JP5935550B2 - 車体制振制御装置 - Google Patents
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Description
前記車体外乱判定部は、前記操舵角センサからの操舵角の変化がドライバ操作によるものなのか、車体外乱によるものなのかを判定する。
前記制御ゲイン変更処理部は、前記車体外乱判定部により前記操舵角の変化が車体外乱によるものと判定されると、操舵角の変化に対する操舵応答のアシストを抑制するように制御ゲインを変更する。
これに対し、車体外乱判定部において、操舵角センサからの操舵角の変化がドライバ操作によるものなのか、車体外乱によるものなのかが判定される。そして、制御ゲイン変更処理部において、車体外乱判定部により操舵角の変化が車体外乱に起因するものであると判定されると、操舵角の変化に対する操舵応答のアシストを抑制するように制御ゲインが変更される。したがって、ドライバの意図でない車体外乱(横風、突風等)による操舵に対しては、曲がりやすくするアシストが抑えられる。
このように、ドライバが意図しない車体外乱による操舵角の変化に対しては操舵応答のアシストを抑制するように制御ゲインを変更することで、車体外乱によりハンドルが取られる走行シーンにおいて、ドライバに与える違和感を防止することができる。
実施例1における構成を、[全体システム構成]、[エンジンコントロールモジュールの内部構成]、[車体制振制御装置の入力変換部構成]、[車体制振制御装置の車体振動推定部構成]、[車体制振制御装置のトルク指令値算出部構成]、[車体外乱対応制御部構成]に分けて説明する。
図1は、実施例1の車体制振制御装置が適用されたエンジン車を示す全体システム構成図である。以下、図1に基づき、全体システム構成を説明する。
ここで、「車体制振制御」とは、車両のアクチュエータ(実施例1では「エンジン106」)による駆動トルクを車体の振動に合わせて適切に制御することにより、車体振動を抑制する機能を持つ制御をいう。実施例1の車体制振制御においては、操舵時のヨー応答向上効果、操舵時のリニアリティ向上効果、ロール挙動の抑制効果も併せて得られる。
車体制振制御装置は、ECM101内に制御プログラムの形で構成されていて、ECM101内部の制御プログラムをあらわすブロック構成を図2に示す。以下、図2に基づき、ECM101の内部構成を説明する。
図3〜図6に基づき、3部構成の車体制振制御装置203のうち、入力変換部204の構成を説明する。
前記駆動トルク変換部301では、ドライバ要求トルク演算部201からのドライバ要求トルクにギア比を積算してエンジン端トルクから駆動軸端トルクTwに変換する。ここで、ギア比は、車輪速(駆動輪の左右平均回転数)とエンジン回転数の比より算出する。このギア比は、MT変速機107とディファレンシャルギア109を合わせた総ギア比となる。
前記ハイパスフィルタ316では、車輪速センサ103FR,103FL,103RR,103RLからの車輪速信号のうち、低次の定常成分を除去する。このハイパスフィルタ316としては、安定性が高く、かつ、演算負荷が低い低次フィルタが使用される。
Zf=KgeoF・xtf …(1)
Zr=KgeoR・xtr …(2)
ここで、タイヤの前後位置xtf,xtrは、車輪速変動をあらわす車輪速微分値により推定される。例えば、路面外乱である凹凸路の走行時において、タイヤが凸部へ乗り上げると車輪速が減速し、タイヤは車体に対し車両後方向に変位する。一方、タイヤが凸部へ乗り超えると車輪速が加速し、タイヤは車体に対し車両前方向に変位する。よって、車輪速微分値の正負によりタイヤの加減速を判別すると、車輪速微分値の絶対値の大きさによりタイヤの前後位置xtf,xtrを推定できる。
よって、サスジオゲインKgeoF,KgeoRとタイヤの前後位置xtf,xtrが決まると、両者を掛け合わせる上記(1),(2)式により、前後輪の上下変位Zf,Zrが求められる。
そして、上記(1),(2)式を時間微分すると、タイヤの前後速度とタイヤの上下速度の式となるため、この関係を用いてサスペンションストローク速度とサスペンションストローク量を算出する。
前記車体速度推定部304では、車輪速情報のうち、従動輪102FR,102FLの車輪速度平均値を車体速度V(=車速V)として出力する。
前輪タイヤスリップ角βfと後輪タイヤスリップ角βrは、
βf=βv+lf・γ/V−δ
βr=βv−lr・γ/V
の式により計算される。但し、lf及びlrは、車体重心から前後車軸までの距離である。
