CN117015491B - 驱动力控制方法及驱动力控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驱动力控制方法,其控制对与前轮连接的第一驱动源及与后轮连接的第二驱动源各自的驱动力分配,以使车辆的俯仰角获得期望的行为,其中,将车辆起步时的俯仰速率设定为与规定的基本俯仰速率不同的修正俯仰速率,基本俯仰速率根据用于得到车辆期望的车辆特性的基本驱动力分配而被确定,修正俯仰速率以根据车辆的请求加速度的变化来调节车辆的乘员的加速感的方式被确定。
Description
技术领域
本发明涉及驱动力控制方法及驱动力控制装置。
背景技术
在JP2007-118898A中,提出了如下的制动驱动力控制装置,其检测与通过路面的台阶等时的车辆的姿态变化相当的围绕重心的俯仰角的变化相当的俯仰速率(俯仰角速度),对前后车轮施加不同的制动驱动力,以减小检测出的俯仰速率。
在JP2007-118898A的控制结构中,当检测出带来车辆的姿态变化的路面台阶等时,与对车辆请求的前后加速度(以下也称为“请求加速度”)的大小无关地施加抑制俯仰速率的制动驱动力。因此,从相对于请求加速度实现车辆的实际驱动力适合的车辆特性(电消耗或燃料消耗的特性、动力特性以及滑移特性等)的观点出发,有时存在相对于适当的驱动力变小的情况。其结果是,由于实际驱动力相对于请求加速度不足,车辆乘员感觉到的加速感降低,有时给该乘员带来不适感。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种驱动力控制方法及驱动力控制装置,其能够抑制车辆的起步时乘员感觉到的加速感的过度或不足。
根据本发明的一方式,提供了一种驱动力控制方法,其控制对与前轮连接的第一驱动源和与后轮连接的第二驱动源的各自的驱动力分配,以使车辆的俯仰角获得期望的行为。在该驱动力控制方法中,将车辆的起步时的俯仰速率设定为比基本俯仰速率大或小的修正俯仰速率,基本俯仰速率根据用于得到期望的车辆特性的基本驱动力分配而被确定,修正俯仰速率以根据车辆的请求加速度的变化调节车辆的乘员的加速感的方式被确定。
附图说明
图1是说明执行本发明的实施方式的驱动力控制方法的车辆的结构的图。
图2是说明执行驱动力控制方法的驱动力控制装置的功能结构的块图。
图3是用于说明车辆的俯仰运动的图。
图4A是说明调节处理I的流程图。
图4B是说明调节处理II的流程图。
图4C是说明调节处理III的流程图。
图5A是表示设定了调节处理I的修正俯仰速率的情况下的车辆的动作点的一例的映射图。
图5B是表示设定了调节处理II的修正俯仰速率的情况下的车辆的动作点的一例的映射图。
图5C是表示设定了调节处理III的修正俯仰速率的情况下的车辆的动作点的一例的映射图。
图6是表示第一实施方式的驱动力控制方法的控制结果的时序图。
图7是表示第二实施方式的调节处理III的控制结果的时序图。
图8是说明第三实施方式的驱动力控制方法的流程图。
图9是表示应用了第三实施方式的控制的情况下的控制结果的一例的时序图。
图10是说明第四实施方式的驱动力控制方法的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的各实施方式进行详细说明。
[第一实施方式]
以下,对第一实施方式进行说明。
图1是说明执行本实施方式的驱动力控制方法的车辆100的结构的图。
另外,作为本实施方式的车辆100,可以设想具备作为驱动源的驱动电动机10,并能够通过该驱动电动机10的驱动力行驶的电动汽车或混合动力汽车等。
驱动电动机10由作为第一电动机的前轮电动机10f和作为第二电动机的后轮电动机10r构成,其中,所述前轮电动机10f设置在车辆100的前方的位置(以下,称为“前轮侧”)并驱动前轮11f,所述后轮电动机10r设置在后方的位置(以下称为“后轮侧”)并驱动后轮11r。
前轮电动机10f构成为三相交流电动机。前轮电动机10f接收来自作为电源的蓄电池的电力供给而产生驱动力。由前轮电动机10f生成的驱动力经由前轮变速器16f和前轮驱动轴21f传递到前轮11f。另外,前轮电动机10f将在车辆100行驶时被前轮11f带动旋转时产生的再生驱动力变换为交流电力。另外,供给前轮电动机10f的电力由前轮逆变器12f调节。特别地,前轮逆变器12f以基于对车辆100请求的总驱动力(以下也称为“总请求驱动力Ffr”)和对前轮电动机10f确定的分配比的驱动力(以下也称为“前轮驱动力Ff”)来驱动前轮电动机10f。
另一方面,后轮电动机10r构成为三相交流电动机。后轮电动机10r接收来自作为电源的蓄电池的电力的供给而产生驱动力。由后轮电动机10r生成的驱动力经由后轮变速器16r和后轮驱动轴21r传递到后轮11r。另外,后轮电动机10r将在车辆100行驶时被后轮11r带动旋转时产生的再生驱动力转换为交流电力。另外,供给后轮电动机10r的电力由后轮逆变器12r调节。特别是,后轮逆变器12r以基于总请求驱动力Ffr以及对后轮电动机10r确定的分配比κ的驱动力(以下也称为“后轮驱动力Fr”)来驱动后轮电动机10r。
进而,在车辆100设置有作为驱动力控制装置的控制器50,该控制器50基于各种输入信息控制车辆100的驱动力分配(即,前轮驱动力Ff和后轮驱动力Fr)。
