JP6078124B1 - 車両の制御装置及び車両の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、操舵のし易さに関連する状態量の推移に応じてパワーステアリングによる転舵のアシスト量を調整するステップと、前記状態量の推移に応じて各車輪を駆動力制御するための制御量を制御するステップと、を備え、前記状態量は、ドライバーの操舵入力に関する周波数関連データであり、前記アシスト量を調整するステップにおいて、前記周波数関連データに高周波成分が多く含まれるほど、前記アシスト量を低下させ、前記アシスト量を調整するステップは、ステアリングモデルに基づいて、前輪舵角の基準値及び操舵トルクを算出するステップと、前記操舵トルク又はドライバーの操舵量を周波数解析して前記周波数関連データを算出、若しくは前記操舵トルクの変化率の推移又は前記操舵量の変化率の推移から前記周波数関連データを算出するステップと、前記周波数関連データに基づいて、前記前輪舵角の基準値を補正するためのステアリング補正ゲインを算出するステップと、前記ステアリング補正ゲインを前記前輪舵角の基準値に乗算して、パワーステアリング機構へ出力するための前輪舵角の要求値を算出するステップと、を含む車両の制御方法が提供される。
まず、図1を参照して、本発明の実施形態に係る車両1000の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る車両1000を示す模式図である。図1に示すように、車両1000は、前輪100,102、後輪104,106、前輪100,102及び後輪104,106のそれぞれを駆動する駆動力発生装置(モータ)108,110,112,114、前輪100,102及び後輪104,106のそれぞれの車輪速を検出する車輪速センサ116,118,120,122、ステアリングホイール124、舵角センサ130、パワーステアリング機構140、ヨーレートセンサ150、加速度センサ160、外部認識部170、制御装置(コントローラ)200を有して構成されている。
図3は、制御装置200の構成を示す模式図である。制御装置200は、車載センサ210、パワーステアリングゲイン調整部205、操安制御部220、モータ要求トルク演算部280を有している。
パワーステアリングゲイン調整部205は、操舵のし易さに関連する状態量の推移に応じて、パワーステアリング機構140のアシスト量を調整する。操舵のしやすさに関連する状態量として、例えば操舵トルク、舵角速度などが挙げられる。操舵のしやすさに関連する状態量から高周波に相当する成分を検知した場合には、ハンドル操作にハンチングが生じていたり、ハンドル操作がふらついているため、周波数に関連するデータの推移に応じて操舵アシスト量を変化させ、ハンドル入力に伴う操舵系の振動、及び、それによって生じる車両振動を抑制する。
Ih:キングピン周りの慣性モーメント(ハンドルの慣性モーメントに相当)
Ch:ハンドルシャフトの粘性摩擦係数
Cs:キングピン周りの粘性摩擦係数
Ks:キングピン周りの等価弾性係数
Th:ドライバーによって付与される操舵トルク
ξ:ニューマチックトレール
α:操舵角(キングピン相当に換算)
δ:前輪舵角(タイヤ転舵角)
V:車両速度
β:車体横すべり角
γ:ヨーレート(=γ_clc)
lf:車両重心点から前輪中心までの距離
Kf:コーナーリングパワー
ル205aから舵角基準値(δStd)と操舵トルク(Trq)が算出される。
一方、制御目標ヨーレート演算部230は、一般的な平面2輪モデルを表す以下の式(4)から操安制御用の制御目標ヨーレートγ_Tgtを算出する。制御目標ヨーレートγ_Tgtは、平面2輪モデルの式(4)における車両ヨーレートγに相当し、式(4)の右辺に各値を代入することによって算出される。
<変数>
γ:車両ヨーレート
V:車両速度
δ:タイヤ舵角(前輪舵角)
θh:ハンドル操舵角
<定数>
l:車両ホイールベース
lf:車両重心点から前輪中心までの距離
lr:車両重心点から後輪中心までの距離
m:車両重量
Kf:コーナリングパワー(フロント)
Kr:コーナリングパワー(リア)
Gh:ハンドル操舵角からタイヤ舵角への変換ゲイン(ステアリングギヤ比)
γF/B=κ×γ_clc+(1−κ)×γ ・・・・(9)
Δγ_Tgt=γ_Tgt−γF/B ・・・・(10)
差分Δγ_Tgtは、制御目標モーメント演算部250へ出力される。
次に、図14〜図26に基づいて、本実施形態の制御を行った場合の各制御量、及び車両挙動について説明する。最初に操舵がふらついている状態について、図14〜図24に基づいて説明する。ここでは、図14に示すような実車相当のハンドル操作を行い、一定の車速で走行した場合に、シミュレーションにより得られた各制御量が変化する様子を説明する。図14〜図24において、時間軸は一致している。また、図14〜図24においては、説明のため特性を拡大した各領域を特性図の下に示している。
205 パワーステアリングゲイン調整部
205a ステアリングモデル
205b 周波数関連データ算出部
205c ステアリング補正ゲイン算出部
205d 操舵アシスト量調整部
220 操安制御部
222 補正処理部
230 制御目標ヨーレート演算部
232 フィードバックヨーレート演算部
250 制御目標モーメント演算部
Claims (11)
- 操舵のし易さに関連する状態量の推移に応じてパワーステアリングによる転舵のアシスト量を調整するパワーステアリング調整部と、
前記状態量の推移に応じて各車輪を駆動力制御するための制御量を制御する操安制御部と、
を備え、
前記状態量は、ドライバーの操舵入力に関する周波数関連データであり、
前記操安制御部は、
車両の目標ヨーレートと車両速度及び操舵角との関係を車両諸元から求まる目標スタビリティファクタによって規定した車両モデルから、前記目標ヨーレートを算出する目標ヨーレート算出部と、