そして、前後輪のタイヤスリップ角βf,βrと前後輪のコーナリングパワーCpf,Cprの積により、前後輪のタイヤ横力Fyf,Fyrを算出する。さらに、前後輪のタイヤスリップ角βf,βrと前後輪のタイヤ横力Fyf,Fyrの積により、前輪旋回抵抗力Fcfと後輪旋回抵抗力Fcrを算出する。
図3及び図7に基づき、3部構成の車体制振制御装置203のうち、車体振動推定部205の構成を説明する。
図3、図8及び図9に基づき、3部構成の車体制振制御装置203のうち、トルク指令値算出部206の構成を説明する。
前記第1レギュレータ部308は、制御対象である「トルク入力によるばね上挙動」に対し、ばね上挙動を最小に抑えるレギュレータゲインF1,F2を与える。この第1レギュレータ部308は、「トルク入力によるばね上挙動」に対して、図8に示すように、Trq-dZvゲインF1(バウンス速度ゲイン)と、Trq-dSpゲインF2(ピッチ速度ゲイン)と、を与える。これらのレギュレータゲインF1,F2は、図9に示すように、荷重の安定化に寄与するもので、Trq-dZvゲインF1はバウンス速度を抑制し、Trq-dSpゲインF2はピッチ速度を抑制する。
前記リミット処理部311は、加算器320からの補正トルク値に対して、駆動系共振対策として、補正トルク値の絶対値の最大値制限処理を行い、ドライバが前後G変動として感じない範囲のトルクに制限する。
図10〜図13に基づき、車体外乱対応制御部321による車体外乱対応制御部構成を説明する。
変更案A:非ドライバ操舵フラグが0→1のとき-0.4から即ゼロに変化させる。非ドライバ操舵フラグが1→0のとき0から-0.4に徐々に復帰させる。
変更案B:非ドライバ操舵フラグが0→1のとき-0.4から即符号反転させる。非ドライバ操舵フラグが1→0のとき+0.4から-0.4に徐々に復帰させる。
変更案C:非ドライバ操舵フラグが0→1のとき-0.4から徐々にゼロに変化させる。非ドライバ操舵フラグが1→0のとき0から-0.4に徐々に復帰させる。
変更案D:非ドライバ操舵フラグが0→1のとき-0.4から徐々に符号反転させる。非ドライバ操舵フラグが1→0のとき+0.4から-0.4に徐々に復帰させる。
なお、案A〜Dでは、徐々に復帰させているが、何れの形態においても、即復帰としても勿論良い。また、徐々に変化させたり復帰させたりする変化時間は一定で、線形により変化させる。例えば、500ms(指令値の通信周期50回分)あるいは300ms(ばね上共振周波数約1.5Hzの半周期)とする。
実施例1の車体制振制御装置における作用を、[車体制振制御処理作用]、[車体制振制御により発揮される走行性能向上作用]、[車体外乱判定作用]、[非ドライバ操舵時のチューニングゲイン変更作用]に分けて説明する。
図14は、実施例1のエンジンコントロールモジュール101にて実行される車体制振制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、図14に基づき、車体制振制御処理作用を説明する。
上記ステップS1401からステップS1422へと進む車体制振制御処理は、所定の制御周期毎に繰り返される。
上記車体制振制御処理を実行することにより、具体的にどのようなメカニズムにより車体のばね上挙動がコントロールされるかの理解を助ける基本作用を、図15に基づき説明する。
停車から発進加速すると、駆動トルクが急増することで、後輪の輪荷重が増加し、前輪の輪荷重が減少するという荷重移動が生じ、車体挙動としては、車体前方側が持ち上がるノーズアップとなる。このとき、図15(a),(b)に示すように、駆動輪である後輪への駆動トルクをダウンさせると、減速時のように車体前方側が沈み込むノーズダウンの挙動を発生させ、荷重移動によるノーズアップと、トルクダウンによるノーズダウンが相殺し、車体挙動が安定する。
発進後、定速状態に入る定常状態では、車体挙動が安定しているため、駆動トルクを補正する制御は行わない。その後、ブレーキ操作等を行って減速停車する場合には、駆動トルクが急減することで、後輪の輪荷重が減少し、前輪の輪荷重が増加するという荷重移動が生じ、車体挙動としては、車体前方側が沈み込むノーズダウンとなる。このとき、図15(a),(b)に示すように、駆動輪である後輪への駆動トルクをアップさせると、加速時のように車体前方側が持ち上がるノーズアップの挙動を発生させ、荷重移動によるノーズダウンと、トルクアップによるノーズアップが相殺し、車体挙動が安定する。
よって、車体のピッチ角速度の変化をみると、図15(c)に示すように、“制振なし”の点線特性に比べ、“制振あり”の実線特性が車体のピッチ角速度の変化が小さく抑えられることになる。
