JP2006291863A - Vehicle driving force control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の駆動力制御装置に関するものである。 The present invention relates to a driving force control apparatus for a vehicle.
電子制御スロットルバルブを用いて、車速及びアクセル操作量に基づいてスロットルバルブの開度を制御することで車両の駆動力を制御する技術が知られている。しかし、車速及びアクセル開度が一定でも走行中の路面勾配などが異なれば所望の加速度を生じるのに必要な駆動力も異なるので、例えば上り坂などではアクセル開度が一定のままでは車両が減速する。 A technique for controlling the driving force of a vehicle by using an electronically controlled throttle valve to control the opening of the throttle valve based on the vehicle speed and the accelerator operation amount is known. However, even if the vehicle speed and the accelerator opening are constant, the driving force required to generate the desired acceleration differs if the road gradient during traveling is different. For example, on an uphill, the vehicle decelerates with the accelerator opening remaining constant. .
そこで、アクセル開度に基づいて算出した目標加減速度を実現するようにスロットルバルブの開度を制御し、目標加減速度と車速から算出した実加減速度とが一致していなければスロットルバルブの開度を補正することで、路面勾配などの変化によらず一定の加減速度を得ようとする技術が特許文献1に記載されている。
しかし、上記従来の技術では路面の高さが急変する段差を通過するときのように車両の走行抵抗が瞬間的に増減して車速が変化するような場合、通過後も変化した車速を復帰させようとしてスロットルバルブの補正が行われるので運転者の求める加減速度より大きな加減速度となって運転者に違和感を与える可能性がある。 However, in the above conventional technique, when the vehicle running resistance instantaneously increases or decreases and the vehicle speed changes, such as when passing through a step where the road surface height changes suddenly, the changed vehicle speed is restored after passing. Thus, since the throttle valve is corrected, the acceleration / deceleration is greater than the acceleration / deceleration required by the driver, which may cause the driver to feel uncomfortable.
また、段差を通過するときに車速を復帰させようとして運転者がアクセル踏込み量を変化させた場合、運転者の求める加減速度よりもさらに大きな加減速度となる可能性がある。 Further, when the driver changes the accelerator depression amount in order to return the vehicle speed when passing through the step, there is a possibility that the acceleration / deceleration is larger than the acceleration / deceleration required by the driver.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、車両の走行抵抗が瞬間的に増減するような段差を通過する時、車速の変化を抑制するように目標駆動力を補正することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and the target driving force is controlled so as to suppress the change in the vehicle speed when passing through a step where the running resistance of the vehicle instantaneously increases or decreases. It aims at correcting.
本発明の車両の駆動力制御装置は、車両の目標駆動力と車両の進行方向前方にある段差による路面の高さの変化量とを検出し、路面の高さの変化量に応じて段差による走行抵抗の増減分を補償するように車両の目標駆動力を補正する。 The vehicle driving force control device of the present invention detects the target driving force of the vehicle and the amount of change in the height of the road surface due to the step in front of the traveling direction of the vehicle. The target driving force of the vehicle is corrected so as to compensate for the increase / decrease in running resistance.
本発明によれば、路面の高さの変化量に応じて車両が通過する段差による走行抵抗の増減分を補償するように車両の目標駆動力を補正するので、段差通過時に車速の変化が抑制されて運転者に違和感を与えることを防止できる。 According to the present invention, since the target driving force of the vehicle is corrected so as to compensate for the increase / decrease of the running resistance due to the step that the vehicle passes according to the amount of change in the height of the road surface, the change in the vehicle speed is suppressed when the step passes. This can prevent the driver from feeling uncomfortable.
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。図2は本実施形態における車両の駆動力制御装置を示す構成図である。エンジン102は車両100の駆動力を発生し、無段変速機103、ファイナルギア104を介して駆動輪105へと伝達される。スロットルアクチュエータ8は、エンジン102のスロットルバルブの開度を制御することでエンジン102の駆動力を制御する。スロットルアクチュエータ8は駆動力制御ECU10から送信されるエンジントルク指令値cTEに基づいてエンジンECU7によって制御される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a configuration diagram showing a vehicle driving force control apparatus according to this embodiment. The
無段変速機103はエンジン102の回転速度を無段階に変速して出力する。無段変速機103は駆動力制御ECU10から送信される変速比指令値cRATIOに基づいてトランスミッションECU6によって制御される。
The continuously