操舵に関する前記周波数関連データに高周波成分が含まれる際に、パワーステアリング制御による旋回量の低下を補償すべく目標スタビリティファクタを変更する補正処理部と、を備えることを特徴とする、車両の制御装置。 - 操舵のし易さに関連する状態量の推移に応じてパワーステアリングによる転舵のアシスト量を調整するパワーステアリング調整部と、
前記状態量の推移に応じて各車輪を駆動力制御するための制御量を制御する操安制御部と、
を備え、
前記状態量は、ドライバーの操舵入力に関する周波数関連データであり、
前記パワーステアリング調整部は、前記周波数関連データに高周波成分が多く含まれるほど、前記アシスト量を低下させ、
前記パワーステアリング調整部は、
ステアリングモデルに基づいて、前輪舵角の基準値及び操舵トルクを算出する算出部と、
前記操舵トルク又はドライバーの操舵量を周波数解析して前記周波数関連データを算出、若しくは前記操舵トルクの変化率の推移又は前記操舵量の変化率の推移から前記周波数関連データを算出する周波数関連データ算出部と、
前記周波数関連データに基づいて、前記前輪舵角の基準値を補正するためのステアリング補正ゲインを算出するステアリング補正ゲイン算出部と、
前記ステアリング補正ゲインを前記前輪舵角の基準値に乗算して、パワーステアリング機構へ出力するための前輪舵角の要求値を算出する操舵アシスト量調整部と、
を有することを特徴とする、車両の制御装置。 - 前記周波数関連データは、ドライバーの操舵トルク、ドライバーの操舵量を周波数解析した結果、前記操舵トルクの変化率、又は前記ドライバーの操舵量の変化率の推移から得られたものであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の車両の制御装置。
- 前記パワーステアリング調整部は、前記周波数関連データに高周波成分が多く含まれるほど、前記アシスト量を低下させることを特徴とする、請求項1に記載の車両の制御装置。
- 前記周波数関連データ算出部は、周波数解析した波形を積分して求まる第1の面積と、所定の周波数帯以上の波形を積分して求まる第2の面積との比率に基づいて前記周波数関連データを算出することを特徴とする、請求項2に記載の車両の制御装置。
- 前記目標ヨーレート算出部は、前記目標スタビリティファクタの値が減少するほど、前記目標ヨーレートを増加させることを特徴とする、請求項1に記載の車両の制御装置。
- 車両が発生しているヨーレートとして、前記目標ヨーレートと比較するためのフィードバックヨーレートを取得するフィードバックヨーレート取得部と、
前記目標ヨーレートと前記フィードバックヨーレートとの差分に基づいて、制御目標モーメントを算出する制御目標モーメント算出部を備え、
前記制御目標モーメント算出部は、前記差分に基づいて算出される定常的な減衰制御モーメントと前記差分に基づいて算出される過渡的な慣性補償モーメントとを加算して前記制御目標モーメントを算出し、前記周波数関連データに基づいて、前記減衰制御モーメント又は前記慣性補償モーメントを補正することを特徴とする、請求項1又は6に記載の車両の制御装置。 - 前記制御目標モーメント算出部は、前記周波数関連データに高周波成分が多く含まれるほど、前記慣性補償モーメントの値を減少させることを特徴とする、請求項7に記載の車両の制御装置。
- 前記フィードバックヨーレート取得部は、車両モデルから求まる第1のヨーレートとヨーレートセンサから求まる第2のヨーレートを取得し、前記第1のヨーレートと前記第2のヨーレートとの差分に基づいて、当該差分が小さい場合は前記第1のヨーレートの配分を大きくし、当該差分が大きい場合は前記第2のヨーレートの配分を大きくして、前記第1及び第2のヨーレートから前記フィードバックヨーレートを算出することを特徴とする、請求項7又は8に記載の車両の制御装置。
- 操舵のし易さに関連する状態量の推移に応じてパワーステアリングによる転舵のアシスト量を調整するステップと、
前記状態量の推移に応じて各車輪を駆動力制御するための制御量を制御するステップと、
を備え、
前記状態量は、ドライバーの操舵入力に関する周波数関連データであり、
前記制御量を制御するステップは、
車両の目標ヨーレートと車両速度及び操舵角との関係を車両諸元から求まる目標スタビリティファクタによって規定した車両モデルから、前記目標ヨーレートを算出するステップと、
操舵に関する前記周波数関連データに高周波成分が含まれる際に、パワーステアリング制御による旋回量の低下を補償すべく目標スタビリティファクタを変更するステップと、
を含むことを特徴とする、車両の制御方法。 - 操舵のし易さに関連する状態量の推移に応じてパワーステアリングによる転舵のアシスト量を調整するステップと、
前記状態量の推移に応じて各車輪を駆動力制御するための制御量を制御するステップと、
を備え、
前記状態量は、ドライバーの操舵入力に関する周波数関連データであり、
前記アシスト量を調整するステップにおいて、前記周波数関連データに高周波成分が多く含まれるほど、前記アシスト量を低下させ、
前記アシスト量を調整するステップは、
ステアリングモデルに基づいて、前輪舵角の基準値及び操舵トルクを算出するステップと、
前記操舵トルク又はドライバーの操舵量を周波数解析して前記周波数関連データを算出、若しくは前記操舵トルクの変化率の推移又は前記操舵量の変化率の推移から前記周波数関連データを算出するステップと、
前記周波数関連データに基づいて、前記前輪舵角の基準値を補正するためのステアリング補正ゲインを算出するステップと、
前記ステアリング補正ゲインを前記前輪舵角の基準値に乗算して、パワーステアリング機構へ出力するための前輪舵角の要求値を算出するステップと、を含むことを特徴とする、車両の制御方法。
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