以下、車体制振制御を行うことにより発揮される走行性能向上作用を、〈性能向上を狙うシーンと効果〉、〈車体制振制御ロジック〉、〈効果確認作用〉に分けて説明する。
車体制振制御により性能向上を狙うシーンと効果は、
(a)車線変更時やS字路等のシーンで、穏やかなロールとリニアリティの良さにより、安定感のあるリニアな旋回性能を得ること。
(b)高速巡航時等のシーンで、修正操舵の少なさやピッチダンピングの良さにより、車両の安定した巡航性能を得ること。
にある。上記(a)の効果を達成するには、「操舵応答の向上」と「ロール速度の抑制」が必要であり、上記(b)の効果を達成するには、「荷重変動の抑制」が必要である。
上記本制御が狙いとする効果(a),(b)を達成する車体制振制御ロジックを、図17に基づき説明する。
車体制振制御ロジックは、図17に示すように、ドライバ要求トルク(=駆動軸端トルクTw)、前輪上下力Ff、後輪上下力Fr、前輪旋回抵抗力Fcf、後輪旋回抵抗力Fcrを、車両モデル307に入力する。これにより、車体のばね上挙動状態量であるバウンス速度・バウンス量・ピッチ速度・ピッチ角度を算出する。
そして、車体のばね上挙動状態量のそれぞれに、図17に示すように、バウンス速度・バウンス量・ピッチ速度・ピッチ角度を適正化するレギュレータゲインF1〜F8を掛け合わせ、さらに、調整代となるチューニングゲインK1〜K8を掛け合わせる。
上記処理により制御対象である「トルク入力によるばね上挙動」と「外乱によるばね上挙動」と「操舵によるばね上挙動」のそれぞれについて補正トルク値A,B,Cを得る。そして、各補正トルク値A,B,Cを合算することで、最終の補正トルク値(=図17の制御トルク)とし、ドライバ要求トルクに制御トルクを加算した駆動トルクを得る駆動トルク指令値を、実車のエンジン106に出力する。
ここで、各補正トルク値A,B,Cのうち、補正トルク値Cは、操舵時において、前輪荷重を上乗せするように駆動トルクを補正し、左右前輪102FR,102FLに積極的に輪荷重を乗らせるための補正トルク値である。
直進走行から操舵したときの対比特性(制御有りが実線特性、制御無しが点線特性)を時系列であらわした図18に基づき、上記本制御が狙いとする効果(a),(b)が実現されることの確認作用を説明する。
車体制振制御では、図18の矢印Jに示すように、(車体振動を抑制する指令トルク)+(操舵応答をコントロールする指令トルク)による制御指令値(=駆動トルク指令値)が出力される。
このため、時刻t1までの直進走行域では、図18の矢印Eに示すように、制御無しに比べ、ピッチレイトが抑制され、車両の安定した走行性能により、乗心地の向上が実現されていることが分かる。
そして、時刻t1以降の操舵過渡領域においては、図18の矢印Fに示すように、ピッチレイトの変化が抑制されていて、適切な荷重移動が実現されていることが分かる。操舵過渡領域のうち、旋回初期においては、図18の矢印Gに示すように、制御無しに比べてヨーレイトが早期に立ち上がり、初期応答性が向上していることが分かる。さらに、操舵過渡領域のうち、旋回後期においては、図18の矢印Hに示すように、制御無しに比べてヨーレイトが緩やかに変化し、旋回巻き込みが抑制されていることが分かる。
そして、操舵過渡領域(旋回初期〜旋回後期)においては、ピッチレイトの変化を抑制する制御と、ヨーレイトの変化を抑制する制御と、を同時に行うことで、横Gの急変が抑えられるため、図18の矢印Iに示すように、制御無しに比べてロールレイトが抑制されていることが分かる。
上記本制御が狙いとする効果(a)を実現するには、ドライバの意図ではない車体外乱による舵角変化を除外するため、ドライバ操作による舵角変化と車体外乱による舵角変化を切り分けて精度良く判定する工夫が必要である。以下、図11、図19及び図20に基づき、これを反映する車体外乱判定作用を説明する。
(a)タイヤに角度を持たせるため、ドライバがハンドルを回転させる
(b)車体外乱(横風や突風等)により車体が流され、ハンドルが回転する
という状況が想定される。
上記(a)のドライバ操作による舵角変化の場合、図19(a)に示すように、動きが発生する順番が、(1)ハンドル回転→(2)タイヤ転舵→(3)車体ヨーレイトとなる。
上記(b)の車体外乱による舵角変化の場合、図19(b)に示すように、動きが発生する順番が、(1)車体ヨーレイト→(2)タイヤ転舵→(3)ハンドル回転となる。