制御開始スイッチ1は、車両100の駆動力制御を実行するか否かを検出する。駆動力制御を実行する状態のときスイッチがオンとなり、駆動力制御を停止する状態のときオフとなる。ブレーキスイッチ2は、運転者がブレーキを踏んでいるか否かを検出する。運転者がブレーキを踏んでいるときスイッチはオンとなり、ブレーキを踏んでいないときオフとなる。超音波センサ3は、車両100の前方などに取り付けられた超音波発生装置から放射された超音波の反射波を解析することで車両前方にある縁石101を検知し、縁石101による路面の高さの変化量を検出する。縁石101によって路面が高くなるときは縁石101の高さを検出し、縁石101によって路面が低くなるときは走行中の路面からの下降量を検出する。アクセル操作量センサ4は、運転者によるアクセルペダルの踏込み量を検出する。車速センサ5は、タイヤの回転速度に基づいて車両100の実車速aVSPを検出する。トランスミッションECU6は、無段変速機103の実変速比aRATIOを検出する。
The
駆動力制御ECU10は制御開始スイッチ信号、ブレーキスイッチ信号、縁石高さCurb_h、アクセル踏込み量APO、車速aVSP及び実変速比aRATIOに基づいてエンジントルク指令値cTE及び変速比指令値cRATIOを算出しそれぞれエンジンECU7及びトランスミッションECU6に送信する。
The driving
図2は、本実施形態における車両の駆動力制御装置を示すブロック図である。駆動力制御ECU10は、マイクロコンピュータ及びその他の周辺部品によって構成され、制御開始スイッチ1、ブレーキスイッチ2、超音波センサ3、アクセル操作量センサ4、車速センサ5及びトランスミッションECU6から受信した信号に基づいてエンジンECU7及びトランスミッションECU6に対してそれぞれエンジントルク指令値cTE及び変速比指令値cRATIOを送信する。
FIG. 2 is a block diagram showing a vehicle driving force control apparatus according to this embodiment. The driving
エンジンECU7は、駆動力制御ECU10から送信されたエンジントルク指令値cTEに基づいてスロットル開度を算出し、スロットルアクチュエータ8にスロットル開度信号を送信する。スロットルアクチュエータ8はスロットルバルブ開度信号に応じてエンジン102のスロットルバルブの開度を制御する。トランスミッションECU6は、駆動力制御ECU10から送信された変速比指令値cRATIOに基づいて無段変速機103の変速比を制御する。
The engine ECU 7 calculates a throttle opening based on the engine torque command value cTE transmitted from the driving
本実施形態の車両100の駆動力制御装置は以上のように構成され、駆動力制御ECU10はスロットルバルブの開度と無段変速機103の変速比を制御することで車両100の駆動力を制御し、車速の変化を抑制する。
The driving force control apparatus for the
次に、駆動力制御ECU10で行う制御について説明する。なお、本制御は所定時間(例えば10ms)ごとに繰り返し行われている。本制御は、車速、アクセル踏込み量APO及び縁石101の高さに基づいてエンジントルク指令値cTE及び変速比指令値cRATIOを算出し、これらに基づいてスロットルバルブの開度及び無段変速機の変速比を制御しようとするものである。
Next, control performed by the driving
制御開始判定部20は、制御開始スイッチ信号及びブレーキスイッチ信号に基づいて駆動力制御を開始するか否かを判定して制御実行フラグfSTARTを出力する。制御実行フラグfSTARTは図3のフローチャートに示す制御によって設定される。
The control
すなわち、ステップS1では制御開始スイッチ1がオンであるか否かを判定し、オンであればステップS2へ進む。ステップS2では、ブレーキスイッチ2がオンであるか否かを判定し、オフであればステップS3へ進む。ステップS3では、制御実行フラグfSTARTを1に設定して処理を終了する。
That is, in step S1, it is determined whether or not the
一方、ステップS1において制御開始スイッチ1がオフであると判定されたとき又はステップS2においてブレーキスイッチ2がオンであると判定されたときは、ステップS4へ進んで制御実行フラグfSTARTを0に設定して処理を終了する。ここで、ブレーキスイッチ2がオンであるとき、すなわち運転者がブレーキを踏んでいる状態のときはスロットルバルブ開度と変速比とを制御しても車速を制御できないので制御実行フラグfSTARTを0として制御を停止させる。
On the other hand, if it is determined in step S1 that the
図2に戻って縁石検出部30では、後述する走行抵抗推定部60から出力された走行抵抗推定値dv_Estに基づいて縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_downを出力する。ここで、縁石検出フラグf_curb_upは縁石101の上昇部に進入したことを検出したとき1となり、縁石検出フラグf_curb_downは縁石101の下降部に進入したことを検出したとき1となる。縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_downは図4のフローチャートに示す制御によって設定される。
Returning to FIG. 2, the
すなわち、ステップ11では最新の走行抵抗推定値dv_Est(n)を読み込む。ステップS12では、最新の走行抵抗推定値dv_Est(n)から前回処理時の走行抵抗推定値dv_Est(n−1)を減算して走行抵抗推定値の変化量Δdv_Estを算出する。ステップS13では、変化量Δdv_Estが正の所定値D_UPより大きいか否かを判定する。所定値D_UPより大きければステップS14へ進み、最新の走行抵抗推定値dv_Est(n)から走行抵抗推定値の平均値dv_Est_Aveを減算した値が正の所定値Dpより大きいか否かを判定する。所定値Dpより大きければステップS15へ進み、所定値Dp以下であればステップS16へ進む。ステップS15では、縁石101の上昇部に進入したと判断して縁石検出フラグf_curb_upを1に設定してステップS23へ進む。ステップS16では、縁石101の下降部を通過したと判断して縁石検出フラグf_curb_downを0に設定してステップS23へ進む。
That is, in step 11, the latest estimated running resistance value dv_Est (n) is read. In step S12, the travel resistance estimated value change amount dv_Est is calculated by subtracting the travel resistance estimated value dv_Est (n-1) at the previous processing from the latest travel resistance estimated value dv_Est (n). In step S13, it is determined whether or not the change amount Δdv_Est is greater than a predetermined positive value D_UP. If it is larger than the predetermined value D_UP, the process proceeds to step S14, and it is determined whether or not the value obtained by subtracting the average value dv_Est_Ave of the estimated running resistance value from the latest estimated running resistance value dv_Est (n) is larger than the positive predetermined value Dp. If it is larger than the predetermined value Dp, the process proceeds to step S15, and if it is less than the predetermined value Dp, the process proceeds to step S16. In step S15, it is determined that the vehicle has entered the rising portion of the