控制器50由具备中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)的计算机构成,被编程为能够执行以下说明的车辆控制中的各处理。特别地,控制器50的功能可以通过车辆控制器(VCM:Vehicle Control Module)、车辆运动控制装置(VMC:Vehicle Motion Controller)以及电动机控制器等任意的车载计算机及/或安装在车辆100外部的计算机来实现。另外,控制器50可以由一台计算机硬件来实现,也可以通过多台计算机硬件分散各种处理来实现。
进而,输入到控制器50的各种输入信息(推定值或检测值)中,包含对搭载于车辆100的加速器踏板的操作量(以下也称为“加速器开度APO”)、俯仰角θ、以及车辆100的前后方向的加速度(以下也称为“前后加速度a”)。另外,在输入信息中根据需要也可以包含表示车辆100的操舵角、车辆100的行驶道路的坡度角、车辆100的行驶道路的摩擦(路面μ)、及/或搭载于车辆100的蓄电池充电剩余量的参数即SOC(State of charge)。
另外,本实施方式中的加速器开度APO是表示对车辆100请求的前后加速度a的值的参数。另一方面,在车辆100上搭载所谓的自动驾驶功能,至少在请求加速度afr由规定的自动驾驶控制器(ADAS“Advanced Driver Assistance Systems”控制器或AD“AutonomousDriving”控制器等)决定的情况下,基于指令驱动力确定所请求的前后加速度a的值。因此,以下,将其总括表示为“请求加速度afr”。
以下,更详细地说明控制器50的功能。
图2是说明控制器50的结构的块图。如图所示,控制器50具有:总请求驱动力运算部52、基本驱动力分配部53、请求加速度变化率运算部55、俯仰速率调节部56。
总请求驱动力运算部52将加速器开度APO以及适当车速等其他参数作为输入,运算对车辆100请求的驱动力的总和即总请求驱动力Ffr。例如,总请求驱动力运算部52从任意的存储器中读出规定了与加速器开度APO和车速对应的适当的总请求驱动力Ffr的规定映射图,通过将所输入的加速器开度APO以及车速应用于该映射图,能够运算总请求驱动力Ffr。然后,总请求驱动力运算部52将运算出的总请求驱动力Ffr输出到基本驱动力分配部53。
基本驱动力分配部53将来自总请求驱动力运算部52的总请求驱动力Ffr作为输入,根据规定的基本分配比κb,运算前轮驱动力Ff的基本值(以下,也称为“基本前轮驱动力Ff_b”)和后轮驱动力Fr的基本值(以下,也称为“基本后轮驱动力Fr_b”)。在此,基本分配比κb是以使车辆100的车辆特性得到期望的特性的方式通过实验或模拟等确定的分配比κ的基本值。另外,在本实施方式所使用的车辆特性这一用语中,主要包含与车辆100的行驶等动作所消耗的能量的效率相关的特性(燃料消耗性能或电消耗性能)、与前轮11f或后轮11r的打滑的难易度相关的特性(滑动性能)、以及相对于请求加速度afr的前后加速度a的追随性(动力性能)等。
另外,关于基本分配比κb的具体值,可以根据车辆100的规格以及行驶场景进行适当变更。作为一例,在平坦的铺装道路以一定速度直行的情况下,从实现优选的车辆特性的观点出发,能够将基本分配比κb设定为50(前轮)∶50(后轮),以使前轮驱动力Ff和后轮驱动力Fr为彼此相同的值。另外,基于从实现车辆特性的观点出发而确定的基本分配比κb,确定车辆100的俯仰角θ的基本值(以下也称为“基本俯仰角θb*”)以及俯仰速率ω的基本值(以下也称为“基本俯仰速率ω_b*”)。对本实施方式的俯仰角θ以及俯仰速率ω的意义进行说明。
图3是示意地表示车辆100的俯仰运动的图。如图所示,本实施方式中的俯仰角θ被定义为绕车辆100的重心G相对于水平方向的俯仰方向(绕通过重心G并沿车宽方向延伸的轴的旋转方向)的位移。特别是,在本实施方式中,俯仰角θ的符号被设定为,使车辆100的前轮11f抬起的方向(前部上升方向)为正,后轮11r抬起的方向(前部下降方向)为负。进而,俯仰速率ω被定义为俯仰角θ的时间变化率(即,俯仰角速度)。而且,该俯仰角θ及俯仰速率ω根据上述驱动力的分配比κ及各种行驶环境(路面凹凸及路面坡度等)而变化。换言之,通过操作前轮驱动力Ff和后轮驱动力Fr的各自的大小(驱动力分配),能够控制俯仰角θ和俯仰速率ω。
返回图2,基本驱动力分配部53将运算出的基本前轮驱动力Ff_b和基本后轮驱动力Fr_b输出到俯仰速率调节部56。
请求加速度变化率运算部55将请求加速度afr(加速器开度APO)作为输入,运算请求加速度变化率jfr。具体而言,请求加速度变化率运算部55求出每个规定控制期间的请求加速度afr的变化量作为请求加速度变化率jfr。然后,请求加速度变化率运算部55将求出的请求加速度变化率jfr输出到俯仰速率调节部56。
俯仰速率调节部56将前后加速度a、请求加速度afr、请求加速度变化率jfr、基本前轮驱动力Ff_b以及基本后轮驱动力Fr_b作为输入信息。然后,俯仰速率调节部56基于请求加速度afr和请求加速度变化率jfr,求出在车辆100起步时在下述规定条件下应设定的修正前轮驱动力Ff_c和修正后轮驱动力Fr_c。特别是,俯仰速率调节部56执行确定修正俯仰速率ω_c*的后述的调节处理I~III。