すなわち、ドライバ操作による舵角変化の場合は、ハンドル回転が、タイヤ転舵や車体ヨーレイトの発生に先行するが、車体外乱による舵角変化の場合は、車体ヨーレイトの発生やタイヤ転舵から遅れてハンドル回転が発生する。この車体ヨーレイトの発生やタイヤ転舵から遅れてハンドル回転が発生する点に着目し、本発明では、車体外乱による舵角変化を判定するようにした。
このように、ドライバ操作による舵角変化と車体外乱による舵角変化では動きが発生する順番が変わることに着目して車体外乱を判定することで、操舵角の変化が車体外乱によるものであると精度良く判定される。
上記本制御が狙いとする効果(a)を荷重付加挙動制御系にて実現するには、ドライバ操作による操舵角変化に対しては操舵応答を向上させるものの、車体外乱による操舵角変化に対しては操舵応答を抑制することが必要である。以下、図12、図13及び図21に基づき、これを反映する非ドライバ操舵時のチューニングゲイン変更作用を説明する。
この比較例の場合、ドライバ意図の有無にかかわらす、操舵角の変化に対して荷重付加挙動制御系が前輪荷重を増加させるように制御動作をし、車両の操舵応答性を向上させる。このため、車体外乱(横風、突風等)に起因するハンドル取られにより操舵角が変化する場合、ドライバの意図ではないのに曲がりやすくアシストすることで、ドライバに違和感を与えるおそれがあった。
このように、ドライバが意図しない車体外乱による操舵角の変化に対しては操舵応答のアシストを抑制するように荷重付加用制御ゲイン(=第3チューニングゲインK7,K8)を変更することで、車体外乱によりハンドルが取られる走行シーンにおいて、ドライバに与える違和感が防止される。
したがって、車体外乱によりハンドルが取られる走行シーンにおいて、荷重安定化挙動制御系によるばね上挙動の制振効果をそのまま残しながら、ドライバに与える違和感のみが防止される。
すなわち、車体外乱による操舵角変化に対して操舵応答を抑制するには、荷重付加挙動制御系の入力から出力に至るルートのどこかで制御ゲインを変更することで達成される。これに対し、実施例1では、トルク指令値算出部206に、荷重安定化挙動制御系からの補正トルク値の重み付けを設定する第1チューニングゲイン設定部317及び第2チューニングゲイン設定部318と、荷重付加挙動制御系からの補正トルク値の重み付けを設定する第3チューニングゲイン設定部319を備える。
したがって、荷重付加挙動制御系に予め有する第3チューニングゲイン設定部319を制御ゲイン変更構成として利用することで、操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されたとき、新たに制御ゲイン変更構成を付加することのない簡単な構成にて、荷重付加挙動制御系の制御ゲインが変更される。
なお、案A〜Dの形態において、即復帰としても良く、この場合は、突風的な車体外乱による操舵に対応し、荷重付加挙動制御の制御ゲイン(第3チューニングゲインK7,K8)を応答良く復帰可能であるというメリットを持つ。
実施例1の車体制振制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記車体制振制御の制御対象として、操舵角センサ111からの操舵角の変化に対する操舵応答をアシストするように前輪荷重を付加する荷重付加挙動制御系を有し、
前記荷重付加挙動制御系に、
前記操舵角センサ111からの操舵角の変化がドライバ操作によるものなのか、車体外乱によるものなのかを判定する車体外乱判定部321aと、
前記車体外乱判定部321aにより前記操舵角の変化が車体外乱によるものと判定されると、操舵角の変化に対する操舵応答のアシストを抑制するように制御ゲインを変更する制御ゲイン変更処理部(第3チューニングゲイン変更処理部321b)と、
を設けた(図10)。
このように、ドライバが意図しない車体外乱による操舵角の変化に対しては操舵応答のアシストを抑制するように制御ゲインを変更することで、車体外乱によりハンドルが取られる走行シーンにおいて、ドライバに与える違和感を防止することができる。
前記車体外乱判定部321aは、前記車体外乱センサ112,113,114からのセンサ値の立ち上がりタイミングが前記舵角センサ111からのセンサ値の立ち上がりタイミングより早いという非ドライバ操舵判定条件を満たすとき、前記操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定する(図11)。
このように、ドライバ操作による舵角変化と車体外乱による舵角変化では動きが発生する順番が変わることに着目して車体外乱を判定することで、(1)の効果に加え、操舵角の変化が車体外乱によるものであると精度良く判定することができる。
