JP6222621B2 - 車両用挙動制御装置 - Google Patents
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Description
このように構成された本発明においては、駆動力制御手段は、操舵速度が予め定めた閾値を超えている場合、操舵速度に応じて車両の駆動力を低減させ、操舵速度が閾値以下である場合、駆動力の低減を停止するように制御するので、操舵速度が予め定めた閾値を超えている場合には、その操舵速度に応じた駆動力低減量によって車両に減速度を付加し、荷重を迅速に前輪に加えることにより、ドライバによる意図的なステアリング操作に対して良好な応答性で車両の挙動を制御することができ、操舵速度が閾値以下である場合には、微小なステアリング操作に対して車両が過剰に反応することを抑制でき、これにより、直進時の車両挙動についてドライバに違和感を与えることなく、ドライバの意図した挙動を正確に実現するように車両の挙動を制御することができる。
また、本発明においては、閾値を3deg/s以上5deg/s以下の範囲内に設定することにより、直進時のステアリング操作に対する車両の挙動が過敏であり直進性が悪化したと感じることや、直進時のステアリング操作に対する車両の応答性が低く頼りないと感じることを防止でき、更に、ステアリングホイールの操作感が重過ぎたり不連続性を感じさせたりすることを防止でき、これにより、直進時の車両挙動についてドライバに違和感を与えることを確実に防止しつつ、ドライバの意図した挙動を正確に実現するように車両の挙動を制御することができる。
このように構成された本発明においては、閾値を4deg/sに設定することにより、直進時のステアリング操作に対する車両の挙動が過敏であり直進性が悪化したと感じることや、直進時のステアリング操作に対する車両の応答性が低く頼りないと感じることをより確実に防止でき、更に、ステアリングホイールの操作感が重過ぎたり不連続性を感じたりすることをより確実に防止でき、これにより、直進時の車両挙動についてドライバに違和感を与えることを一層確実に防止しつつ、ドライバの意図した挙動を正確に実現するように車両の挙動を制御することができる。
このように構成された本発明においては、駆動力制御手段は、ヨーレート関連量が増大するほど、駆動力低減量の増大量の増加割合を低減するように制御するので、車両の操舵が開始され、車両のヨーレート関連量が増大し始めると、駆動力低減量を迅速に増大させることができ、これにより、車両の操舵開始時において減速度を迅速に車両に付加し、十分な荷重を操舵輪である前輪に迅速に加えることができる。これにより、操舵輪である前輪と路面との間の摩擦力が増加し、前輪のコーナリングフォースが増大するので、カーブ進入初期における車両の回頭性を向上することができ、直進時の車両挙動についてドライバに違和感を与えることを確実に防止しつつ、ステアリングの切り込み操作に対する応答性を向上できる。
本発明の実施形態によるPCM14(車両用挙動制御装置)は、上述したセンサ8〜12の検出信号の他、エンジン4の運転状態を検出する各種センサが出力した検出信号に基づいて、エンジン4の各部(例えば、スロットルバルブ、ターボ過給機、可変バルブ機構、点火装置、燃料噴射弁、EGR装置等)に対する制御を行うべく、制御信号を出力する。
これらのPCM14の各構成要素は、CPU、当該CPU上で解釈実行される各種のプログラム(OSなどの基本制御プログラムや、OS上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む)、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのROMやRAMの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。
図3は、本発明の実施形態による車両用挙動制御装置がエンジン4を制御するエンジン制御処理のフローチャートであり、図4は、本発明の実施形態による車両用挙動制御装置がトルク低減量を決定するトルク低減量決定処理のフローチャートであり、図5は、本発明の実施形態による車両用挙動制御装置が決定する目標付加減速度と操舵速度との関係を示したマップである。
