心地制御を伴わない例と比べて、姿勢制御のために使用可能なアクチュエータ３Ａの余力が低下する。このことは、上述の具体例１における最大横加速度ＬＡｍａｘ（最大前後加速度ＦＡｍａｘも同様）の低下、及び最大横ジャークＬＪｍａｘ（最大前後ジャークＦＪｍａｘも同様）の低下につながる。
The output (control force Fc) of the
そこで、乗り心地制御の使用状況に応じて（換言すると、乗り心地制御によって使用されるアクチュエータ３Ａの出力の割合に応じて）、最大横加速度ＬＡｍａｘ／最大前後加速度ＦＡｍａｘ、及び最大横ジャークＬＪｍａｘ／最大前後ジャークＦＪｍａｘの少なくとも一方が変更されてもよい。
Therefore, depending on the usage of the ride comfort control (in other words, according to the ratio of the output of the
具体的には、乗り心地制御によって使用されるアクチュエータ３Ａの出力の割合が大きい場合（例えば、路面の凹凸が大きい荒れた路面の走行中）には、平坦な路面の走行中と比べて、最大横加速度ＬＡｍａｘ／最大前後加速度ＦＡｍａｘ、及び最大横ジャークＬＪｍａｘ／最大前後ジャークＦＪｍａｘの少なくとも一方が低く修正されてもよい。その結果、車両１の走行軌道が同一であれば、自動運転制御は、車速を低下させるように実行されることになる。
Specifically, when the ratio of the output of the
２．実施の形態２
実施の形態２は、下記に説明される点において、上述した実施の形態１と相違している。
2.
既に説明したように、自動運転モード時であれば、どのような操舵／加減速が行われるかを、自動運転制御において取得される将来の操作情報（ステップＳ１０４参照）を利用して事前に把握できる。しかしながら、このような将来の操作情報（例えば、時間ベースの情報（時系列データ））には、高周波ノイズが重畳している可能性がある。 As already explained, in the automatic driving mode, what kind of steering/acceleration/deceleration is performed is grasped in advance using the future operation information (see step S104) acquired in the automatic driving control. can. However, high-frequency noise may be superimposed on such future operation information (for example, time-based information (time series data)).
そこで、実施の形態２では、自動運転モード時の算出処理において、ＥＣＵ７０は、上記将来の操作情報に対してローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を実行する。そして、ＥＣＵ７０は、ＬＰＦ処理後の将来の操作情報に基づいて要求制御量Ｘａ（Ｘａｒ及びＸａｐ）を算出する。
Therefore, in the second embodiment, the
また、指令処理において、ＥＣＵ７０は、上記のＬＰＦ処理が行われる場合には、ＬＰＦ処理が行われない場合と比べて、要求制御量Ｘａ（Ｘａｒ及びＸａｐ）をアクチュエータ３Ａに指令するタイミングを早くする。
Further, in the command process, the
図７は、実施の形態２に係る姿勢制御に関する処理を示すフローチャートである。図７では、処理は、ステップＳ１０４の後にステップＳ２００に進む。ステップＳ２００の処理は、ステップＳ２０２の処理とともに「算出処理」に含まれる。 FIG. 7 is a flowchart showing processing related to attitude control according to the second embodiment. In FIG. 7, the process proceeds to step S200 after step S104. The process of step S200 is included in the "calculation process" together with the process of step S202.
＜ステップＳ２００＞
ステップＳ２００において、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１０４にて取得された将来の操作情報に対してＬＰＦ処理を実行する。式（３）及び（４）を用いて要求制御量Ｘａｒ及びＸａｐを算出する例では、ＬＰＦ処理の対象となる将来の操作情報の一例は、横加速度ＬＡ及び前後加速度ＦＡのそれぞれの時系列データである。
<Step S200>
In step S200, the
ＬＰＦ処理は、上述のように将来の操作情報に重畳し得る高周波ノイズを除去（減衰）するためのフィルタ処理である。付け加えると、手動運転モード用の要求制御量Ｘｍｒ及びＸｍｐの算出の基礎とされる情報（式（１）及び（２）を用いる例では、横加速度ＬＡ及び前後加速度ＦＡ）に対してＬＰＦ処理（便宜上、「ＬＰＦ処理Ａ」と称する）を行うこととしている例では、本ステップＳ２００のＬＰＦ処理は、ＬＰＦ処理Ａと比べて高い強度で実行されてもよい。具体的には、例えば、本ステップＳ２００のＬＰＦ処理は、ＬＰＦ処理Ａと比べて低いカットオフ周波数で実行されてもよいし、又は、ＬＰＦ処理Ａと比べて高い次数のローパスフィルタとして実行されてもよい。 The LPF processing is filtering processing for removing (attenuating) high-frequency noise that may be superimposed on future operation information as described above. In addition, LPF processing ( For the sake of convenience, it will be referred to as “LPF processing A”), the LPF processing in step S200 may be performed at a higher intensity than the LPF processing A. Specifically, for example, the LPF process in step S200 may be performed at a lower cutoff frequency than the LPF process A, or may be performed as a low-pass filter with a higher order than the LPF process A. good too.
