JP6003627B2 - 車両制御装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施形態の電子制御装置1は、車両に搭載され、車両のエンジン2の制御を行う。
アクセルストロークセンサ3は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に応じた信号を出力する。
クランク角センサ5は、エンジン2のクランク軸の回転に応じて所定角度毎にエッジが生じるパルス信号を出力する。
舵角センサ7は、車両のハンドルの操舵角に応じた信号を出力する。
ナビゲーション装置9は、道路地図データおよび各種情報を記録した地図記憶媒体から道路地図データを取得するとともに、GPS(Global Positioning System)アンテナ(不図示)を介して受信したGPS信号等に基づいて車両の現在位置を検出し、現在地から目的地までの経路案内等を実行するように構成されている。なお、上記道路地図データは、道路位置、道路種別(高速道路、有料道路、一般道路等)、道路形状、道路幅員、道路名、車線数および道路勾配等の各種データから構成されている。
平均処理部21は、左前輪速度Vflと右前輪速度Vfrとの平均値を算出する。
平均処理部23は、左前輪速度Vfl、右前輪速度Vfr、左後輪速度Vrlおよび右後輪速度Vrrの平均値を算出する。
微分器26,27はそれぞれ、減算器24,25の算出値の微分値を算出する。
増幅器30,31はそれぞれ、ローパスフィルタ28,29から入力した信号を車両質量M倍して出力する。
車速算出部16は、車速センサ8からの信号に基づいて、車両の走行速度V(以下、車速Vという)を算出する。
目標荷重移動量算出部18は、図3に示すように、コーナリングパワー算出部41、操舵角依存パラメータ算出部42および乗算器43を備える。
前後輪静荷重算出部51は、定数出力器61および増幅器62,63を備える。
Wo = M×g ・・・(1)
増幅器62は、車両のホイールベースをL(図4を参照)、車両重心と後輪軸との間の距離をLr(図4を参照)として、定数出力器61から入力した信号を(Lr/L)倍して出力する。この出力値は、前輪の静荷重Wfoに相当し、下式(2)で表される。
増幅器63は、車両重心と前輪軸との間の距離をLf(図4を参照)として、定数出力器61から入力した信号を(Lf/L)倍して出力する。この出力値は、後輪の静荷重Wroに相当し、下式(3)で表される。
したがって前後輪静荷重算出部51は、前輪静荷重Wfoおよび後輪静荷重Wroを示す値を出力する。
余弦関数演算器71は、道路勾配取得部17から道路勾配φを入力して余弦関数(cos)演算を行う。すなわち、余弦関数演算器71はcosφを出力する。
増幅器73は、路面と車両重心との間の距離(以下、重心高さという)をhcg(図4を参照)として、正弦関数演算器72から入力した信号を(hcg/Lr)倍して出力する。また増幅器74は、正弦関数演算器72から入力した信号を(hcg/Lf)倍して出力する。
加算器76は、余弦関数演算器71の出力値と増幅器73の出力値とを加算した値を算出する。すなわち加算器76は、{cosφ+(hcg/Lf)sinφ}を出力する。
静的接地荷重変化量算出部53は、バネ上振動モデル定常解算出部81と前後輪荷重変化量算出部82とを備える。
増幅器59は、乗算器58から入力した信号をCw 2倍して出力する。Cwはコーナリングパワーの荷重依存係数である。すなわち増幅器59は、(Cw 2×Wf×Wr)を出力する。
Cpf = CwWf ・・・(9)
Cpr = CwWr ・・・(10)
したがってコーナリングパワー算出部41は、前輪のコーナリングパワーCpfと後輪のコーナリングパワーCprとを乗算した値CpfCprを出力する。
増幅器91は、ステアリングギア比をRsとして、操舵角算出部15から入力したハンドル操舵角δnを(1/Rs)倍し、前輪の操舵角δとして出力する。
演算因子算出部93は、操舵角δの絶対値と車速Vとをパラメータとして演算因子Dの値が予め設定された2次元マップM1を備える。そして演算因子算出部93は、絶対値演算器92から入力した操舵角δの絶対値と、車速算出部16から入力した車速Vとに基づいて演算因子Dを算出する。なお、2次元マップM1で設定されている演算因子Dは、操舵角δの絶対値が大きくほど大きくなるとともに、車速Vが大きくなるほど小さくなるように設定されている。
定数出力器95は、予め設定された係数c1を出力する。
加算器96は、増幅器94からの出力値と定数出力器95からの出力値との加算値を算出する。すなわち加算器96は、(k1×D+c1)を出力する。
増幅器98は、微分器97からの出力値を、予め設定された係数k2倍して出力する。
乗算器99は、加算器96からの出力値と、増幅器98からの出力値との乗算値を算出する。
k = 2L2/MCw ・・・(11)