然后,俯仰速率调节部56分别求出使俯仰速率ω与通过调节处理得到的修正俯仰速率ω_c*一致的情况下的前轮驱动力Ff和后轮驱动力Fr,作为修正前轮驱动力Ff_c和修正后轮驱动力Fr_c。
特别地,俯仰速率调节部56运算用于在车辆100起步时使俯仰速率ω接近修正俯仰速率ω_c*的修正前轮驱动力Ff_c和修正后轮驱动力Fr_c。更具体地,俯仰速率调节部56以使得当俯仰角θ减小时(使车辆100前部下降时),修正俯仰速率ω_c*变为负的值的方式,运算修正前轮驱动力Ff_c和修正后轮驱动力Fr_c。更详细地说,在车辆100前悬架的防俯冲角φ为负的情况下(即,在车辆100的侧视图中,前悬架为朝向前轮11f向下的形状的情况下),通过将修正前轮驱动力Ff_c确定为减小方向、及/或将修正后轮驱动力Fr_c确定为增加方向,从而使修正俯仰速率ω_c*成为负的值(前部下降)。另一方面,俯仰速率调节部56在增加俯仰角θ时(使车辆100前部上升时),以使修正俯仰速率ω_c*成为正的值的方式运算修正前轮驱动力Ff_c和修正后轮驱动力Fr_c。更详细地说,在防俯冲角φ为负的情况下,通过使修正前轮驱动力Ff_c为增加方向、及/或使修正后轮驱动力Fr_c为减小方向,从而使修正俯仰速率ω_c*成为正的值(前部上升)。
另外,也可以根据车辆100的结构的不同(特别是上述防俯冲角φ的正负的差异),根据应设定的修正俯仰速率ω_c*的正负(俯仰角θ的增减方向)来适当变更修正前轮驱动力Ff_c及/或修正后轮驱动力Fr_c各自的增减方向。
而且,俯仰速率调节部56在车辆100起步时的后述的规定条件下,分别向前轮逆变器12f和后轮逆变器12r输出修正前轮驱动力Ff_c和修正后轮驱动力Fr_c。另一方面,俯仰速率调节部56在上述规定条件以外,分别向前轮逆变器12f和后轮逆变器12r输出基本前轮驱动力Ff_b和基本后轮驱动力Fr_b。
以下,对调节处理I~III的进一步详细说明。另外,以下说明的控制是假定车辆100起步时的加速场景(前后加速度a>0)。但是,以下的控制通过进行若干修正,也能够应用于减速场景(前后加速度a<0)。特别是,在这种情况下,在比较请求加速度afr和请求加速度变化率jfr与后述的各阈值的大小关系时,优选使用该请求加速度afr以及请求加速度变化率jfr的绝对值。
在本实施方式的俯仰速率调节处理中,选择性地执行以下图4A~图4C的流程图中说明的调节处理I、调节处理II以及调节处理III中的任意一个。另外,控制器50(特别是俯仰速率调节部56)以车辆100起步时为基点,每隔规定的运算周期反复执行图4A~图4C的各流程图所示的任一个程序。
(调节处理I)
图4A是说明调节处理I的流程图。在调节处理I中,执行步骤S100~步骤S120的处理。
在步骤S100中,控制器50判定请求加速度afr是否超过规定的加速度阈值ath。在此,加速度阈值ath根据判断是否处于乘员期望车辆100的一定程度以上的加速感的程度的请求加速度afr大的状态(例如,驾驶员对加速器踏板的操作量是否在一定程度以上)的观点来确定。加速度阈值ath可以通过实验或模拟预先确定。另外,加速度阈值ath的具体值可以进行各种变更,不限于特定的值,但作为一例可以设定为0.2G左右。
另外,在本说明书中,车辆100的乘员的加速感是指与实际的前后加速度a相对于请求加速度afr的追随性的强弱相关的乘员的主观灵敏度。即,关于加速感的强弱基准,虽然由个人差异引起的地方也较大,但至少与前后加速度a的大小(通过该前后加速度a而作用于乘员的惯性力的大小)相关。而且,本发明人等锐意钻研的结果,着眼于这一点,达到通过适当地调节车辆100起步时的俯仰角θ的变化率(即俯仰速率ω)来调节乘员的加速感的高低的思想。特别是,通过以俯仰角θ以期望的速度增加的方式增加俯仰速率ω,使车辆100向俯仰角θ的增加方向(前部上升方向)进行俯仰位移,因此,除了本来的前后加速度a之外,对乘员作用加上了俯仰加速度的惯性力。因此,通过增加俯仰速率ω,能够增强乘员的加速感。另一方面,通过减小俯仰速率ω,使车辆100向俯仰角θ的减小方向(前部下降方向)进行俯仰位移,因此,对乘员作用从本来的前后加速度a降低了与俯仰加速度相当的量的惯性力。因此,通过增加俯仰速率ω,能够减弱乘员的加速感。
因此,步骤S100的判定的目的在于,通过请求加速度afr与加速度阈值ath的大小比较,推定乘员是否要求一定程度以上的强加速感。更具体地说,例如,当乘员(特别是驾驶员)通过手动执行车辆100的驱动操作(加速器操作)的情况下,请求加速度afr(加速器开度APO)的大小实际上直接反映驾驶员自身的加速意图。因此,在请求加速度afr较大的状况下,能够推测为车辆100的乘员期望有一定程度以上的强加速感的场景。
与此相对,在车辆100处于自动驾驶中的情况下(基于自动驾驶控制器的指令执行驱动操作的情况下),请求加速度afr的大小不能说直接反映了乘员的加速意图。但是,通过自动驾驶控制器设定了较大的请求加速度afr的状况与驾驶员也认为需要进一步加速的状况(相对于前方车辆的车距大的状况、或进行用于合流的加速的状况等)一致的情况较多。因此,步骤S100的判定,即使车辆100在自动驾驶中,也能够以一定程度的精度检测出乘员期望具有一定程度以上的强加速感的场景。