＜ステップＳ２０２＞
ＥＣＵ７０は、ステップＳ２００の後にステップＳ２０２の処理を実行する。ステップＳ２０２の処理は、要求制御量Ｘａ（Ｘａｒ及びＸａｐ）の算出の基礎とされる将来の操作情報がＬＰＦ処理後のものである点において、ステップＳ１０６（図５参照）と相違している。
<Step S202>
The
＜ステップＳ２０４＞
また、図７では、ステップＳ２０２又はＳ１０２の後に、処理はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４の処理は、ステップＳ２０２の後に実行される場合に次の処理を含んでいる点を除き、ステップＳ１０８（図５参照）と同じである。
<Step S204>
Moreover, in FIG. 7, after step S202 or S102, the process proceeds to step S204. The processing of step S204 is the same as step S108 (see FIG. 5) except that the following processing is included when executed after step S202.
すなわち、ステップＳ２０４の処理（指令処理）は、ステップＳ２００のＬＰＦ処理が行われない場合と比べて、要求制御量Ｘａ（Ｘａｒ及びＸａｐ）をアクチュエータ３Ａに指令するタイミングを早める処理を含む。この処理は、ＬＰＦ処理の実行に伴って生じる将来の操作情報の位相の遅れを補填するためである。具体的には、ＥＣＵ７０は、例えば、ＬＰＦ処理の時定数の分だけ指令タイミングを早くする。
That is, the process (command process) of step S204 includes a process of advancing the timing of commanding the required control amount Xa (Xar and Xap) to the
既に説明したように、自動運転モード時であれば、手動運転モード時とは異なり、どのような操舵／加減速が行われるかを、自動運転制御において取得される将来の操作情報を利用して事前に把握できる。このため、手動運転モード時とは異なり、急な操舵又は加減速の操作がなされてアクチュエータ３Ａの動作が遅れることは生じにくい。したがって、そのような動作遅れの弊害なしに、強度の高いＬＰＦ処理を使用して高周波ノイズが良好に除去（減衰）された将来の操作情報を、要求制御量Ｘａ（Ｘａｒ及びＸａｐ）の算出のために取得できるようになる。また、ＬＰＦの実行に起因する将来の操作情報の位相の遅れ分については、アクチュエータ３Ａへの要求制御量Ｘａ（Ｘａｒ及びＸａｐ）の指令タイミングを早めることによって補填できる。
As already explained, in the automatic driving mode, unlike in the manual driving mode, how the steering/acceleration/deceleration will be performed is determined using the future operation information acquired in the automatic driving control. can be known in advance. Therefore, unlike in the manual operation mode, the operation of the
３．実施の形態３
実施の形態３は、下記に説明される点において、上述した実施の形態１と相違している。また、実施の形態３は、上述した実施の形態２と組み合わされてもよい。
3. Embodiment 3
Embodiment 3 differs from
３－１．サスペンションの構成例
図８は、実施の形態３に係る車両６が備えるサスペンション７の構成の一例を概略的に示す図である。サスペンション７は、図２に示すサスペンション３と同様のダンパ３Ｄ及びアクチュエータ３Ａとともに、もう１つのアクチュエータである空気ばね７Ａを備えている。サスペンションアーム８は、車輪２と車体９とを連結している。空気ばね７Ａは、ダンパ３Ｄとともに、サスペンションアーム８と車体９との間に介在している。
3-1. Configuration Example of Suspension FIG. 8 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the suspension 7 provided in the
空気ばね７Ａは、車体９に設置されたエアポンプを備えている。エアポンプは例えば電動式である。空気ばね７Ａの内部に供給される圧縮空気の圧力は、ＥＣＵ７０によって制御される。空気ばね７Ａによれば、空気ばね７Ａの内部の空気圧に応じた制御力Ｆｃ１を、ばね上構造体５とばね下構造体４との間に作用する制御力Ｆｃの１つとして発生させることができる。そして、この空気圧を調整して制御力Ｆｃ１を制御することにより、サスペンション７のストロークＳＴを調整できる。空気ばね７Ａを備えることにより、サスペンション７は、エアサスペンションを構成している。なお、空気ばね７Ａは、本開示に係る「第１アクチュエータ」の一例に相当し、以下、「第１アクチュエータ７Ａ」とも称する。
The
実施の形態３では、アクチュエータ（アクティブアクチュエータ）３Ａが発生させる制御力Ｆｃを、第１アクチュエータ７Ａの制御力Ｆｃ１との区別のために「Ｆｃ２」と称する。なお、アクチュエータ３Ａは、本開示に係る「第２アクチュエータ」の一例に相当し、以下、「第２アクチュエータ３Ａ」とも称する。
In Embodiment 3, the control force Fc generated by the actuator (active actuator) 3A is referred to as "Fc2" to distinguish it from the control force Fc1 of the
３－２．車両の姿勢制御
上述した第１アクチュエータ（空気ばね）７Ａは、路面からの衝撃を緩和するサスペンションスプリングとしての機能を有するとともに、ストロークＳＴを制御して車両６の車高を調整することができる。このため、第１アクチュエータ７Ａは、いわゆる「車高調整装置」の一例に相当する。このような車高調整装置による車高調整は、例えば、乗員の乗り降りを容易とするために車高を下げたり、車速が高くなった時に空気抵抗を減らすために車高を下げたりするといった使用目的で行われる。
3-2. Vehicle Attitude Control The first actuator (air spring) 7A described above has a function as a suspension spring that mitigates the impact from the road surface, and can adjust the vehicle height of the
一方、第２アクチュエータ（アクティブアクチュエータ）３Ａによれば、フルアクティブ制御を行うことができる。具体的には、第２アクチュエータ３Ａは、上述したように、車両６の姿勢制御（ロール制御及びピッチ制御）に用いることができる。また、第２アクチュエータ３Ａは、上述の乗り心地制御に用いることもできる。
On the other hand, according to the second actuator (active actuator) 3A, full active control can be performed. Specifically, the
