JP6225662B2 - 車両用制駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、1つの操作部材の操作によって制駆動力制御を行う構成において、駆動力制御(加速制御)と制動力制御(減速制御)との間で制御が切り替わる際の操作部材の操作による、速度制御性の向上と加減速度制御性の向上とを両立することを目的としている。
まず、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。
(構成)
図1は、本実施形態の制駆動力制御装置の概略構成を示す構成図である。図2は、本実施形態の制駆動力制御装置の一構成例を示すブロック図である。
アクセルセンサ4は、運転者のアクセルペダル2の操作による操作量(以下、アクセル操作量ACと称す)を検出し、その検出結果をコントローラ9に出力する。アクセルセンサ4は、例えばポテンショメータであり、アクセルペダル2の操作位置を電圧信号に変換してコントローラ9へ入力する。コントローラ9は、入力した電圧信号からアクセルペダル2の操作位置を判断する。アクセルペダル2は、非操作時の非操作位置(操作量の下限値)からストロークエンドとなる最大操作位置(操作量の上限値)の範囲で可動する。
コントローラ9は、例えばマイクロコンピュータからなり、各センサからの検出信号に基づいて後述する制駆動力制御処理を実行し、駆動力制御装置10とブレーキアクチュエータ12とを駆動制御する。
回転駆動源(制駆動用モータ)11は、駆動力制御装置(モータ電源供給用インバータ)10から供給される電力によって、コントローラ9から出力される制駆動力発生指令に応じた制駆動力が発生するように駆動輪13FL及び13FRの制駆動力を制御する。
図3に示すように、コントローラ9は、車速演算部20と、制駆動力要求値演算部21と、制駆動力要求値マップ記憶部22と、目標制駆動力演算部23と、制駆動力配分制御部24と、制駆動力指令値演算部25とを含んで構成される。
V=(Vw1+Vw2)/2 ・・・(1)
なお、ABS制御などの車速を用いた他のシステムが作動している場合には、そのような他のシステムで使用している自車速(推定車速)を取得して用いても良い。
制駆動力要求値マップ記憶部22は、アクセルペダル2の操作領域の下限値から上限値までの範囲に対して予め設定された駆動力要求値及び制動力要求値のマップ(制駆動力要求値マップ)を記憶している。制駆動力要求値マップ記憶部22は、更に、ブレーキペダル3の操作領域の下限値から上限値までの範囲に対して予め設定された制動力要求値のマップ(制動力要求値マップ)を記憶している。
ここで、制駆動力配分制御にあっては、入力された目標制駆動力をそのまま回転駆動源(制駆動用モータ)11に配分する場合と、回転駆動源11による回生制御では十分な制動力が得られないときに、不足分の制動力をブレーキアクチュエータ12に配分する場合とがある。
具体的に、制駆動力指令値演算部25は、駆動力制御装置10に対しては、配分された制駆動力を発生させるモータトルク指令値を求め、ブレーキアクチュエータ12に対しては、配分された制動力を発生させるブレーキ液圧指令値を求める。
次に、図4に基づき、アクセルペダル2の操作領域に対して制駆動力要求値が設定された制駆動力要求値マップの構成について説明する。図4は、本実施形態の制駆動力要求値マップの一例を示す図である。
図4において、横軸はアクセル操作量AC、縦軸は制駆動力要求値であり、縦軸の領域は、駆動力要求値及び制動力要求値が共に0[G]となる位置を境に、上側が駆動力要求値の領域となり、下側が制動力要求値の領域となる。
ここで、図4に示すように、駆動力要求値及び制動力要求値が共に0[G]となる縦軸位置の近傍の領域CDAが一定速走行を行う際に用いられる制駆動力要求値の領域(以下、一定速領域CDAと称す)として予め設定されている。
第2制動力制御領域は、予め設定した一定速領域CDAの減速側の領域に対応するアクセル操作量の領域である。即ち、第2制動力制御領域は、一定速走行を行う際の減速制御に用いられるアクセル操作量の領域となる。