接着,当控制器50判断为请求加速度afr超过加速度阈值ath时,则将比基本俯仰速率ω_b*大的夸张俯仰速率ω_c1*设定为修正俯仰速率ω_c*(步骤S110)。另一方面,当控制器50判断为请求加速度afr为加速度阈值ath以下时,则将将比基本俯仰速率ω_b*小的抑制俯仰速率ω_c2*设定为修正俯仰速率ω_c*(步骤S120)。
图5A是表示设定了调节处理I的修正俯仰速率ω_c*的情况下的车辆100的动作点(请求加速度afr以及俯仰角θ)的一例的映射图。另外,图上的阴影线部分表示本实施方式中可取得的动作点的整个范围(以下,也称为“可实现区域R”)。
另外,在本映射图中,用虚线表示根据各分配比κ确定的动作点的集合。即,各虚线表示根据各分配比κ而确定的一定的俯仰速率ω的动作点的集合。特别是,在图5中记载了具体的分配比κ的值(50∶50等),但这是为了辅助理解而记载的,并不限定本实施方式的结构。
如图5A所示,在上述可实现区域R内,在请求加速度afr为加速度阈值ath以下的区域中设定比基本俯仰速率ω_b*小的抑制俯仰速率ω_c2*。另一方面,在请求加速度afr超过加速度阈值ath的区域中,设定比基本俯仰速率ω_b*大的夸张俯仰速率ω_c1*。
另外,图示的例子是表示抑制俯仰速率ω_c2*及夸张俯仰速率ω_c1*的直线的一例,在按照图4A中说明的控制逻辑的范围内,也可以设定除此之外的方式的抑制俯仰速率ω_c2*及夸张俯仰速率ω_c1*。但是,从维持车辆100的动力性能的观点出发,优选将夸张俯仰速率ω_c1*设定为,使请求加速度afr的最大值a2(例如相当于加速器全开时的请求加速度afr)的俯仰角θ与基于基本俯仰速率ω_b*的基本俯仰角θ_b*的值相同(图5A中的值θ2)。
通过这样设定修正俯仰速率ω_c*,在请求加速度afr为加速度阈值ath以下的低加速度区域中,与设定基本俯仰速率ω_b*的情况相比,俯仰速率ω被抑制。由此,在低加速度区域,由于抑制了车辆100的俯仰位移,所以可实现抑制了俯仰振动的顺畅的加速。另一方面,在请求加速度afr超过加速度阈值ath的高加速度区域中,与设定基本俯仰速率ω_b*的情况相比,俯仰速率ω变大。由此,在推定为驾驶员期望强加速感的高加速度区域,能够增大车辆100的俯仰位移(特别是前部上升方向的位移),增强给予驾驶员的加速感。特别是,优选请求加速度afr越大,则夸张俯仰速率ω_c1*被设定为越大的值。由此,能够根据推定为驾驶员要求的加速感的强度来增强产生该加速感的前部上升方向的俯仰力。
进而,如图5A所示的例子那样,优选将抑制俯仰速率ω_c2*设为前轮驱动力Ff为负且后轮驱动力Fr为正(分配比κ比0∶100的线小的倾斜度),将夸张俯仰速率ω_c1*设为前轮驱动力Ff以及后轮驱动力Fr为正(特别是作为基本分配的50∶50的线与100∶0的线的中间的倾斜度)。由此,如上所述,在实现俯仰位移受到抑制的平稳加速的同时,通过将前轮驱动力Ff和后轮驱动力Fr的朝向彼此不同的区间限制在加速度阈值ath以下,还能够抑制电消耗的恶化。
(调节处理II)
图4B是说明调节处理II的流程图。在调节处理II中,执行步骤S200~步骤S230的处理。
在步骤S200中,控制器50与上述步骤S100同样地,判定请求加速度afr是否超过加速度阈值ath。
然后,当控制器50判断为请求加速度afr为加速度阈值ath以下时,则与调节处理I的情况同样地,将抑制俯仰速率ω_c2*设定为修正俯仰速率ω_c*(步骤S230)。另一方面,当控制器50判断为请求加速度afr超过加速度阈值ath时,进入步骤S210的处理。
在步骤S210中,控制器50判定请求加速度变化率jfr是否超过规定的变化率阈值jth。
在此,变化率阈值jth根据判断请求加速度afr的变化是否大到乘员期望车辆100的一定程度以上的加速感的程度的观点而确定。变化率阈值jth可以通过实验或模拟预先确定。特别是,在驾驶员通过手动进行车辆100的驾驶的情况下,当请求加速度变化率jfr增大到一定程度以上时,可以说是驾驶员进行急剧的加速器操作的场景。因此,在请求加速度变化率jfr大到一定程度以上的情况下,能够推测为是车辆100的乘员期望一定程度以上的更强的加速感的场景。
特别是,在本实施方式中,以请求加速度afr超过加速度阈值ath为前提(步骤S的判定结果为肯定的前提)进行步骤S210的判定。即,该判定是为了确定被推测为驾驶员要求强加速感的可能性更高的场景而执行的。因此,优选将变化率阈值jth设定为从该场景的特定观点出发优选的值。
然后,当控制器50判断为请求加速度变化率jfr超过变化率阈值jth时,设定夸张俯仰速率ω_c1*(步骤S220)。另一方面,当控制器50判断为请求加速度变化率jfr为变化率阈值jth以下时,设定抑制俯仰速率ω_c2*(步骤S230)。
图5B是表示设定了调节处理II的修正俯仰速率ω_c*的情况下的车辆100的动作点的一例的映射图。另外,图5B所示的映射图以请求加速度变化率jfr超过变化率阈值jth为前提。