共にストロークＳＴを調整可能なアクチュエータ７Ａ及び３Ａの応答性は、それぞれの基本的な使用目的に起因して異なっている。具体的には、車高調整装置としての第１アクチュエータ７Ａは、使用目的が上述のようなものである。このため、第１アクチュエータ３Ａは、ストロークＳＴの調整に関して高い応答性を求められていない。一方、第２アクチュエータ３Ａは、上述の姿勢制御及び乗り心地制御等の高い応答性が求められる制御が使用目的であるため、高い応答性を満足するように構成されている。
The responsiveness of
したがって、第２アクチュエータ３Ａの応答性は、第１アクチュエータ７Ａの応答性と比べて高い。その一方で、フルアクティブ制御用のアクチュエータである第２アクチュエータ３Ａは、姿勢制御の実行中にエネルギを基本的に消費し続けてしまい、エネルギ効率が良くないという一面を有する。このため、第２アクチュエータ３Ａのみを利用して姿勢制御（ロール角及びピッチ角の制御）を行うと、制御応答性を高く確保し易いが、エネルギ消費が多くなってしまう。ここで、車高調整装置としての第１アクチュエータ７Ａも、ストロークＳＴを調整可能であるので姿勢制御に用いることができる。しかしながら、第１アクチュエータ７Ａのみの利用では、姿勢制御に求められる応答性を常に満たすことは難しい。
Therefore, the responsiveness of the
そこで、実施の形態３では、姿勢制御のために第１及び第２アクチュエータ７Ａ及び３Ａが併用される。具体的には、自動運転モード時における指令処理において、ＥＣＵ７０は、第１アクチュエータ７Ａが出力可能な第１制御量Ｘａ１の最大値である第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘだけでは要求制御量Ｘａに対する制御量の不足がある場合には、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘを第１アクチュエータ７Ａに指令し、かつ、上記不足を補うための第２制御量Ｘａ２を第２アクチュエータ３Ａに指令する。
Therefore, in Embodiment 3, the first and
図９は、実施の形態３に係る姿勢制御に関する処理を示すフローチャートである。図９では、処理は、ステップＳ１０６における要求制御量Ｘａの算出の後にステップＳ３００に進む。なお、図９に示す例における「指令処理」は、ステップＳ３０４、Ｓ３０８、及びＳ３１０の処理とともに、ステップＳ３００、Ｓ３０２、及びＳ３０６を含んでいる。 FIG. 9 is a flowchart showing processing related to attitude control according to the third embodiment. In FIG. 9, the process proceeds to step S300 after calculating the required control amount Xa in step S106. The "command process" in the example shown in FIG. 9 includes steps S300, S302, and S306 as well as steps S304, S308, and S310.
＜ステップＳ３００＞
ステップＳ３００において、ＥＣＵ７０は、第１アクチュエータ（空気ばね）７Ａで出力可能な第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘを算出する。より詳細には、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘは、第１制御量Ｘａ１が時間の経過とともに変化している時を含めて第１アクチュエータ７Ａが出力可能な最大の第１制御量Ｘａ１に相当する。ステップＳ３００では、ＥＣＵ７０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）において出力可能な第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘを算出する。
<Step S300>
In step S300, the
ここで、第１アクチュエータ７Ａで出力可能な制御力Ｆｃ１の最大変化速度Ｖ１ｍａｘ及び最大値Ｆｃ１ｍａｘ（図１０参照）は、基本的には第１アクチュエータ７Ａのスペックによって定まっている。このため、最大変化速度Ｖ１ｍａｘ及び最大値Ｆｃ１ｍａｘは事前に把握できる。ＥＣＵ７０の記憶装置７２は、最大変化速度Ｖ１ｍａｘ及び最大値Ｆｃ１ｍａｘ等の第１アクチュエータ７Ａの基本的な動作特性に関する情報を記憶している。より詳細には、最大変化速度Ｖ１ｍａｘは、単位時間（時間ステップΔｔ）当たりの最大変化量ΔＦｃ１ｍａｘ（図１０参照）に相当する。
Here, the maximum change speed V1max and the maximum value Fc1max (see FIG. 10) of the control force Fc1 that can be output by the
図１０は、要求制御量Ｘａ、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘ、及び第２制御量Ｘａ２の関係を概略的に表したタイムチャートである。図１０では、車両６の操舵に伴う旋回時が例示されているが、説明の簡素化のために、車両６の加減速に伴う前後加速度ＦＡの変化は生じていないものとする。すなわち、図１０では、要求制御量Ｘａｐはゼロとして扱われている。したがって、要求制御量Ｘａｒが要求制御量Ｘａと等しい。また、図１０に表された関係は、旋回時に旋回外側となる車輪２におけるものである。旋回時に旋回内側となる車輪２における関係では、要求制御量Ｘａ及び第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘの符号は、図１０に示す関係における符号と逆となる。
FIG. 10 is a time chart schematically showing the relationship between the required control amount Xa, the first maximum control amount Xa1max, and the second control amount Xa2. FIG. 10 exemplifies the time of turning due to steering of the
付け加えると、旋回時に前後加速度ＦＡの変化が生じている場合には、図１０に表される要求制御量Ｘａの波形が要求制御量Ｘａｐの変化によっても変化する。しかしながら、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘ及び後述の第２制御量Ｘａ２の算出は、旋回の有無を問わず前後加速度ＦＡの変化が生じている場合にも、図１０に示す例と同様に行うことができる。 In addition, when the longitudinal acceleration FA changes during turning, the waveform of the required control amount Xa shown in FIG. 10 also changes according to the change in the required control amount Xap. However, the calculation of the first maximum control amount Xa1max and the second control amount Xa2, which will be described later, can be performed in the same manner as in the example shown in FIG. can.
