JP4067541B2 - 車両制御装置および車両制振方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行に関連する所定の目標制御量を設定し、この目標制御量に基づいて少なくとも車両を制御する車両制御装置および車両のバネ上振動を低減させるための車両制振方法に関する。

従来から、車両を制振するための装置として、ドライバーによるアクセル操作、ステアリング操作およびブレーキ操作の少なくとも一つに対応する物理量を入力指令として、当該入力指令に対応するエンジンおよびブレーキの少なくとも何れかを制御する車両制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両制御装置は、車両を制振するために、ドライバーによる入力指令に起因して発生する振動、すなわち、タイヤが受ける路面反力による上下あるいは／および捻りの振動、サスペンションにおける車体バネ下の振動、および車体自体が受ける車体バネ上の振動の少なくとも１つに関する運動モデルを用いてドライバーによる入力指令を補正する。
特開２００４−１６８１４８号公報

しかしながら、上記従来の車両制御装置では、ドライバーによる入力指令を補正するために単一の運動モデルが用いられている。このため、ドライバー等の嗜好に応じて走行特性を変化させることができる車両では、例えばドライバーによって車両の減衰特性が変化させられると、車両のピッチング共振周波数等の車両諸元が変化するので、上記従来の車両制御装置を用いても車両を良好に制振し得なくなることがある。また、車両諸元は、ドライバーの要求によって車両の特性が変更される場合以外でも、車両の走行状態や走行環境の変化といったような様々な要因によって変化する。

そこで、本発明は、ドライバーの要求等に応じて車両諸元が変化しても、車両を良好に制振することができる車両制御装置および車両制振方法の提供を目的とする。

本発明による車両制御装置は、車両の走行に関連する所定の目標制御量を設定し、この目標制御量に基づいて少なくとも車両を制御する車両制御装置において、少なくともドライバーの要求に基づいて目標制御量を設定する目標制御量設定手段と、少なくともドライバーの要求に応じて変化する車両諸元が変化したか否かを判定する諸元判定手段と、それぞれ異なる減衰特性を有しており、目標制御量設定手段により設定された目標制御量を車両のバネ上振動が抑制されるように補正する複数の補正手段と、諸元判定手段によって車両諸元が変化したと判断された場合に、それまで目標制御量の補正に用いられていた補正手段を変化後の車両諸元に対応した補正手段に切り換える切換手段とを備え、前記目標制御量は前記車両の目標駆動力であると共に、前記複数の補正手段はそれぞれ２次のノッチフィルタであり、これら複数の補正手段間では、それぞれの減衰特性を定めるためのパラメータが異なっており、前記２次のノッチフィルタは、前記目標駆動力を入力とし前記車両のサスペンションストロークを出力とする伝達関数のうち、振動を誘発する成分を抑制するように構成されているることを特徴とする。

この車両制御装置は、目標制御量設定手段と、諸元判定手段と、複数の補正手段と、切換手段とを備えるものである。目標制御量設定手段は、例えばアクセルペダルやブレーキペダル、操舵ハンドルといった操作手段を介したドライバーの要求に基づいて目標制御量を設定する。また、諸元判定手段は、例えばドライバーにより設定される車両の走行モード等に応じて変化する車両のピッチング共振周波数といったような少なくともドライバーの要求に応じて変化する車両諸元が変化したか否かを判定する。更に、複数の補正手段は、それぞれ異なる減衰特性を有しており、目標制御量設定手段により設定された目標制御量を車両のバネ上振動が抑制されるように補正する。そして、この車両制御装置では、諸元判定手段によって車両諸元が変化したと判断された場合、切換手段によって、それまで目標制御量の補正に用いられていた補正手段が変化後の車両諸元に対応した補正手段に切り換えられる。このように、それぞれ異なる減衰特性を有する補正手段を複数用意しておき、変化する車両諸元に応じて補正手段を切り換えていくことにより、ドライバーの要求等に応じて車両諸元が変化しても、車両を良好に制振することが可能となる。

また、諸元判定手段によって車両諸元が変化したと判断されてから切換手段によって補正手段が切り換えられるまでの待機時間を設定可能であると好ましい。

一般に、ある時点まで目標制御量の補正に用いられていた補正手段の出力値と、切換手段による切り換え後に用いられる補正手段の出力値とは、減衰特性の相違等により不連続となることが多い。従って、この車両制御装置のように、諸元判定手段によって車両諸元が変化したと判断されてから切換手段によって補正手段が切り換えられるまでの待機時間を設定できるようにしておけば、待機時間の設定により切換前の補正手段と切換後の補正手段との出力値の連続性を概ね確保することができるので、補正手段の切換により車両の振動を助長させてしまったり、乗員に不快感を与えてしまったりすることを抑制することが可能となる。

更に、上記待機時間は、それまで目標制御量の補正に用いられていた補正手段の出力値と、変化後の車両諸元に対応した補正手段の出力値との偏差に応じて定められると好ましい。

この態様によれば、切換前の補正手段と切換後の補正手段との出力値の連続性を良好に確保することが可能となり、補正手段の切換により車両の振動を助長させてしまったり、乗員に不快感を与えてしまったりすることを良好に抑制することが可能となる。

この場合、切換手段は、諸元判定手段によって車両諸元が変化したと判断された場合、それまで目標制御量の補正に用いられていた補正手段の出力値と、変化後の車両諸元に対応した補正手段の出力値との偏差が所定値以下で安定した際に補正手段を切り換えると好ましい。

