WO2018155602A1 - 車両の制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a vehicle control device that controls the longitudinal acceleration of a vehicle.
- a vehicle having an automatic adjustment function of longitudinal acceleration of the vehicle such as adaptive cruise control and automatic operation control is provided with a target calculation unit that calculates a longitudinal acceleration target value that is a target value of longitudinal acceleration.
- Patent Document 1 describes an example of a method for calculating a longitudinal acceleration target value when a vehicle is traveling by adaptive cruise control. That is, according to Patent Document 1, the target calculation unit calculates the longitudinal acceleration target value so that the inter-vehicle distance from the preceding vehicle traveling in front of the host vehicle can be held at the set inter-vehicle distance.
- the drive torque generator and the braking torque generator may have a non-linear control region that is a control region in which fine adjustment of the torque is difficult.
- the torque becomes larger or smaller than necessary, and it is difficult to converge the actual longitudinal acceleration of the vehicle to the longitudinal acceleration target value. Therefore, when adjusting the torque within the non-linear control region, the sudden increase and decrease in torque are alternately repeated, and the actual longitudinal acceleration of the vehicle vibrates even though the longitudinal acceleration target value does not vibrate. May end up.
- the case where the driving torque is increased and the case where the braking torque is increased may be alternately repeated. Even in such a case, although the longitudinal acceleration target value does not vibrate, the actual longitudinal acceleration of the vehicle may vibrate.
- a vehicle control device for solving the above problem is applied to a vehicle including a drive torque generation device that outputs a drive torque to the wheels of the vehicle, and a braking torque generation device that outputs a braking torque to the wheels of the vehicle,
- This is a device for controlling the longitudinal acceleration of a vehicle based on the longitudinal acceleration target value of the vehicle, which is the target value of the longitudinal acceleration of the vehicle.
- the vehicle control device includes a prescribed condition including that a vibration amplitude of a longitudinal acceleration target value is equal to or less than a first determination amplitude and a vibration amplitude of a vehicle longitudinal acceleration is greater than a second determination amplitude.
- a cooperative control unit that performs processing.
- the vibration amplitude of the longitudinal acceleration target value is less than or equal to the first determination amplitude, it cannot be determined that the longitudinal acceleration target value is vibrating. Further, when the amplitude of vibration of the longitudinal acceleration of the vehicle is larger than the second determination amplitude, it can be determined that the longitudinal acceleration of the vehicle is vibrating.
- both the torque output from one device and the torque output from the other device can be made larger than when the prescribed condition is satisfied. That is, it is possible to adjust both the torque output from one device and the torque output from the other device in the control region outside the nonlinear control region, and as a result, the torque output from the other device. Is easier than before the specified conditions are satisfied.
- (A)-(d) is a timing chart which shows the case where a shift process is implemented on condition that the regulation condition is satisfied.
- (A)-(d) is a timing chart which shows the case where braking / driving cooperation processing is performed on condition that the prescribed condition is satisfied.
- FIG. 1 illustrates a vehicle including the control device 50 of the present embodiment.
- the vehicle is a front wheel drive vehicle having a plurality of (four in this embodiment) wheels (a left front wheel FL, a right front wheel FR, a left rear wheel RL, and a right rear wheel RR).
- the vehicle is provided with a drive torque generator 10 that outputs drive torque to the front wheels FL and FR, which are drive wheels, and a brake torque generator 20 that outputs brake torque to the wheels FL, FR, RL, and RR. ing.
- the drive torque generator 10 includes an engine 11 that is an example of a power source of the vehicle, a transmission 12 that can automatically change the gear position, and a differential gear 13.
- the drive torque output from the engine 11 is transmitted to the front wheels FL and FR via the transmission 12 and the differential gear 13.
- the transmission 12 is a stepped type having six forward stages. In this case, when the first gear is the lowest gear and the gear of the transmission 12 is the first gear, the transmission 12 cannot be further downshifted. That is, the first shift speed is the lowest shift speed.
- the braking torque generator 20 includes a hydraulic pressure generator 21 to which a braking operation member 22 such as a brake pedal is connected, and a braking actuator 26.
- a wheel cylinder 31 of brake mechanisms 30a, 30b, 30c, 30d provided on the wheels FL, FR, RL, RR is connected to the hydraulic circuit of the brake actuator 26.
- Each of the brake mechanisms 30a to 30d is configured so that a larger braking torque can be applied to the wheels FL, FR, RL, and RR as the WC pressure that is the hydraulic pressure in the wheel cylinder 31 is higher.
- the operation force input to the braking operation member 22 is input to the master cylinder 24 in a state where it is assisted by the booster 23.
- MC pressure which is a hydraulic pressure according to the input operation force is generated.
- the brake fluid is supplied from the hydraulic pressure generating device 21 to the wheel cylinder 31 via the hydraulic pressure circuit of the brake actuator 26.
- the WC pressure in the wheel cylinder 31 increases as the operating force input to the braking operation member 22 increases.
- the braking actuator 26 can adjust the braking torque for each wheel FL, FR, RL, RR even when the driver is not performing a braking operation, that is, the WC pressure in each wheel cylinder 31 can be adjusted. It is configured.
- the controller 50 is electrically connected to two longitudinal acceleration sensors SE1, SE2 that output detection signals corresponding to longitudinal acceleration acting on the vehicle.
- the detection signal output from the first longitudinal acceleration sensor SE1 is subjected to vehicle control that automatically adjusts the longitudinal acceleration of the vehicle, such as adaptive cruise control and automatic operation control. Used when The detection signal output from the second longitudinal acceleration sensor SE2 is used when estimating the road surface gradient on which the vehicle travels.
- the control device 50 can communicate with a target acceleration setting unit 100 that sets a longitudinal acceleration target value GxTr that is a target value of longitudinal acceleration when vehicle control for automatically adjusting the longitudinal acceleration of the vehicle is performed. Yes. Therefore, the control device 50 controls the longitudinal acceleration Gx of the vehicle based on the longitudinal acceleration target value GxTr input from the target acceleration setting unit 100.
- the control device 50 includes a determination unit 51 and a braking / driving control unit 52 as functional units for controlling the driving torque generation device 10 and the braking torque generation device 20 based on the longitudinal acceleration target value GxTr.
- the determination unit 51 determines whether or not a prescribed condition, which is a condition for determining whether or not to perform a shift process and a braking / driving cooperation process described later, is satisfied.
- the braking / driving control unit 52 controls at least one of the driving torque generating device 10 and the braking torque generating device 20 to converge the longitudinal acceleration Gx to the longitudinal acceleration target value GxTr. That is, the braking / driving control unit 52 includes a shift control unit 521, a normal control unit 522, and a cooperative control unit 523.
- the shift control unit 521 performs a shift process for downshifting the transmission 12 under the condition that the prescribed condition is satisfied under the condition that no braking torque is applied to the wheels FL, FR, RL, and RR. Further, even when the prescribed condition is satisfied, the shift control unit 521 is configured to further downshift the transmission 12 because the shift stage of the transmission 12 is the first shift stage. Shift processing is not performed.
- the normal control unit 522 performs a normal acceleration control process for controlling at least one of the driving torque and the braking torque on the condition that the specified condition is not satisfied. That is, in the acceleration control process for controlling the drive torque, the normal control unit 522 calculates the drive torque request value DTR, which is a drive torque request value, based on the longitudinal acceleration target value GxTr and the longitudinal acceleration Gx.
- the drive torque generator 10 is controlled so that the total drive torque transmitted to the front wheels FL and FR converges to the required value DTR.
- the normal control unit 522 calculates a braking torque request value BTR that is a required value of the braking torque based on the longitudinal acceleration target value GxTr and the longitudinal acceleration Gx, and each wheel FL. , FR, RL, and RR, the operation of the brake actuator 26 is controlled so that the sum of the brake torque transmitted to the brake torque request value BTR converges.
- the cooperative control unit 523 controls both the driving torque and the braking torque on the condition that the specified condition is satisfied. To implement. In addition, the cooperative control unit 523 determines that the prescribed condition is satisfied when the transmission 12 is not capable of further downshifting the transmission 12 because the transmission 12 is the first gear. Executes braking / driving coordination processing on the condition of In the braking / driving coordination process, the coordination control unit 523 calculates the driving torque request value DTR, and controls the driving torque generator 10 based on the driving torque request value DTR.
- the coordination control unit 523 calculates the braking torque request value BTR so that the total braking torque transmitted to each wheel FL, FR, RL, RR converges to the braking torque request value BTR.
- the operation of the brake actuator 26 is controlled.
- the determination unit 51 acquires the vibration period Y1 and the amplitude Z1 of the vehicle longitudinal acceleration target value GxTr (step S11). Subsequently, the determination unit 51 determines whether or not the longitudinal acceleration target value GxTr is oscillating (step S12). Specifically, the determination unit 51 determines that the vibration period Y1 of the acquired longitudinal acceleration target value GxTr is shorter than the first determination period Y1Th, and the vibration amplitude Z1 of the longitudinal acceleration target value GxTr is the first. When both of them are larger than the determination amplitude Z1Th, it can be determined that the longitudinal acceleration target value GxTr is oscillating. If it is determined that the longitudinal acceleration target value GxTr is oscillating (step S12: YES), the determination unit 51 proceeds to step S17 described later.