エンジン制御処理が開始されると、図3に示すように、ステップS1において、PCM14は車両1の運転状態に関する各種情報を取得する。具体的には、PCM14は、操舵角センサ8が検出した操舵角、アクセル開度センサ10が検出したアクセル開度、車速センサ12が検出した車速、車両1の変速機に現在設定されているギヤ段等を含む、上述した各種センサが出力した検出信号を運転状態に関する情報として取得する。
その結果、操舵速度の絶対値が減少していない場合、即ち操舵速度の絶対値が増大している又は操舵速度の絶対値が変化していない場合、ステップS24に進み、トルク低減量決定部18は、操舵速度に基づき目標付加減速度を取得する。この目標付加減速度は、ドライバの意図した車両挙動を正確に実現するために、ステアリング操作に応じて車両1に付加すべき減速度である。
図5における横軸は操舵速度を示し、縦軸は目標付加減速度を示す。図5に示すように、操舵速度が閾値TS以下である場合、対応する目標付加減速度は0である。即ち、操舵速度が閾値TS以下である場合、PCM14は、ステアリング操作に基づき車両1に減速度を付加するための制御(具体的にはエンジン4の出力トルクの低減)を停止する。
一方、操舵速度が閾値TSを超えている場合には、操舵速度が増大するに従って、この操舵速度に対応する目標付加減速度は、所定の上限値Dmax(例えば1m/s2)に漸近する。即ち、操舵速度が増大するほど目標付加減速度は増大し、且つ、その増大量の増加割合は小さくなる。
具体的には、トルク低減量決定部18は、前回の処理において決定した付加減速度から今回の処理のステップS24において決定した目標付加減速度への増大率がRmax以下である場合、ステップS24において決定した目標付加減速度を今回の処理における付加減速度として決定する。
一方、前回の処理において決定した付加減速度から今回の処理のステップS24において決定した目標付加減速度への変化率がRmaxより大きい場合、トルク低減量決定部18は、前回の処理において決定した付加減速度から今回の処理時まで増大率Rmaxにより増大させた値を今回の処理における付加減速度として決定する。
ステップS6の後、PCM14は、エンジン制御処理を終了する。
この図6(b)に示すように、位置Aにおいて右向きの操舵が開始され、ステアリングの切り足し操作が行われることにより右向きの操舵角が徐々に増大し、位置Bにおいて右向きの操舵角が最大となる。その後、位置Cまで操舵角が一定に保たれる(操舵保持)。
車両1の操舵速度は、車両1の操舵角の時間微分により表される。即ち、図6(c)に示すように、位置Aにおいて右向きの操舵が開始された場合、右向きの操舵速度が生じ、位置Aと位置Bとの間において操舵速度がほぼ一定に保たれる。その後、右向きの操舵速度は減少し、位置Bにおいて右向きの操舵角が最大になると、操舵速度は0になる。更に、位置Bから位置Cまで右向きの操舵角が保持される間、操舵速度は0のままである。
図6(d)では、位置Aから増大を開始した目標付加減速度の増大率が閾値Rmaxを上回っている場合を示している。この場合、トルク低減量決定部18は、増大率=Rmaxとなるように(即ち一点鎖線で示した目標付加減速度よりも緩やかな増大率で)付加減速度を増大させる。また、位置Aと位置Bとの間において目標付加減速度がほぼ一定に保たれている場合、トルク低減量決定部18は、付加減速度=目標付加減速度として決定する。
上述したように、トルク低減量決定部18は、付加減速度を実現するために必要となるトルク低減量を、現在の車速、ギヤ段、路面勾配等のパラメータに基づき決定する。従って、これらのパラメータが一定である場合、トルク低減量は、図6(d)に示した付加減速度の変化と同様に変化するように決定される。
図3を参照して説明したように、最終目標トルク決定部20は、ステップS3において決定した基本目標トルクから、ステップS4のトルク低減量決定処理において決定したトルク低減量を減算することにより、最終目標トルクを決定する。