図１０に示す例では、サンプル時刻（ｋ＝０）での操舵開始に伴い、時間経過とともに、横加速度ＬＡが増加し、それに伴って要求制御量Ｘａが増加している。また、この例では、その後に車速及び横加速度ＬＡが一定の定常円旋回状態となり、時間の経過に対して要求制御量Ｘａが一定となっている。より詳細には、図１０には、旋回時に発生する横加速度ＬＡが異なる２通りの旋回時における要求制御量Ｘａ（実線及び破線）が表されている。 In the example shown in FIG. 10, the lateral acceleration LA increases with the passage of time as the steering starts at the sample time (k=0), and the required control amount Xa increases accordingly. Further, in this example, after that, the vehicle speed and lateral acceleration LA enter a steady circular turning state, and the required control amount Xa remains constant over time. More specifically, FIG. 10 shows the required control amount Xa (solid line and dashed line) during two turns with different lateral accelerations LA generated during turns.
各サンプル時刻ｋでの第１アクチュエータ７Ａの第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘは、例えば、上述の最大変化速度Ｖ１ｍａｘ及び最大値Ｆｃ１ｍａｘに基づいて算出できる。具体的には、図１０に示すように、まず、サンプル時刻（ｋ＝０）での第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘはゼロである。次のサンプル時刻（ｋ＝１）での第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘは、記憶装置７２に記憶されている最大変化速度Ｖ１ｍａｘと時間ステップΔｔとの積である最大変化量ΔＦｃ１ｍａｘとして算出される。次のサンプル時刻（ｋ＝２）以降であって第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘが最大値Ｆｃ１ｍａｘに達するまでの期間中の各サンプル時刻ｋの第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘは、前回値に対して最大変化量ΔＦｃ１ｍａｘを加算することによって算出される。第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘが最大値Ｆｃ１ｍａｘに達した後の第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘは、最大値Ｆｃ１ｍａｘとして算出される。付け加えると、このように算出される第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘを実線の要求制御量Ｘａと比較したとき、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘの時間波形は、要求制御量Ｘａの波形を最大変化速度Ｖ１ｍａｘによってレート制限し、かつ、最大値Ｆｃ１ｍａｘによって上限制限することによって得られる時間波形に相当する。
The first maximum control amount Xa1max of the
また、図１０に示す例では、要求制御量Ｘａは、時間の経過に対して一定で推移した後にゼロに向けて減少している。このように変化する要求制御量Ｘａの実現のために、第１制御量Ｘａ１も時間の経過とともに減少させる必要がある。第１制御量Ｘａ１が減少する際の最大変化速度（すなわち、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘの時間波形の傾き）はＶ１ｍａｘ（負の値）である。したがって、例えばサンプル時刻（ｋ＝ｍ）から第１制御量Ｘａ１を減少させる場合、各サンプル時刻ｋの第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘは、要求制御量Ｘａが増加している時と同様に、前回値に対して負の最大変化量ΔＦｃ１ｍａｘだけ減算することによって算出できる。 In the example shown in FIG. 10, the required control amount Xa decreases toward zero after remaining constant over time. In order to realize the required control amount Xa that changes in this way, the first control amount Xa1 also needs to decrease over time. The maximum rate of change when the first controlled variable Xa1 decreases (that is, the slope of the time waveform of the first maximum controlled variable Xa1max) is V1max (negative value). Therefore, for example, when the first control amount Xa1 is decreased from the sample time (k=m), the first maximum control amount Xa1max at each sample time k is the same as when the required control amount Xa is increasing. can be calculated by subtracting the maximum negative change amount ΔFc1max from .