- the determination unit 51 acquires the vibration period Y3 and the amplitude Z3 of the gradient equivalent acceleration G ⁇ (step S13).
- the gradient equivalent acceleration G ⁇ is an example of a gradient equivalent value that is a value correlated with the gradient of the road surface on which the vehicle travels, and can be calculated based on the detection signal from the second longitudinal acceleration sensor SE2. More specifically, the gradient equivalent acceleration G ⁇ is a value obtained by performing a known smoothing process on the detection signal from the second longitudinal acceleration sensor SE2. Therefore, even if the longitudinal acceleration Gx of the vehicle vibrates under the condition that the road surface gradient is constant, the gradient equivalent acceleration G ⁇ hardly vibrates.
- the determination unit 51 determines whether or not the gradient equivalent acceleration G ⁇ is oscillating (step S14). Specifically, the determination unit 51 determines that the vibration period Y3 of the acquired gradient equivalent acceleration G ⁇ is shorter than the third determination period Y3Th, and the vibration amplitude Z3 of the gradient equivalent acceleration G ⁇ is the third determination amplitude. When both are larger than Z3Th, it can be determined that the gradient equivalent acceleration G ⁇ is oscillating, that is, the road surface gradient is oscillating. And when it determines with the gradient equivalent acceleration G (theta) vibrating (step S14: YES), the determination part 51 transfers the process to step S17 mentioned later.
- the determination unit 51 acquires the vibration period Y2 and the amplitude Z2 of the longitudinal acceleration Gx of the vehicle (step S15).
- the longitudinal acceleration Gx is a value corresponding to the actual longitudinal acceleration of the vehicle, and can be calculated based on a detection signal from the first longitudinal acceleration sensor SE1.
- the raw value GxRV of the longitudinal acceleration based on the detection signal from the first longitudinal acceleration sensor SE1 includes a noise component as indicated by a broken line in FIG. Therefore, a noise component is removed from the longitudinal acceleration raw value GxRV by filter processing using a bandpass filter or a low-pass filter, and the longitudinal acceleration Gx indicated by the solid line in FIG. 3 is acquired.
- the vibration period PGx of the longitudinal acceleration Gx is derived as the period Y2 and the vibration amplitude AGx is derived as the amplitude Z2 from the waveform indicating the transition of the longitudinal acceleration Gx acquired in this way by using the zero cross method.
- vibration period Y1 and amplitude Z1 of the longitudinal acceleration target value GxTr can also be obtained by the same method as described with reference to FIG.
- vibration period Y3 and the amplitude Z3 of the gradient equivalent acceleration G ⁇ can also be obtained by the same method as described with reference to FIG.
- the determination unit 51 determines whether or not the longitudinal acceleration Gx is oscillating (step S16). Specifically, the determination unit 51 determines that the vibration period Y2 of the acquired longitudinal acceleration Gx is shorter than the second determination period Y2Th, and the vibration amplitude Z2 of the longitudinal acceleration Gx is greater than the second determination amplitude Z2Th. Can be determined that the longitudinal acceleration Gx is oscillating. If it is not determined that the longitudinal acceleration Gx is oscillating (step S16: NO), the determination unit 51 proceeds to the next step S17.
- step S17 the determination unit 51 sets the condition satisfaction flag FLG1 to OFF.
- the condition satisfaction flag FLG1 is a flag that is set to OFF when the prescribed condition is not established, and is set to ON when the prescribed condition is established. And the determination part 51 once complete
- the determination unit 51 sets the condition satisfaction flag FLG1 to ON (step S18). That is, in the present embodiment, the prescribed conditions are that the longitudinal acceleration target value GxTr cannot be determined to be oscillating, the gradient equivalent acceleration G ⁇ cannot be determined to be oscillating, that is, the road surface gradient periodically changes. This includes everything that cannot be determined as being present and that it can be determined that the longitudinal acceleration Gx is vibrating. Thereafter, the determination unit 51 once ends this processing routine.
- This processing routine is a routine that is repeatedly executed, and is executed at a timing when a predetermined time has elapsed since the end of the previous execution of this processing routine.
- the specified time is a time corresponding to the control cycle.
- the braking / driving control unit 52 determines whether or not the condition satisfaction flag FLG1 is set to ON (step S31).
- the condition satisfaction flag FLG1 is set to OFF (step S31: NO)
- the normal control unit 522 of the braking / driving control unit 52 performs normal acceleration control processing (step S31). S32).
- the normal control unit 522 controls the drive torque generator 10, that is, the drive torque, by the acceleration control process.
- the normal control unit 522 controls the driving torque generator 10, that is, the driving torque and applies engine brake to the vehicle by acceleration control processing. Or controlling the braking torque generator 20, that is, the braking torque. Then, the braking / driving control unit 52 once ends this processing routine.
- step S31 when the condition satisfaction flag FLG1 is set to ON in step S31 (YES), since the prescribed condition is satisfied, the braking / driving control unit 52 applies braking torque to the wheels FL, FR, RL, RR. It is determined whether or not it has been assigned (step S33).
- the braking torque is not applied to the wheels FL, FR, RL, and RR, there is a possibility that the longitudinal acceleration Gx of the vehicle vibrates because the driving torque is adjusted in the nonlinear control region of the driving torque.
- the non-linear control region is a control region in which fine adjustment of the drive torque is difficult.
- the vehicle longitudinal acceleration Gx may vibrate because the braking torque is adjusted in the nonlinear control region of the braking torque. .
- step S33: YES when braking torque is applied to the wheels FL, FR, RL, and RR (step S33: YES), the braking / driving control unit 52 proceeds to step S38 to be described later.
- step S33: NO when the braking torque is not applied to the wheels FL, FR, RL, and RR (step S33: NO), the braking / driving control unit 52 determines whether or not the transmission 12 can be downshifted (step) S34). If it is impossible to downshift the transmission 12 because the gear position of the transmission 12 is the first gear position (step S34: NO), the braking / driving control unit 52 proceeds to step S38 to be described later. To do.
- step S34 YES
- the gear shift control unit 521 of the braking / driving control unit 52 performs the gear shift process.
- the transmission 12 is downshifted, that is, the gear position of the transmission 12 is lowered by one (step S35).
- the normal control unit 522 of the braking / driving control unit 52 performs a normal acceleration control process (step S36), similarly to step S32.
- the braking / driving control unit 52 determines whether or not the elapsed time from the time when the shift process is performed has reached the predetermined time TM (step S37). Some time lag occurs after the shift process is performed until the transmission downshift is actually completed. Therefore, the predetermined time TM is set to a length corresponding to this time lag.
- step S37: NO If the elapsed time is less than the predetermined time TM (step S37: NO), the braking / driving control unit 52 proceeds to step S36 described above. On the other hand, when the elapsed time has reached the predetermined time TM (step S37: YES), the braking / driving control unit 52 once ends this processing routine.
- step S38 the coordination control unit 523 of the braking / driving control unit 52 performs braking / driving coordination processing. That is, in the present embodiment, the braking / driving coordination process is performed when the prescribed condition is satisfied under a situation where the braking torque is applied to the wheels FL, FR, RL, RR. Even if no braking torque is applied to the wheels FL, FR, RL, and RR, if the shift stage of the transmission 12 is in the lowest state by the shift control, the prescribed condition is satisfied even if the shift process is performed. The braking / driving coordination process is performed on the condition that the current state continues.
- the response of the braking torque resulting from the operation of the braking actuator 26 is higher than the response of the driving torque resulting from the driving of the engine 11. Therefore, the cooperative control unit 523 holds the driving torque output from the engine 11, that is, the driving torque request value DTR, at a value larger than the driving torque at the time when the prescribed condition is satisfied in the braking / driving cooperative processing.
- the driving torque request value DTR is made equal to the sum of the reference driving torque DTB and the offset value X in the braking / driving coordination processing.
- the offset value X is a value corresponding to the difference between the upper limit and the lower limit of the non-linear control region of the drive torque.
- the coordination control unit 523 derives the operation amount of the braking actuator 26, that is, the braking torque request value BTR, by feedback control using the longitudinal acceleration target value GxTr and the vehicle longitudinal acceleration Gx.
- the cooperative control unit 523 controls the engine 11 based on the drive torque request value DTR calculated in this way, and the brake actuator 26 of the brake actuator 26 based on the brake torque request value BTR calculated in this way. Control the operation.
- the braking / driving control unit 52 determines whether or not the vibration of the longitudinal acceleration Gx of the vehicle is settled (step S39). Specifically, when the vibration amplitude Z2 of the longitudinal acceleration Gx becomes less than the second determination amplitude Z2Th, it can be determined that the vibration of the longitudinal acceleration Gx has subsided. Then, when it cannot be determined that the vibration of the longitudinal acceleration Gx is still settled (step S39: NO), the braking / driving control unit 52 proceeds to step S38 described above. That is, the implementation of the braking / driving coordination process is continued.