このため、(2)の効果に加え、突風的な車体外乱による操舵に対応し、荷重付加挙動制御の制御ゲインを応答良く変更することができる。
このため、(2)の効果に加え、荷重付加挙動制御による操舵応答が低下する性能変化に対し、ドライバへ与える違和感を抑制することができる。
このため、(2)〜(4)の効果に加え、横風や突風等の車体外乱を受けてから操舵角の変化によりハンドルが取られる状況が終わったと想定されるまで待機した後、操舵応答性を向上させる荷重付加挙動制御に復帰することができる。
このため、(5)の効果に加え、突風的な車体外乱による操舵に対応し、荷重付加挙動制御の制御ゲインを応答良く復帰することができる。
このため、(5)の効果に加え、荷重付加挙動制御による操舵応答が復帰する性能変化に対し、ドライバへ与える違和感を抑制することができる。
前記制御ゲイン変更処理部(第3チューニングゲイン変更処理部321b)は、前記車体外乱判定部321aにより前記操舵角の変化が車体外乱によるものと判定されると、前記荷重安定化挙動制御系の制御ゲインを変更することなく、前記荷重付加挙動制御系のみの制御ゲインを変更する(図3)。
このため、(1)〜(7)の効果に加え、車体外乱によりハンドルが取られる走行シーンにおいて、荷重安定化挙動制御系によるばね上挙動の制振効果をそのまま残しながら、ドライバに与える違和感のみを防止することができる。
前記制御ゲイン変更処理部(第3チューニングゲイン変更処理部321b)は、前記操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されると、前記荷重付加チューニングゲイン設定部(第3チューニングゲイン設定部319)のチューニングゲイン(第3チューニングゲインK7,K8)を、操舵応答のアシストを抑制するように変更する(図3)。
このように、荷重付加挙動制御系に予め有する第3チューニングゲイン設定部319を制御ゲイン変更構成として利用することで、(8)の効果に加え、操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されたとき、新たに制御ゲイン変更構成を付加することのない簡単な構成にて、荷重付加挙動制御系の制御ゲインを変更することができる。
実施例2の車体外乱対応制御部321は、図22に示すように、車体外乱判定部321a(車体外乱判定部)と、最終制御ゲイン変更処理部321c(制御ゲイン変更処理部)と、を有する。なお、車体外乱判定部321aは、実施例1と同様の構成である。
変更案A:非ドライバ操舵フラグが0→1のとき1.0から即ゼロに変化させる。非ドライバ操舵フラグが1→0のとき0から1.0に徐々に復帰させる。
変更案B:非ドライバ操舵フラグが0→1のとき1.0から徐々にゼロに変化させる。非ドライバ操舵フラグが1→0のとき0から1.0に徐々に復帰させる。
なお、案A,Bでは、徐々に復帰させているが、何れの形態においても、即復帰としても勿論良い。また、徐々に変化させたり復帰させたりする変化時間は一定で、線形により変化させる。例えば、500ms(指令値の通信周期50回分)あるいは300ms(ばね上共振周波数約1.5Hzの半周期)とする。
なお、他の構成は、実施例1と同様であるので、図示及び説明を省略する。
実施例2では、図23に示すように、最終制御ゲインの変更の形態としては、変更案A,Bの2通りの何れか1つとされる。これをタイムチャートで表したのが図24であり、以下、変更形態の違いによるメリットを説明する。
なお、案A,Bの形態において、即復帰としても良く、この場合は、突風的な車体外乱による操舵に対応し、最終制御ゲインを応答良く復帰可能であるというメリットを持つ。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
実施例2の車体制振制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
前記トルク指令値算出部206に、前記荷重安定化挙動制御系と前記荷重付加挙動制御系の補正トルク合計値の最終制御ゲインを設定する最終制御ゲイン設定部322を備え、
前記制御ゲイン変更処理部(最終制御ゲイン変更処理部321c)は、前記操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されると、前記最終制御ゲイン設定部322の最終制御ゲインを、操舵応答のアシストを抑制するように変更する(図22)。
このように、操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されると、車体制振制御自体を中止する方向に最終制御ゲインの変更を行うことで、実施例1の(1)〜(7)の効果に加え、車体外乱によりハンドルが取られる走行シーンにおいて、ドライバに与える違和感を防止することができる。