また、本発明による車両制御装置は、少なくとも車両の走行状態から判断され得る緊急度の度合いを判定する緊急度判定手段を更に備えるとよく、補正手段には、緊急度判定手段により緊急度が高いと判断された場合に目標制御量の補正に用いられる緊急時用補正手段が含まれていると好ましい。

この態様のように、例えば緊急停止時や車両の挙動が不安定になった場合といったような少なくとも車両の走行状態から判断され得る緊急度が高い場合に専ら用いられる緊急時用補正手段を用意しておくことにより、緊急度が高い場合に目標制御量の適切な制振補正を実行することが可能となる。この場合、緊急時用補正手段は、緊急度が高い場合を想定して実験、解析により定められた減衰特性を有するものであってもよく、また、減衰比＝１の実質的な補正を実行しないものであってもよい。

更に、切換手段は、緊急度判定手段により緊急度が高いと判断された場合に、それまで目標制御量の補正に用いられていた補正手段を緊急時用補正手段に速やかに切り換えると好ましい。

このように、緊急度が高い場合には、補正手段の切換を速やかに実行することにより、車両走行時の安全性を良好に確保することが可能となる。

一般に、車両の目標駆動力を入力とし、車両のサスペンションストローク（例えばリヤサスペンションのストローク）を出力とする伝達関数は、２次／４次伝達関数として表わすことができる。かかる２次／４次伝達関数には、２つの２次伝達関数が含まれるが、それらの一方は振動を誘発するものとはならないのに対して、他方は振動を誘発するものとなる。従って、当該２次／４次伝達関数に含まれる振動を誘発する２次伝達関数の極をキャンセルする２次のノッチフィルタを用いて目標制御量としての目標駆動力を補正することにより、車両を制振することが可能となる。そして、それぞれの減衰特性を定めるためのパラメータが異なっている補正手段を複数用意し、変化する車両諸元に応じて補正手段を切り換えていくことにより、ドライバーの要求等に応じて車両諸元が変化しても、車両を良好に制振することが可能となる。

本発明による車両制振方法は、車両の走行に関連する所定の目標制御量を設定すると共に、それぞれ異なる減衰特性をもった複数の補正手段の何れかにより目標制御量を車両のバネ上振動が抑制されるように補正して車両を制振する車両制振方法であって、
（ａ）少なくともドライバーの要求に基づいて目標制御量を設定するステップと、
（ｂ）少なくともドライバーの要求に応じて変化する車両諸元が変化したか否かを判定するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）で車両諸元が変化したと判断された場合に、それまで目標制御量の補正に用いられていた補正手段を変化後の車両諸元に対応した補正手段に切り換えるステップとを含み、
前記目標制御量は前記車両の目標駆動力であると共に、前記複数の補正手段はそれぞれ２次のノッチフィルタであり、これら複数の補正手段間では、それぞれの減衰特性を定めるためのパラメータが異なっており、
前記２次のノッチフィルタは、前記目標駆動力を入力とし前記車両のサスペンションストロークを出力とする伝達関数のうち、振動を誘発する成分を抑制するように構成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、ドライバーの要求等に応じて車両諸元が変化しても、車両を良好に制振することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明による車両制御装置が適用された車両を示すブロック構成図である。同図に示される車両１は、走行駆動源として、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジン等の図示されない内燃機関を含むものである。この内燃機関は、燃料噴射装置２、点火装置３、電子制御式スロットルバルブ４（以下、単に「スロットルバルブ４」という）等の機器を含む。また、車両１には、内燃機関が発生した動力を駆動輪に伝達する自動変速機または無段変速機といった変速機５が備えられている。更に、車両１には、ブレーキペダルの操作量に応じて電子制御されるブレーキアクチュエータ６等を含む電子制御式ブレーキシステムや、操舵ハンドルの操作量に応じて電子制御される可変ギヤ機構や電動アシストユニットといった操舵用アクチュエータ７等を含む操舵装置、更には、電子制御されて減衰力を変化させる複数のショックアブソーバ８等を含む電子制御式サスペンションが備えられている。

車両１の内燃機関および変速機５は、駆動制御用電子制御ユニット（以下、「駆動制御ＥＣＵ」といい、電子制御ユニットはすべて「ＥＣＵ」と称される。）１０により制御される。本実施形態の駆動制御ＥＣＵ１０は、例えばマルチプロセッサユニットとして構成されており、各種演算処理を実行する複数のＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、入出力インターフェース、記憶装置等（何れも図示省略）を備えるものである。そして、駆動制御ＥＣＵ１０には、アクセルセンサ１１、ブレーキセンサ１２、および舵角センサ１４が接続されている。

アクセルセンサ１１は、ドライバーによるアクセルペダルの操作量を検知し、検知した値を示す信号を駆動制御ＥＣＵ１０に与える。また、ブレーキセンサ１２は、ドライバーによるブレーキペダルの操作量を検知し、検知した値を示す信号を駆動制御ＥＣＵ１０に与える。更に、舵角センサ１４は、ドライバーによる操作ハンドルの操舵量たる操舵角を検知し、検知した値を示す信号を駆動制御ＥＣＵ１０に与える。駆動制御ＥＣＵ１０は、各センサ１１〜１４からの信号に示されるドライバーの要求や図示されない他のセンサの検出値に応じて、ドライバーの要求が満たされるように上述の燃料噴射装置２、点火装置３、スロットルバルブ４および変速機５を制御する。