- step S40 determines whether or not the longitudinal acceleration Gx is equal to or less than the longitudinal acceleration target value GxTr.
- the longitudinal acceleration Gx is equal to or less than the longitudinal acceleration target value GxTr.
- the braking control is necessary. It can be determined that there is.
- step S40 the cooperative control unit 523 of the braking / driving control unit 52 performs the degeneration process of the braking control and the acceleration control process by the engine control.
- Step S41 the cooperative control unit 523 gradually decreases the braking torque request value BTR toward “0” in the braking control degeneration process.
- the cooperative control unit 523 calculates the drive torque request value DTR so that the longitudinal acceleration Gx converges to the longitudinal acceleration target value GxTr, and the engine 11 is operated based on the drive torque request value DTR. Control.
- the cooperative control unit 523 ends the process of step S41. Thereafter, the braking / driving control unit 52 once ends this processing routine.
- step S40 when it is determined in step S40 that the braking control needs to be performed (step S40: NO), the cooperative control unit 523 of the braking / driving control unit 52 performs the engine control degeneration process and performs the braking control.
- An acceleration control process is performed (step S42). That is, the cooperative control unit 523 gradually decreases the drive torque request value DTR toward the drive torque when the engine 11 is idling in the engine control degeneration process. Further, in the acceleration control process by the braking control, the cooperative control unit 523 calculates the braking torque request value BTR so that the longitudinal acceleration Gx converges to the longitudinal acceleration target value GxTr, and the braking actuator 26 based on the braking torque request value BTR. To control. Then, when the driving torque becomes equal to the driving torque during idling by the degeneration process, the cooperative control unit 523 ends the process of step S42. Thereafter, the braking / driving control unit 52 once ends this processing routine.
- the two-dot chain line in FIG. 5A indicates the acceleration corresponding to the lower limit of the driving torque output from the engine 11.
- the solid line in FIG. 5B shows the transition of the drive torque request value DTR, and the hatched region is the drive torque non-linear control region.
- the solid line in FIG. 5C shows the transition of the required braking torque value BTR, and the hatched area is the nonlinear control area for the braking torque.
- the drive torque is adjusted in the non-linear control region, so that the controllability of the drive torque is low.
- the sudden increase and decrease of the drive torque are alternately repeated, and the longitudinal acceleration Gx of the vehicle cannot be converged to the longitudinal acceleration target value GxTr, and the longitudinal acceleration Gx vibrates.
- the specified condition is satisfied at the first timing t11. It is determined. Note that, when the drive torque request value DTR is a negative value, the drive torque transmitted to the wheels FL, FR, RL, RR is negative, so the engine brake is applied to the vehicle.
- the braking torque is not applied to the wheels FL, FR, RL, RR, and the shift stage of the transmission 12 is the third shift stage. Therefore, the shift process is performed at the first timing t11. Is done.
- the transmission speed of the transmission 12 is changed from the third speed to the second speed.
- the acceleration corresponding to the lower limit of the drive torque output from the engine 11 is reduced as shown by a two-dot chain line in FIG. 5A, and therefore, the transmission as shown by the one-dot chain line in FIG.
- the lower limit DTLm of the drive torque that can be transmitted to the front wheels FL and FR that are drive wheels via 12 can be reduced.
- the non-linear control region of the drive torque can be lowered to the lower side in the figure.
- the drive torque request value DTR becomes larger than the upper limit of the nonlinear control region.
- the drive torque can be controlled in a control region outside the non-linear control region.
- the longitudinal acceleration Gx can be converged to the longitudinal acceleration target value GxTr, and hence vibration of the longitudinal acceleration Gx can be suppressed. . Therefore, it is possible to make it difficult for the vehicle occupant to feel the poor ride comfort.
- the state in which the longitudinal acceleration Gx vibrates can be eliminated by performing the shift process without performing the braking / driving coordination process. That is, vibration of the longitudinal acceleration Gx can be suppressed while suppressing an increase in vehicle energy loss.
- the vibration of the longitudinal acceleration Gx may not be suppressed only by performing the shift process once. In this case, the speed change process is performed again, and the gear position of the transmission 12 is further lowered by one.
- the vibration of the longitudinal acceleration Gx can be suppressed while the shift process is being performed many times until the shift stage of the transmission 12 becomes the first shift stage, the braking / driving coordination process is not performed. Also gets better.
- the speed change process is performed.
- the braking / driving coordination process is performed without the implementation. This is because the longitudinal acceleration Gx may vibrate because the braking torque is applied to the wheels FL, FR, RL, and RR. In such a case, the vibration of the longitudinal acceleration Gx cannot be suppressed even if the transmission process is performed and the transmission 12 is downshifted.
- the driving torque request value DTR which is a command value for the engine 11 that is a low-responsive device among the engine 11 and the braking actuator 26, is obtained from the driving torque at the time when the prescribed condition is satisfied. Is also held at a large value. As a result, the drive torque is adjusted in a control region outside the non-linear control region.
- a braking torque request value BTR which is a command value for the braking actuator 26, is calculated by the feedback control.
- the braking torque is also larger than when the prescribed condition is satisfied.
- the braking torque can be adjusted in the control region outside the nonlinear control region by performing the braking / driving coordination processing. . Therefore, the braking torque can be controlled with high accuracy.
- the two-dot chain line in FIG. 6A indicates the acceleration corresponding to the lower limit of the drive torque output from the engine 11.
- the solid line in FIG. 6B shows the transition of the drive torque request value DTR, and the hatched area is the non-linear control area of the drive torque.
- the solid line in FIG. 6C shows the transition of the braking torque request value BTR, and the hatched area is the braking torque non-linear control area.
- the case where the driving torque is adjusted and the case where the braking torque is adjusted are alternately repeated.
- the target value GxTr is oscillating and the gradient equivalent acceleration G ⁇ is not oscillating
- the longitudinal acceleration Gx of the vehicle is oscillating.
- the specified condition is satisfied at the first timing t21.
- the gear position of the transmission 12 is the first gear position, it is impossible to further downshift the transmission 12 by performing the shift process. Therefore, the execution of the braking / driving coordination process is started at the first timing t21. Then, by executing this braking / driving coordination processing, the driving torque request value DTR, which is a command value for the engine 11 that is a low-responsive device among the engine 11 and the braking actuator 26, is obtained from the driving torque at the time when the prescribed condition is satisfied. Is also held at a large value. As a result, the drive torque is adjusted in a control region outside the non-linear control region.
- a braking torque request value BTR which is a command value for the braking actuator 26, is calculated by the feedback control.
- the braking torque is also larger than when the prescribed condition is satisfied.
- the braking torque can be adjusted in the control region outside the nonlinear control region by performing the braking / driving coordination processing. . Therefore, the braking torque can be controlled with high accuracy.
- the braking / driving coordination processing By executing the braking / driving coordination processing in this way, the case where the braking torque is adjusted and the case where the driving torque is adjusted are not alternately repeated, and the occurrence of a sudden change in the driving torque and the braking torque is suppressed. Can do. As a result, the vibration of the longitudinal acceleration Gx of the vehicle is suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of vibration of the vehicle longitudinal acceleration Gx when the longitudinal acceleration target value GxTr and the gradient equivalent acceleration G ⁇ are not oscillating, and thus the occupant of the vehicle may feel a deterioration in riding comfort. Can be suppressed.
- the execution of the braking / driving coordination processing is ended.
- the braking control degeneration process is performed, and the braking torque is gradually reduced.
- the drive torque request value DTR is also gradually decreased. For this reason, even after the completion of the braking / driving coordination processing, the state in which the longitudinal acceleration Gx converges to the longitudinal acceleration target value GxTr is maintained.
- the longitudinal acceleration Gx vibrates even if the shift process is performed once because the prescribed condition is satisfied under the condition that the braking torque is not applied to the wheels FL, FR, RL, and RR. If this is not possible, the shift process is performed again if further downshifting of the transmission 12 is possible.
- the present invention is not limited to this, and if the state in which the longitudinal acceleration Gx is oscillating cannot be resolved even if the shift process is performed once, the braking / driving coordination process is performed even if the transmission 12 can be further downshifted. You may do it.
- the prescribed condition in a situation where the prescribed condition is established, the prescribed condition is established as compared to the case where the braking / driving coordination processing is not performed until the gear position of the transmission 12 becomes the lowest state. It can suppress that a state continues over a long term.
- the shift speed of the transmission 12 may be lowered by two or more.
- the vehicle provided with the control apparatus 50 may be the structure provided with the continuously variable transmission which can change a gear ratio in steps as a transmission.
- the downshift in such a continuously variable transmission is to increase the gear ratio.
- the pseudo shift stage of the continuously variable transmission is lowered by the shift process.
- the vibration of the longitudinal acceleration Gx can be suppressed.
- Hybrid vehicles and electric vehicles are known as vehicles equipped with such a drive torque generator.
- an electric vehicle there is a vehicle in which the transmission is not disposed between the drive motor and the drive wheel.
- the braking / driving cooperation processing is performed regardless of whether or not the braking torque is applied to the wheels FL, FR, RL, RR. Become.