在调节处理II中也同样,在上述可能实现区域R内,在请求加速度afr为加速度阈值ath以下的区域设定抑制俯仰速率ω_c2*,在请求加速度afr超过加速度阈值ath的区域中,设定夸张俯仰速率ω_c1*。特别地,在图5B所示的示例中,基于调节处理II的夸张俯仰速率ω_c1*被确定为大于基于调节处理I的夸张俯仰速率ω_c1*。
通过这样设定修正俯仰速率ω_c*,通过请求加速度变化率jfr超过变化率阈值jth,特别是在推定为乘员要求强加速感的场景中,能够增强赋予驾驶员的加速感。
特别是,优选请求加速度变化率jfr越大,则夸张俯仰速率ω_c1*被设定为越大的值。由此,能够根据推定为驾驶员要求的加速感的强度来增强产生该加速感的前部上升方向的俯仰力。
另外,在调节处理II的修正俯仰速率ω_c*中,与调节处理I的情况同样地,优选将请求加速度afr的最大值a2的俯仰角θ设定为与基于基本俯仰速率ω_b*的基本俯仰角θ_b*的值θ2相同。为了满足该要求,如图5B所示,在请求加速度afr为规定值a1以上的区域,优选将修正俯仰速率ω_c*设定为负的值(相当于图5B中的倾斜度为负的直线)。
进而,在调节处理II中,优选将抑制俯仰速率ω_c2*设为前轮驱动力Ff为负且后轮驱动力Fr为正(分配比κ比0∶100的线小的倾斜度),将夸张俯仰速率ω_c1*设为前轮驱动力Ff以及后轮驱动力Fr为正(特别是作为基本分配的50∶50的线与100∶0的线的中间的倾斜度)。由此,如上所述,在实现俯仰位移被抑制的平滑加速的同时,通过将前轮驱动力Ff和后轮驱动力Fr的朝向相互不同的区间限制在加速度阈值ath以下,也能够抑制电消耗的恶化。
(调节处理III)
图4C是说明调节处理III的流程图。在调节处理III中,执行步骤S300~步骤S320的处理。
在步骤S300中,控制器50与调节处理II的步骤S210同样地,判定请求加速度变化率jfr是否超过变化率阈值jth。
然后,当控制器50判断为请求加速度变化率jfr超过变化率阈值jth时,设定夸张俯仰速率ω_c1*(步骤S310)。另一方面,当控制器50判断为请求加速度变化率jfr为变化率阈值jth以下时,设定基本俯仰速率ω_b*(步骤S320)。
图5C是表示设定了调节处理III的修正俯仰速率ω_c*的情况下的车辆100的动作点的一例的映射图。
如图5C所示,在调节处理III中,在请求加速度变化率jfr超过变化率阈值jth的整个区域(即,图5C所示的全加速度区域)中,与请求加速度afr本身的大小无关,设定夸张俯仰速率ω_c1*。
通过这样设定修正俯仰速率ω_c*,特别是在推定为乘员要求强加速感的场景中,能够使乘员更强烈地识别到俯仰运动,能够夸大该乘员感觉到的加速感。
特别是,优选请求加速度变化率jfr越大,则夸张俯仰速率ω_c1*被设定为越大的值。由此,能够根据推定为驾驶员要求的加速感的强度来增强产生该加速感的前部上升方向的俯仰力。
另外,在调节处理III的修正俯仰速率ω_c*中,也优选设定为与基于基本俯仰速率ω_b*的基本俯仰角θ_b*的值θ2相同。为了满足该要求,优选在请求加速度afr为规定值a1以上的区域将修正俯仰速率ω_c*设定为负的值(相当于图5C中的倾斜度为负的直线)。
接着,参照图6的时序图,对执行了各调节处理I~III的情况下的控制结果的一例进行说明。图6的时序图是假定在各调节处理I~III中,前后加速度a从0(车辆100开始起步时)直至达到规定的稳定值aS为止的俯仰角θ的变化。
特别是,图6(A)表示前后加速度a的经时变化,图6(B)表示俯仰角θ的经时变化。另外,在图6(B)中,用单点双划线表示执行调节处理I的情况下的俯仰角θ的经时变化,用实线表示执行调节处理II的情况下的俯仰角θ的经时变化,用点划线表示执行调节处理III的情况下的俯仰角θ的经时变化。另外,作为参考,用虚线表示在调节处理I~III均未执行的情况下(设定基本俯仰速率ω_b*的情况)的俯仰角θ的经时变化。
首先,如已说明的那样,根据调节处理I的控制,从前后加速度a为0的车辆100起步时(时刻t1)直至该前后加速度a达到加速度阈值ath的时刻(时刻t2)为止,俯仰速率ω相对于基本俯仰速率ω_b*被抑制(步骤S100中“否”以及步骤S120)。另外,在图6所示的例子中,在加速度阈值ath以下的区域中设定的抑制俯仰速率ω_c2*被规定为0。
进而,在调节处理I中,在前后加速度a的过渡状态、即从前后加速度a达到加速度阈值ath的时刻(时刻t2)直至达到稳定值aS并经过了规定时间后的时刻(时刻t5)为止的期间,俯仰速率ω变得比基本俯仰速率ω_b*大(步骤S100中“是”以及步骤S110)。
接着,在调节处理II中,从时刻t1~时刻t2,与调节处理I同样地将俯仰速率ω调节为0(步骤S200中“否”以及步骤S230)。另一方面,若在时刻t2检测出前后加速度a超过加速度阈值ath且请求加速度变化率jfr增大到一定程度以上时,则俯仰速率ω变得比基本俯仰速率ω_b*大(步骤S200中“是”、步骤S210中“是”以及步骤S220)。
另外,在调节处理II中,在前后加速度a达到稳定值aS的时刻t3以后,设定负的俯仰速率ω,以使俯仰角θ减少到规定的稳定值θS。
另外,在调节处理III中,若在时刻t1检测出请求加速度变化率jfr增大到一定程度以上时,则俯仰速率ω变得比基本俯仰速率ω_b*大(步骤S300中“是”以及步骤S310中“是”)。