加えて、駆動制御ＥＣＵ１０には、走行特定（走行モード）決定手段としてのモードスイッチ１５が接続されている。モードスイッチ１５は、上述の電子制御式サスペンションシステムに含まれる複数のショックアブソーバ８の減衰力を切り換える際に用いられ、モードスイッチ１５を操作することにより、車両１の走行特性すなわち走行モードを変化させることができる。本実施形態において、モードスイッチ１５がドライバーによりＯＦＦされた状態では、各ショックアブソーバ８の減衰力が標準に設定され、これにより、車両１の走行特性がノーマルモードに設定される。また、モードスイッチ１５がＯＮされると共に「モード１」に設定されると、各ショックアブソーバ８の減衰力が標準よりも硬めに設定され、これにより、車両１の走行特性がパワーモードに設定される。パワーモードのもとでは、車両１の制振よりも加速性能が優先される。更に、モードスイッチ１５がＯＮされると共に「モード２」に設定されると、各ショックアブソーバ８の減衰力が標準よりも柔らかめに設定され、これにより、車両１の走行特性がコンフォートモードに設定される。コンフォートモードのもとでは、車両１の加速性能よりも制振が優先される。

そして、駆動制御ＥＣＵ１０は、車内ＬＡＮを介してあるいは無線通信により、ＥＣＢＥＣＵ２０、操舵ＥＣＵ３０、サスペンションＥＣＵ４０およびＤＳＳＥＣＵ５０と接続されている。ＥＣＢＥＣＵ２０は、上述の電子制御式ブレーキシステムを制御するものであり、ブレーキセンサ１２を始めとする各種センサの検出値に基づいてブレーキアクチュエータ６等を制御する。また、本実施形態のＥＣＢＥＣＵ２０は、駆動制御ＥＣＵ１０、操舵ＥＣＵ３０およびサスペンションＥＣＵ４０と協調しながら、車両１の挙動が安定するように車両１の駆動、操舵および制動の統合制御（ＶＤＩＭ：Vehicle Dynamics Integrated Management）を実行可能に構成されている。

操舵ＥＣＵ３０は、車両１の操舵装置を制御するものであり、舵角センサ１４を始めとする各種センサの検出値に基づいて操舵用アクチュエータ７等を制御する。サスペンションＥＣＵ４０は、上述の電子制御式サスペンションを制御するものであり、ドライバーによるモードスイッチ１５の操作に応じて各ショックアブソーバ８の減衰力を切換制御する。また、ＤＳＳＥＣＵ５０は、ドライバーに対する運転支援・代行を統括的に制御するものであり、クルーズコントローラ、ブレーキアシストユニット、および衝突予防システム（プリクラッシュセイフティ・システム）として機能するものである。なお、上述の駆動制御ＥＣＵ１０、ＥＣＢＥＣＵ２０、操舵ＥＣＵ３０、サスペンションＥＣＵ４０およびＤＳＳＥＣＵ５０には、例えばスロットル開度センサ、車速センサ、前後加速度センサ、ヨーレートセンサ、レーダユニット、例えば車間距離を検出するためのモニタシステム、更には、ナビゲーションシステム、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）、車間距離を取得する撮像ユニットまたは車間センサ等の車両１の走行環境を取得するための手段（環境情報取得手段）といった各種センサ等から制御に必要な情報が与えられることはいうまでもない。

図２は、上述の駆動制御ＥＣＵ１０による駆動装置としての内燃機関および変速機の制御手順を説明するための制御ブロック図である。同図に関連する制御は、基本的に駆動制御ＥＣＵ１０（それに含まれる何れかのプロセッサ）により実行される。すなわち、駆動制御ＥＣＵ１０には、図２に示されるように、目標加速度取得部１１１、目標駆動力取得部１１２、第１調停器１１４、フィルタ群１１５、切換器１１６、第２調停器１１８および制御量設定部１１９が構築されている。

目標加速度取得部１１１は、ドライバーによるアクセル操作量と車両１の目標加速度との関係を規定するマップ等を用いてアクセルセンサ１１からの信号に示されるアクセル操作量に応じた車両１の目標加速度を取得し、取得した値を示す信号を目標駆動力取得部１１２に与える。目標駆動力取得部１１２は、車両１の目標加速度と内燃機関の目標駆動力との関係を規定するマップ等を用いて目標加速度取得部１１１により取得された目標加速度すなわちアクセル操作量に応じた内燃機関の目標駆動力を取得する。そして、目標駆動力取得部１１２は、取得した値を示す信号を第１調停器１１４に与える。

第１調停器１１４は、目標駆動力取得部１１２からの信号と、車両１に含まれる他の制御装置であるＤＳＳＥＣＵ５０からの要求との少なくとも何れか一方に基づいて内燃機関の目標駆動力Ｐｔを設定する。すなわち、本実施形態のＤＳＳＥＣＵ５０は、ドライバーによる車両１の運転を支援・代行するいわゆるクルーズコントローラとしても機能することから、ドライバーによりクルーズコントロールの実行要求がなされた場合、第１調停器１１４に対してＤＳＳＥＣＵ５０からクルーズコントロールに必要な駆動力の要求がなされる。このような場合、第１調停器１１４は、基本的に、目標駆動力取得部１１２からの目標駆動力にクルーズコントローラとしてのＤＳＳＥＣＵ５０からの要求駆動力を加算することにより、内燃機関の目標駆動力Ｐｔを設定する。また、本実施形態のＤＳＳＥＣＵ５０は、上述のようにブレーキアシストユニットや衝突予防システムとしても機能することから、ＤＳＳＥＣＵ５０からブレーキアシスト要求や衝突予防要求がなされた場合、第１調停器１１４は、基本的に、ＤＳＳＥＣＵ５０の要求を優先してＤＳＳＥＣＵ５０からの要求駆動力を内燃機関の目標駆動力Ｐｔとして設定（選択）する。