- the braking torque generator can apply braking torque to the wheels FL, FR, RL, RR by operating a brake mechanism provided for the wheels FL, FR, RL, RR
- the brake fluid may not be used.
- the braking torque generator may be an electric braking device in which a braking motor is provided for each of the wheels FL, FR, RL, and RR.
- the braking torque request value BTR is fixed after the driving torque request value DTR is fixed at a constant value. Is calculated by feedback control.
- the braking torque request value BTR is larger than the braking torque at the time when the prescribed condition is satisfied in the braking / driving coordination processing.
- the drive torque request value DTR may be calculated by feedback control after being fixed by the value.
- the torque request value for one of the driving torque generator 10 and the braking torque generator 20 is equal to the sum of the torque request value when the specified condition is satisfied and the offset value X
- the torque request value output from the other device is calculated by feedback control.
- the present invention is not limited to this, and the torque request value may be calculated by another method as long as the torque request value for one device can be made larger than the torque at the time when the prescribed condition is satisfied.
- the torque request value for one device is held at a value equal to a product obtained by multiplying the torque request value at the time when the specified condition is satisfied by a predetermined gain value (a value greater than 1, for example, 1.3). You may make it do.
- the vehicle is provided with a wheel speed sensor for detecting the wheel speeds of the wheels FL, FR, RL, RR, and each wheel FL, FR, RL calculated based on a detection signal from each wheel speed sensor. , The vehicle body speed of the vehicle is calculated based on at least one of the wheel speeds of RR.
- a value obtained by differentiating the wheel speed with respect to time may be applied as the longitudinal acceleration Gx.
- the control device 50 may be applied to a vehicle on which a road surface on which the vehicle travels or a value corresponding to the gradient cannot be acquired. In this case, it is determined that the prescribed condition is satisfied when both the determination that the longitudinal acceleration target value GxTr is oscillating and the determination that the longitudinal acceleration Gx is oscillating are both established. It will be.
- the braking torque generator when the braking torque generator is operated by the braking / driving coordination process, the braking torque is applied to all the wheels FL, FR, RL, RR. However, if the vehicle can be decelerated by applying the braking torque, the braking torque is applied only to some of the wheels FL, FR, RL, RR (for example, only the front wheels FL, FR). You may do it.
- the drive torque generator 10 may be a device that can apply drive torque to the rear wheels RR and RL, or a device that can apply drive torque to all the wheels FL, FR, RL, and RR. It may be. Further, the drive torque generator may be a device having both the engine and the electric motor as a power source for the vehicle, or may be a device having only the electric motor as a power source for the vehicle. Further, the vehicle may be an in-wheel electric vehicle provided with a drive motor provided for each of the wheels FL, FR, RL, and RR as a drive torque generator.
- the target acceleration setting unit 100 may not be provided in the vehicle as long as the control device 50 can receive the longitudinal acceleration target value GxTr.
- the target acceleration setting unit 100 may be provided in a portable terminal (such as a tablet terminal or a smartphone) owned by a vehicle occupant or may be provided in a server outside the vehicle.
- the vehicle is provided with a receiving unit that receives data related to the longitudinal acceleration target value GxTr transmitted from the target acceleration setting unit 100, and the control device 50 receives the data received by the receiving unit.
- the control device 50 can acquire the longitudinal acceleration target value GxTr and control the longitudinal acceleration Gx based on the longitudinal acceleration target value GxTr.
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Abstract
車両の制御装置(50)は、前後加速度目標値が振動していると判定できないこと、及び、車両の前後加速度が振動していると判定できることを含む規定条件が成立しているか否かを判定する判定部(51)と、規定条件が成立していると判定されていることを条件に、駆動トルク発生装置(10)及び制動トルク発生装置(20)のうち、一方の装置から出力されるトルクを、規定条件の成立時点の当該トルクよりも大きい値で保持し、他方の装置から出力されるトルクを、前後加速度目標値と車両の前後加速度とを用いたフィードバック制御によって調整する制駆動協調処理を実施する協調制御部(523)とを備える。
Description
本発明は、車両の前後加速度を制御する車両の制御装置に関する。
アダプティブクルーズコントロールやオートマティックオペレーションコントロールなどのように車両の前後加速度の自動調整機能を有する車両には、前後加速度の目標値である前後加速度目標値を演算する目標演算部が設けられている。特許文献1には、アダプティブクルーズコントロールによって車両が走行しているときにおける前後加速度目標値の演算方法の一例が記載されている。すなわち、特許文献1によれば、目標演算部では、自車両の前方を走行する先行車との車間距離を設定車間距離で保持できるように前後加速度目標値が演算される。
