JP6600850B2 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、減速トルクを付与している際のトレース性を向上可能な車両制御装置及び車両制御方法を提供することを目的とする。
図1は実施例1の電動車両の構成を表すシステム図である。電動車両は、前輪駆動車両であり、駆動輪である前輪FR,FLと、従動輪である後輪RR,RLとを有する。各輪には、タイヤと一体に回転するブレーキロータにブレーキパッドを押し付けて摩擦制動力を発生させるホイルシリンダW/C(FR),W/C(FL),W/C(RR),W/C(RL)(単にW/Cとも記載する。)と、各輪の車輪速を検出する車輪速センサ9(FR),9(FL),9(RR),9(RL)(単に9とも記載する。)と、を有する。ホイルシリンダW/Cには液圧配管5aを介して液圧ユニット5が接続され、液圧ブレーキ機構を構成する。また、運転者のステアリング操作状態を表すステアリング操舵角を検出するステアリング操舵角センサ110b(ステアリング操作状態検出部に相当)を有する。
実施例1の電動車両には、車両に搭載された複数のコントローラが接続された車内通信ラインであるCAN通信線が設けられ、ステアリング操舵角センサ110b、ブレーキコントローラ50、車両コントローラ110、バッテリコントローラ60等が互いに情報通信可能に接続されている
ブレーキコントローラ50は、ブレーキペダル操作状態を表すブレーキスイッチのON・OFF状態やブレーキペダルストローク量もしくはブレーキペダル踏力といった運転者の制動意図を表すブレーキペダルセンサ110dにより検出されたブレーキ操作情報、ステアリング操舵角θf、ヨーレイトφ及び各輪の車輪速信号を入力し、ホイルシリンダW/Cに供給するブレーキ液圧及び電動モータ1により発生させる回生制動力を算出し、車両コントローラ110に回生制動力指令値を出力する。同時に、ブレーキコントローラ50は、ブレーキペダル操作状態に関する情報、ヨーレイトφ及び車輪速信号といった各種信号の情報を車両コントローラ110に出力する。また、ブレーキコントローラ50は、車両コントローラ110から実回生制動力情報を受信し、これにより指令に対して不足する回生制動力分を摩擦制動力で保証する回生制動力フィードバック制御を行う。尚、実施例1の電動車両は車輪速センサ9により検出された車輪速に基づいて車速VSPを算出するが、モータ回転速度Nmと減速機構3aのギヤ比等に基づいて車速VSPを演算してもよいし、他のコントローラ等から車速VSPに関する信号を受信してもよく、特に限定しない。
モータコントローラ100では、トルク指令値に基づいて電動モータ1の作動状態を制御すると共に、検出されたモータトルクTm、モータ回転速度Nm及び電流値等に基づいて電動モータ1が発生した実トルク情報を車両コントローラ110に出力する。
図3は実施例1の車両コントローラ内に設けられた減速トルク算出部の構成を表す制御ブロック図である。実施例1の減速トルク算出部200は、基準減速トルク算出部201と、減速トルク補正部202と、を有し、運転者がアクセルペダルを離してAPO=0、かつ、ブレーキスイッチがOFF(いわゆる、コースト走行状態)のときに、エンジンブレーキを模擬した減速トルクTdを算出する。
基準減速トルク算出部201では、アクセルペダル開度APOに基づいて走行状態に応じた基準減速トルクマップ(実施例1の場合はコースト走行状態に応じたマップ)を設定する。そして、レゾルバ2により検出されたモータ回転速度Nmに基づいて基準減速トルクTbase(補正前の基準減速トルクに相当)を算出する。実施例1の場合、電動モータ1は、減速機構3aを介して前輪を駆動するため、モータ回転速度Nmは実質的に車速VSPに相関を持つ値である。基準減速トルクマップは、モータ回転速度Nmが高い領域では通常のエンジン車両において発生するエンジンブレーキを模擬した減速トルクを付与する。一方、通常のエンジン車両においてクリープトルクを発生する低車速領域には、クリープトルクを模擬した駆動トルクを付与する。
加算部203では、算出された基準減速トルクTbase(負値)に算出された補正トルクTc(正値)を加算し、最終的な減速トルクTd(補正後の基準減速トルクに相当)を出力する。