したがって操舵角依存パラメータ算出部42は、k×{(k1×D+c1)×k2×(d|δ|/dt)}を出力する。
以上より、目標荷重移動量算出部18は、目標荷重移動量Δとして、下式(12)で表される値を出力する。
×{(k1×D+c1)×k2×(d|δ|/dt)} ・・・(12)
なお、車両の旋回半径ρは下式(13)で表される。
(LfCpf−LrCpr)= Cw(LfWf−LrWr) ・・・(14)
したがって、式(14)中の(LfWf−LrWr)は下式(15)で表されている。
加減算器116は、増幅器114からの出力値と、走行抵抗外乱推定部14からの走行抵抗外乱とを加算する。さらに加減算器116は、この加算値から、増幅器115からの出力値を減算した値を算出し、この減算値を、バネ上振動モデル演算部111と減算器117へ出力する。加減算器116の出力値が、車両の振動を抑制する補正用の駆動トルク(以下、補正駆動トルクという)である。
増幅器118は、終減速装置での減速比(ファイナルギア比)をRdとして、減算器117からの出力値を(1/Rd)倍して出力する。増幅器119は、基本要求トルク算出部11からの基本要求トルクTw_tgtを(1/Rd)倍して出力する。
減算器120の出力が補正後の要求トルクであり、電子制御装置1は、この補正後の要求トルクに基づいて、スロットル弁の開度を変えるスロットルモータ(不図示)、各気筒内の燃料に着火するための点火プラブ(不図示)、および各気筒に燃料を噴射するインジェクタ(不図示)といった各種アクチュエータを制御して、エンジン2を作動させる。
S字カーブを走行している時のように、運転者がハンドルを左右に切り返す操作を行う場合について説明する(グラフG1を参照)。
従来の手法では、舵の切込み操作に対して、アンダーステアからオーバーステアへの目標荷重移動量Δの変化が遅れている(グラフG3の曲線L1と、矢印AL5を参照)。
このように構成された電子制御装置1では、基本要求トルク算出部11が、運転者によるアクセルペダル操作に基づいて、基本要求トルクTw_tgtを算出する。また目標荷重移動量算出部18が、車両が安定して走行するように目標荷重移動量Δを算出するとともに、バネ上振動モデル演算部111が、車両の推定荷重移動量ysを推定する。そして制振補正部19が、推定荷重移動量ysが目標荷重移動量Δに追従するように基本要求トルクTw_tgtを補正する。
そして本願出願人は、運転者のハンドル操作による操舵量と、操舵の方向性(すなわち、切り込み操作と切り戻し操作)を判別可能な情報を有する操舵速度の両方の指標を包含する操舵パワーが、運転者の操舵意志を反映する物理量としての有用性を有することを見出した。
例えば上記実施形態では、操舵角δに応じて変化する演算因子Dと、操舵角δの微分値との乗算値を用いて目標荷重移動量Δを算出するものを示した。しかし、仕事率という同じ物理次元(N・m/s)を持つものであれば、操舵角δ以外に操舵に起因する物理量を用いてもよい。例えば、操舵トルク(N・m)と操舵角速度(rad/s)との乗算値を用いて目標荷重移動量Δを算出してもよい。
Claims (4)
- 車両に搭載され、前記車両の駆動力を制御する車両制御装置(1)であって、
運転者によるアクセルペダル操作に基づいて、前記運転者が前記車両に要求する駆動力である基本要求駆動力を算出する基本駆動力算出手段(11)と、
前記車両の前輪と後輪との間での荷重移動量を前後輪荷重移動量として、前記車両が安定して走行するための前記前後輪荷重移動量である目標荷重移動量を算出する目標荷重移動量算出手段(18)と、
前記車両の前記前後輪荷重移動量を推定する荷重移動量推定手段(111)と、
前記荷重移動量推定手段により推定された前記前後輪荷重移動量が、前記目標荷重移動量算出手段により算出された前記目標荷重移動量に追従するように、前記基本要求駆動力を補正する駆動力補正手段(19)とを備え、
前記目標荷重移動量算出手段は、
運転者の操舵パワーに相当する物理量に基づいて、前記目標荷重移動量を算出する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 前記操舵パワーに相当する物理量は、前記車両の操舵角との関係が予め設定された演算因子と、前記操舵角の時間変化率とを乗算した値を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 - 前記操舵パワーに相当する物理量は、前記車両の操舵トルクと操舵角速度とを乗算した値を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 - 前記操舵パワーに相当する物理量は、前記車両の走行速度に応じて変化する
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の車両制御装置。
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