また、一般に、駆動力要求値は、予め設定したN種類(Nは2以上の自然数)の車速範囲のそれぞれに対して、それぞれ異なる変化勾配が定められている。従って、図4中の実線に示すように、駆動力要求値の特性直線(以下、駆動力特性直線と称す)として、変化勾配の異なるN種類の直線La1〜LaNが存在する。具体的に、駆動力要求値は、車速が増すほどに、変化勾配が小さくなるように設定されている。
なお、図4中の第2制動力制御領域ACA21・・・ACA2Nに示すように、第2制動力制御領域は、車速に応じてその範囲が可変となる。このことは、駆動力制御領域も同様で、図4中の駆動力制御領域ACA31〜ACA3Nに示すように、第2制動力制御領域が広がるほど駆動力制御領域は狭まる関係となっている。つまり、車速が増すほど第2制動力制御領域が広がり、車速が減るほど第2制動力制御領域が狭まる。
なお、第1制動力制御領域ACA1は、1本の直線で構成することに限らず、下限値側に向かって傾きを段階的に大きくした複数の直線(折れ線)で構成したり、曲線で構成したりしてもよい。
次に、図5に基づき、制駆動力制御処理の処理手順を説明する。図5は、制駆動力制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
制駆動力制御処理が開始されると、図5に示すように、まず、ステップS100に移行する。
ステップS102では、車速演算部20において、ステップS100で読み込んだ車輪速度から、自車速Vを演算する。そして、演算した自車速Vを制駆動力要求値演算部21に出力して、ステップS104に移行する。
具体的に、制駆動力要求値演算部21は、アクセル操作量ACと自車速Vとに基づき、制駆動力要求値マップ記憶部22に記憶された制駆動力要求値マップのうち、自車速Vに対応するマップを選択する。そして、選択した制駆動力要求値マップからアクセル操作量ACに対応する制動力要求値又は駆動力要求値(以下、両者を区別しない場合は、制駆動力要求値と称す)を取得する。また、ブレーキ操作量BRに基づき、制駆動力要求値マップ記憶部22に記憶された制動力要求値マップから、ブレーキ操作量BRに対応する制動力要求値を取得する。
ステップS108では、制駆動力配分制御部24において、入力された目標制駆動力に基づき、回転駆動源11及びブレーキアクチュエータ12に対する制駆動力の配分を決定する。その後、ステップS110に移行する。
一方、制駆動力配分制御部24は、回転駆動源11のみでは制動力が不足すると判定すると、回転駆動源11に対して、回生制御を最大にする分の制駆動力を配分し、回生制御分で不足する分の制動力をブレーキアクチュエータ12に配分する。
具体的に、制駆動力指令値演算部25は、回転駆動源11に配分された制駆動力の大きさに応じたモータトルク指令値を求める。加えて、ブレーキアクチュエータ12に配分された制動力の大きさに応じたブレーキ液圧指令値を求める。
次に、図1〜図5を参照しつつ、図6〜図9に基づき、本実施形態の動作を説明する。
図6(a)は、従来の不感帯を設けた構成の目標加減速度マップの一例を示す図であり、(b)は、ドライバが所望する減速度変化の一例を示す図であり、(c)は、(b)の減速度変化を実現するためのアクセル操作量の時間変化の一例を示す図である。図7は、従来の不感帯を設けない構成の制駆動力要求値マップの一例を示す図である。図8は、ドライバの期待する加減速度と図7に示す従来技術の目標加減速度マップを用いた場合の実加減速度との関係を示す図である。図9(a)は、図8(b)の実加減速度に対応するアクセル操作量の時間変化の一例を示すタイムチャートであり、(b)は、本実施形態の制駆動力要求値マップを用いた場合のアクセル操作量の時間変化の一例を示すタイムチャートである。
即ち、運転者がアクセルペダル2を踏み込むことで、そのアクセル操作量ACがコントローラ9に供給される。