一方、ステップS13において走行抵抗推定値の変化量Δdv_Estが所定値D_UP以下と判定されるとステップS17へ進み、走行抵抗推定値の変化量Δdv_Estが負の所定値D_DOWNより小さいか否かを判定する。所定値D_DOWNより小さいと判定されるとステップS18へ進み、最新の走行抵抗推定値dv_Est(n)から走行抵抗推定値の平均値dv_Est_Aveを減算した値が負の所定値Dmより小さいか否かを判定する。所定値Dmより小さいと判定されるとステップS19へ進み、所定値Dmより大きいと判定されるとステップS20へ進む。ステップS19では、縁石101の下降部に進入したと判断して縁石検出フラグf_curb_downを1に設定してステップS23へ進む。ステップS20では、縁石101の上昇部を通過したと判断して縁石検出フラグf_curb_upを0に設定してステップS23へ進む。
On the other hand, when it is determined in step S13 that the travel resistance estimated value change Δdv_Est is equal to or smaller than the predetermined value D_UP, the process proceeds to step S17, and it is determined whether or not the travel resistance estimated value change Δdv_Est is smaller than the negative predetermined value D_DOWN. . If it is determined that the value is smaller than the predetermined value D_DOWN, the process proceeds to step S18, and it is determined whether or not the value obtained by subtracting the average value dv_Est_Ave of the running resistance estimated value from the latest running resistance estimated value dv_Est (n) is smaller than the negative predetermined value Dm. judge. If it is determined that the value is smaller than the predetermined value Dm, the process proceeds to step S19. In step S19, it is determined that the vehicle has entered the descending portion of the
一方、ステップS17において走行抵抗推定値の変化量Δdv_Estが所定値D_DOWN以上であると判定されるとステップS21へ進み、縁石検出フラグf_curb_upが0、かつf_curb_downが0であるか否かを判定する。縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_downが両方とも0であると判定されるとステップS22へ進み、一方でも0であると判定されるとステップS23へ進む。ステップS22では、走行抵抗推定値の平均値dv_Est_Aveを算出してステップS23へ進む。 On the other hand, if it is determined in step S17 that the estimated travel resistance change amount Δdv_Est is greater than or equal to the predetermined value D_DOWN, the process proceeds to step S21, where it is determined whether the curb detection flag f_curb_up is 0 and f_curb_down is 0. If it is determined that the curb detection flags f_curb_up and f_curb_down are both 0, the process proceeds to step S22, and if it is determined that both are 0, the process proceeds to step S23. In step S22, an average value dv_Est_Ave of the estimated running resistance value is calculated, and the process proceeds to step S23.
ステップS23では、前回の走行抵抗推定値dv_Est(n−1)をステップS21で読み込んだ最新の走行抵抗推定値dv_Est(n)に更新して処理を終了する。 In step S23, the previous running resistance estimated value dv_Est (n-1) is updated to the latest running resistance estimated value dv_Est (n) read in step S21, and the process is terminated.
図2に戻って移動距離演算部40は、車速aVSP及び縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_downに基づいて移動距離dist_up、dist_downを出力する。移動距離dist_upは縁石101の上昇部に進入してからの移動距離を表し、移動距離dist_downは縁石101の下降部に進入してからの移動距離を表す。移動距離dist_up、dist_downは図5のブロック図に示す制御によって算出される。
Returning to FIG. 2, the movement
すなわち、積分処理部41では縁石検出フラグf_curb_upが1になったとき積分項を0に初期化し、車速aVSPを積分することで移動距離dist_upを算出する。ここで、sはラプラス演算子である。
That is, in the
積分処理部42では縁石検出フラグf_curb_downが1になったとき積分項を0に初期化し、車速aVSPを積分することで移動距離dist_downを算出する。
The
なお、縁石検出部30及び移動距離演算部40の制御についてはタイムチャートを参照しながら後に詳述する。
The control of the
図2に戻って駆動力制御部50は、アクセル踏込み量APO、車速aVSP、制御実行フラグfSTART、縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_down、移動距離dist_up、dist_down及び縁石高さCurb_hに基づいて駆動トルク指令値cTDRを算出する。駆動トルク指令値cTDRは図6のブロック図に示す制御によって算出される。
Returning to FIG. 2, the driving
すなわち、目標駆動トルクマップ51では車速aVSP、目標駆動トルクtTDR及びアクセル踏込み量APOの関係を示した図7のマップを参照して、アクセル踏込み量APO及び車速aVSPに基づいて目標駆動トルクtTDRを算出する。ここで、図7に示すように目標駆動トルクtTDRはアクセル踏込み量APOが大きいほど大きくなり、車速aVSPが高くなるほどトランスミッションのギア比が低くなるので小さくなる。 That is, the target drive torque map 51 calculates the target drive torque tTDR based on the accelerator depression amount APO and the vehicle speed aVSP with reference to the map of FIG. 7 showing the relationship between the vehicle speed aVSP, the target drive torque tTDR, and the accelerator depression amount APO. To do. Here, as shown in FIG. 7, the target drive torque tTDR increases as the accelerator depression amount APO increases, and decreases as the vehicle speed aVSP increases because the transmission gear ratio decreases.