実施例3の車体外乱対応制御部321は、図25に示すように、車体外乱判定部321a(車体外乱判定部)を有する。そして、入力変換部204に、ローパスフィルタ323と、操舵角入力変更処理部324(制御ゲイン変更処理部)と、を有する。なお、車体外乱判定部321aは、実施例1と同様の構成である。
〈基本処理〉
変更案A:非ドライバ操舵フラグ=0(ドライバ操舵)のとき、入力舵角(=センサ入力)とし、非ドライバ操舵フラグ=1(非ドライバ操舵)のとき、ゼロ(固定)とする。
変更案B:非ドライバ操舵フラグが0(ドライバ操舵)のとき、入力舵角(=センサ入力)とし、非ドライバ操舵フラグ=1(非ドライバ操舵)のとき、前回値保持とする。
〈過渡処理〉
変更案A:非ドライバ操舵フラグが0→1のとき、入力舵角→即、ゼロ固定とし、非ドライバ操舵フラグが1→0のとき、ゼロ→徐々に入力舵角に復帰(レートリミッタあり)とする。
変更案B:非ドライバ操舵フラグが0→1のとき、入力舵角→即、前回値保持とし、非ドライバ操舵フラグが1→0のとき、前回値→徐々に入力舵角に復帰(レートリミッタあり)とする。
a) レートリミッタ加算方向
入力値(実舵角)−前回値(入力処理後舵角)>変化率リミッタ値の場合は、
舵角今回値=舵角前回値+変化率リミッタ
の式を用いる。
b) レートリミッタ減算方向
入力値(実舵角)−前回値(入力処理後舵角)<変化率リミッタ値×(−1)の場合は、
舵角今回値=舵角前回値−変化率リミッタ
の式を用いる。
ただし、前回レートリミッタ処理が実施され、前回と今回とでレートリミッタ処理の加減算方向が異なる場合は実施しない。
なお、他の構成は、実施例1と同様であるので、図示及び説明を省略する。
実施例3では、図28に示すように、非ドライバ操舵判定フラグが、時刻t1にて1→0となり、時刻t2にて0→1となり、時刻t3にて1→0となったとき、実舵角に対して入力処理後舵角を得る操舵角入力情報の変更処理としては、変更案A,Bの2通りの何れか1つとされる。以下、変更案A,Bの2通りの操舵角入力変更処理を説明する。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
実施例3の車体制振制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
前記操舵角入力変更処理部324は、前記操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されると、前記操舵角制御入力を、操舵応答のアシストを抑制するように変更する(図25)。
このように、操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されると、操舵角制御入力の変更処理を行うことで、実施例1の(1)〜(8)の効果に加え、車体外乱によりハンドルが取られる走行シーンにおいて、荷重安定化挙動制御系によるばね上挙動の制振効果をそのまま残しながら、ドライバに与える違和感のみを防止することができる。
実施例4の荷重付加挙動制御系は、図29に示すように、操舵角センサ111から入力情報に基づく操舵角センサ制御系列に、車体外乱センサ112,113,114からの入力情報に基づく車体外乱センサ制御系列を加えた構成としている。操舵角センサ制御系列は、操舵角センサ111、旋回抵抗力算出部306、第3レギュレータ部310、第3チューニングゲイン設定部319を有する。車体外乱センサ制御系列は、車体外乱センサ112,113,114、旋回抵抗力算出部306'、第3レギュレータ部310'、第3チューニングゲイン設定部319'を有する。
変更案A:非ドライバ操舵フラグ=0(ドライバ操舵)のときは、制御ゲインα=-0.4(即変化)とし、制御ゲインβ=0(即変化)とする。非ドライバ操舵フラグ=1(非ドライバ操舵)のときは、制御ゲインα=0(即変化)とし、制御ゲインβ=0.4(即変化)とする。
変更案B:非ドライバ操舵フラグ=0(ドライバ操舵)のときは、制御ゲインα=-0.4(徐々に変化)とし、制御ゲインβ=0(徐々に変化)とする。非ドライバ操舵フラグ=1(非ドライバ操舵)のときは、制御ゲインα=0(徐々に変化)とし、制御ゲインβ=0.4(徐々に変化)とする。
なお、案Bでの徐々に変化させる変化時間は一定で、線形により変化させる。例えば、500ms(指令値の通信周期50回分)あるいは300ms(ばね上共振周波数約1.5Hzの半周期)とする。