引き続き、制駆動力配分制御部24において、入力された目標制駆動力に基づき、制駆動力を配分する制御を実施する(ステップS108)。具体的に、回転駆動源11のみで発生可能な制駆動力であると判定すると、入力された目標制駆動力をそのまま回転駆動源11に配分する。一方、回転駆動源11のみでは不足すると判定すると、不足分をブレーキアクチュエータ12に配分する。
これにより、回転駆動源11は、モータトルク指令値に応じた制駆動力を発生し、ブレーキアクチュエータ12は、ブレーキ液圧指令値に応じた制動力を発生する。
従来の制駆動力制御(加減速制御)に用いられる目標加減速度マップの1つとして、図6(a)に示すように、アクセル操作量(アクセル開度)AC1〜AC2の範囲に、アクセル操作量に対して目標加減速度「0」を出力する不感帯範囲を設けたものがある。
かかるマップは、図7に示すように、駆動力特性直線La1〜LaNについては本実施形態の制駆動力要求値マップと同様となる。一方、一定速領域CDAに対応する第2制動力制御領域ACA2については、本実施形態と異なり、第2制動力特性直線Labの変化勾配は、駆動力特性直線La1〜LaNの変化勾配に関係なく、ブレーキアクチュエータの特性に合わせて予め設定された勾配となるように制動力要求値が設定されている。
一方、アクセル操作量ACが、例えば、第2制動力特性直線Labの範囲から駆動力特性直線LaNの範囲へと切り替わると、勾配が急に小さくなるため制動力要求値の変化勾配に合わせた少ない操作量のままでは弱めの駆動力が発生する。その結果、アクセルペダル2の操作による加速制御の制御性が悪化する。
ここで、アクセルセンサ4が、操作量検出部に対応する。制駆動力要求値マップが、制駆動力要求値設定部に対応する。制駆動力要求値演算部21が、制駆動力要求値演算部に対応する。
(1)制駆動力制御装置1が、以下の構成の制駆動力要求値マップを備える。アクセルペダル2の操作領域が、該操作領域の下限値から上限値に向けて、第1制動力制御領域ACA1、第2制動力制御領域ACA2、駆動力制御領域ACA3の3つの領域に区分されている。加えて、第2制動力制御領域ACA2に対する制動力要求値の変化勾配が、予め設定した駆動力制御領域ACA3に対する駆動力要求値の変化勾配と同じ第1の勾配に設定されている。アクセルセンサ4が、アクセル操作量ACを検出する。制駆動力要求値演算部21が、アクセルセンサ4が検出したアクセル操作量ACと制駆動力要求値マップとに基づき、制動力要求値又は駆動力要求値を求める。
この構成によれば、制駆動力要求値マップが、アクセルペダル2の操作領域が、第1制動力制御領域ACA1、第2制動力制御領域ACA2、駆動力制御領域ACA3の3つの領域に区分され、第2制動力制御領域ACA2に対する制動力要求値の変化勾配が、駆動力制御領域ACA3に対する駆動力要求値の変化勾配と同じ勾配に設定された構成となる。これによって、第2制動力制御領域ACA2を介した駆動力制御と制動力制御との間の制御の切り替わりにおいて、同じ変化勾配を有する制動力要求値及び駆動力要求値による制駆動力制御を行うことが可能となる。その結果、駆動力制御と制動力制御との間の制御の切り替わりにおいて、制動力又は駆動力の急激な変化を抑えることが可能となり、アクセルペダル2の操作による速度制御性及び加減速度制御性を共に向上することが可能となる。
この構成によれば、制駆動力要求値マップは、駆動力制御領域ACA3に車速が増すほど小さくなる変化勾配を有する駆動力要求値と、駆動力制御領域ACA3と連続する第2制動力制御領域ACA2に駆動力要求値の変化勾配と同じ勾配を有する制動力要求値とを備える。これによって、駆動力制御と制動力制御との間の制御の切り替わりにおいて、車速に応じて変化する駆動力要求値の変化勾配に対して、同じ変化勾配を有する制動力要求値によって制動力制御を行うことが可能となる。
この構成によれば、第1制動力制御領域ACA1の範囲が固定となるので、運転者に、減速制御を行うアクセル操作量(アクセルペダル2の操作位置)を把握しやすくすることが可能となる。その結果、アクセルペダル2の操作による加減速制御性をより向上することが可能となる。