フィルタ群１１５は、それぞれ第１調停器１１４により設定された最終的な目標駆動力Ｐｔを車両１のバネ上振動が抑制されるように補正可能な複数のフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３…Ｆｎ（ただし、ｎは１以上の正の整数であり、例えば車両１の走行モード数以上の整数である。）と、１体の緊急時用フィルタＦｅとを含む。本実施形態では、フィルタ群１１５を構成するフィルタＦ１〜Ｆｎとして、互いに異なる減衰特性を有する２次のノッチフィルタが用いられる。第１調停器１１４からの信号は、フィルタ群１１５の各フィルタＦ１〜Ｆｎに与えられ、各フィルタＦ１〜Ｆｎは、それぞれ目標駆動力Ｐｔに対する制振補正処理を実行する。

同様に、フィルタ群１１５に含まれる緊急時用フィルタＦｅも、２次のノッチフィルタとして構成されており、第１調停器１１４からの目標駆動力Ｐｔに対する制振補正処理を実行する。緊急時用フィルタＦｅは、例えば緊急停止時や車両の挙動が不安定になった場合といったような少なくとも車両の走行状態から判断され得る緊急度が高い場合に専ら用いられるものであり、その減衰特性は、例えば緊急度が高い場合を想定して実験、解析により定められる。なお、緊急時用フィルタＦｅは、２次のノッチフィルタではなくてもよく、減衰比＝１の実質的な補正を実行しないものであってもよい。

切換器１１６は、フィルタ群１１５の各フィルタＦ１〜ＦｎおよびＦｅに接続されており、図２に示されるように、スイッチング部１１６ａと、スイッチング部１１６ａを制御して目標駆動力Ｐｔの補正に用いられるフィルタを切り換えるフィルタ設定部１１７とを含む。フィルタ設定部１１７には、図２からわかるように、車両１の走行モード（走行特性）を設定するためのモードスイッチ１５や、車両の走行状態を検出する舵角センサ１４等のセンサ類、更には、車両１の走行環境を取得するナビゲーションシステム等の環境情報取得手段等が接続されている。そして、フィルタ設定部１１７は、モードスイッチ１５等から得られる車両１の走行モードや走行状態、走行環境に基づいて、フィルタ群１１５を構成するフィルタＦ１〜Ｆｎの中から最適なフィルタを選択し、選択されたフィルタからの出力すなわち補正後の目標駆動力Ｐｔｃがスイッチング部１１６ａを介して第２調停器１１８に与えられるように、スイッチング部１１６ａに指令信号を与える。

また、フィルタ設定部１１７は、レーダユニットやモニタシステムからの信号やＥＣＢＥＣＵ２０やＤＳＳＥＣＵ５０からの信号に示される少なくとも車両の走行状態を含む情報に基づいて車両１の安全性に関連する緊急度の高低を判定する。フィルタ設定部１１７は、緊急度が高いと判断した場合、目標制御量の補正に用いられる補正手段として緊急時用フィルタＦｅを選択し、緊急時用フィルタＦｅの出力すなわち補正後の目標駆動力Ｐｔｃがスイッチング部１１６ａを介して第２調停器１１８に与えられるように、スイッチング部１１６ａに指令信号を与える。

第２調停器１１８は、切換器１１６からの補正後の目標駆動力Ｐｔｃと、車両１に含まれる他の制御装置であるＥＣＢＥＣＵ２０からの要求との少なくとも何れか一方に基づいて目標駆動力Ｐｔｃ’を設定する。すなわち、本実施形態のＥＣＢＥＣＵ２０は、車両１の挙動を安定化させるための制御をも実行することから、車両１の挙動が不安定になった場合、第２調停器１１８に対してＥＣＢＥＣＵ２０から車両１の挙動を安定化させるのに必要な駆動力の要求がなされる。このような場合、第２調停器１１８は、車両１の挙動に応じて、切換器１１６からの目標駆動力ＰｔとＥＣＢＥＣＵ２０からの要求駆動力とのうちの大きい方あるいは小さい方をその出力値として設定（いわゆるミニマムセレクトあるいはマックスセレクト）する。なお、ＤＳＳＥＣＵ５０から衝突予防要求がなされると共に、ＥＣＢＥＣＵ２０から挙動安定化要求がなされた場合には、第２調停器１１８において、ＤＳＳＥＣＵ５０からの衝突予防要求が優先されると好ましい。

制御量設定部１１９は、第２調停器１１８の出力値に基づいて内燃機関の燃料噴射装置２、点火装置３、スロットルバルブ４および変速機５の制御量を定める。そして、駆動制御ＥＣＵ１０は、制御量設定部１１９により定められた制御量に基づいて燃料噴射装置２、点火装置３、スロットルバルブ４および変速機５に対する制御信号を生成し、各機器に与える。これにより、車両１の内燃機関および変速機５は、ドライバーやＥＣＢＥＣＵ２０およびＤＳＳＥＣＵ５０の要求に応じるように制御されることになる。

ここで、本実施形態の駆動制御ＥＣＵ１０に対して上述のような２次のノッチフィルタからなるフィルタＦ１〜ＦｎおよびＦｅを含むフィルタ群１１５が設けられているのは次のような理由による。すなわち、例えば車両１が後輪駆動車両である場合、車両の目標駆動力を入力とし、車両のリヤサスペンションストロークを出力とする伝達関数は、一般に、次の（１）式に示される２次／４次伝達関数として表わすことができる。