エンジンモデル52、走行抵抗マップ53、加速度変換部54、目標加速度入力制限部55及び車速変換部56は規範モデルGR(s)を構成し、目標駆動トルクtTDR、車速aVSP、目標加速度tACC、縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_down、アクセル踏込み量APO、移動距離dist_up、dist_downに基づいて目標車速tVSPを算出する。
The
車両100のパワートレインの挙動は、駆動トルク指令値cTDRを操作量とし、車速aVSPを制御量としてモデル化することによって、図8に示す簡易非線形モデルGP(s)で表すことができる。図8は平坦路を走行している車両100の特性を定義しているので、走行抵抗は車両100の転がり抵抗と空気抵抗となる。ここでLは無駄時間を表す。ただし、制御対象の特性にはパワートレイン系の遅れによる無駄時間も含まれることになり、使用するアクチュエータやエンジンによって無駄時間Lは変化する。
The behavior of the power train of the
図6に戻ってエンジンモデル52は、時定数τEmの一次遅れ及び制御対象と同じ無駄時間Lが設定された無駄時間処理により構成される。なお、時定数の一次遅れは以下の(1)式によって示される。
Returning to FIG. 6, the
Gre(s)=1/(τEm・s+1)・・・(1)
ここで、sはラプラス演算子である。
G re (s) = 1 / (τ Em · s + 1) (1)
Here, s is a Laplace operator.
走行抵抗マップ53は、入力された車速aVSPに基づいて走行抵抗を出力する。走行抵抗は車両100の転がり抵抗と空気抵抗との和である。
The travel resistance map 53 outputs travel resistance based on the input vehicle speed aVSP. The running resistance is the sum of rolling resistance and air resistance of the
加速度変換部54は、目標駆動トルクtTDRから走行抵抗を減算した値を車両100の質量Mとタイヤの有功半径Rtで除算することにより目標加速度tACCを算出する。
The acceleration converter 54 calculates the target acceleration tACC by dividing the value obtained by subtracting the running resistance from the target driving torque tTDR by the mass M of the
目標加速度入力制限部55は、図9のブロック図に示すようにアクセル踏込み量制限部550及び移動距離制限部551によって構成され、アクセル踏込み量APO、縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_down、移動距離dist_up、dist_down及び目標加速度tACCに基づいて目標加速度入力tACC_INを算出する。
As shown in the block diagram of FIG. 9, the target acceleration
アクセル踏込み量制限部550は図10に示すフローチャートによって制御が実行され、ステップS31では縁石検出フラグf_curb_upが0で、かつ縁石検出フラグf_curb_downが0であるか否かを判定する。いずれも0であればステップS32へ進み、アクセル踏込み量APOが所定値αより大きいか否か、すなわち運転者の加速要求が強いか否かを判定する。所定値αより大きければステップS33へ進み、目標加速度tACC_AにtACCを代入して処理を終了する。
The accelerator depression
一方、ステップS31において縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_downの少なくとも一方が0でない場合、又はステップS32においてアクセル操作量APOが所定値α以下である場合にはステップS34へ進み、目標加速度tACC_BにtACCを代入して処理を終了する。 On the other hand, if at least one of the curb detection flags f_curb_up and f_curb_down is not 0 in step S31, or if the accelerator operation amount APO is less than or equal to the predetermined value α in step S32, the process proceeds to step S34, and tACC is substituted for the target acceleration tACC_B. To finish the process.
移動距離制限部551は図11に示すブロック図によって制御が実行される。すなわち目標加速度入力切替部551Aでは、目標加速度tACC_Bが0以上のときP_tACCにtACC_Bを代入し、目標加速度tACC_Bが0より小さいときM_tACCにtACC_Bを代入する。
The movement
加速時目標加速度入力制限ゲイン演算部551Bでは、移動距離dist_upと加速時目標加速度入力制限ゲインP_tACC_limとの関係を示した図12のテーブルを参照して、移動距離dist_upに基づいて加速時目標加速度入力制限ゲインP_tACC_limを算出する。これにより、例えばゲインが0以上になる距離dist_up1をホイールベースの長さに設定することで、前輪が縁石101の上昇部に進入してから後輪が通過するまでの間、目標加速度入力tACC_INが0となり目標車速の上限値が縁石進入時の車速に制限される。
The acceleration target acceleration input restriction
減速時目標加速度入力制限ゲイン演算部551Cでは、移動距離dist_downと減速時目標加速度入力制限ゲインM_tACC_limとの関係を示した図13のテーブルを参照して、移動距離dist_downに基づいて減速時目標加速度入力制限ゲインM_tACC_limを算出する。これにより、例えばゲインが0以上になる距離dist_down1をホイールベースの長さに設定することで、前輪が縁石101の下降部に進入してから後輪が通過するまでの間、目標加速度入力tACC_INが0となり目標車速の下限値が縁石進入時の車速に制限される。
The deceleration target acceleration input restriction
目標加速度入力切替部551A、加速時目標加速度入力制限ゲイン演算部551B及び減速時目標加速度入力制限ゲイン演算部551Cによって算出された値に基づいて、目標加速度tACC_Bが0以上のとき目標加速度tACC_B’はP_tACCとP_tACC_limとを乗算することで算出され、目標加速度tACC_Bが0より小さいとき目標加速度tACC_B’はM_tACCとM_tACC_limとを乗算することで算出される。
Based on the values calculated by the target acceleration
図9に戻って、アクセル踏込み量制限部550から出力された目標加速度tACC_Aと移動距離制限部551から出力された目標加速度tACC_B’とを加算することで目標加速度入力tACC_INを算出する。
Returning to FIG. 9, the target acceleration input tACC_IN is calculated by adding the target acceleration tACC_A output from the accelerator depression
図6に戻って車速変換部56は、目標加速度入力tACC_IN、車速aVSP及び制御実行フラグfSTARTに基づいて目標車速tVSPを算出する。目標車速tVSPは図14のフローチャートに示す制御によって算出される。
Returning to FIG. 6, the vehicle
すなわち、ステップS41では制御実行フラグfSTARTが1であるか否かを判定する。制御実行フラグfSTARTが1であればステップS42へ進み、目標車速tVSPの前回値に目標加速度tACCと制御周期とを乗算した値を加算して目標車速tVSPとする。さらに、tVSP前回値を目標車速tVSPで更新して処理を終了する。 That is, in step S41, it is determined whether or not the control execution flag fSTART is 1. If the control execution flag fSTART is 1, the process proceeds to step S42, and a value obtained by multiplying the previous value of the target vehicle speed tVSP by the target acceleration tACC and the control cycle is added to obtain the target vehicle speed tVSP. Further, the previous value of tVSP is updated with the target vehicle speed tVSP, and the process is terminated.