そして、前後加速度の自動調整機能を有する車両では、このように演算された前後加速度目標値と、車両の実際の前後加速度との関係を基に、駆動トルク発生装置から出力される駆動トルク、及び、制動トルク発生装置から出力される制動トルクが制御される。
ところで、駆動トルク発生装置や制動トルク発生装置が、トルクの微調整が困難な制御領域である非線形制御領域を有していることがある。この非線形制御領域内でトルクを制御する場合、トルクが必要以上に大きくなったり小さくなったりし、車両の実際の前後加速度を前後加速度目標値に収束させにくい。そのため、非線形制御領域内でトルクの調整を行う場合、トルクの急増と急減とが交互に繰り返され、前後加速度目標値が振動していないにも拘わらず、車両の実際の前後加速度が振動してしまうことがある。
また、前後加速度目標値と車両の実際の前後加速度とによっては、駆動トルクを増大させる場合と、制動トルクを増大させる場合とが交互に繰り返されてしまうことがある。このような場合であっても、前後加速度目標値が振動していないにも拘わらず、車両の実際の前後加速度が振動してしまうことがある。
そして、このように車両の実際の前後加速度が振動していると、乗り心地の悪さを車両の乗員が感じてしまうおそれがある。
上記課題を解決するための車両の制御装置は、車両の車輪に駆動トルクを出力する駆動トルク発生装置と、車両の車輪に制動トルクを出力する制動トルク発生装置と、を備える車両に適用され、車両の前後加速度の目標値である車両の前後加速度目標値を基に、車両の前後加速度を制御する装置である。この車両の制御装置は、前後加速度目標値の振動の振幅が第1の判定振幅以下であること、及び、車両の前後加速度の振動の振幅が第2の判定振幅よりも大きいことを含む規定条件が成立しているか否かを判定する判定部と、規定条件が成立していると判定されていることを条件に、駆動トルク発生装置及び制動トルク発生装置のうち、一方の装置から出力されるトルクを、規定条件の成立時点の当該トルクよりも大きい値で保持し、他方の装置から出力されるトルクを、前後加速度目標値と車両の前後加速度とを用いたフィードバック制御によって調整する制駆動協調処理を実施する協調制御部と、を備える。
前後加速度目標値の振動の振幅が第1の判定振幅以下であるときには、前後加速度目標値が振動していると判定することができない。また、車両の前後加速度の振動の振幅が第2の判定振幅よりも大きいときには、車両の前後加速度が振動していると判定することができる。
上記構成では、規定条件が成立すると、制駆動協調処理の実施によって、駆動トルク発生装置及び制動トルク発生装置のうち、一方の装置から出力されるトルクが規定条件の成立時点でのトルクよりも大きい値で保持され、他方の装置から出力されるトルクが上記フィードバック制御によって調整される。そのため、一方の装置から出力されるトルク、及び、他方の装置から出力されるトルクの双方を、規定条件の成立時点よりも大きくすることができる。すなわち、一方の装置から出力されるトルク、及び、他方の装置から出力されるトルクの双方を非線形制御領域外の制御領域で調整することが可能となり、結果として、他方の装置から出力されるトルクの微調整が規定条件の成立以前よりも容易となる。
また、このような制駆動協調処理を実施することで、駆動トルクを調整する期間と制動トルクを調整する期間とが交互に繰り返されてしまうことも抑制できる。
したがって、前後加速度目標値が振動していないときにおける車両の前後加速度の振動の発生を抑制することができ、ひいては、乗り心地の悪化を車両の乗員が感じてしまうことを抑制できるようになる。
したがって、前後加速度目標値が振動していないときにおける車両の前後加速度の振動の発生を抑制することができ、ひいては、乗り心地の悪化を車両の乗員が感じてしまうことを抑制できるようになる。
以下、車両の制御装置の一実施形態を図1~図6に従って説明する。
図1には、本実施形態の制御装置50を備える車両が図示されている。図1に示すように、車両は、複数(本実施形態では4つ)の車輪(左前輪FL、右前輪FR、左後輪RL及び右後輪RR)を有する前輪駆動車である。この車両には、駆動輪である前輪FL,FRに駆動トルクを出力する駆動トルク発生装置10と、各車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクを出力する制動トルク発生装置20とが設けられている。
図1には、本実施形態の制御装置50を備える車両が図示されている。図1に示すように、車両は、複数(本実施形態では4つ)の車輪(左前輪FL、右前輪FR、左後輪RL及び右後輪RR)を有する前輪駆動車である。この車両には、駆動輪である前輪FL,FRに駆動トルクを出力する駆動トルク発生装置10と、各車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクを出力する制動トルク発生装置20とが設けられている。
駆動トルク発生装置10は、車両の動力源の一例であるエンジン11と、変速段を自動で変更可能なトランスミッション12と、ディファレンシャルギア13とを有している。そして、エンジン11から出力された駆動トルクは、トランスミッション12及びディファレンシャルギア13を介し、各前輪FL,FRに伝達される。なお、本実施形態では、トランスミッション12として、前進6段の有段式のものが採用されている。この場合、第1の変速段が最も低い変速段であり、トランスミッション12の変速段が第1の変速段であるときには、トランスミッション12をさらにダウンシフトさせることが不能である。すなわち、第1の変速段が、最も低い変速段である。
制動トルク発生装置20は、ブレーキペダルなどの制動操作部材22が連結されている液圧発生装置21と、制動アクチュエータ26とを有している。制動アクチュエータ26の液圧回路には、車輪FL,FR,RL,RRに設けられているブレーキ機構30a,30b,30c,30dのホイールシリンダ31が接続されている。これらブレーキ機構30a~30dは、ホイールシリンダ31内の液圧であるWC圧が高いほど、大きな制動トルクを車輪FL,FR,RL,RRに付与することができるようにそれぞれ構成されている。
液圧発生装置21では、制動操作部材22を車両の運転者が操作すると、制動操作部材22に入力された操作力がブースタ23によって助勢された状態でマスタシリンダ24に入力され、マスタシリンダ24内では、入力された操作力に応じた液圧であるMC圧が発生する。すると、液圧発生装置21からは制動アクチュエータ26の液圧回路を介してホイールシリンダ31にブレーキ液が供給される。その結果、ホイールシリンダ31内のWC圧が、制動操作部材22に入力される操作力が大きいほど高くなる。
制動アクチュエータ26は、運転手が制動操作を行っていない場合であっても各車輪FL,FR,RL,RRに対する制動トルクを調整できるように、すなわち各ホイールシリンダ31内のWC圧を調整できるように構成されている。
次に、図1を参照し、車両の制御装置50について説明する。
図1に示すように、制御装置50には、車両に作用する前後方向の加速度に応じた検出信号を出力する2つの前後加速度センサSE1,SE2が電気的に接続されている。各前後加速度センサSE1,SE2のうち、第1の前後加速度センサSE1から出力される検出信号は、アダプティブクルーズコントロールやオートマティックオペレーションコントロールなどのように車両の前後加速度を自動調整する車両制御が実施されているときに用いられる。また、第2の前後加速度センサSE2から出力される検出信号は、車両の走行する路面の勾配を推定する際に用いられる。
図1に示すように、制御装置50には、車両に作用する前後方向の加速度に応じた検出信号を出力する2つの前後加速度センサSE1,SE2が電気的に接続されている。各前後加速度センサSE1,SE2のうち、第1の前後加速度センサSE1から出力される検出信号は、アダプティブクルーズコントロールやオートマティックオペレーションコントロールなどのように車両の前後加速度を自動調整する車両制御が実施されているときに用いられる。また、第2の前後加速度センサSE2から出力される検出信号は、車両の走行する路面の勾配を推定する際に用いられる。
また、制御装置50には、車両の前後加速度を自動調整する車両制御が実施されるときに前後加速度の目標値である前後加速度目標値GxTrを設定する目標加速度設定部100と通信可能となっている。そのため、制御装置50は、目標加速度設定部100から入力された前後加速度目標値GxTrを基に車両の前後加速度Gxを制御する。
制御装置50は、前後加速度目標値GxTrを基に駆動トルク発生装置10及び制動トルク発生装置20を制御するための機能部として、判定部51及び制駆動制御部52を有している。
判定部51は、後述する変速処理や制駆動協調処理を実施させるか否かを判断するための条件である規定条件が成立しているか否かを判定する。
制駆動制御部52は、前後加速度Gxを前後加速度目標値GxTrに収束させるべく、駆動トルク発生装置10及び制動トルク発生装置20のうちの少なくとも1つの装置を制御する。すなわち、制駆動制御部52は、変速制御部521、通常制御部522及び協調制御部523を含んでいる。
制駆動制御部52は、前後加速度Gxを前後加速度目標値GxTrに収束させるべく、駆動トルク発生装置10及び制動トルク発生装置20のうちの少なくとも1つの装置を制御する。すなわち、制駆動制御部52は、変速制御部521、通常制御部522及び協調制御部523を含んでいる。
変速制御部521は、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されていない状況下で規定条件が成立していることを条件に、トランスミッション12をダウンシフトさせる変速処理を実施する。また、変速制御部521は、規定条件が成立している場合であっても、トランスミッション12の変速段が第1の変速段であるためにトランスミッション12をさらにダウンシフトさせることが不能であるときには、変速処理を実施しない。
通常制御部522は、規定条件が成立していないことを条件に、駆動トルク及び制動トルクの少なくとも一方のトルクを制御する通常の加速度制御処理を実施する。すなわち、通常制御部522は、駆動トルクを制御する加速度制御処理では、前後加速度目標値GxTrと前後加速度Gxとを基に駆動トルクの要求値である駆動トルク要求値DTRを演算し、この駆動トルク要求値DTRに前輪FL,FRに伝達される駆動トルクの合計が収束するように駆動トルク発生装置10を制御する。また、通常制御部522は、制動トルクを制御する加速度制御処理では、前後加速度目標値GxTrと前後加速度Gxとを基に制動トルクの要求値である制動トルク要求値BTRを演算し、各車輪FL,FR,RL,RRに伝達される制動トルクの合計が制動トルク要求値BTRに収束するように制動アクチュエータ26の作動を制御する。
協調制御部523は、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されている場合、規定条件が成立していることを条件に、駆動トルク及び制動トルクの双方を制御する制駆動協調処理を実施する。また、協調制御部523は、トランスミッション12の変速段が第1の変速段であるためにトランスミッション12をさらにダウンシフトさせることが不能である場合、規定条件が成立していると判定されていることを条件に制駆動協調処理を実施する。そして、協調制御部523は、制駆動協調処理では、駆動トルク要求値DTRを演算し、この駆動トルク要求値DTRを基に駆動トルク発生装置10を制御する。また、協調制御部523は、制駆動協調処理では、制動トルク要求値BTRを演算し、各車輪FL,FR,RL,RRに伝達される制動トルクの合計が制動トルク要求値BTRに収束するように制動アクチュエータ26の作動を制御する。
