JP6024463B2 - 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。
吸入空気量センサ4は、エンジン2への吸入空気量に応じた信号を出力する。
車輪速度センサ6は、左前輪、右前輪、左後輪および右後輪のそれぞれに取り付けられ、各車輪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。
車速センサ8は、車両の駆動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。
両の駆動軸に掛かるトルクTw_tgtを算出する。なお、アクセルペダル踏み込み量は運転手によるトルク要求に対応するものであり、且つトルクTw_tgtは制振補正部20によるトルク補正の基本となるものである。このため以下、基本要求トルク算出部11が算出するトルクを、基本要求トルクTw_tgtという。
平均処理部32は、左後輪速度Vrlと右後輪速度Vrrとの平均値を算出する。
平均処理部33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。
ローパスフィルタ38,39はそれぞれ、微分器36,37の算出値から高周波成分を除去して出力する。
したがって走行抵抗外乱推定部14は、前輪の車輪速度の平均値と四輪の車輪速度の平均値との差の微分値に対して車両重量を掛けたものを前輪の走行抵抗外乱として推定するとともに、後輪の車輪速度の平均値と四輪の車輪速度の平均値との差の微分値に対して車両重量を掛けたものを後輪の走行抵抗外乱として推定する。
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。
仮想旋回半径算出部18は、ナビゲーション装置9から取得したヨーレートγと、車速算出部16から取得した車速Vとに基づいて、車両が走行するのに適した仮想的な旋回半径(以下、仮想旋回半径という)ρを下式(1)を用いて算出する。
目標荷重移動量算出部19は、図3に示すように、コーナリングパワー算出部51、操舵角依存パラメータ算出部52および乗算器53を備える。
定数出力器71は、車両の静荷重Woを示す一定値を出力する。なお、車両の静荷重Woは、車両の質量をM、重力加速度をgとして、下式(2)で表される。
増幅器72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71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(3)で表される。
増幅器73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71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(4)で表される。
したがって前後輪静荷重算出部61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81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81はcosφを出力する。
増幅器83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82から入力した信号を(hcg/Lr)倍して出力する。また増幅器84は、正弦関数演算器82から入力した信号を(hcg/Lf)倍して出力する。
加算器86は、余弦関数演算器81の出力値と増幅器83の出力値とを加算した値を算出する。すなわち加算器86は、{cosφ+(hcg/Lf)sinφ}を出力する。
静的接地荷重変化量算出部63は、バネ上振動モデル定常解算出部91と前後輪荷重変
化量算出部92とを備える。
前後輪荷重変化量算出部92は、式(8),(9)を用いて、前輪の静的接地荷重変化量ΔWf_sと、後輪の静的接地荷重変化量ΔWr_sを算出する。ここで、Ksfは前輪側のサスペンションのバネ定数、Ksrは後輪側のサスペンションのバネ定数である(図4を参照)。
乗算器64は、増幅器72からの出力値と減算器85からの出力値との乗算値を算出する。すなわち乗算器64は、Wfo{cosφ−(hcg/Lr)sinφ}を出力する。この値は、道路勾配φの路面を走行中の路面垂直方向に沿って前輪に掛かる接地荷重に相当する。
増幅器69は、乗算器68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69は、(Cw 2×Wf×Wr)を出力する。
Cpf = CwWf ・・・(10)
Cpr = CwWr ・・・(11)
したがってコーナリングパワー算出部51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。
絶対値演算器102は、増幅器101からの出力値の絶対値を演算して出力する。
増幅器104は、乗算器103からの出力値を(1/L)倍して出力する。
減算器106は、増幅器104からの出力値から、定数出力器105からの出力値を減
算した値を算出する。すなわち減算器106は、(ρ|δ|/L−1)を出力する。
ゼロ割防止器108は、自乗演算器107からの出力値V2に対してゼロ割防止を行う。
増幅器110は、除算器109からの出力値を、下式(12)で表される係数k倍して出力する。
したがって操舵角依存パラメータ算出部52は、{2L2(1−ρ|δ|/L)/MCwV2}を出力する。