一方、ステップS41において制御実行フラグfSTARTが0であると判定されたときはステップS43へ進み、目標車速tVSP及びtVSP前回値を実車速aVSPで更新して処理を終了する。 On the other hand, when it is determined in step S41 that the control execution flag fSTART is 0, the process proceeds to step S43, the target vehicle speed tVSP and the previous value of tVSP are updated with the actual vehicle speed aVSP, and the process ends.
図6に戻ってフィードバック補償器57(以下フィードバックを「F/B」と示す。)は、目標車速tVSPと実車速aVSPとの差分に基づいて実車速aVSPを目標車速tVSPに一致させるようなF/B出力を算出する。F/B補償器は例えば図6に示すように比例ゲインKP及び積分ゲインKIから構成されるPI補償器などがあり、F/B出力によって外乱やモデル化誤差による影響を抑制する。 Returning to FIG. 6, the feedback compensator 57 (hereinafter, feedback is indicated as “F / B”) is an F that matches the actual vehicle speed aVSP with the target vehicle speed tVSP based on the difference between the target vehicle speed tVSP and the actual vehicle speed aVSP. / B output is calculated. F / B compensator include constructed PI compensator from the proportional gain K P and the integral gain K I, as shown in FIG. 6, for example, to suppress the influence of disturbance or the modeling error by F / B output.
フィードフォワード出力補正用走行抵抗演算部58(以下、フィードフォワードを「F/F」と示す)は、縁石高さCurb_hとF/F出力補正用走行抵抗dv_FFとの関係を示した図15のテーブルを参照して、縁石高さCurb_hに基づいてF/F出力補正用走行抵抗dv_FFを算出する。 The feedforward output correction travel resistance calculation unit 58 (hereinafter, feedforward is indicated as “F / F”) is a table in FIG. 15 showing the relationship between the curb height Curb_h and the F / F output correction travel resistance dv_FF. The F / F output correction travel resistance dv_FF is calculated based on the curb height Curb_h.
F/F出力補正部59は、F/F出力補正用走行抵抗dv_FF及び縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_downに基づいてF/F出力を補正する。すなわち、縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_downが1であるときF/F出力にF/F出力補正用走行抵抗dv_FFを加算する。 The F / F output correction unit 59 corrects the F / F output based on the F / F output correction running resistance dv_FF and the curb detection flags f_curb_up and f_curb_down. That is, when the curb detection flags f_curb_up and f_curb_down are 1, the F / F output correction running resistance dv_FF is added to the F / F output.
以上により得られたF/F出力とF/B出力とを加算して駆動トルク指令値cTDRを算出する。 The drive torque command value cTDR is calculated by adding the F / F output and the F / B output obtained as described above.
図2に戻って走行抵抗推定部60は、車速aVSP及び駆動トルク指令値cTDRに基づいて走行抵抗推定値dv_ESTを算出する。走行抵抗推定値dv_ESTは図16のブロック図に示す走行抵抗推定器によって推定される。
Returning to FIG. 2, the travel
走行抵抗推定値dv_Estは以下の(2)式によって算出される。 The running resistance estimated value dv_Est is calculated by the following equation (2).
dv_Est=cTDR・H(s)・e-Ls−H(s)/GV0(s)・aVSP
・・・(2)
ここで、H(s)は走行抵抗推定性能を決めるローパスフィルタであり、例えば以下の(3)式のように設定する。
dv_Est = cTDR · H (s) · e −Ls −H (s) / G V0 (s) · aVSP
... (2)
Here, H (s) is a low-pass filter that determines the running resistance estimation performance, and is set as, for example, the following expression (3).
H(s)=1/(τC・s+1)・・・(3)
τCは1次遅れ時定数である。
H (s) = 1 / (τ C · s + 1) (3)
τ C is a first-order lag time constant.