次に、図2及び図3を参照し、規定条件が成立しているか否かを判定するために判定部51が実行する処理ルーチンについて説明する。なお、本処理ルーチンは、予め設定された制御サイクル毎に実行される。
図2に示すように、本処理ルーチンにおいて、判定部51は、車両の前後加速度目標値GxTrの振動の周期Y1及び振幅Z1を取得する(ステップS11)。続いて、判定部51は、前後加速度目標値GxTrが振動しているか否かを判定する(ステップS12)。具体的には、判定部51は、取得した前後加速度目標値GxTrの振動の周期Y1が第1の判定周期Y1Thよりも短いこと、及び、前後加速度目標値GxTrの振動の振幅Z1が第1の判定振幅Z1Thよりも大きいことの双方が成立しているときに、前後加速度目標値GxTrが振動していると判定することができる。そして、前後加速度目標値GxTrが振動していると判定した場合(ステップS12:YES)、判定部51は、その処理を後述するステップS17に移行する。
一方、前後加速度目標値GxTrが振動していると判定しない場合(ステップS12:NO)、判定部51は、勾配相当加速度Gθの振動の周期Y3及び振幅Z3を取得する(ステップS13)。この勾配相当加速度Gθは、車両の走行する路面の勾配と相関する値である勾配相当値の一例であり、第2の前後加速度センサSE2からの検出信号を基に演算することができる。詳述すると、勾配相当加速度Gθは、第2の前後加速度センサSE2からの検出信号に対して周知のなまし処理を施した値である。そのため、路面勾配が一定である状況下で車両の前後加速度Gxが振動していたとしても、勾配相当加速度Gθはほとんど振動しない。続いて、判定部51は、勾配相当加速度Gθが振動しているか否かを判定する(ステップS14)。具体的には、判定部51は、取得した勾配相当加速度Gθの振動の周期Y3が第3の判定周期Y3Thよりも短いこと、及び、勾配相当加速度Gθの振動の振幅Z3が第3の判定振幅Z3Thよりも大きいことの双方が成立しているときに、勾配相当加速度Gθが振動している、すなわち路面勾配が振動していると判定することができる。そして、勾配相当加速度Gθが振動していると判定した場合(ステップS14:YES)、判定部51は、その処理を後述するステップS17に移行する。
一方、勾配相当加速度Gθが振動していると判定しない場合(ステップS14:NO)、判定部51は、車両の前後加速度Gxの振動の周期Y2及び振幅Z2を取得する(ステップS15)。この前後加速度Gxは、車両の実際の前後加速度に相当する値であり、第1の前後加速度センサSE1からの検出信号を基に演算することができる。
ここで、図3を参照し、前後加速度Gxの振動の周期Y2及び振幅Z2の取得方法の一例について説明する。第1の前後加速度センサSE1からの検出信号に基づいた前後加速度の生値GxRVには、図3に破線で示すように、ノイズ成分が含まれている。そのため、バンドパスフィルタやローパスフィルタを用いたフィルタ処理によって前後加速度の生値GxRVからノイズ成分を取り除き、図3に実線で示す前後加速度Gxが取得される。そして、このように取得した前後加速度Gxの推移を示す波形から、ゼロクロス法を用いることで前後加速度Gxの振動の周期PGxが周期Y2として導出されるとともに、振動の振幅AGxが振幅Z2として導出される。
なお、前後加速度目標値GxTrの振動の周期Y1及び振幅Z1も、図3を用いて説明した方法と同様の方法で取得することができる。また、勾配相当加速度Gθの振動の周期Y3及び振幅Z3も、図3を用いて説明した方法と同様の方法で取得することができる。
図2に戻り、判定部51は、前後加速度Gxが振動しているか否かを判定する(ステップS16)。具体的には、判定部51は、取得した前後加速度Gxの振動の周期Y2が第2の判定周期Y2Thよりも短いこと、及び、前後加速度Gxの振動の振幅Z2が第2の判定振幅Z2Thよりも大きいことの双方が成立しているときに、前後加速度Gxが振動していると判定することができる。そして、前後加速度Gxが振動していると判定しない場合(ステップS16:NO)、判定部51は、その処理を次のステップS17に移行する。
ステップS17において、判定部51は、条件成立フラグFLG1にオフをセットする。この条件成立フラグFLG1は、規定条件が成立してないときにはオフがセットされる一方で、規定条件が成立しているときにはオンがセットされるフラグである。そして、判定部51は、本処理ルーチンを一旦終了する。
一方、ステップS16において、前後加速度Gxが振動していると判定した場合(YES)、判定部51は、条件成立フラグFLG1にオンをセットする(ステップS18)。すなわち、本実施形態では、規定条件は、前後加速度目標値GxTrが振動していると判定できないこと、勾配相当加速度Gθが振動していると判定できないこと、すなわち路面勾配が周期的に変化していると判定できないこと、及び、前後加速度Gxが振動していると判定できることの全てを含んでいる。その後、判定部51は、本処理ルーチンを一旦終了する。
次に、図4を参照し、前後加速度目標値GxTrに基づいて車両制御を行うべく制駆動制御部52が実行する処理ルーチンについて説明する。本処理ルーチンは、繰り返し実行されるルーチンであって、本処理ルーチンの前回の実行終了時から規定時間が経過したタイミングで実行される。なお、規定時間は、上記制御サイクルに応じた時間である。
図4に示すように、本処理ルーチンにおいて、制駆動制御部52は、条件成立フラグFLG1にオンがセットされているか否かを判定する(ステップS31)。条件成立フラグFLG1にオフがセットされている場合(ステップS31:NO)、規定条件が成立していないため、制駆動制御部52の通常制御部522は、通常の加速度制御処理を実施する(ステップS32)。すなわち、通常制御部522は、車両の前後加速度Gxが前後加速度目標値GxTr以下である場合には、加速度制御処理によって駆動トルク発生装置10、すなわち駆動トルクを制御する。一方、通常制御部522は、車両の前後加速度Gxが前後加速度目標値GxTrよりも大きい場合には、加速度制御処理によって、駆動トルク発生装置10、すなわち駆動トルクを制御してエンジンブレーキを車両に付与したり、制動トルク発生装置20、すなわち制動トルクを制御したりする。そして、制駆動制御部52は、本処理ルーチンを一旦終了する。
一方、ステップS31において、条件成立フラグFLG1にオンがセットされている場合(YES)、規定条件が成立しているため、制駆動制御部52は、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されているか否かを判定する(ステップS33)。車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されていない場合、駆動トルクが駆動トルクの非線形制御領域で調整されているために車両の前後加速度Gxが振動している可能性がある。非線形制御領域とは、駆動トルクの微調整が困難な制御領域のことである。一方、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されている場合、制動トルクが制動トルクの非線形制御領域で調整されているために車両の前後加速度Gxが振動している可能性がある。
そのため、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されている場合(ステップS33:YES)、制駆動制御部52は、その処理を後述するステップS38に移行する。一方、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されていない場合(ステップS33:NO)、制駆動制御部52は、トランスミッション12をダウンシフトさせることができるか否かを判定する(ステップS34)。トランスミッション12の変速段が第1の変速段であるためにトランスミッション12をダウンシフトさせることが不能である場合(ステップS34:NO)、制駆動制御部52は、その処理を後述するステップS38に移行する。
一方、トランスミッション12の変速段が第1の変速段ではないためにトランスミッション12をダウンシフトさせることが可能である場合(ステップS34:YES)、制駆動制御部52の変速制御部521は、変速処理によってトランスミッション12をダウンシフトさせる、すなわちトランスミッション12の変速段を1つだけ下げる(ステップS35)。続いて、制駆動制御部52の通常制御部522は、上記ステップS32と同様に、通常の加速度制御処理を実施する(ステップS36)。そして、制駆動制御部52は、変速処理が実施された時点からの経過時間が所定時間TMに達したか否かを判定する(ステップS37)。変速処理が実施されてから、トランスミッションのダウンシフトが実際に完了するまでに多少のタイムラグが発生する。そのため、所定時間TMは、このタイムラグに応じた長さに設定されている。
そして、経過時間が所定時間TM未満である場合(ステップS37:NO)、制駆動制御部52は、その処理を前述したステップS36に移行する。一方、経過時間が所定時間TMに達している場合(ステップS37:YES)、制駆動制御部52は、本処理ルーチンを一旦終了する。
ステップS38において、制駆動制御部52の協調制御部523は、制駆動協調処理を実施する。すなわち、本実施形態では、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されている状況下で規定条件が成立したときには、制駆動協調処理が実施される。また、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されていなくても変速制御によってトランスミッション12の変速段が最も低い状態になった場合、変速処理を実施しても規定条件が成立している状態が継続していることを条件に、制駆動協調処理が実施される。
本実施形態の制御装置50を備える車両にあっては、制動アクチュエータ26の作動に起因する制動トルクの応答性の方が、エンジン11の駆動に起因する駆動トルクの応答性よりも高い。そのため、協調制御部523は、制駆動協調処理では、エンジン11から出力される駆動トルク、すなわち駆動トルク要求値DTRを、規定条件の成立時点の駆動トルクよりも大きい値で保持する。具体的には、規定条件の成立時点の駆動トルクを基準駆動トルクDTBとした場合、制駆動協調処理では、駆動トルク要求値DTRを、基準駆動トルクDTBにオフセット値Xを加算した和と等しくする。なお、オフセット値Xは、駆動トルクの非線形制御領域の上限と下限との差分に応じた値である。
また、協調制御部523は、制駆動協調処理では、制動アクチュエータ26の作動量、すなわち制動トルク要求値BTRを、前後加速度目標値GxTrと車両の前後加速度Gxとを用いたフィードバック制御によって導出する。