付け加えると、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘの算出のために記憶装置７２に格納されている第１アクチュエータ７Ａの基本的な動作特性に関する情報は、無駄時間特性及び一次遅れ特性等の動特性に関する情報を含んでいてもよい。そして、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘは、例えば、無駄時間特性及び一次遅れ特性の一方又は双方を考慮して算出されてもよい。
In addition, the information on the basic operating characteristics of the
また、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘの算出のために、第１アクチュエータ７Ａと組み合わされる第２アクチュエータ３Ａの応答性及び出力（制御力Ｆｃ２）の少なくとも一方が考慮されてもよい。具体的には、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘは、これらの少なくも一方を加味しつつ要求制御量Ｘａを実現可能な範囲内に収まるように算出されてもよい。
＜ステップＳ３０２＞
ステップＳ３００に続くステップＳ３０２において、ＥＣＵ７０は、第１アクチュエータ７Ａが出力可能な第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘだけでは要求制御量Ｘａに対する制御量の不足があるか否かを判定する。この判定は、例えば、差分ΔＸａ１がゼロでないか否かに基づいて行うことができる。差分ΔＸａ１は、ステップＳ１０６にて算出した要求制御量ＸａからステップＳ３００にて算出した第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘを引くことにより得られる値（＝Ｘａ－Ｘａ１ｍａｘ）である。
Moreover, at least one of the responsiveness and the output (control force Fc2) of the
<Step S302>
In step S302 following step S300, the
具体的には、図１０に例示されるように要求制御量Ｘａが時間の経過とともに増加している場合には、要求制御量Ｘａが第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘよりも大きいため、上記の差分ΔＸａ１は正となる。また、同図に例示されるように、一定で推移する要求制御量Ｘａが第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘ（最大値Ｆｃ１ｍａｘ）よりも大きい場合にも、差分ΔＸａ１は正となる。これらのように、差分ΔＸａ１が正となることは、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘだけでは制御量が不足することを意味する。 Specifically, when the required control amount Xa increases over time as illustrated in FIG. 10, the required control amount Xa is larger than the first maximum control amount Xa1max. is positive. Further, as illustrated in the figure, the difference ΔXa1 is also positive when the required control amount Xa, which changes constantly, is larger than the first maximum control amount Xa1max (maximum value Fc1max). Thus, the difference ΔXa1 being positive means that the control amount is insufficient with only the first maximum control amount Xa1max.
さらに、ステップＳ３０２において判定される「制御量の不足」は、図１０中にハッチングを付して示される領域のように、差分ΔＸａ１が負となる時にも生じる。このハッチング領域は、例えば車両６の運転者による急なステアリングホイールの戻し動作を受けて減少する際の要求制御量Ｘａの傾き（実線）が第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘの傾きより大きくなることに起因して生じる。このハッチング領域では、各サンプル時刻ｋにおける第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘが要求制御量Ｘａよりも大きくなる。すなわち、差分ΔＸａ１は負となる。
Furthermore, the "insufficient control amount" determined in step S302 also occurs when the difference .DELTA.Xa1 is negative, as in the hatched area in FIG. This hatched area is due to the fact that the slope (solid line) of the required control amount Xa when it decreases due to, for example, a sudden return operation of the steering wheel by the driver of the
＜ステップＳ３０４＞
ステップＳ３０２の判定結果がＮｏである場合（すなわち、制御量の不足がない場合）には、処理はステップＳ３０４に進む。例えば要求制御量Ｘａが図１０中に破線で表されるものであると、この判定結果がＮｏとなる。ステップＳ３０４では、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１０６にて算出した要求制御量Ｘａに等しい第１制御量Ｘａ１を第１アクチュエータ７Ａに指令する。その結果、第１アクチュエータ７Ａは、指令された要求制御量Ｘａに応じた制御力Ｆｃ１を発生させるように制御される。付け加えると、第１制御量Ｘａ１だけで要求制御量Ｘａを満たせる場合には、ＥＣＵ７０は、要求制御量Ｘａのすべてを第１制御量Ｘａ１として第１アクチュエータ７Ａに指令し、かつ、第２アクチュエータ３Ａへの要求制御量Ｘａに関する指令は行わない。
<Step S304>
If the determination result of step S302 is No (that is, if there is no shortage of control amount), the process proceeds to step S304. For example, if the requested control amount Xa is represented by a dashed line in FIG. 10, the determination result is No. In step S304, the
＜ステップＳ３０６＞
一方、ステップＳ３０２の判定結果がＹｅｓである場合（すなわち、制御量の不足がある場合）には、処理はステップＳ３０６に進む。例えば要求制御量Ｘａが図１０中に実線で表されるものであると、この判定結果がＹｅｓとなる。
<Step S306>
On the other hand, if the determination result in step S302 is Yes (that is, if the control amount is insufficient), the process proceeds to step S306. For example, if the required control amount Xa is represented by a solid line in FIG. 10, the determination result is Yes.