かかる２次／４次伝達関数には、２つの２次伝達関数Ｇ_１（ｓ）およびＧ_２（ｓ）が含まれるが、（１）式を同定すると、左項の２次伝達関数Ｇ_１（ｓ）の減衰比ζ_１の値が振動的なものとなるのに対して右項の２次伝達関数Ｇ_２（ｓ）の減衰比ζ_２の値は非振動的なものとなる。このため、（１）式の右項の２次伝達関数Ｇ_２（ｓ）は振動を誘発するものとならないが、左項の２次伝達関数Ｇ_１（ｓ）は振動を誘発するものとなる。従って、（１）式の２次／４次伝達関数に含まれる振動を誘発する２次伝達関数Ｇ_１（ｓ）の極をキャンセルする２次のノッチフィルタとして構成されたフィルタＦ１〜ＦｎおよびＦｅの何れかを用いて目標制御量としての目標駆動力Ｐｔを補正することにより、車両１を制振することが可能となる。

（１）式の２次伝達関数Ｇ_１（ｓ）の極をキャンセルする２次のノッチフィルタは、２次／２次伝達関数の形をとり、規範周波数をωｍとし、規範減衰比をζｍとし、プラントたる車両１の駆動系統のプラント周波数をωｐとし、プラント減衰比をζｐとすれば、次の（２）式のように表される。このため、駆動制御ＥＣＵ１０には、（２）式の補正式を用いて目標駆動力Ｐｔを補正するように構成されたフィルタＦ１〜ＦｎおよびＦｅが設けられる。

この場合、（２）式の規範周波数ωｍ、規範減衰比ζｍ、プラント周波数ωｐ、プラント減衰比ζｐといったパラメータは、例えばピッチング共振周波数（他に具体例があれば、ご追記ください）といった車両１の諸元の変化に応じて異なる値となるものであり、当該車両１の諸元は、ドライバーの要求（選択）に応じて定まる車両１の走行特性すなわち走行モードや、車両１の走行環境や走行状態といった要因（外乱）が変化すれば、その変化に応じて異なる値となるものである。このため、本実施形態の車両１では、車両諸元の変化に対応できるように、フィルタ群１１５を構成する複数のフィルタＦ１〜Ｆｎ間で規範周波数ωｍ、規範減衰比ζｍ、プラント周波数ωｐおよびプラント減衰比ζｐの値が異なっており、各フィルタＦ１〜Ｆｎの減衰特性が互いに異なるように定められている。

そして、上述の切換器１１６に含まれるフィルタ設定部１１７は、予め定められているマップ等を用いて、ドライバーにより設定された走行モードや、各種センサやナビゲーションシステム等から得られる車両の走行状態や走行環境に応じた例えばピッチング共振周波数等の車両諸元を取得すると共に、当該車両諸元が変化しているか否かを判定する。車両諸元が変化していると判断すると、フィルタ設定部１１７は、予め定められた条件に従ってその時点の車両諸元に応じたフィルタをフィルタ群１１５のフィルタＦ１〜ＦｎおよびＦｅの中から選択し、選択したフィルタと制御量設定部１１９とが接続されるようにスイッチング部１１６ａに指令信号を与える。これにより、車両諸元に応じて選択されたフィルタＦ１〜ＦｎまたはＦｅから出力される補正後の目標駆動力Ｐｔｃが制御量設定部１１９に与えられることになる。

このように、それぞれの減衰特性を定めるためのパラメータが異なっている複数のフィルタＦ１〜ＦｎおよびＦｅを用意し、走行中に変化するピッチング共振周波数等の車両諸元に応じてフィルタＦ１〜ＦｎおよびＦｅを切り換えていくことにより、ドライバーの要求や様々な外因等に応じて車両諸元が変化しても、車両１を常時良好に制振することが可能となる。また、本実施形態のように、それぞれ異なる減衰特性を有する複数のフィルタＦ１〜ＦｎおよびＦｅを車両諸元に応じて切り換えていけば、例えば１体のフィルタのパラメータを走行モード等に応じて変更していく場合に比較して、車両諸元の変化に対する良好な応答性を確保することが可能となる。

ところで、上述のようにして複数のフィルタＦ１〜Ｆｎを変化する車両諸元に応じて切り換えていく場合、一般に、ある時点まで目標駆動力Ｐｔの補正に用いられていたフィルタの出力値と、切換器１１６による切り換え後に用いられるフィルタの出力値とは、減衰特性の相違等により不連続となることが多い。そして、それぞれの出力値が不連続な状態にあるフィルタ同士の切換が実行されてしまうと、フィルタＦ１〜Ｆｎの切換により車両１の振動を助長させてしまったり、乗員に不快感を与えてしまったりするおそれもある。

このため、車両１では、振動を抑制して車両１の乗り心地を良好に保つべく、図３に示される手順に従ってフィルタＦ１〜Ｆｎの切換が実行される。図３に示されるルーチンは、車両１の走行中に駆動制御ＥＣＵ１０によって所定時間おきに繰り返し実行されるものである。本ルーチンの実行タイミングになると、まず、切換器１１６のフィルタ設定部１１７により、上述の緊急度の高低が判定される（Ｓ１０）。本実施形態において緊急度が高いと判断されるのは、次の（１）〜（５）に例示されるような場合である。
（１）ＥＣＢＥＣＵ２０から緊急制動要求がなされた場合
（２）ＥＣＢＥＣＵ２０から挙動安定化要求がなされた場合
（３）ＤＳＳＥＣＵ５０からブレーキアシスト要求や衝突予防要求がなされた場合
（４）レーダユニットやモニタシステム等の監視システムにより衝突等の緊急事態の発生可能性が検出された場合
（５）制御係のフェール監視システムによりフェール信号が発せられた場合（演算異常や制御モジュールの異常発生時を含む）