この構成によれば、一定速走行に用いる制動力要求値の変化勾配を駆動力要求値の変化勾配と同じ勾配に設定するようにしたので、運転者が一定車速を維持するためのアクセル操作をする範囲において、車速制御制及び加減速度制御性を向上することが可能となる。
次に、本発明の第2実施形態について図面を参照して説明する。
(構成)
本実施形態は、制駆動力要求値マップの構成が上記第1実施形態と異なるのみで、その他の構成は上記第1実施形態と同様となる。以下、異なる部分のみを詳細に説明し、同様の部分の説明を適宜省略する。
図10(a)及び(b)は、本実施形態の制駆動力要求値マップの一例を示す図である。
本実施形態では、更に、制動力制御領域を、図10(a)中の点線に対応する領域(以下、第1制動力制御領域と称す)ACA1n(nは1〜Nの自然数)と、図10(a)中の破線に対応する領域(以下、中間制動力制御領域と称す)ACACnと、図10(a)中の一点鎖線に対応する領域(以下、第2制動力制御領域と称す)ACA2nとの3つの範囲に区分している。
また、制動力特性直線Lab2nを、制動力特性直線Lab1nと制動力特性直線Lbとの間を線形補間して設定することに限らず、図10(b)に示すように、曲線補間する構成としてもよい。具体的に、図10(b)の例では、制動力特性直線Lab2nを、制動力特性直線Lab1nの下限値側の端部と、制動力特性直線Lbの上限値側の端部とを結ぶ上に凸の1次曲線として設定している。
この場合も、一定速制御と減速制御との間の減速度変化を上記第1実施形態よりも滑らかにすることが可能となる。
基本の動作は上記第1実施形態と同様となるので説明を省略する。
図10(a)又は(b)に示す本実施形態の制駆動力制御マップを用いた場合、制動力特性直線Lab1nに対応する制動力要求値を用いた一定速制御の領域から減速制御の領域へとアクセル操作量が移行するときに、まず、制動力特性直線Lab2nに対応する制動力要求値を用いた減速制御が行われる。その後、アクセル操作量が下限値へと近づくことで、制動力特性直線Lbに対応する制動力要求値を用いた減速制御へと移行する。
ここで、アクセルセンサ4が、操作量検出部に対応する。制駆動力要求値マップが、制駆動力要求値設定部に対応する。制駆動力要求値演算部21が、制駆動力要求値演算部に対応する。
本実施形態は、上記第1実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。
(1)制駆動力制御装置1が、以下の構成の制駆動力要求値マップを備える。アクセルペダル2の操作領域が、該操作領域の下限値から上限値に向けて、第1制動力制御領域ACA1、中間制動力制御領域ACAC、第2制動力制御領域ACA2、駆動力制御領域ACA3の4つの領域に区分されている。加えて、第2制動力制御領域ACA2に対する制動力要求値の変化勾配が、予め設定した駆動力制御領域ACA3に対する駆動力要求値の変化勾配と同じ第1の勾配に設定されている。中間制動力制御領域ACACに対する制動力要求値が、第1制動力制御領域ACA1に対する制動力要求値と第2制動力制御領域ACA2に対する制動力要求値との間を線形補間又は曲線補間して設定されている。アクセルセンサ4が、アクセル操作量ACを検出する。制駆動力要求値演算部21が、アクセルセンサ4が検出したアクセル操作量ACと制駆動力要求値マップとに基づき、制動力要求値又は駆動力要求値を求める。コントローラ9、駆動力制御装置10及びブレーキアクチュエータ12が、制駆動力要求値演算部21が求めた制動力要求値又は駆動力要求値に基づき、車両の制駆動力制御を実施する。
以上の結果、アクセルペダル2の操作による速度制御性及び加減速度制御性を共に向上することが可能となる。
(1)上記第2実施形態では、制動力制御領域を第1制動力制御領域、第2制動力制御領域、中間制動力制御領域の3つの領域に区分する構成としたが、この構成に限らず、4つ以上の領域に区分する構成としてもよい。