另外,在调节处理III中,在前后加速度a达到稳定值aS的时刻t3以后,设定负的俯仰速率ω,以使俯仰角θ减少到规定的稳定值θS。
以下,对上述本实施方式的结构的作用效果进行更详细的说明。
在本实施方式中,提供一种驱动力控制方法,其控制对与前轮11f连接的作为第一驱动源的前轮电动机10f和与后轮11r连接的作为第二驱动源的后轮电动机10r各自的驱动力分配(Ff、Fr),以使车辆100的俯仰角θ获得期望的行为。在该驱动力控制方法中,将车辆100起步时的俯仰速率ω设定为与规定的基本俯仰速率ω_b*不同的修正俯仰速率ω_c*。特别地,根据用于获得期望的车辆特性的基本驱动力分配(基本前轮驱动力Ff_b和基本后轮驱动力Fr_b)来确定基本俯仰速率ω_b*。另外,从根据车辆100的请求加速度afr的变化调节车辆100的乘员的加速感的观点出发,确定修正俯仰速率ω_c*。
由此,基于根据请求加速度afr的大小实现期望的乘员的加速感的强度的俯仰速率ω,调节车辆100的前后的驱动力分配。因此,实现在行驶场景中给予乘员合适的加速感的控制逻辑。
另外,在本实施方式中,修正俯仰速率ω_c*包括比基本俯仰速率ω_b*小的抑制俯仰速率ω_c2*和比基本俯仰速率ω_b*大的夸张俯仰速率ω_c1*。而且,在请求加速度afr为规定的第一阈值(加速度阈值ath)以下的情况下设定抑制俯仰速率ω_c2*,在请求加速度afr超过加速度阈值ath的情况下设定夸张俯仰速率ω_c1*(图4A或图4B)。
由此,实现在车辆100起步时适当地检测出乘员期望强加速感的场景(特别是高加速度区域),并在该场景中能够给予乘员强加速感的控制逻辑。
另外,在本实施方式中,说明了基于请求加速度afr和作为第一阈值的加速度阈值ath之间的大小关系来判定乘员期望强加速感的场景的逻辑。另一方面,也可以取而代之,采用基于请求加速度变化率jfr和与其对应的相当于第一阈值的值之间的大小关系来判定该场景的结构。
进而,在本实施方式(特别是调节处理II)中,在请求加速度变化率jfr为规定的第二阈值(变化率阈值jth)以下的情况下设定抑制俯仰速率ω_c2*,在请求加速度变化率jfr超过变化率阈值jth的情况下设定夸张俯仰速率ω_c1*(图4B)。
由此,在请求加速度变化率jfr大且乘员要求特别强的加速感的场景中,能够进一步增大俯仰速率ω。即,实现在该场景中能够给予乘员更强的加速感的控制逻辑。
另外,在本实施方式中,优选请求加速度afr或请求加速度变化率jfr越大,则越增大夸张俯仰速率ω_c1*。由此,能够调节俯仰速率ω,以符合乘员期望的加速感的强度来实现该效果。
另外,在本实施方式(特别是调节处理III)中,在请求加速度变化率jfr为规定的第三阈值(变化率阈值jth)以下的情况下设定夸张俯仰速率ω_c1*,在请求加速度变化率jfr超过变化率阈值jth的情况下设定抑制俯仰速率ω_c2*(图4C)。而且,变化率阈值jth根据判定请求加速度afr是否大到乘员期望的一定程度以上的加速感的程度的观点来确定。
由此,例如在驾驶员强力地踏入加速器踏板的场景等中,能够使俯仰速率ω迅速地比基本俯仰速率ω_b*高。因此,能够使驾驶员的乘员更强烈地识别到车辆100的俯仰运动,能够夸张加速感。
另外,调节处理II中的变化率阈值jth(第二阈值)和调节处理III中的变化率阈值jth(第三阈值)可以是相互相同的值,也可以是不同的值。
进而,在本实施方式中,提供一种作为用于执行上述驱动力控制方法的驱动力控制装置的控制器50。
特别是,控制器50作为驱动力控制装置发挥功能,该驱动力控制装置控制对与前轮11f连接的作为第一驱动源的前轮电动机10f和与后轮11r连接的作为第二驱动源的后轮电动机10r的驱动力分配(Ff、Fr),以使车辆100的俯仰角θ获得期望的行为。而且,控制器50具有设定部(图2),该设定部将车辆100起步时的俯仰速率ω设定为与规定的基本俯仰速率ω_b*不同的修正俯仰速率ω_c*。而且,设定部根据用于获得期望的车辆特性的基本驱动力分配(基本前轮驱动力Ff_b和基本后轮驱动力Fr_b)来确定基本俯仰速率ω_b*。另外,设定部从根据车辆100的请求加速度afr的变化调节车辆100的乘员的加速感的观点出发,来确定修正俯仰速率ω_c*。
由此,实现适于执行上述驱动力控制方法的控制装置的结构。
[第二实施方式]
以下,对第二实施方式进行说明。另外,对与第一实施方式相同的要素标注相同的符号,并省略其说明。特别地,在该实施方式中,提供了与调节处理III有关的不同的控制方式。
图7是表示本实施方式的调节处理III的控制结果的时序图。如图所示,在本实施方式中,从检测出请求加速度变化率jfr达到变化率阈值jth的时刻(时刻t1)起,仅在规定时间设定夸张俯仰速率ω_c1*,之后将俯仰速率ω设定为0。特别是,规定时间设定为从开始设定夸张俯仰速率ω_c1*的时刻t1至俯仰角θ的振动中到达最初的波峰的时刻(时刻t6)为止的时间。
由此,能够抑制当请求加速度变化率jfr达到变化率阈值jth时若使俯仰速率ω增加而夸大给予乘员的加速感,而导致乘员不适感的俯仰振动的持续。
[第三实施方式]
以下,对第三实施方式进行说明。另外,对与第一或第二实施方式相同的要素标注相同的符号,并省略其说明。