ステップＳ３０６では、ＥＣＵ７０は、第２アクチュエータ（アクティブアクチュエータ）３Ａの制御量である第２制御量Ｘａ２を算出する。より詳細には、ＥＣＵ７０は、次回のサンプル時刻（ｋ＋１）における第２制御量Ｘａ２を算出する。第２制御量Ｘａ２は、「制御量の不足」を補うために必要な値として算出される。
In step S306, the
具体的には、第２制御量Ｘａ２は、ステップＳ１０６にて算出された要求制御量ＸａからステップＳ３００にて算出した第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘを引くことにより得られる値、すなわち、差分ΔＸａ１である。その理由は、図１０に例示されるように、差分ΔＸａ１が正である場合には、要求制御量Ｘａのうちで第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘだけでは不足する分（差分ΔＸａ１）だけ第２アクチュエータ３Ａの制御力Ｆｃ２を高めることが必要となるためである。一方、差分ΔＸａ１が負となる場合には、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘのみでは負の差分ΔＸａ１だけ制御量が不足することになる。このため、負の差分ΔＸａ１だけ減少するように第２アクチュエータ３Ａの制御力Ｆｃ２を制御することが必要となる。
Specifically, the second control amount Xa2 is a value obtained by subtracting the first maximum control amount Xa1max calculated in step S300 from the required control amount Xa calculated in step S106, that is, the difference ΔXa1. . The reason is that, as illustrated in FIG. 10, when the difference ΔXa1 is positive, the first maximum control amount Xa1max of the required control amount Xa is insufficient for the
＜ステップＳ３０８＞
ステップＳ３０６に続くステップＳ３０８では、ＥＣＵ７０は、ステップＳ３００にて算出した第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘを第１制御量Ｘａ１として第１アクチュエータ７Ａに指令するとともに、ステップＳ３０６にて算出した第２制御量Ｘａ２を第２アクチュエータ３Ａに指令する。その結果、第１アクチュエータ７Ａは、指令された第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘに応じた制御力Ｆｃ１を発生させるように制御される。また、第２アクチュエータ３Ａは、指令された第２制御量Ｘａ２に応じた制御力Ｆｃ２を発生させるように制御される。
<Step S308>
In step S308 following step S306, the
付け加えると、図１０に示す例において、サンプル時刻（ｋ＝ｍ）から減少し始める要求制御量Ｘａの傾きが第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘの傾きと同じ（一点鎖線）であるか小さい場合には、要求制御量Ｘａが第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘより大きい期間中はサンプル時刻（ｋ＝ｍ）から第２制御量Ｘａ２を時間経過とともにゼロにまで減らすことにより、その後に第１制御量Ｘａ１のみで要求制御量Ｘａを満たすことが可能である。 In addition, in the example shown in FIG. 10, if the slope of the required control amount Xa that starts decreasing from the sample time (k=m) is the same (chain line) or smaller than the slope of the first maximum control amount Xa1max, During the period when the requested control amount Xa is greater than the first maximum control amount Xa1max, the second control amount Xa2 is reduced to zero over time from the sample time (k=m). It is possible to satisfy the controlled variable Xa.
＜ステップＳ３１０＞
なお、図９では、ステップＳ１０２において手動運転モード時の要求制御量Xｍが算出された後、処理はステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０では、ＥＣＵ７０は、算出された要求制御量Ｘｍを第２アクチュエータ３Ａに指令する。その結果、第２アクチュエータ３Ａは、指令された要求制御量Ｘｍに応じた制御力Ｆｃ２を発生させるように制御される。このような例に代え、手動運転モード時においても、ＥＣＵ７０は、自動運転モード時のステップＳ３００～Ｓ３０８と同様の処理によって、算出された要求制御量Ｘｍを第１アクチュエータ７Ａ及び第２アクチュエータ３Ａに配分してもよい。
<Step S310>
In FIG. 9, after the required control amount Xm in the manual operation mode is calculated in step S102, the process proceeds to step S310. In step S310, the
３－３．効果
以上説明した実施の形態３によれば、自動運転モード時に、要求制御量Ｘａの実現のために応答性の異なる第１及び第２アクチュエータ７Ａ、３Ａが組み合わせて用いられる。この実施の形態３においても、要求制御量Ｘａは、手動運転モード時と比べて大きな制御ゲインＧａｒ及びＧａｐを用いて算出されている。このため、実施の形態１と同様の効果を奏する。
3-3. Effect According to the third embodiment described above, the first and
そのうえで、実施の形態３によれば、第１アクチュエータ７Ａが出力可能な第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘだけでは要求制御量Ｘａに対する制御量の不足がある場合には、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘが第１アクチュエータ７Ａに指令され、かつ、上記不足を補うための第２制御量Ｘａ２が第２アクチュエータ３Ａに指令される。これにより、車高制御のための第１アクチュエータ（空気ばね）７Ａを姿勢制御のために積極的に活用できる。そして、要求制御量Ｘａが過渡的に変化する時、及び第１アクチュエータ７Ａだけでは出力（制御力Ｆｃ）が不足する場合には、応答性の高い第２アクチュエータ３Ａをサブのアクチュエータとして利用することにより、第１アクチュエータ７Ａの応答遅れ及び出力不足を補うことができる。これにより、エネルギ消費の大きな第２アクチュエータ３Ａの使用頻度を抑制できるので、省エネルギ化を図りつつ応答性及び出力を確保できる（すなわち、高い制御効果が得られる）。
In addition, according to the third embodiment, when the first maximum control amount Xa1max that can be output by the
３－４．第１最大制御量の算出に関する変形例
第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘは、例えば、次のような手法を用いて算出されてもよい。
3-4. Modified Example of Calculation of First Maximum Control Amount The first maximum control amount Xa1max may be calculated using, for example, the following method.