時刻t1において、運転者がアクセルペダルを離し、コースト走行に移行するとエンジンブレーキを模擬した基準減速トルクTbaseが付与される。
時刻t2において、運転者がステアリングホイールを操作し、ステアリング操舵角θfが発生すると、前輪スリップ角β1に基づいてコーナリング抵抗が発生する。このとき、比較例では、補正トルクTcにより基準減速トルクTbaseが補正されないため、時刻t3になると、ステアリング操舵角θfが一定であるにも関わらず、コーナリング抵抗分による減速によって旋回半径が小さくなる。よって、図7に示すように走行路に対して内側寄りの走行ラインを進むことになり、トレース性が悪化する。これに対し、実施例1では、補正トルクTcにより基準減速トルクTbaseの絶対値が小さくなるように補正されるため、時刻t3になると、コーナリング抵抗分が補償されて旋回半径が小さくなることを回避できる。よって、図7に示すように走行路に対して中央の走行ラインを進むことができ、トレース性を向上できる。
(1−1)運転者のアクセルペダル開度APO(アクセル操作状態)を検出するアクセルペダル開度センサ110c(アクセル操作状態検出部)と、
運転者のステアリング操作状態を表すステアリング操舵角θfを検出するステアリング操舵角センサ110b(前輪FR,FLのスリップ角を算出する前輪スリップ角算出部)と、
検出されたアクセルペダル開度APOとステアリング操舵角θf(算出された前輪スリップ角)とに基づいて車両に発生させる減速トルクTdを算出する減速トルク算出部200と、
を備えた。
よって、路面から前輪に作用するトルクに応じて減速トルクを制御するため、トレース性及び運転性を向上できる。尚、実施例1では、ステアリング操舵角θfと車速VSPに基づいて補正トルクマップから減速トルクを算出したが、路面から前輪にトルクが作用するときに発生する前輪スリップ角に関連する値であれば、ステアリング操舵角θfに限らず、他のパラメータを用いて制御してもよい。
減速トルク算出部200は、基準減速トルクTbaseを算出する基準減速トルク算出部201と、検出されたアクセルペダル開度APOとステアリング操舵角θfとに基づいて基準減速トルクTbaseを補正する減速トルク補正部202と、を備えた。
よって、基準減速トルクTbaseを補正することで、容易に適切な減速トルクTdを算出できる。
(1−3)上記(1−2)に記載の車両制御装置において、
減速トルク補正部202は、減速トルクTd(補正後の基準減速トルク)の絶対値が補正前の基準減速トルクTbaseより小さくなるように補正する。
よって、運転者の意図以上に減速して旋回半径が小さくなることを回避でき、トレース性及び運転性を向上できる。
(1−4)上記(1−3)に記載の車両制御装置において、
減速トルク補正部202は、アクセルペダル開度APO(検出されたアクセル操作状態)が非操作状態のときに補正する。
よって、コースト走行状態におけるトレース性及び運転性を向上できる。
運転者のステアリング操舵状態を検出するステアリング操舵角センサ110b(ステアリング操作状態検出部)を備え、
前輪スリップ角はステアリング操舵角θfに基づき算出され、
減速トルク補正部202は、ステアリング操舵角θfが大きい場合の減速トルクTd(補正後の基準減速トルク)の絶対値が、ステアリング操舵角θfが小さい場合の減速トルクTd(補正後の基準減速トルク)の絶対値より小さくなるように補正する。
よって、ステアリング操舵角θfに応じた適正なトレース性を得ることができる。
(1−6)上記(1−5)に記載の車両の制御装置において、
車速VSP(車両の速度または車輪の回転する速度)を算出する車輪速センサ9(速度算出部)を備え、
減速トルク補正部202は、車速VSPが高い場合の減速トルクTd(補正後の基準減速トルク)の絶対値が、車速VSPが低い場合の減速トルクTd(補正後の基準減速トルク)の絶対値より小さくなるように補正する。
よって、車速VSPに応じた適正なトレース性及び運転性を得ることができる。
アクセルペダル開度APO=0(検出されたアクセル操作状態が非操作状態)で、ステアリング操舵角θfが検出された場合(前輪スリップ角が算出された場合)の減速トルクTdの絶対値は、前輪スリップ角が算出される前より小さい。
よって、コースト走行状態での旋回時におけるトレース性及び運転性を向上できる。
(1−8)上記(1−7)に記載の車両制御装置において、