在本实施方式中,提供在基于调节处理I~III中的任一个设定了修正俯仰速率ω_c*的状况下,根据各种条件进一步另外使俯仰速率ω变化的控制方式。
图8是说明本实施方式的驱动力控制方法的流程图。
如图所示,本实施方式的控制器50以调节处理I~III中的任意一个控制(步骤S1000)为前提,执行:判定加速度变动(前后加速度a的变化率)是否为一定值以上(步骤S1100)、判定车辆100的操舵角是否为一定值以下(步骤S1200)、判定坡度角是否为一定值以下(步骤S1300)、判定路面μ是否为一定值以上(步骤S1400)、以及判定蓄电池的SOC是否为一定值以下(步骤S1500)。
然后,控制器50在步骤S1100的判定结果为肯定的情况下,执行步骤S1200以后的处理。另一方面,在步骤S1100的判定结果为否定的情况下,将俯仰速率ω从修正俯仰速率ω_c*切换为基本俯仰速率ω_b*(步骤S1800)。
进而,控制器50在步骤S1200~步骤S1500的各判定的判定结果全部为肯定的情况下,维持由调节处理I~III中的任一个确定的修正俯仰速率ω_c*不变(步骤S1600)。另一方面,在与这些各判定相关的判定结果中的至少一个为否定的情况下,控制器50进一步减小修正俯仰速率ω_c*(步骤S1700)。
根据以上说明的图8的控制,控制器50在加速度变动为一定值以上的情况下(前后加速度a为过渡状态的情况下),维持不变地设定修正俯仰速率ω_c*,在加速度变动小于一定值的情况下(前后加速度a达到稳定值aS的情况),俯仰速率ω的目标值从修正俯仰速率ω_c*切换到基本俯仰速率ωb。
由此,在车辆100起步时,在前后加速度a达到稳定值aS之前,能够执行以给予乘员的加速感为优先的俯仰速率ω的控制,并且在前后加速度a达到稳定值aS之后,能够迅速地切换为优先发挥适当的车辆特性的俯仰速率ω的控制。特别地,在这种情况下,优选控制俯仰速率ω从修正俯仰速率ω_c*变化到基本俯仰速率ωb时的变化速度,以使驾驶员难以注意到俯仰变化(例如,使俯仰方向加速度小于0.02G)。
另外,控制器50在操舵角为一定值以下的情况下,维持不变地设定修正俯仰速率ω_c*。另一方面,控制器50在操舵角超过一定值的情况下,操舵角越大,则对于修正俯仰速率ω_c*越进一步减小俯仰速率ω。
由此,在操舵角变大的车辆100转弯时等,根据操舵角的大小(转弯的程度)来抑制俯仰位移,能够避免所谓的过度转向或转向不足。
进而,控制器50在行驶道路的坡度角为一定值以下的情况下,维持不变地设定修正俯仰速率ω_c*。另一方面,控制器50在坡度角超过一定值的情况下,坡度角越大,则对于修正俯仰速率ω_c*越进一步减小俯仰速率ω。
由此,在车辆100在上坡路行驶的场景中,根据坡度角的大小(上坡路的倾斜程度)来抑制俯仰位移,能够避免因坡度引起的非意图的车辆100的前进或后退。
另外,控制器50在行驶道路的摩擦(路面μ)为一定程度以上的情况下,维持不变地设定修正俯仰速率ω_c*。另一方面,在路面μ小于一定值的情况下,路面μ越小,则对于修正俯仰速率ω_c*越进一步减小俯仰速率ω。
由此,在车辆100在容易打滑的路面上行驶的情况下,根据路面的易滑性来抑制俯仰位移,能够避免车辆100的打滑。
进而,控制器50在表示车载蓄电池的充电余量的SOC为一定程度以上的情况下,维持不变地设定修正俯仰速率ω_c*。另一方面,在SOC小于一定值的情况下,SOC越大,则对于修正俯仰速率ω_c*越进一步减少俯仰速率ω。
由此,在SOC不足的场景中,根据该SOC的不足量来抑制俯仰控制量,能够进一步改善电消耗。
图9是表示应用了本实施方式的控制的情况下的控制结果的一例的时序图。另外,在图9中,为了参考,分别用虚线和点划线部分地表示应用了修正俯仰速率ω_c*和基本俯仰速率ω_b*的情况下的俯仰角θ的经时变化。
如图所示,当检测出加速度变动为一定时(时刻t7),则俯仰速率ω变化为使俯仰角θ接近基本俯仰角θ_b*(时刻t7之后的圆圈围的部分)。另外,当检测出车辆100的操舵角成为一定值以上时(时刻t8),与维持修正俯仰速率ω_c*的情况相比,俯仰角θ的控制量降低(时刻t8之后的圆圈围的部分)。进而,当检测出车辆100的坡度角成为一定值以上时(时刻t9),与维持修正俯仰速率ω_c*的情况相比,俯仰角θ的控制量减小(时刻t9之后的圆圈围的部分)。另外,当检测出路面μ小于一定值时(时刻t10),与维持修正俯仰速率ω_c*的情况相比,俯仰角θ的控制量降低(时刻t10之后的圆圈围的部分)。
另外,在本实施方式中,对控制器50执行步骤S1100~步骤S1500的全部判定的结构进行了说明。但是,控制器50仅执行步骤S1100~步骤S1500中的一个或多个判定,并根据该判定结果执行步骤S1600~步骤S1800中的至少一个的方式当然也属于本说明书的公开范围。
[第四实施方式]
以下,对第四实施方式进行说明。另外,对与第一~第三实施方式的任一个相同的要素标注相同的符号,并省略其说明。
图10是说明本实施方式的驱动力控制方法的流程图。
如图所示,控制器50以调节处理I~III中任一个控制(步骤S2000)为前提,在车辆100通过自动驾驶而动作的情况下(步骤S2100中“是”),与该车辆100通过乘员(特别是驾驶员)的手动驾驶操作进行动作的情况(步骤S2100中“否”)相比,进一步抑制俯仰速率ω(步骤S2200及步骤S2300)。
