JP2009234404A - Cooperation control system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の車両制御装置を協調制御する集中制御装置を備える車両用協調制御システムに関する。 The present invention relates to a vehicle cooperative control system including a centralized control device that cooperatively controls a plurality of vehicle control devices.
様々な状況下に於いて車両の操縦性、取扱性或いは取廻性を最適化するために、様々な制御装置が車両に搭載される。そのようなものとしては、少なくとも前輪舵角を制御入力として左右輪及び又は前後輪の制動力及び又は駆動力の配分を制御する装置(以下VSAと略)、少なくとも前輪舵角を制御入力として車両の後輪の舵角を制御する装置(以下RTCと略)等がある。特許文献1に記載されているVSA装置は、左右或いは前後のブレーキを自動的にかけることにより、制動力のバランスにより車両の挙動の乱れを通常の挙動に戻す働きをする。これは予め決めた車両運動に対する偏差をフィードバックすることによって成立させている。特に、特許文献1は、ドライバーの意志としての操舵角を、横加速度から求まる横すべり角速度の変化で規制することを開示している。
特許文献2に提案されて後輪トー角制御装置(RTC)では、従来から4輪操舵(4WS)として知られている形式のものに於いて、車両の横滑り角を零にすること(あるいは予め設定した値にすること)を目標値として車両の挙動を安定化するようにしている。その手法に関して、速度により前輪後輪の切れ角比を持ち替える(低速は逆相、高速では同相)等様々な手法が開示されているが、基本的にRTCあるいは4WSは、操舵角に対する実車両特性モデルのヨーレート応答の、理想車両特性モデルのヨーレート応答に対する偏差を最小化しようとするフィードフォワード制御を制御の基本としている。
上記VSAは原理的に制動力のバランスでヨーモーメントを発生するためタイヤの横すべり角が限界を越えた領域すなわち車両の限界域でも効果を発生できるが、ブレーキを頻繁にかけることは実用上許容できないことから、ある程度極端な事態(限界挙動)に対応して起動されることになる。一方、RTCは、後輪の微少横すべり角を用いてヨーモーメントを発生させるために通常領域(通常挙動)での制御に適する。従って、VSAとRTCを組み合わせれば、全走行領域において効果のある車両挙動安定化装置が実現することになる。しかしながら、VSA及びRTCは、それぞれフィードバック系及びフィードフォワード系の制御原理に基づくものであることから、単純にVSA及びRTCを同時に起動すると、お互いの干渉が悪影響を及ぼし、制御動作が不安定になることが考えられる。 The above-mentioned VSA generates a yaw moment with a balance of braking force in principle, so that it can produce an effect even in a region where the tire slip angle exceeds the limit, that is, a vehicle limit region, but frequent braking is unacceptable in practice. Therefore, it is activated in response to an extreme situation (limit behavior) to some extent. On the other hand, the RTC is suitable for control in the normal region (normal behavior) because the yaw moment is generated by using the minute side slip angle of the rear wheel. Therefore, when VSA and RTC are combined, a vehicle behavior stabilization device that is effective in the entire travel region is realized. However, since VSA and RTC are based on the control principle of the feedback system and the feedforward system, respectively, when VSA and RTC are simply started at the same time, mutual interference adversely affects and the control operation becomes unstable. It is possible.
そのようなことから、VSA、RTC等を含むものであって良い複数の制御装置を一体的なシステムに統合することにより、複数の制御装置により実現される複数の機能を協調的に実現することが考えられる。しかしながら、システム設計が複雑となり、しかも仕様の変更がある度にシステムプログラムを再設計する必要が生じ、多大な工数が必要となる。また、1つの制御装置の失陥が全体に対して影響を及ぼすため、システムの頑健性(ロバストネス)が低下する。更に、複数の制御装置を集中管理する部分に失陥が生ずると、システム全体がダウンする惧れがある。 For this reason, a plurality of functions realized by a plurality of control devices can be realized cooperatively by integrating a plurality of control devices, which may include VSA, RTC, etc., into an integrated system. Can be considered. However, the system design is complicated, and it is necessary to redesign the system program every time the specification is changed, which requires a great amount of man-hours. Further, since the failure of one control device affects the whole, the robustness of the system is reduced. Furthermore, if a failure occurs in a part that centrally manages a plurality of control devices, the entire system may be down.
このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的は、複数の車両制御装置を協調制御する集中制御装置を備える車両用協調制御システムに於いて、既存の制御装置に対して大幅な変更を加えることなく、しかも互いに干渉することなく、協調して作動させることのできる車両用協調制御システムを提供することにある。 In view of such problems of the prior art, the main object of the present invention is to provide a vehicular cooperative control system including a centralized control device that cooperatively controls a plurality of vehicle control devices. It is an object of the present invention to provide a vehicle cooperative control system that can be operated in a coordinated manner without making any changes and without interfering with each other.