ステアリング操舵角θf(前輪スリップ角)が大きい場合の減速トルクTdの絶対値は、ステアリング操舵角θfが小さい場合の減速トルクTdの絶対値より小さい。
よって、前輪スリップ角によって生じるコーナリング抵抗に応じた減速トルクTdを付与することができ、トレース性及び運転性を向上できる。
(1−9)上記(1−8)に記載の車両制御装置において、
ステアリング操舵角θf(前輪スリップ角)が大きい領域と小さい領域での減速トルクTdの変化量は、大きい領域と小さい領域との間の領域での減速トルクの変化量よりも小さい。
すなわち、補正トルクマップに示すように、ステアリング操舵角θfが大きい領域と小さい領域では補正トルク変化量が小さく設定され、大きい領域と小さい領域との間の中間領域では、補正トルク変化量を大きく設定することで、前輪スリップ角の変化特性に沿ったコーナリング抵抗に基づく減速トルクTdを付与することができ、トレース性及び運転性を向上できる。
減速トルクのTd絶対値は、前輪スリップ角が大きいほど小さい。
すなわち、前輪スリップ角が大きいほどコーナリング抵抗が大きい。よって、コーナリング抵抗分を前輪スリップ角に基づいて補償することができ、トレース性及び運転性を向上できる。
(1−11)上記(1−7)に記載の車両の制御装置において、
車速VSP(車両の速度または車輪の回転する速度)を算出する車輪速センサ9(速度算出部)を備え、
車速VSPが高い場合の減速トルクTdの絶対値が、車速VSPが低い場合の減速トルクTdの絶対値より小さい。
よって、車速VSPに応じた適正なトレース性及び運転性を得ることができる。
運転者のブレーキ操作状態を検出するブレーキペダルセンサ110d(ブレーキ操作状態検出部)を備え、
検出されたブレーキ操作状態が非操作状態の場合に減速トルクTdを算出する。
よって、運転者のコースト走行意図に応じた減速トルクを得ることができる。
(1−13)上記(1−12)に記載の車両制御装置において、
ステアリング操舵角θf(前輪スリップ角)が大きい場合の減速トルクTdの絶対値は、ステアリング操舵角θf(前輪スリップ角)が小さい場合の減速トルクTdの絶対値より小さい。
よって、前輪スリップ角によって生じるコーナリング抵抗に応じた減速トルクTdを付与することができ、トレース性及び運転性を向上できる。
運転者のブレーキ操作状態を検出するブレーキペダルセンサ110d(ブレーキ操作状態検出部)と、
運転者のアクセル操作状態を検出するアクセルペダル開度センサ110c(アクセル操作状態検出部)と、
運転者のステアリング操作状態を検出するステアリング操舵角センサ110b(ステアリング操作状態検出部)と、
ブレーキスイッチOFF、かつ、アクセルペダル開度APO=0(検出されたブレーキ操作状態とアクセル操作状態とが非操作状態)で、かつ、電動モータ1により減速トルクを発生させているときに、検出されたステアリング操舵角θfに基づいて、発生している減速トルクTdの絶対値が小さくなるように補正する減速トルク補正部202と、
を備えた。
よって、コースト走行状態での旋回時におけるトレース性及び運転性を向上できる。尚、減速トルク発生装置として、実施例1では駆動源である電動モータ1を用いた例を示したが、エンジン車両のように電動モータを備えていない車両にあってはエンジントルクを制御することでコーストトルクを制御してもよい。また、ブレーキ装置のように車輪に制動力を発生させる減速トルク発生装置を用いている場合には、ブレーキ制動力を制御することで減速トルクを制御してもよい。また、実施例1ではステアリング操作状態としてステアリング操舵角θfを用いた例を示したが、操舵トルクやステアリング操舵角に相関を有する前輪転舵角等を用いてもよい。
検出されたステアリング操作状態はステアリング操舵角θfであり、
減速トルク補正部202は、ステアリング操舵角θfが大きい場合に発生している減速トルクTdの絶対値が、ステアリング操舵角θfが小さい場合に発生している減速トルクTdの絶対値より小さくなるように補正する。
すなわち、前輪スリップ角が大きいほどコーナリング抵抗が大きい。よって、コーナリング抵抗分を前輪スリップ角に基づいて補償することができ、トレース性及び運転性を向上できる。
コースト走行時における車両の旋回時は、非旋回時に比べて減速トルクTdの絶対値を小さくする。