フィルタ設定部１１７は、上記（１）〜（５）のケースに該当せず、緊急度が低いと判断すると（Ｓ１０におけるＹｅｓ）、所定のマップ等を用いると共に、モードスイッチ１５等から得られる車両１の走行モードや走行状態、走行環境に基づいて、車両諸元としてその時点のピッチング共振周波数を取得すると共に、ドライバーの要求や外因等によってピッチング共振周波数が前回値（車両始動直後は、予め定められた初期値）から変化しているか否かを判定する（Ｓ１２）。車両諸元としてのピッチング共振周波数が前回値から変化していると判断した場合（Ｓ１２におけるＹｅｓ）、フィルタ設定部１１７は、予め定められた条件に従ってその時点のピッチング共振周波数に応じたフィルタをフィルタ群１１５のフィルタＦ１〜Ｆｎの中から選択・決定する（Ｓ１４）。次いで、フィルタ設定部１１７は、上記緊急度が低いか否か再度判定する（Ｓ１６）。Ｓ１６にて緊急度が高いと判断された場合（Ｓ１６におけるＮｏ）、図３に示されるように、再度Ｓ１０の判定処理が実行されることになる。

これに対して、Ｓ１６にて緊急度が低いと判断した場合（Ｓ１６におけるＹｅｓ）、フィルタ設定部１１７は、それまで目標駆動力Ｐｔの補正に用いられていた（スイッチング部１１６ａを介して第２調停器１１８と接続されていた）フィルタ（以下「フィルタＦｂ」という）の出力値Ｕｂと、Ｓ１４にて決定された新たなフィルタ（以下「フィルタＦａ」という）の出力値Ｕａとの偏差の絶対値を求めると共に、当該偏差の絶対値が予め定められている閾値Ｋ以下であるか否かを判定する（Ｓ１８）。当該偏差の絶対値が上記閾値Ｋ以下であると判断すると（Ｓ１８におけるＹｅｓ）、フィルタ設定部１１７は、図示されない所定のカウンタを「１」だけインクリメントした上で（Ｓ２０）、当該カウンタのカウント値が予め定められている閾値Ｎ以下であるか否かを判定する（Ｓ２２）。また、上記偏差の絶対値が閾値Ｋを上回っていると判断した場合（Ｓ１８におけるＮｏ）、フィルタ設定部１１７は、上記カウンタをインクリメントすることなく、Ｓ２２の判定処理を実行する。

上記カウンタのカウント値が閾値Ｎ以下であると判断された場合（Ｓ２２におけるＹｅｓ）、上述のＳ１６移行の処理が繰り返し実行されることになる。そして、Ｓ１６からＳ２２までの処理が繰り返し実行される間に、上記カウンタのカウント値が閾値Ｎを上回ったと判断すると（Ｓ２２におけるＮｏ）、フィルタ設定部１１７は、上記カウンタをリセットすると共に、Ｓ１４にて決定された新たなフィルタＦａからの出力すなわち補正後の目標駆動力Ｐｔｃがスイッチング部１１６ａを介して第２調停器１１８に与えられるように、スイッチング部１１６ａに指令信号を与える（Ｓ２４）。これにより、第１調停器１１４から出力される目標駆動力Ｐｔを制振補正するためのフィルタがそれまでのフィルタＦｂから新たなフィルタＦａへと切り換えられることになる。

上述のように、車両１では、ドライバーの要求や外因等によって車両諸元としてのピッチング共振周波数が変化した場合、フィルタ群１１５を構成するフィルタＦ１〜Ｆｎの中から変化後のピッチング共振周波数に応じたフィルタＦａが決定され、その後、Ｓ１６からＳ２２までの処理がある程度の回数だけ繰り返された後、それまでのフィルタＦｂから新たなフィルタＦａへと切り換えられる。すなわち、車両１では、例えば図４に示されるように時刻ｔ_１の時点で車両諸元としてのピッチング共振周波数が変化したと判定されても、上述のＳ１６からＳ２２までの処理が繰り返し実行されることから、実際にフィルタ切換が実行されるのは、時刻ｔ_１からある程度時間が経過した時刻ｔ_２となる。

すなわち、本実施形態において切換器１１６のフィルタ設定部１１７は、ピッチング共振周波数が変化したと判断すると、それまで目標駆動力Ｐｔの補正に用いられていたフィルタＦｂの出力値Ｕｂと、変化後のピッチング共振周波数に対応したフィルタＦａの出力値Ｕａとの偏差の絶対値が所定値Ｋ以下で安定した際にフィルタ切換実行することにより、スイッチング部１１６ａによってフィルタ切換が実行されるまでの待機時間ｔ_ｗを設定する。これにより、時間の経過と共に切換前のフィルタＦｂの出力値と切換後のフィルタＦａの出力値とがドライバーの要求駆動力に概ね収束していくことから、図４に示されるように、切換前のフィルタＦｂと切換後のフィルタＦａとの出力値の連続性を良好に確保することができる。従って、車両１では、フィルタ切換により車両１の振動を助長させてしまったり、乗員に不快感を与えてしまったりすることを抑制することが可能となる。