ここでは、ロール制御を例に挙げて説明する。要求制御量Ｘａｒが横加速度ＬＡに制御ゲインＧａｒ（＞制御ゲインＧｍｒ）を乗じて算出する例（式（３）参照）では、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘは、横加速度ＬＡに次のような制御ゲインＧａ１ｒを乗じて算出されてもよい。すなわち、制御ゲインＧａ１ｒは、手動運転モード時の制御ゲインＧｍｒ以上の大きさの制御ゲインである。 Here, roll control will be described as an example. In an example where the required control amount Xar is calculated by multiplying the lateral acceleration LA by a control gain Gar (>control gain Gmr) (see formula (3)), the first maximum control amount Xa1max is obtained by applying the following control to the lateral acceleration LA: It may be calculated by multiplying by the gain Ga1r. That is, the control gain Ga1r is a control gain equal to or greater than the control gain Gmr in the manual operation mode.
このように、第１アクチュエータ７Ａによって実現可能な制御量である第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘの算出に制御ゲインＧａ１ｒを用いる場合、制御ゲインＧａ１ｒの値は、手動運転モード時の制御ゲインＧｍｒ以上であってもよい。自動運転モード時には、将来の操作情報（例えば、車両６の将来位置における操舵、加速、及び減速の少なくとも１つの操作量）を事前に取得できる。このため、自動運転モード時であれば、第１アクチュエータ７Ａの応答遅れを十分に考慮した上で、車高制御用の第１アクチュエータ７Ａを背反なく最大限にロール制御に活用できるように、ここで説明される算出手法を利用して第１最大制御量Ｘ１ｍａｘを決定できる。
Thus, when the control gain Ga1r is used to calculate the first maximum control amount Xa1max, which is the control amount that can be realized by the
同様に、ピッチ制御のための第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘは、前後加速度ＦＡに次のような制御ゲインＧａ１ｐを乗じて算出されてもよい。すなわち、制御ゲインＧａ１ｐは、手動運転モード時の制御ゲインＧｍｐ以上の大きさの制御ゲインである。 Similarly, the first maximum control amount Xa1max for pitch control may be calculated by multiplying the longitudinal acceleration FA by the following control gain Ga1p. That is, the control gain Ga1p is a control gain equal to or greater than the control gain Gmp in the manual operation mode.
また、第１アクチュエータ７Ａの第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘの算出に関し、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘの最大値を最大値Ｆｃ１ｍａｘ（図１０参照）にまで高めると、次のような課題がある。すなわち、図１０に例示されるように急なステアリングホイールの戻し動作を受けて要求制御量Ｘａが急減すると、第２アクチュエータ３Ａは、第１アクチュエータ７Ａが発生させている制御力Ｆｃ１と逆向きの制御力Ｆｃ２を要求制御量Ｘａの実現のために発生させることが求められる（同図中のハッチング領域）。このハッチング領域では、第１アクチュエータ７Ａの応答性が低いために、制御力Ｆｃ１の向きと制御力Ｆｃ２の向きとが逆となる。このことは、エネルギ消費の観点において好ましくない。そこで、このように制御力Ｆｃ１と逆向きの制御力Ｆｃ２を発生させる事態を減らすために、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘの最大値は、最大値Ｆａ１ｍａｘよりも小さくなるように制限されてもよい。
Further, regarding the calculation of the first maximum control amount Xa1max of the
３－５．サスペンション性能に応じた自動運転の制約
上述した実施の形態３によれば、車高制御用の第１アクチュエータ７Ａが出力可能な第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘだけでは要求制御量Ｘａに対する制御量の不足がある場合には、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘが第１アクチュエータ７Ａに指令され、かつ、上記不足を補うための第２制御量Ｘａ２が第２アクチュエータ３Ａに指令される。このような例に代え、第１最大制御量Ｘａ１ｍａｘだけで要求制御量Ｘａに対する制御量の不足が生じないように、自動運転に制約が設けられてもよい。具体的には、制御量の不足を生じさせる横加速度ＬＡ及び前後加速度ＦＡの少なくとも一方が生じないように、自動運転制御（例えば、操舵及び加減速の少なくとも一方の制御）が制限されてもよい。
3-5. Constraints on Automatic Driving According to Suspension Performance According to the third embodiment described above, the first maximum control amount Xa1max that can be output by the
４．他の実施の形態
上述した実施の形態１～３においては、姿勢制御（ロール制御及びピッチ制御）は、車両１又は６の４つの車輪２（すなわち、全輪）を対象として行われた。しかしながら、姿勢制御の対象となる車輪（制御対象輪）は、必ずしも全輪に限られず、例えば、２つの前輪のみ、又は２つの後輪のみであってもよい。
4. Other Embodiments In the first to third embodiments described above, attitude control (roll control and pitch control) is performed on the four wheels 2 (that is, all wheels) of the
また、上述した実施の形態１～３とは異なり、本開示に係る「算出処理」及び「指令処理」が適用される姿勢制御は、ロール制御及びピッチ制御の何れか一方であってもよい。 Also, unlike the first to third embodiments described above, the attitude control to which the "calculation process" and "command process" according to the present disclosure are applied may be either roll control or pitch control.