(2)上記第2実施形態では、一定速領域CDAに対応するアクセル操作量の領域外に中間制動力制御領域ACACを設ける構成としたが、この構成に限らない。例えば、一定速領域CDAの一部に対応するアクセル操作量の領域を含む中間制動力制御領域を設ける構成としてもよい。
(4)上記各実施形態では、アクセルセンサ4、ブレーキセンサ6によって検出されるアクセル操作量ACやブレーキ操作量BRに基づいて、制駆動力要求値を求める構成としたが、この構成に限らない。本願発明の制駆動力要求値マップを構成することが可能で有れば、例えば、ステアリングスイッチやジョイスティック等の操作量に基づいて、制駆動力要求値を求める構成としてもよい。
2 アクセルペダル
3 ブレーキペダル
4 アクセルセンサ
5 車輪速度センサ
6 ブレーキセンサ
9 コントローラ
10 駆動力制御装置
11 回転駆動源
12 ブレーキアクチュエータ
20 車速演算部
21 制駆動力要求値演算部
22 制駆動力要求値マップ記憶部
23 目標制駆動力演算部
24 制駆動力配分制御部
25 制駆動力指令値演算部
Claims (5)
- 運転者が操作する操作子の操作量に基づき制動力要求値又は駆動力要求値を求め、該制動力要求値又は該駆動力要求値に基づき、車両の制駆動力を制御する車両用制駆動力制御装置であって、
前記操作子の操作領域が、該操作領域の下限値から上限値に向けて、第1制動力制御領域、第2制動力制御領域、前記駆動要求値がゼロから一定速走行領域を超えて設定された駆動力制御領域の3つの領域に区分され、前記第2制動力制御領域に対する制動力要求値の変化勾配が、予め設定した前記駆動力制御領域に対する駆動力要求値の変化勾配と同じ勾配に設定され、前記第1制動力制御領域に対する制動力要求値の変化勾配が前記第2制動力制御領域に対する制動力要求値の変化勾配よりも大きな勾配に設定された制駆動力要求値設定部と、
前記操作子の操作量を検出する操作量検出部と、
前記操作量検出部が検出した前記操作量と前記制駆動力要求値設定部とに基づき、前記制動力要求値又は前記駆動力要求値を求める制駆動力要求値演算部と、を備えることを特徴とする車両用制駆動力制御装置。 - 運転者が操作する操作子の操作量に基づき制動力要求値又は駆動力要求値を求め、該制動力要求値又は該駆動力要求値に基づき、車両の制駆動力を制御する車両用制駆動力制御装置であって、
前記操作子の操作領域が、該操作領域の下限値から上限値に向けて、第1制動力制御領域、中間制動力制御領域、第2制動力制御領域、前記駆動要求値がゼロから一定速走行領域を超えて設定された駆動力制御領域の4つの領域に区分され、前記第2制動力制御領域に対する制動力要求値の変化勾配が、予め設定した、前記駆動力制御領域に対する駆動力要求値の変化勾配と同じ勾配に設定され、前記第1制動力制御領域に対する制動力要求値の変化勾配が前記第2制動力制御領域に対する制動力要求値の変化勾配よりも大きな勾配に設定され、前記中間制動力制御領域に対する制動力要求値が、前記第1制動力制御領域に対する制動力要求値と前記第2制動力制御領域に対する制動力要求値との間を線形補間又は曲線補間して設定された制駆動力要求値設定部と、
前記操作子の操作量を検出する操作量検出部と、
前記操作量検出部が検出した前記操作量と前記制駆動力要求値設定部とに基づき、前記制動力要求値又は前記駆動力要求値を求める制駆動力要求値演算部と、を備えることを特徴とする車両用制駆動力制御装置。 - 前記駆動力要求値は、車速が増すほど変化勾配が小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用制駆動力制御装置。
- 前記第1制動力制御領域の領域範囲を予め設定した設定範囲に固定したことを特徴とする請求項3に記載の車両用制駆動力制御装置。
- 予め設定した一定速走行に用いる制動力要求値の範囲に対応する前記操作領域の部分を、前記第2制動力制御領域に設定したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の車両用制駆動力制御装置。
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