一方、上記（１）〜（５）のケースに該当しており、緊急度が高いと判断した場合（Ｓ１０におけるＮｏ）、フィルタ設定部１１７は、図５に示されるように、目標駆動力Ｐｔの補正に用いられるフィルタとして緊急時用フィルタＦｅを選択すると共に、上述のＳ１６からＳ２２までの処理を実行することなく、直ちに緊急時用フィルタＦｅと制御量設定部１１９とが接続されるようにスイッチング部１１６ａに指令信号を与える（Ｓ３０）。

すなわち、本実施形態において切換器１１６のフィルタ設定部１１７は、緊急度が高いと判断した場合に、緊急度が低い場合に設定される待機時間ｔ_ｗを設定することなく、それまで用いられていたフィルタＦｂを直ちに緊急時用フィルタＦｅへと切り換える。なお、ここでいう「直ちに」には、多少のバッファ時間が存在する場合が含まれるものとする。これにより、緊急度が高いと判断された時刻がｔ_１´であるとすると、図６に示されるように、概ね時刻ｔ_１´から緊急時用フィルタＦｅが目標駆動力Ｐｔの補正に用いられる。この場合、図６に示されるように、切換前のフィルタＦｂと切換後のフィルタＦａとの出力値の連続性は基本的に確保されないことになるが、緊急度が高いと判断された時点で速やかにフィルタ切換を実行することにより、緊急時用フィルタＦｅを用いて緊急度が高い場合に応じた目標制御量の適切な制振補正を実行し、車両走行時の安全性を良好に確保することが可能となる。

図５に示されるように、目標駆動力Ｐｔの補正に用いられるフィルタを緊急時用フィルタＦｅに切り換えると、フィルタ設定部１１７は、車両１の走行モードを変更させるべくドライバーによりモードスイッチ１５が操作された否かを判定する。（Ｓ３２）。本実施形態の車両１では、緊急度が高い状態でモードスイッチ１５を介したドライバーによる走行モードの変更要求がなされても、その時点では、走行モードが変更されることはないが、Ｓ３２にてドライバーによりモードスイッチ１５が操作されたと判断した場合（Ｓ３２におけるＹｅｓ）、フィルタ設定部１１７は、緊急度が高い状態でドライバーによりモードスイッチ１５が操作された旨を示す緊急時モード変更フラグをＯＮすると共に、ドライバーにより意図された走行モードを示す情報を所定の記憶領域に格納する（Ｓ３４）。なお、Ｓ３２においてドライバーによりモードスイッチ１５が操作されていないと判断された場合（Ｓ３２におけるＮｏ）、Ｓ３４の処理はスキップされる。

Ｓ３４の処理を実行した後、あるいはＳ３２にて否定判断を行った場合、フィルタ設定部１１７は、上記緊急度が高いか否かを判定する（Ｓ３６）。Ｓ３６にて緊急度が高いと判断された場合（Ｓ３６おけるＹｅｓ）、Ｓ３２からＳ３６の処理が繰り返し実行される。これにより、緊急度が高いと判断される場合には、目標駆動力Ｐｔの制振補正に緊急時用フィルタＦｅが継続して使用されることになるので、目標駆動力Ｐｔの適切な制振補正を実行して車両走行時の安全性を良好に確保することが可能となる。一方、Ｓ３６にて緊急度が低いと判断された場合には（Ｓ３６におけるＮｏ）、再度Ｓ１０の判定処理が実行されることになる。

上述のようにして、Ｓ１０以降の処理が繰り返し実行されていくことになるが、緊急度が低いと判断すると共に（Ｓ１０におけるＹｅｓ）、車両諸元としてのピッチング共振周波数が変化していないと判断した場合（Ｓ１２におけるＮｏ）、フィルタ設定部１１７は、緊急時モード変更フラグがＯＮされているか否かを判定する（Ｓ２６）。緊急時モード変更フラグがＯＮされていないと判断された場合には（Ｓ２６におけるＮｏ）、再度Ｓ１０の判定処理が実行されることになる。

これに対して、緊急時モード変更フラグがＯＮされていると判断した場合（Ｓ２６におけるＹｅｓ）、フィルタ設定部１１７は、所定の記憶領域からドライバーが意図した走行モードに関する情報を読み出すと共に、緊急時モード変更フラグをＯＦＦする（Ｓ２８）。そして、フィルタ設定部１１７は、Ｓ２８にて読み出した情報を用いて目標駆動力Ｐｔを補正するための新たなフィルタを決定する（Ｓ１４）。これにより、仮に緊急度が高い場合にドライバーにより走行モードの変更要求がなされたとしても、ドライバーの意図を反映させつつ、車両１を良好に制振することが可能となる。

なお、上記実施形態は、上述の待機時間ｔ_ｗ、すなわちフィルタ切換のタイミングを定める際に用いられる閾値Ｋや閾値Ｎが何れも一つであるものとして説明されたが、これに限られるものではない。すなわち、切換前後におけるフィルタの出力値の偏差と比較される閾値Ｋと、当該偏差が閾値Ｋを以下となった回数と比較される閾値Ｎとはそれぞれ複数定められてもよい。この場合、それぞれ複数の閾値Ｋおよび閾値Ｎの中から、ドライバーにより指定された走行モード、車両１の走行状態や走行環境といった要因に応じた閾値Ｋおよび閾値Ｎを選択し、選択された閾値Ｋおよび閾値Ｎを用いてフィルタ切換のタイミングを定めるとよい。