１、６ 車両
２ 車輪
３、７ サスペンション
３Ａ、７Ａ アクチュエータ
５ ばね上構造体
１０ 車両制御システム
２０ 車両状態センサ
２２ 横加速度センサ
２３ 前後加速度センサ
３０ 認識センサ
４０ 位置センサ
５０ 通信装置
６０ 走行装置
７０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
９０ 運転環境情報
1, 6
90 driving environment information
Claims (7)
制御対象輪のサスペンションストロークを制御する１又は複数のアクチュエータと、
電子制御ユニットと、
を備え、
前記電子制御ユニットは、
前記車両のロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方のための要求制御量を算出する算出処理と、
前記要求制御量を前記１又は複数のアクチュエータに指令する指令処理と、
を実行し、
前記算出処理において、前記電子制御ユニットは、前記要求制御量に含まれる制御ゲインを、前記自動運転モード時に前記手動運転モード時と比べて大きくする
ことを特徴とする車両。 A vehicle capable of switching between a manual operation mode and an automatic operation mode,
one or more actuators that control the suspension stroke of the controlled wheel;
an electronic control unit;
with
The electronic control unit is
a calculation process for calculating a required control amount for at least one of roll control and pitch control of the vehicle;
command processing for commanding the required control amount to the one or more actuators;
and run
The vehicle, wherein in the calculation process, the electronic control unit increases a control gain included in the required control amount during the automatic operation mode as compared with that during the manual operation mode.
前記自動運転モードにおける自動運転制御において取得される前記車両の将来の操作情報に基づいてロールレートに上限を設定し、
前記ロールレートが前記上限を超えない範囲内で前記１又は複数のアクチュエータが最大の制御力を発生させるように前記制御ゲインを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両。 In the calculation process during the automatic operation mode, the electronic control unit
setting an upper limit to the roll rate based on future operation information of the vehicle acquired in automatic driving control in the automatic driving mode;
The vehicle according to claim 1, wherein the control gain is determined so that the one or more actuators generate a maximum control force within a range in which the roll rate does not exceed the upper limit.
前記自動運転モードにおける自動運転制御において取得される前記車両の将来の操作情報に基づいてピッチレートに上限を設定し、
前記ピッチレートが前記上限を超えない範囲内で前記１又は複数のアクチュエータが最大の制御力を発生させるように前記制御ゲインを決定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両。 In the calculation process during the automatic operation mode, the electronic control unit
setting an upper limit to the pitch rate based on future operation information of the vehicle acquired in automatic driving control in the automatic driving mode;
3. The vehicle according to claim 1, wherein the control gain is determined so that the one or more actuators generate a maximum control force within a range in which the pitch rate does not exceed the upper limit.
前記自動運転モードにおける自動運転制御において取得される前記車両の将来の操作情報に対してローパスフィルタ処理を実行し、
前記ローパスフィルタ処理後の前記将来の操作情報に基づいて前記要求制御量を算出する
ことを特徴とする請求項１～３の何れか１つに記載の車両。 In the calculation process during the automatic operation mode, the electronic control unit
Performing low-pass filter processing on future operation information of the vehicle acquired in automatic driving control in the automatic driving mode,
The vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the requested control amount is calculated based on the future operation information after the low-pass filter processing.
ことを特徴とする請求項４に記載の車両。 In the command processing, when the low-pass filter processing is performed, the electronic control unit commands the requested control amount to the one or more actuators at a timing that is higher than when the low-pass filter processing is not performed. 5. Vehicle according to claim 4, characterized in that it accelerates
第１アクチュエータと、
前記第１アクチュエータと比べて高い応答性を有する第２アクチュエータと、
を含み、
前記指令処理において、前記電子制御ユニットは、
前記第１アクチュエータが出力可能な第１制御量の最大値である第１最大制御量だけでは前記要求制御量に対する制御量の不足がある場合には、前記第１最大制御量を前記第１アクチュエータに指令し、かつ、前記不足を補うための第２制御量を前記第２アクチュエータに指令する
ことを特徴とする請求項１～５の何れか１つに記載の車両。 The one or more actuators are
a first actuator;
a second actuator having higher responsiveness than the first actuator;
including
In the command processing, the electronic control unit
When the first maximum control amount, which is the maximum value of the first control amount that can be output by the first actuator, is insufficient for the required control amount, the first maximum control amount is set to the first actuator. 6. The vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein a command is given to the second actuator to provide a second control amount for compensating for the shortage.
前記車両のロール制御及びピッチ制御の少なくとも一方のための要求制御量を算出する算出処理と、
前記要求制御量を前記１又は複数のアクチュエータに指令する指令処理と、
を含み、
前記算出処理において、前記要求制御量に含まれる制御ゲインを、前記自動運転モード時に前記手動運転モード時と比べて大きくする
ことを特徴とする車両用サスペンションの制御方法。 A vehicle suspension control method comprising one or more actuators for controlling a suspension stroke of a wheel to be controlled in a vehicle capable of switching between a manual operation mode and an automatic operation mode, comprising:
a calculation process for calculating a required control amount for at least one of roll control and pitch control of the vehicle;
command processing for commanding the required control amount to the one or more actuators;
including
A control method for a vehicle suspension, wherein in the calculation process, a control gain included in the required control amount is made larger during the automatic operation mode than during the manual operation mode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021155620A JP2023046821A (en) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | Vehicle and vehicle suspension control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021155620A JP2023046821A (en) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | Vehicle and vehicle suspension control method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023046821A true JP2023046821A (en) | 2023-04-05 |
Family
ID=85778230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021155620A Pending JP2023046821A (en) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | Vehicle and vehicle suspension control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023046821A (en) |
-
2021
- 2021-09-24 JP JP2021155620A patent/JP2023046821A/en active Pending
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