本発明の第2の目的は、上記したようなシステムに於いて、いずれかの制御装置が失陥したときでも、少なくとも残りの制御装置については、継続して作動を維持できるようにすることにある。 The second object of the present invention is to make it possible to continuously maintain the operation of at least the remaining control devices even if any of the control devices fails in the system as described above. is there.
本発明の第3の目的は、上記したようなシステムに於いて、集中制御装置が失陥した場合でも、各車両制御装置の作動を継続して維持できるようにすることにある。 A third object of the present invention is to enable the operation of each vehicle control device to be continuously maintained even in the case where the central control device fails in the system as described above.
このような発明は、本発明によれば、複数の車両制御装置と、前記車両制御装置を協調制御する集中制御装置とを備える車両用協調制御システムであって、前記集中制御装置が、前記各車両制御装置の出力段に協調制御信号を付加することを特徴とする協調制御システムを提供することにより達成される。 According to the present invention, such an invention is a vehicle cooperative control system including a plurality of vehicle control devices and a central control device that cooperatively controls the vehicle control device, wherein the central control device This is achieved by providing a cooperative control system characterized by adding a cooperative control signal to the output stage of the vehicle control device.
このようなシステムに於いては、通常は、前記集中制御装置が、前記車両制御装置の入力段に作動抑制信号を供給し、かつ前記車両制御装置の出力段に協調制御信号を供給することにより、前記車両制御装置の機能を集中して実現し、前記集中制御装置の失陥時には、前記集中制御装置の機能を停止し、前記車両制御装置がそれぞれの機能を実現するようにしている。 In such a system, normally, the central control device supplies an operation suppression signal to the input stage of the vehicle control device and supplies a cooperative control signal to the output stage of the vehicle control device. The functions of the vehicle control device are concentrated and realized, and when the central control device fails, the functions of the central control device are stopped so that the vehicle control device realizes the respective functions.
このように、既存の複数の車両制御装置を大幅な変更を加えることなく組み合わせても、それぞれの出力段に協調制御信号を付加することより、システム全体としての協調が達成される。従って、車種毎に異なる構成を設定しても、新たに設計し直す必要がなく、製造コストを低減することができる。また、いずれかの車両制御装置に失陥が生じても、或いは集中制御装置に失陥が生じても、それがシステム全体に及ぼす影響を最小化することができる。 In this way, even when a plurality of existing vehicle control devices are combined without significant changes, the cooperation of the entire system is achieved by adding the cooperative control signal to each output stage. Therefore, even if a different configuration is set for each vehicle type, there is no need to redesign and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, even if a failure occurs in any one of the vehicle control devices or a failure occurs in the centralized control device, the influence of the failure on the entire system can be minimized.
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、車両挙動安定化制御装置(VSA)及び後輪トー角制御装置(RTC)を組み合わせた車両用協調制御システムのブロック図である。VSAは、理想的な車両モデルからなる規範ヨーレート部10を有し、規範ヨーレート部10は、車速、前輪舵角及び横加速度に基づいて、規範ヨーレートを出力する。規範ヨーレートと、車両14に於いて実測された実ヨーレートとの偏差が、VSA制御部11に入力され、VSA制御部11から得られるVSA制御信号は、液圧制御量変換部12により、車両14の4輪のブレーキシリンダに加えられる液圧に変換される。このようにして、車両14が規範ヨーレートに従って走行するように、4輪のブレーキシリンダに加えられる液圧が制御される。
FIG. 1 is a block diagram of a vehicle cooperative control system that combines a vehicle behavior stabilization control device (VSA) and a rear wheel toe angle control device (RTC). The VSA has a standard
このように、VSA制御は、ブレーキを使用して車両の操縦性を制御するものであるため、出力の損失を伴なうことから、車両が限界的な条件下にあるときにのみ作動するようにするのが望ましい。そこで、制御介入閾値部13は、車速及び規範ヨーレートを考慮し、その限界的な領域をマップにより指定し、そのような領域内に車速及び規範ヨーレートが含まれるときにのみVSA制御が実行されるように、VSA制御部11に作用するようにしている。図2は、制御介入閾値部13が出力する制御介入閾値信号及びVSA制御部11により算出されるVSA制御計算値を示す。制御介入閾値信号がローである区間(時間)のみ、VSA制御計算値がVSA制御出力値として、VSA制御部11から出力される。