また、上記待機時間ｔ_ｗは定数とされてもよく、これにより、フィルタ切換に伴う制御を簡略化することが可能となる。更に、予め複数の待機時間ｔ_ｗを定めておき、複数の待機時間ｔ_ｗの中から、ドライバーにより指定された走行モード、車両１の走行状態や走行環境といった要因に応じた待機時間ｔ_ｗを選択し、選択された待機時間ｔ_ｗに従ってフィルタ切換が実行されてもよい。

本発明による車両制御装置が適用された車両を示すブロック構成図である。 本発明による車両制御装置による内燃機関および変速機の制御手順を説明するための制御ブロック図である。 図１の車両において目標駆動力の補正に用いられるフィルタの切換手順を説明するためのフローチャートである。 フィルタ切換の前後における補正後の目標駆動力の出力状態を説明するためのタイムチャートである。 図１の車両において目標駆動力の補正に用いられるフィルタの切換手順を説明するためのフローチャートである。 フィルタ切換の前後における補正後の目標駆動力の出力状態を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１ 車両、２ 燃料噴射装置、３ 点火装置、４ 電子制御式スロットルバルブ、５ 変速機、６ ブレーキアクチュエータ、７ 操舵用アクチュエータ、８ ショックアブソーバ、１０ 駆動制御ＥＣＵ、１１ アクセルセンサ、１２ ブレーキセンサ、１４ 舵角センサ、１５ モードスイッチ、２０ ＥＣＢＥＣＵ、３０ 操舵ＥＣＵ、４０ サスペンションＥＣＵ、５０ ＤＳＳＥＣＵ、１１１ 目標加速度取得部、１１２ 目標駆動力取得部、１１４ 第１調停器、１１５ フィルタ群、１１６ 切換器、１１６ａ スイッチング部、１１７ フィルタ設定部、１１８ 第２調停器、１１９ 制御量設定部、Ｆ１〜Ｆｎ、Ｆｅ フィルタ。

Claims (7)

1. 車両の走行に関連する所定の目標制御量を設定し、この目標制御量に基づいて少なくとも前記車両を制御する車両制御装置において、
   少なくともドライバーの要求に基づいて前記目標制御量を設定する目標制御量設定手段と、
   少なくともドライバーの要求に応じて変化する車両諸元が変化したか否かを判定する諸元判定手段と、
   それぞれ異なる減衰特性を有しており、前記目標制御量設定手段により設定された前記目標制御量を前記車両のバネ上振動が抑制されるように補正する複数の補正手段と、
   前記諸元判定手段によって前記車両諸元が変化したと判断された場合に、それまで前記目標制御量の補正に用いられていた補正手段を変化後の車両諸元に対応した補正手段に切り換える切換手段とを備え、
   前記目標制御量は前記車両の目標駆動力であると共に、前記複数の補正手段はそれぞれ２次のノッチフィルタであり、これら複数の補正手段間では、それぞれの減衰特性を定めるためのパラメータが異なっており、
   前記２次のノッチフィルタは、前記目標駆動力を入力とし前記車両のサスペンションストロークを出力とする伝達関数のうち、振動を誘発する成分を抑制するように構成されている
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記諸元判定手段によって前記車両諸元が変化したと判断されてから前記切換手段によって前記補正手段が切り換えられるまでの待機時間を設定可能であることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記待機時間は、それまで前記目標制御量の補正に用いられていた補正手段の出力値と、変化後の車両諸元に対応した補正手段の出力値との偏差に応じて定められることを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記切換手段は、前記諸元判定手段によって前記車両諸元が変化したと判断された場合、それまで前記目標制御量の補正に用いられていた補正手段の出力値と、変化後の車両諸元に対応した補正手段の出力値との偏差が所定値以下で安定した際に前記補正手段を切り換えることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の車両制御装置。
5. 少なくとも車両の走行状態から判断され得る緊急度の度合いを判定する緊急度判定手段を更に備え、前記補正手段には、前記緊急度判定手段により緊急度が高いと判断された場合に前記目標制御量の補正に用いられる緊急時用補正手段が含まれていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の車両制御装置。
6. 前記切換手段は、前記緊急度判定手段により緊急度が高いと判断された場合に、それまで前記目標制御量の補正に用いられていた補正手段を前記緊急時用補正手段に速やかに切り換えることを特徴とする請求項５に記載の車両制御装置。
7. 車両の走行に関連する所定の目標制御量を設定すると共に、それぞれ異なる減衰特性をもった複数の補正手段の何れかにより前記目標制御量を前記車両のバネ上振動が抑制されるように補正して前記車両を制振する車両制振方法であって、
   （ａ）少なくともドライバーの要求に基づいて前記目標制御量を設定するステップと、
   （ｂ）少なくともドライバーの要求に応じて変化する車両諸元が変化したか否かを判定するステップと、
   （ｃ）ステップ（ｂ）で前記車両諸元が変化したと判断された場合に、それまで前記目標制御量の補正に用いられていた補正手段を変化後の車両諸元に対応した補正手段に切り換えるステップとを含み、
   前記目標制御量は前記車両の目標駆動力であると共に、前記複数の補正手段はそれぞれ２次のノッチフィルタであり、これら複数の補正手段間では、それぞれの減衰特性を定めるためのパラメータが異なっており、
   前記２次のノッチフィルタは、前記目標駆動力を入力とし前記車両のサスペンションストロークを出力とする伝達関数のうち、振動を誘発する成分を抑制するように構成されていることを特徴とする車両制振方法。

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