由此,对于通过驾驶员自己进行加速器操作而认为请求加速度afr或请求加速度变化率jfr的大小与该驾驶员期望强加速感的可能性之间的相关性更高的手动驾驶操作,能够执行使给予乘员的加速感更优先的俯仰速率ω的控制。另一方面,在请求加速度afr或请求加速度变化率jfr不依赖于驾驶员的直接操作的自动驾驶时,能够更优先地发挥适当的车辆特性来抑制俯仰位移。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但上述实施方式只不过是示出了本发明的应用例的一部分,本发明的技术范围并不限定于上述实施方式的具体结构。
另外,上述实施方式可以适当组合。
Claims (10)
1.一种驱动力控制方法,控制对与前轮连接的第一驱动源和与后轮连接的第二驱动源各自的驱动力分配,以使车辆的俯仰角获得期望的行为,其中,
在该车辆的加速时以所述车辆的俯仰速率成为与规定的基本俯仰速率不同的修正俯仰速率的方式,确定所述第一驱动源的驱动力及所述第二驱动源的驱动力,
所述基本俯仰速率根据用于获得所述车辆的期望的车辆特性的基本驱动力分配而被确定,
所述修正俯仰速率包含:比所述基本俯仰速率小的抑制俯仰速率、比所述基本俯仰速率大的夸张俯仰速率,
在所述车辆的请求加速度或该请求加速度的变化率为规定的第一阈值以下的情况下,将所述修正俯仰速率设定为所述抑制俯仰速率,
在所述请求加速度或该请求加速度的变化率超过所述第一阈值的情况下,将所述修正俯仰速率设定为所述夸张俯仰速率。
2.如权利要求1所述的驱动力控制方法,其中,
在所述请求加速度的变化率为规定的第二阈值以下的情况下设定所述抑制俯仰速率,
在所述请求加速度超过所述第二阈值的情况下设定所述夸张俯仰速率。
3.如权利要求1或2所述的驱动力控制方法,其中,
所述请求加速度或该请求加速度的变化率越大,则越增大所述夸张俯仰速率。
4.一种驱动力控制方法,控制对与前轮连接的第一驱动源和与后轮连接的第二驱动源各自的驱动力分配,以使车辆的俯仰角获得期望的行为,其中,
在该车辆的加速时以所述车辆的俯仰速率成为与规定的基本俯仰速率不同的修正俯仰速率的方式,确定所述第一驱动源的驱动力及所述第二驱动源的驱动力,
所述基本俯仰速率根据用于获得所述车辆的期望的车辆特性的基本驱动力分配而被确定,
所述修正俯仰速率包含:比所述基本俯仰速率小的抑制俯仰速率、比所述基本俯仰速率大的夸张俯仰速率,
在所述车辆的请求加速度的变化率为规定的第三阈值以下的情况下,将所述修正俯仰速率设定为所述夸张俯仰速率,
在所述请求加速度的变化率超过所述第三阈值的情况下,将所述修正俯仰速率设定为所述抑制俯仰速率。
5.如权利要求4所述的驱动力控制方法,其中,
仅在规定时间设定所述夸张俯仰速率,之后将所述俯仰速率设定为大致0。
6.如权利要求1~5中任一项所述的驱动力控制方法,其中,
进而,当判断为所述车辆的前后加速度的变化为一定值以下时,将所述修正俯仰速率切换为所述基本俯仰速率。
7.如权利要求1~6中任一项所述的驱动力控制方法,其中,
进而,所述车辆的操舵角越大、所述车辆的行驶道路的坡度角越大、所述车辆的行驶道路的摩擦越小、或者搭载于所述车辆上的蓄电池的充电余量越低,则越减小所述修正俯仰速率。
8.如权利要求1~7中任一项所述的驱动力控制方法,其中,
在所述车辆通过手动驾驶操作而进行动作的情况下,将所述俯仰速率设定为所述修正俯仰速率,
在所述车辆通过自动驾驶而进行动作的情况下,与所述车辆通过手动驾驶操作而进行动作的情况相比,使所述俯仰速率减小。
9.一种驱动力控制装置,控制对与前轮连接的第一驱动源和与后轮连接的第二驱动源各自的驱动力分配,以使车辆的俯仰角获得期望的行为,其中,
该驱动力控制装置具备俯仰速率调节部,所述俯仰速率调节部在该车辆的加速时以所述车辆的俯仰速率成为与规定的基本俯仰速率不同的修正俯仰速率的方式,确定所述第一驱动源的驱动力及所述第二驱动源的驱动力,
所述俯仰速率调节部根据用于获得所述车辆的期望的车辆特性的基本驱动力分配确定所述基本俯仰速率,并在所述车辆的请求加速度或该请求加速度的变化率为规定的第一阈值以下的情况下,将所述修正俯仰速率设定为比所述基本俯仰速率小的抑制俯仰速率,在所述请求加速度或该请求加速度的变化率超过所述第一阈值的情况下,将所述修正俯仰速率设定为比所述基本俯仰速率大的夸张俯仰速率。
10.一种驱动力控制装置,控制对与前轮连接的第一驱动源和与后轮连接的第二驱动源各自的驱动力分配,以使车辆的俯仰角获得期望的行为,其中,
该驱动力控制装置具备俯仰速率调节部,所述俯仰速率调节部在该车辆的加速时以所述车辆的俯仰速率成为与规定的基本俯仰速率不同的修正俯仰速率的方式,确定所述第一驱动源的驱动力及所述第二驱动源的驱动力,
所述俯仰速率调节部设定部根据用于获得所述车辆的期望的车辆特性的基本驱动力分配确定所述基本俯仰速率,并在所述车辆的请求加速度的变化率为规定的第三阈值以下的情况下,将所述修正俯仰速率设定为比所述基本俯仰速率大的夸张俯仰速率,在所述请求加速度的变化率超过所述第三阈值的情况下,将所述修正俯仰速率设定为比所述基本俯仰速率小的抑制俯仰速率。
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