なお、他の構成は、実施例1と同様であるので、図示及び説明を省略する。
実施例4では、図31に示すように、非ドライバ操舵判定フラグが、時刻t1にて1→0となり、時刻t2にて0→1となり、時刻t3にて1→0となったとき、制御ゲインα,βの重み付け変更としては、変更案A,Bの2通りの何れか1つとされる。以下、変更案A,Bの2通りの制御ゲインα,βの重み付け変更処理を説明する。
なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
実施例4の車体制振制御装置にあっては、下記の効果を得ることができる。
前記制御ゲイン変更処理部(チューニングゲイン重み付け変更処理部321d)は、前記車体外乱判定部321aにより前記操舵角の変化が車体外乱によるものと判定されると、操舵角の変化に対する操舵応答のアシストを抑制するように、前記操舵角センサ制御系列と前記車体外乱センサ制御系列の制御ゲインα,βを変更する(図29)。
このように、操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されると、2つの制御ゲインα,βの重み付け変更処理を行うことで、実施例1の(1)〜(8)の効果に加え、車体外乱によりハンドルが取られる走行シーンにおいて、荷重安定化挙動制御系によるばね上挙動の制振効果をそのまま残しながら、車体外乱に対するばね上挙動の安定性確保と、ドライバに与える違和感防止と、の両立を達成することができる。
102FR,102FL 左右前輪(従動輪)
102RR,102RL 左右後輪(駆動輪)
103FR,103FL,103RR,103RL 車輪速センサ
104 ブレーキストロークセンサ
105 アクセル開度センサ
106 エンジン
107 MT変速機
108 シャフト
109 ディファレンシャルギア
110 ステアリングホイール
111 操舵角センサ
112 EPS操舵トルクセンサ(車体外乱センサ)
113 EPSモータ回転角センサ(車体外乱センサ)
114 ヨーレイトセンサ(車体外乱センサ)
201 ドライバ要求トルク演算部
202 トルク指令値演算部
203 車体制振制御装置
204 入力変換部
205 車体振動推定部
206 トルク指令値算出部
317 第1チューニングゲイン設定部(荷重安定化チューニングゲイン設定部)
318 第2チューニングゲイン設定部(荷重安定化チューニングゲイン設定部)
319 第3チューニングゲイン設定部(荷重付加チューニングゲイン設定部)
320 加算器
321 車体外乱対応制御部
321a 車体外乱判定部
321b 第3チューニングゲイン変更処理部(制御ゲイン変更処理部)
321c 最終制御ゲイン変更処理部(制御ゲイン変更処理部)
321d チューニングゲイン重み付け変更処理部(制御ゲイン変更処理部)
322 最終制御ゲイン設定部
323 ローパスフィルタ
324 操舵角入力変更処理部(制御ゲイン変更処理部)
Claims (12)
- 走行中に取得される車両からのセンシング情報を車輪入力に変換する入力変換部と、前記車輪入力と車両モデルを用いて車体のばね上挙動を推定する車体振動推定部と、前記ばね上挙動の推定結果に基づき駆動トルクの補正を行うトルク指令値算出部と、を備え、駆動トルクの補正により車体制振制御を行う車体制振制御装置において、
前記車体制振制御の制御対象として、操舵角センサからの操舵角の変化に対する操舵応答をアシストするように前輪荷重を付加する荷重付加挙動制御系を有し、
前記荷重付加挙動制御系に、
前記操舵角センサからの操舵角の変化がドライバ操作によるものなのか、車体外乱によるものなのかを判定する車体外乱判定部と、
前記車体外乱判定部により前記操舵角の変化が車体外乱によるものと判定されると、操舵角の変化に対する操舵応答のアシストを抑制するように制御ゲインを変更する制御ゲイン変更処理部と、
を設けたことを特徴とする車体制振制御装置。 - 請求項1に記載された車体制振制御装置において、
ドライバ操作によらず車体から操舵系に入力される車体外乱に感応してセンサ値が立ち上がり変化する車体外乱センサを備え、
前記車体外乱判定部は、前記車体外乱センサからのセンサ値の立ち上がりタイミングが前記操舵角センサからのセンサ値の立ち上がりタイミングより早いという非ドライバ操舵判定条件を満たすとき、前記操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定する
ことを特徴とする車体制振制御装置。 - 請求項2に記載された車体制振制御装置において、