以上より、目標荷重移動量算出部19は、目標荷重移動量Δとして、下式(13)で表される値を出力する。
なお、車両の旋回半径ρは下式(14)で表される。
(LfCpf−LrCpr)= Cw(LfWf−LrWr) ・・・(15)
したがって、式(15)中の(LfWf−LrWr)は下式(16)で表されている。
次に制振補正部20は、図1に示すように、バネ上振動モデル演算部121、減算器122,127,130、積分器123、増幅器124,125,128,129および加
減算器126を備える。
積分器123は、減算器122による出力誤差を積分する。増幅器124は、積分器123から入力した積分値を、予め設定された積分ゲインKi倍して出力する。したがって、制振補正部20は1型サーボ系である。
加減算器126は、増幅器124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126は、この加算値から、増幅器125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121と減算器127へ出力する。加減算器126の出力値は、目標荷重移動量に追従するよう推定される走行抵抗外乱や状態量xを鑑みて補正された駆動トルクの絶対値(以下、補正駆動トルクという)である。
増幅器128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127からの出力値を(1/Rd)倍して出力する。増幅器129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130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。
を備える。
式(18)は、車両に搭載された重量物の重量(すなわち車重の増加分)mが下式(19)で算出されることに基づく。
乗算器144は、目標荷重移動量算出部19からの目標荷重移動量Δと、車速補正因子算出部141からの車速補正因子Fvとの乗算値を算出して出力する。
乗算器146は、乗算器145からの出力値と、車重補正因子算出部143からの車重補正因子Fhとの乗算値を算出して出力する。
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19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121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20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。
なお、目標荷重移動量は上式(16)で表される。すなわち目標荷重移動量は、車両の走行速度(以下、車速ともいう)が小さくなるに従い大きくなるように変化する。このた
め、例えば停車中の状態から据え切りに近い形でハンドルを切って曲がりながら発進する場合に、車速が低いため目標荷重移動量は非常に大きな値になる。
これに対して、目標荷重移動量補正部21は、車重に基づいて、車重が増減した割合と
同じ割合で目標荷重移動量Δが増減するように目標荷重移動量Δを補正する。
Claims (1)
- 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、
目標荷重移動量をΔ、前記車両のホイールベースをL、前輪のコーナリングパワーをC pf 、後輪のコーナリングパワーをC pr 、前記車両の質量をM、コーナリングパワーの荷重依存係数をC w 、車速をV、仮想旋回半径をρ、前輪の操舵角をδとして、「Δ = (2L 2 C pf C pr /MC w V 2 )×(1−ρδ/L)」により、前記目標荷重移動量を算出する目標荷重移動量算出手段(19)と、
前記車両の前輪と後輪との間での荷重移動量である前後輪荷重移動量を推定する荷重移動量推定手段(121)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(20)と、
前記車両の走行速度、シフト位置および重量の少なくとも一つに基づいて、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を補正する荷重移動量補正手段(21)を備え、
前記荷重移動量補正手段は、
前記走行速度に基づいて前記目標荷重移動量を補正する場合には、前記走行速度が、低速で前記車両が走行しているか否かを判断するために予め設定された低速判断速度未満であるときに、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よりも小さくなるように前記目標荷重移動量を補正し、
前記シフト位置に基づいて前記目標荷重移動量を補正する場合には、前記シフト位置がRレンジであるときには、前記シフト位置がDレンジまたはSレンジである場合と比較して、正負の符号が逆になるように前記目標荷重移動量を補正し、
前記重量に基づいて前記目標荷重移動量を補正する場合には、前記重量の増減に応じて前記目標荷重移動量が増減するように前記目標荷重移動量を補正する
ことを特徴とする車両制御装置。
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2013
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