よって、路面から前輪に作用するトルクに応じて減速トルクを制御するため、コースト走行時におけるトレース性及び運転性を向上できる。
次に、実施例2について説明する。基本的な構成は実施例1と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。図11は実施例2の車両コントローラ内に設けられた減速トルク算出部の構成を表す制御ブロック図である。実施例2の減速トルク算出部200は、基準減速トルク算出部201と減速トルク補正部202とを有し、運転者がアクセルペダルを離してAPO=0となり、ブレーキスイッチがOFFで、コースト走行に移行した際に付与されるエンジンブレーキを模擬した減速トルクTdを算出する。尚、基準減速トルク算出部201は実施例1と同じであるため、減速トルク補正部202についてのみ説明する。
オブザーバ205は、ステアリング操舵角θfと、車速VSPに基づいてヨーレイト推定値φ*を演算し、ヨーレイトセンサ110aにより検出された実ヨーレイトφとヨーレイト推定値φ*との偏差がなくなるように横速度推定値Vy*を補正する。そして、横速度推定値Vy*と車速VSPとの比率から車両横滑り角βvを算出する。
(2−14)上記(1−1)に記載の車両制御装置において、
減速トルク算出部200は、算出された前輪スリップ角δfからコーナリング抵抗Rcを推定するコーナリング抵抗推定部206を備え、推定されたコーナリング抵抗Rcに基づいて減速トルクTdを算出する。
よって、精度の高いコーナリング抵抗Rcに基づいて減速トルクTdを算出することができ、旋回時のトレース性及び運転性を向上できる。
(2−15)上記(2−14)に記載の車両制御装置において、
車両横滑り角βvを推定するオブザーバ205(横滑り角推定部)を備え、
コーナリング抵抗推定部206は、推定された車両横滑り角βvに基づきコーナリング抵抗Rcを推定する。
よって、精度の高いコーナリング抵抗Rc推定値を得ることができる。
車両の旋回時に発生するコーナリング抵抗Rcを推定し、
推定されたコーナリング抵抗Rcが大きいほど、減速トルクTd(減速トルク発生装置により発生する減速トルク)の絶対値を小さくする。
よって、路面から前輪に作用するトルクに応じて減速トルクを制御するため、トレース性及び運転性を向上できる。
(2−19)上記(2−18)に記載の車両制御方法において、
減速トルクTdは、運転者のアクセル操作状態及び/又は車速VSPから算出される基準減速トルクTbaseに基づいて算出され、減速トルクTdの絶対値は、基準減速トルクTbaseの絶対値よりも小さい。
よって、運転状態に応じたトレース性及び運転性を確保できる。
また、実施例では、主にコーストトルク発生時に本発明を適用したが、コーストトルク時に限らず、ワンペダル制御のようにアクセルペダル開度APOが0以外であったとしても、運転者の減速意図を検知した場合(例えば、APO変化率が所定の負値未満)には減速トルクを付与し、この減速トルクを前輪スリップ角に基づいて補正してもよい。
また、実施例1では前輪スリップ角に相当する値としてステアリング操舵角θfを用いたが、前輪スリップ角と相関を有する他のパラメータを用いてもよい。本願発明で前輪スリップ角に応じた補正トルクを算出することとしたのは、例えば車両停止時に単にステアリング操舵角θfが生じたとしても、車両の移動が伴わない限り前輪スリップ角は生じないからである。言い換えると、前輪スリップ角が生じる走行場面であれば、本発明を適用できる。
3a 減速機構
4 駆動軸
5 液圧ユニット
9 車輪速センサ
10 インバータ
50 ブレーキコントローラ
60 バッテリコントローラ
100 モータコントローラ
110 車両コントローラ
110a ヨーレイトセンサ
110b ステアリング操舵角センサ
110c アクセルペダル開度センサ
110d ブレーキペダルセンサ
200 減速トルク算出部
201 基準減速トルク算出部
202 減速トルク補正部
203 加算部
205 オブザーバ
206 コーナリング抵抗推定部
207 補正トルク算出部
FF,FR 前輪
W/C ホイルシリンダ
Claims (12)
- 運転者のアクセル操作状態を検出するアクセル操作状態検出部と、
前輪のスリップ角を算出する前輪スリップ角算出部と、