前記制御ゲイン変更処理部は、前記操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されると、操舵応答のアシストを抑制する制御ゲインに即変更する
ことを特徴とする車体制振制御装置。 - 請求項2に記載された車体制振制御装置において、
前記制御ゲイン変更処理部は、前記操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されると、操舵応答のアシストを抑制する方向に制御ゲインを徐々に変更する
ことを特徴とする車体制振制御装置。 - 請求項2から4までの何れか1項に記載された車体制振制御装置において、
前記車体外乱判定部は、前記操舵角の変化が車体外乱によるものであるとの判定中、非ドライバ操舵判定条件を満たさなくなってから所定時間を継続すると、前記操舵角の変化がドライバ操作によるものであるとの判定に移行する
ことを特徴とする車体制振制御装置。 - 請求項5に記載された車体制振制御装置において、
前記制御ゲイン変更処理部は、前記操舵角の変化がドライバ操作によるものであるとの判定に移行すると、操舵応答をアシストする制御ゲインに即復帰する
ことを特徴とする車体制振制御装置。 - 請求項5に記載された車体制振制御装置において、
前記制御ゲイン変更処理部は、前記操舵角の変化がドライバ操作によるものであるとの判定に移行すると、操舵応答をアシストする制御ゲインに徐々に復帰する
ことを特徴とする車体制振制御装置。 - 請求項1から7までの何れか1項に記載された車体制振制御装置において、
前記車体制振制御の制御対象として、前記荷重付加挙動制御系に加え、制駆動トルクの変化や路面からの外乱上下力に対する輪荷重の変動を抑制する荷重安定化挙動制御系を有し、
前記制御ゲイン変更処理部は、前記車体外乱判定部により前記操舵角の変化が車体外乱によるものと判定されると、前記荷重安定化挙動制御系の制御ゲインを変更することなく、前記荷重付加挙動制御系のみの制御ゲインを変更する
ことを特徴とする車体制振制御装置。 - 請求項8に記載された車体制振制御装置において、
前記トルク指令値算出部に、前記荷重安定化挙動制御系からの補正トルク値の重み付けを設定する荷重安定化チューニングゲイン設定部と、前記荷重付加挙動制御系からの補正トルク値の重み付けを設定する荷重付加チューニングゲイン設定部を備え、
前記制御ゲイン変更処理部は、前記操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されると、前記荷重付加チューニングゲイン設定部のチューニングゲインを、操舵応答のアシストを抑制するように変更する
ことを特徴とする車体制振制御装置。 - 請求項1から7までの何れか1項に記載された車体制振制御装置において、
前記車体制振制御の制御対象として、前記荷重付加挙動制御系に加え、制駆動トルクの変化や路面からの外乱上下力に対する輪荷重の変動を抑制する荷重安定化挙動制御系を有し、
前記トルク指令値算出部に、前記荷重安定化挙動制御系と前記荷重付加挙動制御系の補正トルク合計値の最終制御ゲインを設定する最終制御ゲイン設定部を備え、
前記制御ゲイン変更処理部は、前記操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されると、前記最終制御ゲイン設定部の最終制御ゲインを、操舵応答のアシストを抑制するように変更する
ことを特徴とする車体制振制御装置。 - 請求項1から7までの何れか1項に記載された車体制振制御装置において、
前記入力変換部に、前記制御ゲイン変更処理部として、前記操舵角センサからのセンサ入力を操舵角制御入力に変更処理する操舵角入力変更処理部を備え、
前記操舵角入力変更処理部は、前記操舵角の変化が車体外乱によるものであると判定されると、前記操舵角制御入力を、操舵応答のアシストを抑制するように変更する
ことを特徴とする車体制振制御装置。 - 請求項2から7までの何れか1項に記載された車体制振制御装置において、
前記荷重付加挙動制御系として、前記操舵角センサからのセンシング情報に基づく操舵角センサ制御系列に、前記車体外乱センサからのセンシング情報に基づく車体外乱センサ制御系列を加え、
前記制御ゲイン変更処理部は、前記車体外乱判定部により前記操舵角の変化が車体外乱によるものと判定されると、操舵角の変化に対する操舵応答のアシストを抑制するように、前記操舵角センサ制御系列と前記車体外乱センサ制御系列の制御ゲインを変更する
ことを特徴とする車体制振制御装置。
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