また、制御対象である車両100の線形近似モデルGV0(s)は積分特性で以下の(4)式で示される。
Further, the linear approximation model G V0 (s) of the
GV0(s)=(1/(M・Rt))・(1/s)・・・(4) G V0 (s) = (1 / (M · Rt)) · (1 / s) (4)
図2に戻って駆動力分配部70は、駆動トルク指令値cTDR、車速aVSP及び実変速比aRATIOに基づいてエンジントルク指令値cTE及び変速比指令値cRATIOを算出する。エンジントルク指令値cTE及び変速比指令値cRATIOは図17のブロック図に示す制御によって算出される。
Returning to FIG. 2, the driving
すなわち、変速比指令値設定部71では車速aVSP、駆動トルクcTDR及び変速比の関係を示した図18のマップを参照して、車速aVSP及び駆動トルク指令値cTDRに基づいて変速比指令値cRATIOを算出する。ここで、図18のマップは無段変速機を用いた場合のマップである。 That is, the transmission ratio command value setting unit 71 refers to the map of FIG. 18 showing the relationship between the vehicle speed aVSP, the drive torque cTDR, and the transmission ratio, and sets the transmission ratio command value cRATIO based on the vehicle speed aVSP and the drive torque command value cTDR. calculate. Here, the map of FIG. 18 is a map when a continuously variable transmission is used.
エンジントルク指令値算出部72では駆動トルク指令値cTDR及び実変速比aRATIOに基づいて以下の(5)式を用いてエンジントルク指令値cTEを算出する。 The engine torque command value calculation unit 72 calculates the engine torque command value cTE using the following equation (5) based on the drive torque command value cTDR and the actual gear ratio aRATIO.
cTE=cTDR/(Gf・aRATIO)・・・(5)
ここで、Gfは減速装置の減速比である。
cTE = cTDR / (G f · aRATIO) (5)
Here, G f is a reduction ratio of the reduction gear.
図2に戻って、エンジントルク指令値cTEはエンジンECU7へ出力され、エンジントルク指令値cTEに基づいて算出したスロットルバルブ開度信号がスロットルアクチュエータ8に出力される。スロットルアクチュエータ8はスロットルバルブ開度信号に基づいてスロットルバルブを制御することでエンジン102の駆動トルクを制御する。また、変速比指令値cRATIOはトランスミッションECU6へ出力され、変速比指令値cRATIOに基づいて無段変速機103の変速比が制御される。
Returning to FIG. 2, the engine torque command value cTE is output to the
ここで、図19を参照して縁石検出部30及び移動距離演算部40で行う制御について説明する。図19は、縁石通過時に本実施形態で行う制御のうち、特に縁石検出部30及び移動距離演算部40で行う制御について説明したタイムチャートである。なお、括弧内に対応する図4のフローチャートのステップ番号及び図19の図面の符号を示した。
Here, the control performed by the
時刻t1において路面の高さが上昇する縁石101の上昇部に進入すると(図19(b))、走行抵抗推定値dv_Est(n)が上昇し、前回演算時の推定値dv_Est(n−1)との差である変化量Δdv_Estが所定値D_UPより大きくなる(図4−S13;Y、図19(c))。また、走行抵抗推定値dv_Est(n)とその平均値dv_Est_Aveとの差が所定値Dpより大きくなる(図4−S14;Y、図19(d))。これにより、縁石101の上昇部に進入したと判定されて縁石検出フラグf_curb_upが1にセットされる(図4−S15、図19(e))。また、縁石検出フラグf_curb_upが1にセットされたことで、移動距離dist_upが0にクリアされてから車速aVSPに基づいて演算される(図19(a))。
When entering the ascending portion of the
時刻t2において縁石101の上昇部を通過すると(図19(b))、走行抵抗推定値dv_Est(n)が低下し、変化量Δdv_Estが所定値D_DOWNより小さくなる(図4−S17;Y、図19(c))。また、走行抵抗推定値dv_Est(n)とその平均値dv_Est_Aveとの差は所定値Dmより大きいので(図4−S18;N、図19(d))、縁石101の上昇部を通過したと判定されて縁石検出フラグf_curb_upが0にセットされる(図4−S20、図19(e))。
When passing the rising part of the
時刻t3において路面の高さが低下する縁石101の下降部に進入すると(図19(a))、走行抵抗推定値dv_Est(n)が低下し、前回演算時の推定値dv_Est(n−1)との差である変化量Δdv_Estが所定値D_DOWNより小さくなる(図4−S17;Y、図19(c))。また、走行抵抗推定値dv_Est(n)とその平均値dv_Est_Aveとの差が所定値Dmより小さくなる(図4−S18;Y、図19(d))。これにより、縁石101の下降部に進入したと判定されて縁石検出フラグf_curb_downが1にセットされる(図4−S19、図19(f))。また、縁石検出フラグf_curb_downが1にセットされたことで、移動距離dist_downは0にクリアされてから車速aVSPに基づいて演算される(図19(a))。
When entering the descending part of the
時刻t4において縁石101の下降部を通過すると(図19(b))、走行抵抗推定値dv_Est(n)が上昇し、変化量Δdv_Estが所定値D_UPより大きくなる(図4−S13;Y、図19(c))。また、走行抵抗推定値dv_Est(n)とその平均値dv_Est_Aveとの差は所定値Dpより小さいので(図4−S14;N、図19(d))、下りの縁石101を通過したと判定されて縁石検出フラグf_curb_downが0にセットされる(図4−S16、図19(f))。
When passing the descending part of the
また、時刻t1以前、t2〜t3間及びt4以降において縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_downはともに0であるので(図4−S21;Y)、走行抵抗推定値の平均値dv_Est_Aveを更新するが(図4−S22)、時刻t1〜t2間及びt3〜t4間では縁石検出フラグf_curb_up、f_curb_downの一方が1であるので更新しない(図4−S21;N)。 Also, since the curb detection flags f_curb_up and f_curb_down are both 0 before time t1, between t2 and t3, and after t4 (FIG. 4-S21; Y), the average value dv_Est_Ave of the running resistance estimated value is updated (FIG. 4). -S22), between the times t1 and t2 and between t3 and t4, since one of the curb detection flags f_curb_up and f_curb_down is 1, it is not updated (FIG. 4-S21; N).