そして、協調制御部523は、制駆動協調処理では、このように演算した駆動トルク要求値DTRを基にエンジン11を制御し、このように演算した制動トルク要求値BTRを基に制動アクチュエータ26の作動を制御する。
続いて、制駆動制御部52は、車両の前後加速度Gxの振動が収まったか否かを判定する(ステップS39)。具体的には、前後加速度Gxの振動の振幅Z2が第2の判定振幅Z2Th未満になったときに、前後加速度Gxの振動が収まったと判定することができる。そして、前後加速度Gxの振動が未だ収まったと判定できない場合(ステップS39:NO)、制駆動制御部52は、その処理を前述したステップS38に移行する。すなわち、制駆動協調処理の実施が継続される。
一方、前後加速度Gxの振動が収まったと判定した場合(ステップS39:YES)、制駆動制御部52は、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクを付与する制動制御の実施が不要であるか否かを判定する(ステップS40)。前後加速度Gxが前後加速度目標値GxTr以下である場合には制動制御の実施が不要であると判定できる一方、前後加速度Gxが前後加速度目標値GxTrよりも大きい場合には制動制御の実施が必要であると判定できる。そのため、制動制御の実施が不要であると判定した場合(ステップS40:YES)、制駆動制御部52の協調制御部523は、制動制御の縮退処理を実施し、且つ、エンジン制御による加速度制御処理を実施する(ステップS41)。すなわち、協調制御部523は、制動制御の縮退処理では、制動トルク要求値BTRを「0」に向けて徐々に小さくする。また、協調制御部523は、エンジン制御による加速度制御処理では、前後加速度Gxを前後加速度目標値GxTrに収束させるべく駆動トルク要求値DTRを演算し、この駆動トルク要求値DTRを基にエンジン11を制御する。そして、協調制御部523は、縮退処理によって制動トルクが「0」と等しくなると、ステップS41の処理を終了する。その後、制駆動制御部52は、本処理ルーチンを一旦終了する。
一方、ステップS40において制動制御の実施が必要であると判定した場合(ステップS40:NO)、制駆動制御部52の協調制御部523は、エンジン制御の縮退処理を実施し、且つ、制動制御による加速度制御処理を実施する(ステップS42)。すなわち、協調制御部523は、エンジン制御の縮退処理では、駆動トルク要求値DTRをエンジン11のアイドリング時の駆動トルクに向けて徐々に小さくする。また、協調制御部523は、制動制御による加速度制御処理では、前後加速度Gxを前後加速度目標値GxTrに収束させるべく制動トルク要求値BTRを演算し、この制動トルク要求値BTRを基に制動アクチュエータ26を制御する。そして、協調制御部523は、縮退処理によって駆動トルクがアイドリング時の駆動トルクと等しくなると、ステップS42の処理を終了する。その後、制駆動制御部52は、本処理ルーチンを一旦終了する。
次に、図5を参照し、規定条件が成立している状況下で変速処理を実施することで、車両の前後加速度Gxの振動を収束させる場合の作用を効果とともに説明する。なお、図5(a)における二点鎖線は、エンジン11から出力される駆動トルクの下限に対応する加速度を示している。また、図5(b)における実線は駆動トルク要求値DTRの推移を示しており、ハッチングが施されている領域が、駆動トルクの非線形制御領域である。また、図5(c)における実線は制動トルク要求値BTRの推移を示しており、ハッチングが施されている領域が、制動トルクの非線形制御領域である。
図5(a),(b),(c),(d)に示すように、駆動トルクが非線形制御領域で調整されているため、駆動トルクの制御性が低い。その結果、駆動トルクの急増と急減とが交互に繰り返され、車両の前後加速度Gxを前後加速度目標値GxTrに収束させることができず、前後加速度Gxが振動してしまう。このとき、前後加速度目標値GxTrが振動しているとの判定ではなく、且つ、勾配相当加速度Gθが振動しているとの判定ではないため、第1のタイミングt11で規定条件が成立していると判定される。なお、駆動トルク要求値DTRが負の値である場合、車輪FL,FR,RL,RRに伝達される駆動トルクが負となるため、車両にはエンジンブレーキが付与される。
図5に示す例では、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されていないとともに、トランスミッション12の変速段が第3の変速段であるため、第1のタイミングt11で変速処理が実施される。その結果、トランスミッション12の変速段が第3速の変速段から第2の変速段に変更される。これにより、図5(a)に二点鎖線で示すように、エンジン11から出力される駆動トルクの下限に対応する加速度が小さくなるため、図5(b)の一点鎖線で示すように、トランスミッション12を介して駆動輪である前輪FL,FRに伝達することのできる駆動トルクの下限DTLmを低くすることができる。これにより、駆動トルクの非線形制御領域を図中下側に下げることができる。そのため、駆動トルク要求値DTRが非線形制御領域の上限よりも大きくなる。すなわち、駆動トルクを非線形制御領域外の制御領域で制御することが可能となる。その結果、変速処理の実施前と比較して駆動トルクの微調整が容易となり、前後加速度Gxを前後加速度目標値GxTrに収束させることができ、ひいては、前後加速度Gxの振動を抑制することができる。したがって、乗り心地の悪さを車両の乗員に感じさせにくくすることができる。
しかも、本実施形態では、変速処理を実施することで、制駆動協調処理を実施することなく、前後加速度Gxが振動している状態を解消することができる。すなわち、車両のエネルギーのロスの増大を抑えつつ、前後加速度Gxの振動を抑制することができる。
なお、変速処理を一回実施しただけでは、前後加速度Gxの振動を抑制できないこともある。この場合、変速処理を再度実施してトランスミッション12の変速段をさらに1つ下げる。このようにトランスミッション12の変速段が第1の変速段となるまで変速処理を何度も実施している間に、前後加速度Gxの振動を抑制できたときには、制駆動協調処理を実施しなくてもよくなる。
ところで、トランスミッション12の変速段が第1の変速段ではない状況下で規定条件が成立した場合であっても、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されているときには、変速処理を実施することなく、制駆動協調処理が実施される。これは、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されていることが原因で前後加速度Gxが振動している可能性があるためである。このような場合、変速処理を実施してトランスミッション12をダウンシフトさせても、前後加速度Gxの振動を抑制することはできない。
そのため、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されている状況下で規定条件が成立した場合には、トランスミッション12をダウンシフトさせることが可能であるにも拘わらず、制駆動協調処理が実施される。すると、この制駆動協調処理の実施によって、エンジン11及び制動アクチュエータ26のうち、応答性の低い装置であるエンジン11に対する指令値である駆動トルク要求値DTRが、規定条件の成立時点の駆動トルクよりも大きい値で保持されるようになる。その結果、駆動トルクは、非線形制御領域外の制御領域で調整されるようになる。
また、制駆動協調処理では、制動アクチュエータ26に対する指令値である制動トルク要求値BTRが、上記フィードバック制御によって演算される。本実施形態では、駆動トルクが規定条件の成立時点よりも大きくなっているため、制動トルクもまた、規定条件の成立時点よりも大きくなる。その結果、規定条件の成立時点では制動トルクが非線形制御領域で調整されていたとしても、制駆動協調処理の実施によって、非線形制御領域外の制御領域で制動トルクを調整することができるようになる。そのため、制動トルクを精度良く制御することができる。
このように制駆動協調処理を実施することで、駆動トルク及び制動トルクの急変の発生を抑制することができる。その結果、車両の前後加速度Gxの振動が抑制される。したがって、前後加速度目標値GxTrや勾配相当加速度Gθが振動していないときにおける車両の前後加速度Gxの振動の発生を抑制することができ、ひいては、乗り心地の悪化を車両の乗員が感じてしまうことを抑制できる。
次に、図6を参照し、トランスミッション12の変速段が第1の変速段に設定されている状況下で規定条件が成立した場合の作用を効果とともに説明する。なお、図6(a)における二点鎖線は、エンジン11から出力される駆動トルクの下限に対応する加速度を示している。また、図6(b)における実線は駆動トルク要求値DTRの推移を示しており、ハッチングが施されている領域が、駆動トルクの非線形制御領域である。また、図6(c)における実線は制動トルク要求値BTRの推移を示しており、ハッチングが施されている領域が、制動トルクの非線形制御領域である。
図6(a),(b),(c),(d)に示すように、駆動トルクが調整される場合と、制動トルクが調整される場合とが交互に繰り返されているため、前後加速度目標値GxTrが振動しているとの判定ではなく、且つ、勾配相当加速度Gθが振動しているとの判定ではないにも拘わらず、車両の前後加速度Gxが振動していると判定できてしまう。そして、第1のタイミングt21で規定条件が成立していると判定される。
図6に示す例では、トランスミッション12の変速段が第1の変速段であるため、変速処理の実施によってトランスミッション12をさらにダウンシフトさせることが不能である。そのため、第1のタイミングt21で制駆動協調処理の実施が開始される。すると、この制駆動協調処理の実施によって、エンジン11及び制動アクチュエータ26のうち、応答性の低い装置であるエンジン11に対する指令値である駆動トルク要求値DTRが、規定条件の成立時点の駆動トルクよりも大きい値で保持されるようになる。その結果、駆動トルクは、非線形制御領域外の制御領域で調整されるようになる。
また、制駆動協調処理では、制動アクチュエータ26に対する指令値である制動トルク要求値BTRが、上記フィードバック制御によって演算される。本実施形態では、駆動トルクが規定条件の成立時点よりも大きくなっているため、制動トルクもまた、規定条件の成立時点よりも大きくなる。その結果、規定条件の成立時点では制動トルクが非線形制御領域で調整されていたとしても、制駆動協調処理の実施によって、非線形制御領域外の制御領域で制動トルクを調整することができるようになる。そのため、制動トルクを精度良く制御することができる。
このように制駆動協調処理を実施することで、制動トルクを調整する場合と駆動トルクを調整する場合とが交互に繰り返されることがなくなるとともに、駆動トルク及び制動トルクの急変の発生を抑制することができる。その結果、車両の前後加速度Gxの振動が抑制される。したがって、前後加速度目標値GxTrや勾配相当加速度Gθが振動していないときにおける車両の前後加速度Gxの振動の発生を抑制することができ、ひいては、乗り心地の悪化を車両の乗員が感じてしまうことを抑制できる。