As described above, since the VSA control uses the brake to control the maneuverability of the vehicle, it involves a loss of output, so that it operates only when the vehicle is in a limit condition. It is desirable to make it. Therefore, the control intervention
一方、RTCは、理想的な車両モデルからなる規範ヨーレート部15を有し、規範ヨーレート部15は、車速及び前輪舵角に基づいて、規範ヨーレートを出力する。規範ヨーレートと、車両14に於いて実測された実ヨーレートとの偏差が、RTC制御部16に入力され、RTC制御部16から得られるRTC制御信号は、車両14の、図示されない後輪転舵装置のアクチュエータに供給され、車両14が規範ヨーレートに従って走行するように、後輪が適宜転舵される。RTC制御は、ブレーキを使用する代わりに、後輪を僅かな角度で転舵するのみで、出力の損失が実質的に伴わないことから、格別制限なく定常的に実行される。
On the other hand, the RTC has a standard
図示されたシステムは、更に協調制御部17を有し、協調制御部17には、車速、前輪舵角、横加速度及び実ヨーレートが入力され、VSA及びRTCの出力段に協調制御信号を送る。図示された実施例では、協調制御信号は、VSA及びRTCの出力にそれぞれ加算的に付加される。協調制御信号は、所望に応じて適宜定められるものであって良く、例えば、一方の制御装置から或る操作量出力があった場合には、他方の制御装置からの操作量出力をやや低減するものや、所定の伝達関数に基づき、両制御装置の協調を増進するように定められたものであって良い。
The illustrated system further includes a
協調制御部17は、更にVSA規範ヨーレート部10及びRTC規範ヨーレート部15への前輪舵角入力に、それぞれVSA作動抑制舵角及びRTC作動抑制舵角を供給することができる。これらの作動抑制舵角は、前輪舵角入力をゼロとするように、前輪舵角入力と同一振幅かつ反対の符号の信号からなる。作動抑制舵角信号は、協調制御部が正常に作動している場合は各車両制御装置(例えば、VSA及びRTC)の入力に加えられ、各車両制御装置の制御信号が出力されないようにし、協調制御部により、各車両制御装置の出力段に強調正義信号を付加することにより、直接各車両制御装置のアクチュエータを作動させる。また、作動抑制舵角信号は、いずれかの車両制御装置(例えばVSA又はRTC)に失陥が生じた場合、その制御装置の入力に加えられ、当該制御装置から誤った制御出力が発生するのを回避する。
The
また、協調制御部17自体に失陥が生じた場合、作動抑制信号及び協調制御信号の何れも、各車両制御装置の入力段或いは出力段に出力せず、協調制御部17が何ら関与しない状態(協調制御部17が協調制御を行わない状態)とし、各車両制御装置が、それ自体の或いは既存の制御動作を行うようにしている。従って、協調制御部17自体に失陥が生じても、多少の制約を伴ない得るが、車両の挙動を破綻させることなく、その作動を継続させることができる。
Further, when a failure occurs in the
以上本発明の特定の実施例について説明したが、本発明は上記に限定されない。例えば、上記実施例は、VSA及びRTCを含む車両用協調制御システムについてのものであったが、本発明は他の制御装置を構成要素とする車両用協調制御システムについても適用可能である。また、制御装置の入力信号も、車速、前輪舵角、横加速度及び実ヨーレートに限らず、他の入力信号を含むものであって良い。更に、作動抑制信号(ダミー信号)により抑制されるべき入力信号は前輪舵角に限らず、他の入力信号であって良く、1つの信号に限らず、複数の信号であって良い。 Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above. For example, although the said Example was about the cooperative control system for vehicles containing VSA and RTC, this invention is applicable also to the cooperative control system for vehicles which uses another control apparatus as a component. Further, the input signal of the control device is not limited to the vehicle speed, the front wheel steering angle, the lateral acceleration, and the actual yaw rate, but may include other input signals. Furthermore, the input signal to be suppressed by the operation suppression signal (dummy signal) is not limited to the front wheel steering angle, but may be other input signals, not limited to one signal, and may be a plurality of signals.
10 VSA規範ヨーレート部
11 VSA制御部
12 液圧制御量変換部
13 制御介入閾値部
14 車両
15 規範ヨーレート部
16 RTC制御部
10 VSA standard
Claims (4)
前記集中制御装置が、前記各車両制御装置の出力段に協調制御信号を付加することを特徴とする協調制御システム。 A vehicle cooperative control system comprising a plurality of vehicle control devices and a centralized control device for cooperatively controlling the vehicle control devices,
The centralized control device adds a cooperative control signal to an output stage of each of the vehicle control devices.
前記集中制御装置が、前記車両制御装置の選択されたものの入力段に、選択的に作動抑制信号を供給することを特徴とする協調制御システム。 A vehicle cooperative control system comprising a plurality of vehicle control devices and a centralized control device for cooperatively controlling the vehicle control devices,
The centralized control device selectively supplies an operation suppression signal to an input stage of a selected one of the vehicle control device.
Priority Applications (1)
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