以上の制御をまとめて図20〜22を参照しながら本実施形態の作用を説明する。図20は縁石101の上昇部を車両100が通過するシーンを示した図である。図21は従来例における車両100の状態を示したタイムチャートである。(a)は車速aVSP、(b)はアクセル踏込み量APO、(c)はスロットルバルブ開度補正量、(d)は走行抵抗、(e)は路面の高さCurb_hをそれぞれ示している。図22は本実施形態における車両100の状態を示したタイムチャートである。(a)は車速aVSP、(b)はアクセル踏込み量APO、(c)は目標駆動トルク補正量、(d)は走行抵抗、(e)は路面の高さCurb_hをそれぞれ示している。図21、22はいずれも図20に示すように車両100が縁石101の上昇部を通過しても、運転者のアクセル踏込み量が一定の状態で車速を一定に保つための制御を行う様子を示している。
The operation of this embodiment will be described with the above control being summarized and referring to FIGS. FIG. 20 is a diagram illustrating a scene in which the
初めに図21を参照して従来例について説明する。時刻t1においてアクセル踏込み量が増大して車両100が発進する(図21(a)、(b))。時刻t2において路面の高さが上昇する上りの縁石101に進入すると走行抵抗が急激に増大して車速が低下する(図21(a)、(d)、(e))。そこで、スロットルバルブ開度補正量を増大させてスロットルバルブの開度を大きくすることで車両100の駆動トルクを増大させるが(図21(c))、縁石通過後も落ち込んだ車速を復帰させようとしてバルブ制御を続行するので運転者の求める加速度よりも大きな加速度となり、また実車速がオーバーシュートして目標車速に収束するまでに時間を要するので(図21(a))、運転者に不快感を与える。
First, a conventional example will be described with reference to FIG. At time t1, the accelerator depression amount increases and the
次に図22を参照して本発明を適用した場合の車両100の状態について説明する。時刻t1においてアクセル踏込み量が増大して車両100が発進する(図22(a)、(b))。時刻t2において路面の高さが上昇する上りの縁石101に進入すると走行抵抗が急激に増大する(図22(d)、(e))。このとき目標駆動トルク補正量に従って駆動トルクを補正するので(図22(c))、車両100の減速度の増大を抑制して車速の低下を抑制する(図22(a))。ここで、縁石101の高さは車両100が縁石101に進入する前に予め検出しており、この縁石高さに基づいて目標駆動トルク補正量を算出しているので、時刻t2において車両100が縁石101に進入したことを検出すると縁石の高さに応じて迅速に駆動トルクを補正することができ、車速の低下を最小限に抑制することができる。
Next, the state of the
以上のように本実施形態では、車両100が通過する縁石101の高さに応じて駆動トルク指令値cTDRを補正するので、縁石101による走行抵抗の増減分を補償して、車速の変化を抑制することで運転者に違和感を与えることを防止できる。
As described above, in the present embodiment, the drive torque command value cTDR is corrected according to the height of the
また、駆動トルク指令値cTDRの補正は車両100が縁石101に進入した時に行うので、縁石101による走行抵抗の増減分をよりよく補償して車速の変化を抑制することができる。
Further, since the correction of the drive torque command value cTDR is performed when the
さらに、車両100の前輪が縁石101の上昇部に進入してから後輪が通過するまでの間、車速の上限値を制限するので、運転者のアクセル操作によって車両100が急加速することを防止できる。
Furthermore, since the upper limit value of the vehicle speed is restricted from when the front wheel of the
さらにまた、車両100の前輪が縁石101の上昇部に進入してから後輪が通過して運転者のアクセル踏込み量APOが所定値αより大きくなるまでの間、車速の上限値を制限するので、運転者のアクセル操作によって車両100が急加速することを防止できるとともに、縁石通過後に運転者の加速要求が強いときは車速制限を解除して所望の加速を実現できる。
Furthermore, since the front wheel of the
さらにまた、車速と目標駆動トルクとに基づいて推定される走行抵抗に基づいて車両100が縁石101に進入したことを検出するので、縁石101への進入を確実に判定することができ、縁石101による走行抵抗の増減分をよりよく補償して車速の変化をさらに抑制することができる。
Furthermore, since it is detected that the
さらにまた、走行抵抗推定値の変化量Δdv_Estが正の所定値D_UPより大きく、かつ走行抵抗推定値dv_Estから走行抵抗推定値の平均値dv_Est_Aveを減算した値が正の所定値Dpより大きいとき、縁石101の上昇部に進入したと判定される。また、走行抵抗推定値の変化量Δdv_Estが負の所定値D_DOWNより小さく、かつ走行抵抗推定値dv_Estから走行抵抗推定値の平均値dv_Est_Aveを減算した値が負の所定値Dmより小さいとき、縁石101の下降部に進入したと判定される。よって、縁石101に進入したことを確実に判定することができ、縁石101による走行抵抗の増減分をよりよく補償して車速の変化をさらに抑制することができる。
Furthermore, when the amount of change Δdv_Est of the running resistance estimated value is larger than the positive predetermined value D_UP and the value obtained by subtracting the running resistance estimated value average value dv_Est_Ave from the running resistance estimated value dv_Est is larger than the positive predetermined value Dp, It is determined that the vehicle has entered the rising
さらにまた、走行抵抗推定値の変化量Δdv_Estが正の所定値D_UPより大きく、かつ走行抵抗推定値dv_Estから走行抵抗推定値の平均値dv_Est_Aveを減算した値が正の所定値Dpより小さいとき、縁石101の下降部を通過したと判定される。また、走行抵抗推定値の変化量Δdv_Estが負の所定値D_DOWNより小さく、かつ走行抵抗推定値dv_Estから走行抵抗推定値の平均値dv_Est_Aveを減算した値が負の所定値Dmより大きいとき、縁石101の上昇部を通過したと判定される。よって、縁石101を通過したことを確実に判定することができ、縁石101による走行抵抗の増減分をよりよく補償して車速の変化をさらに抑制することができる。
Further, when the amount of change Δdv_Est of the running resistance estimated value is larger than the positive predetermined value D_UP and the value obtained by subtracting the average running value dv_Est_Ave of the running resistance estimated value from the running resistance estimated value dv_Est is smaller than the positive predetermined value Dp, It is determined that the lowering
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are equivalent to the present invention.