位置Aにおいて右向きの操舵が開始され、右向きの操舵速度が増大するにつれて図6(e)に示したようにトルク低減量を増大させると、車両1の操舵輪である前輪2の荷重が増加する。その結果、前輪2と路面との間の摩擦力が増加し、前輪2のコーナリングフォースが増大するため、車両1の回頭性が向上する。即ち、図6(g)に示すように、位置Aと位置Bとの間において、トルク低減量に対応する制御を行わなかった場合(点線)よりも、トルク低減量を反映した最終目標トルクを実現するようにエンジン4の制御を行った場合(実線)の方が、車両1に発生する時計回り(CW)のヨーレートが大きくなる。
また、図6(d)、(e)に示したように、位置Bに向かって操舵速度が減少するとき目標付加減速度も減少するが、トルク低減量を最大値のまま維持しているので、操舵の切り込みが継続されている間は前輪2に付加した荷重が維持され、車両1の回頭性が保たれる。
更に、位置Bから位置Cにおいて操舵角の絶対値が一定である場合、トルク低減量を滑らかに減少させるので、操舵の切り込みの終了に応じて徐々に前輪2に付加した荷重を低減し、前輪2のコーナリングフォースを減少させることにより車体を安定させつつ、エンジン4の出力トルクを回復させる。
車両:マツダ アクセラ(2014年モデル、前輪駆動、1.5Lガソリンエンジン及びオートマチックトランスミッション搭載)
車重:1226kg
トー角:0.11°±0°20′
ステアリングホイール径:36cm
実験コース:全長1.4kmの直線路
車速:80〜100km/h
上述した実施形態においては、トルク低減量決定部18は、ヨーレート関連量としての操舵速度に基づき目標付加減速度を取得し、この目標付加減速度に基づいてトルク低減量を決定すると説明したが、アクセルペダルの操作以外の車両1の運転状態(操舵角、ヨーレート、スリップ率等)に基づきトルク低減量を決定するようにしてもよい。
例えば、トルク低減量決定部18は、操舵角及び車速から算出した目標ヨーレートや、ヨーレートセンサから入力されたヨーレートに基づき、車両1に発生させるべき目標ヨー加速度をヨーレート関連量として算出し、その目標ヨー加速度に基づき目標付加減速度を取得して、トルク低減量を決定するようにしてもよい。あるいは、加速度センサにより、車両1の旋回に伴って発生する横加速度をヨーレート関連量として検出し、この横加速度に基づきトルク低減量を決定するようにしてもよい。
2 前輪
4 エンジン
6 ステアリングホイール
8 操舵角センサ
10 アクセル開度センサ
12 車速センサ
14 PCM
16 基本目標トルク決定部
18 トルク低減量決定部
20 最終目標トルク決定部
22 エンジン制御部
Claims (4)
- 車両のヨーレートに関連するヨーレート関連量に応じて上記車両の駆動力を低減させるように制御する駆動力制御手段を有し、前輪が操舵される車両の挙動を制御する車両用挙動制御装置において、
上記ヨーレート関連量は、上記車両の操舵速度であり、
上記駆動力制御手段は、上記操舵速度が3deg/s以上5deg/s以下の範囲内に設定される予め定めた閾値を超えている条件のもとで、上記車両の操舵角が増大し且つ操舵速度が増大している場合、上記操舵速度が増大するほど上記車両の駆動力低減量を増大させ、上記操舵速度が上記閾値以下である条件のもとで、上記駆動力の低減を停止するように制御することを特徴とする車両用挙動制御装置。 - 上記駆動力制御手段は、上記駆動力を低減させることで車両に付加する減速度を1m/s 2 未満に制限し、且つ、この減速度の増大率を0.5m/s 3 以下に制限するように、上記駆動力低減量を決定する、請求項1に記載の車両用挙動制御装置。
- 上記閾値は、4deg/sに設定されている請求項1又は2に記載の車両用挙動制御装置。
- 上記駆動力制御手段は、上記操舵速度が予め定めた閾値を超えている条件のもとで、上記車両の操舵角が増大し且つ操舵速度が増大している場合、上記操舵速度が増大するほど、上記駆動力低減量の増大量の増加割合を低減するように制御する、請求項1乃至3の何れか1項に記載の車両用挙動制御装置。
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