なお、第2のタイミングt22で前後加速度Gxの振動が抑制され、前後加速度Gxが前後加速度目標値GxTrに収束したと判定されると、制駆動協調処理の実施が終了される。図6に示す例では、制動制御の縮退処理が実施され、制動トルクが徐々に減少される。すると、駆動トルク要求値DTRもまた徐々に減少される。そのため、制駆動協調処理の実施終了後であっても、前後加速度Gxが前後加速度目標値GxTrに収束している状態が維持される。
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記実施形態では、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されていない状況下で規定条件が成立したために変速処理を1回実施しても、前後加速度Gxが振動している状態を解消できない場合、トランスミッション12の更なるダウンシフトが可能であれば変速処理を再度実施するようにしている。しかし、これに限らず、変速処理を1回実施しても前後加速度Gxが振動している状態を解消できない場合、トランスミッション12の更なるダウンシフトが可能であっても制駆動協調処理を実施するようにしてもよい。この構成によれば、規定条件が成立している状況下にあってはトランスミッション12の変速段が最も低い状態になるまで制駆動協調処理が実施されない場合と比較し、規定条件が成立している状態が長期に渡って継続してしまうことを抑制できる。
・上記実施形態では、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されていない状況下で規定条件が成立したために変速処理を1回実施しても、前後加速度Gxが振動している状態を解消できない場合、トランスミッション12の更なるダウンシフトが可能であれば変速処理を再度実施するようにしている。しかし、これに限らず、変速処理を1回実施しても前後加速度Gxが振動している状態を解消できない場合、トランスミッション12の更なるダウンシフトが可能であっても制駆動協調処理を実施するようにしてもよい。この構成によれば、規定条件が成立している状況下にあってはトランスミッション12の変速段が最も低い状態になるまで制駆動協調処理が実施されない場合と比較し、規定条件が成立している状態が長期に渡って継続してしまうことを抑制できる。
・変速処理では、トランスミッション12の変速段を2段以上下げるようにしてもよい。
・制御装置50を備える車両は、トランスミッションとして、変速比を段階的に変更することが可能な無段階変速機を備えた構成であってもよい。こうした無段階変速機でのダウンシフトとは、変速比を高くすることである。この場合であっても、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されていない状況下で規定条件が成立したときには、変速処理によって、無段階変速機の擬似的な変速段を下げることで、前後加速度Gxの振動を抑制することが可能となる。
・制御装置50を備える車両は、トランスミッションとして、変速比を段階的に変更することが可能な無段階変速機を備えた構成であってもよい。こうした無段階変速機でのダウンシフトとは、変速比を高くすることである。この場合であっても、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されていない状況下で規定条件が成立したときには、変速処理によって、無段階変速機の擬似的な変速段を下げることで、前後加速度Gxの振動を抑制することが可能となる。
・駆動トルク発生装置として、動力源として駆動モータを備えた装置を挙げることができる。このような駆動トルク発生装置を備える車両として、ハイブリッド車両や電気自動車が知られている。特に電気自動車にあっては、トランスミッションが駆動モータと駆動輪との間に配置されていない車両もある。このような車両では、規定条件が成立していると判定したときには、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクが付与されているか否かに拘わらず、制駆動協調処理が実施されることとなる。
・制動トルク発生装置は、車輪FL,FR,RL,RRに対して設けられているブレーキ機構を作動させることで、車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクを付与することができるのであれば、ブレーキ液を用いないものであってもよい。例えば、制動トルク発生装置は、車輪FL,FR,RL,RR毎に制動用モータが設けられている電動制動装置であってもよい。
・上記実施形態では、制動トルク発生装置20の応答性がエンジン11の応答性よりも高いため、制駆動協調処理では、駆動トルク要求値DTRを一定値で固定した上で、制動トルク要求値BTRをフィードバック制御によって演算するようにしている。しかし、制動トルク発生装置20の応答性がエンジン11の応答性よりも低い車両にあっては、制駆動協調処理では、制動トルク要求値BTRを、規定条件の成立時点での制動トルクよりも大きい値で固定した上で、駆動トルク要求値DTRをフィードバック制御によって演算するようにしてもよい。
・制駆動協調処理では、駆動トルク発生装置10及び制動トルク発生装置20のうち一方の装置に対するトルク要求値を、規定条件の成立時点の当該トルク要求値にオフセット値Xを加算した和と等しい値で保持し、他方の装置から出力されるトルク要求値をフィードバック制御によって演算している。しかし、これに限らず、一方の装置に対するトルク要求値を、規定条件の成立時点のトルクよりも大きくできるのであれば、別の方法で当該トルク要求値を演算するようにしてもよい。例えば、一方の装置に対するトルク要求値を、規定条件の成立時点の当該トルク要求値に所定のゲイン値(1よりも大きい値であって、例えば1.3)を乗算した積と等しい値で保持するようにしてもよい。
・車両には、車輪FL,FR,RL,RRの車輪速度を検出するための車輪速度センサが設けられており、各車輪速度センサからの検出信号に基づいて演算した各車輪FL,FR,RL,RRの車輪速度のうちの少なくとも1つの車輪速度を基に車両の車体速度を演算するものがある。このような車両に制御装置50を適用する場合、前後加速度Gxとして、当該車輪速度を時間微分した値を適用してもよい。
・車両の走行する路面の勾配又は勾配に相当する値を取得することができない車両に制御装置50を適用してもよい。この場合、前後加速度目標値GxTrが振動していると判定できないことと、前後加速度Gxが振動していると判定できることとの双方が成立しているときに規定条件が成立していると判定することとなる。
・上記実施形態では、制駆動協調処理によって制動トルク発生装置を作動させる場合、全ての車輪FL,FR,RL,RRに制動トルクを付与するようにしている。しかし、制動トルクの付与によって車両を減速させることができるのであれば、各車輪FL,FR,RL,RRのうちの一部の車輪のみ(例えば、前輪FL,FRのみ)に制動トルクを付与するようにしてもよい。
・駆動トルク発生装置10は、後輪RR,RLに駆動トルクを付与することのできる装置であってもよいし、全ての車輪FL,FR,RL,RRに駆動トルクを付与することのできる装置であってもよい。また、駆動トルク発生装置は、エンジンと電動モータとの双方を車両の動力源として有する装置であってもよいし、車両の動力源として電動モータのみを有する装置であってもよい。また、車両は、車輪FL,FR,RL,RR毎に設けられている駆動モータを駆動トルク発生装置として備えるインホイール方式の電動車両であってもよい。
・上記実施形態では、目標加速度設定部100が車両に設けられている例を説明した。しかし、前後加速度目標値GxTrを制御装置50が受信することができるのであれば、目標加速度設定部100は車両に設けられていなくてもよい。例えば、目標加速度設定部100は、車両の乗員が所有している携帯型の端末(タブレット端末やスマートフォンなど)に設けられていてもよいし、車外のサーバに設けられていてもよい。このような場合にあっては、目標加速度設定部100から送信された前後加速度目標値GxTrに関するデータを受信する受信部を車両に設け、同受信部が受信した当該データを制御装置50が受信することで、制御装置50は、前後加速度目標値GxTrを取得し、この前後加速度目標値GxTrを基に前後加速度Gxを制御することができる。
Claims (5)
- 車両の車輪に駆動トルクを出力する駆動トルク発生装置と、車両の車輪に制動トルクを出力する制動トルク発生装置と、を備える車両に適用され、
車両の前後加速度の目標値である車両の前後加速度目標値を基に、車両の前後加速度を制御する車両の制御装置であって、
前記前後加速度目標値の振動の振幅が第1の判定振幅以下であること、及び、車両の前後加速度の振動の振幅が第2の判定振幅よりも大きいことを含む規定条件が成立しているか否かを判定する判定部と、
前記規定条件が成立していると判定されていることを条件に、前記駆動トルク発生装置及び前記制動トルク発生装置のうち、一方の装置から出力されるトルクを、前記規定条件の成立時点の当該トルクよりも大きい値で保持し、他方の装置から出力されるトルクを、前記前後加速度目標値と車両の前後加速度とを用いたフィードバック制御によって調整する制駆動協調処理を実施する協調制御部と、を備える
車両の制御装置。 - 前記判定部は、前記前後加速度目標値の振動の振幅が前記第1の判定振幅以下であること、及び、車両の前後加速度の振動の振幅が前記第2の判定振幅よりも大きいこと、及び、車両の走行する路面の勾配と相関する値である勾配相当値の振幅が第3の判定振幅以下であることの全てが成立しているときに、前記規定条件が成立していると判定する
請求項1に記載の車両の制御装置。 - 前記駆動トルク発生装置は、トランスミッションを有するとともに、動力源から出力された駆動トルクを前記トランスミッションを介して前記車輪に伝達するように構成されており、
前記判定部によって前記規定条件が成立していると判定されていることを条件に前記トランスミッションをダウンシフトさせる変速処理を実施する変速制御部を備え、
前記協調制御部は、前記変速制御部によって前記変速処理が実施されても前記規定条件が成立している状態が継続されていることを条件に前記制駆動協調処理を実施する
請求項1又は請求項2に記載の車両の制御装置。 - 前記変速制御部は、前記トランスミッションをダウンシフトさせることが可能な状態で前記規定条件が成立していることを条件に前記変速処理を実施し、
前記協調制御部は、前記変速制御部による前記変速処理の実施によって前記トランスミッションの変速段が最も低い状態になっても前記規定条件が成立している状態が継続されていることを条件に前記制駆動協調処理を実施する
請求項3に記載の車両の制御装置。 - 前記変速制御部は、前記制動トルク発生装置から前記車輪に制動トルクが出力されていない場合、前記判定部によって前記規定条件が成立していると判定されていることを条件に前記変速処理を実施し、
前記協調制御部は、前記制動トルク発生装置から前記車輪に制動トルクが出力されている場合、前記判定部によって前記規定条件が成立していると判定されていることを条件に前記制駆動協調処理を実施する
請求項3又は請求項4に記載の車両の制御装置。
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