1 制御開始スイッチ
2 ブレーキスイッチ
3 超音波センサ
4 アクセル操作量センサ
5 車速センサ
6 トランスミッションECU
7 エンジンECU
8 スロットルアクチュエータ
10 駆動力制御ECU
20 制御開始判定部
30 縁石検出部
40 移動距離演算部
50 駆動力制御部
51 目標駆動トルクマップ
52 エンジンモデル
53 走行抵抗マップ
54 加速度変換部
55 目標加速度入力制限部
550 アクセル踏込み量制限部
551 移動距離制限部
551A 目標加速度入力切替部
551B 加速時目標加速度入力制限ゲイン演算部
551C 減速時目標加速度入力制限ゲイン演算部
56 車速変換部
57 F/B補償器
58 F/F出力補正用走行抵抗演算部
59 F/F出力補正部
60 走行抵抗推定部
70 駆動力分配部
71 変速比指令値設定部
72 エンジントルク指令値算出部
100 車両
101 縁石
102 エンジン
103 無段変速機
104 ファイナルギア
105 駆動輪
DESCRIPTION OF
7 Engine ECU
8
20 control start
Claims (11)
アクセル踏込み量に基づいて車両の目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段と、
前記車両の進行方向前方にある段差による路面の高さの変化量を検出する路面高さ変化量検出手段と、
前記路面の高さの変化量に基づいて前記段差通過時の走行抵抗の増減分が補償されるように前記目標駆動力を補正する目標駆動力補正手段と、
補正された前記目標駆動力を実現するように前記エンジンを制御する目標駆動力制御手段と、
を備えることを特徴とする車両の駆動力制御装置。 An engine that generates the driving force of the vehicle;
Target driving force calculating means for calculating a target driving force of the vehicle based on the accelerator depression amount;
Road height change amount detecting means for detecting a change amount of the road surface height due to a step in front of the traveling direction of the vehicle;
Target driving force correcting means for correcting the target driving force so as to compensate for an increase / decrease in running resistance when passing through the step based on the amount of change in the height of the road surface;
Target driving force control means for controlling the engine so as to realize the corrected target driving force;
A driving force control apparatus for a vehicle, comprising:
前記目標駆動力制御手段は、補正された前記目標駆動力を実現するように前記エンジンのトルク及び前記変速機の変速比を制御することを特徴とする請求項1に記載の車両の駆動力制御装置。 Further comprising a transmission for shifting the rotational speed of the engine and transmitting it to the drive wheels;
2. The vehicle driving force control according to claim 1, wherein the target driving force control means controls the torque of the engine and the transmission gear ratio so as to realize the corrected target driving force. 3. apparatus.
前記目標駆動力補正手段は、前記車両が前記段差に進入したとき前記路面の高さの変化量に基づいて前記目標駆動力を補正することを特徴とする請求項1または2に記載の車両の駆動力制御装置。 Further comprising step detecting means for detecting that the vehicle is passing the step,
3. The vehicle according to claim 1, wherein the target driving force correcting unit corrects the target driving force based on an amount of change in height of the road surface when the vehicle enters the step. Driving force control device.
車速を前記目標車速に近づけるように前記目標駆動力補正手段によって補正された目標駆動力を変更する目標駆動力変更手段と、
を備え、
前記車両が前記段差に進入したとき、前記目標駆動力の変更を所定時間だけ中止することを特徴とする請求項3に記載の車両の駆動力制御装置。 Target vehicle speed calculating means for calculating a target vehicle speed of the vehicle based on the target driving force;
Target driving force change means for changing the target driving force corrected by the target driving force correction means so that the vehicle speed approaches the target vehicle speed;
With
The vehicle driving force control device according to claim 3, wherein when the vehicle enters the step, the change of the target driving force is stopped for a predetermined time.
前記段差検出手段は前記走行抵抗に基づいて前記車両が前記段差を通過中であることを検出することを特徴とする請求項3から6までのいずれか1項に記載の車両の駆動力制御装置。 A running resistance estimating means for estimating a running resistance of the vehicle based on a vehicle speed and the target driving force;
7. The vehicle driving force control device according to claim 3, wherein the step detection unit detects that the vehicle is passing the step based on the running resistance. 8. .
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