車両の前輪に発生させる基準減速トルクを算出する基準減速トルク算出部と、前記検出されたアクセル操作状態と前記算出された前輪スリップ角とに基づいて前記車両が旋回中と判断したときは、前記基準減速トルクの絶対値が小さくなるように補正する減速トルク補正部と、を有する減速トルク算出部と、を備え、
前記前輪スリップ角が大きい領域と小さい領域での前記減速トルクの変化量は、前記大きい領域と前記小さい領域との間の領域での前記減速トルクの変化量よりも小さい、
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記減速トルク補正部は、前記検出されたアクセル操作状態が非操作状態のときに補正することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項2に記載の車両制御装置において、
運転者のステアリング操舵状態を検出するステアリング操作状態検出部を備え、
前記前輪スリップ角は前記ステアリング操作状態検出部により検出されたステアリング操舵角に基づき算出され、
前記減速トルク補正部は、前記ステアリング操舵角が大きい場合の補正後の前記基準減速トルクの絶対値が、前記ステアリング操舵角が小さい場合の補正後の前記基準減速トルクの絶対値より小さくなるように補正することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項3に記載の車両の制御装置において、
前記車両の速度または車輪の回転する速度を算出する速度算出部を備え、
前記減速トルク補正部は、前記速度が高い場合の補正後の前記基準減速トルクの絶対値が、前記速度が低い場合の補正後の前記基準減速トルクの絶対値より小さくなるように補正することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記検出されたアクセル操作状態が非操作状態で、前記前輪スリップ角が算出された場合の前記減速トルクの絶対値は、前記前輪スリップ角が算出される前より小さいことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項5に記載の車両制御装置において、
前記前輪スリップ角が大きい場合の前記減速トルクの絶対値は、前記前輪スリップ角が小さい場合の前記減速トルクの絶対値より小さいことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項6に記載の車両制御装置において、
前記減速トルクの絶対値は、前記前輪スリップ角が大きいほど小さいことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項5に記載の車両の制御装置において、
前記車両の速度または車輪の回転する速度を算出する速度算出部を備え、
前記速度が高い場合の前記減速トルクの絶対値が、前記速度が低い場合の前記減速トルクの絶対値より小さいことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
運転者のブレーキ操作状態を検出するブレーキ操作状態検出部を備え、
前記検出されたブレーキ操作状態が非操作状態の場合に前記減速トルクを算出することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項9に記載の車両制御装置において、
前記前輪スリップ角が大きい場合の前記減速トルクの絶対値は、前記前輪スリップ角が小さい場合の前記減速トルクの絶対値より小さいことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記減速トルク算出部は、算出された前輪スリップ角からコーナリング抵抗を推定するコーナリング抵抗推定部を備え、前記推定されたコーナリング抵抗に基づいて前記減速トルクを算出することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項11に記載の車両制御装置において、
車両の横滑り角を推定する横滑り角推定部を備え、
前記コーナリング抵抗算出部は、前記推定された横滑り角に基づきコーナリング抵抗を推定することを特徴とする車両制御装置。
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