JP2012096592A - 車両の挙動制御装置及び車両の挙動制御方法 - Google Patents

車両の挙動制御装置及び車両の挙動制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】車両の挙動を制御させるための複数の制御対象の制御要求値を適切に設定することができる車両の挙動制御装置及び車両の挙動制御方法を提供する。
【解決手段】要求値設定部26は、第1の制御対象に対する第1要求ヨーレートγ_act1を設定する第1要求値設定部40と、第1要求ヨーレートγ_act1に基づき駆動する第1の制御対象の第1ヨーレート推定値γs_act1を取得する第1推定値取得部41と、第1定常不足量TF1及び第1推定遅れ量SF1のうち少なくとも第1推定遅れ量SF1を算出する第1算出部42と、第2の制御対象に対する第2要求ヨーレートγ_act2を設定する第2要求値設定部43と、第2要求ヨーレートγ_act2に基づき駆動する第2の制御対象の第2ヨーレート推定値γs_act2を取得する第2推定値取得部44とを備えている。
【選択図】図4

Description

本発明は、車両に搭載される複数の制御対象を駆動させて車両の挙動を制御するための車両の挙動制御装置及び車両の挙動制御方法に関する。
従来、車両の挙動を制御可能な複数のアクチュエータを統括的に制御する統合システムとして、例えば特許文献1に記載の統合システムが提案されている。この統合システムは、第1の駆動装置(第1の制御対象)と、第2の駆動装置(第2の制御対象)とを備えている。第1の駆動装置は、各アクチュエータのうち第1のアクチュエータと、該第1のアクチュエータを制御する第1制御ユニットとを有している。また、第2の駆動装置は、各アクチュエータのうち第2のアクチュエータと、第2のアクチュエータを制御する第2制御ユニットとを有している。
また、統合システムは、アドバイザユニット及びエージェントユニットをさらに備えている。アドバイザユニットは、車両の周囲の環境(路面の摩擦抵抗値(μ値)や外気温など)に関する情報や運転手に関する情報(運転手の疲労度など)に基づき、車両の動作特性に対するリスクの度合いを生成して各制御対象に出力する。エージェントユニットは、車両の自動運転(例えば、レーンキープ)を実現させるための情報を生成して各制御対象に出力する。
そして、各制御対象では、アドバイザユニット及びエージェントユニットからの各種情報に基づき、制御要求値が調停される。そして、調停後の制御要求値に基づき、各制御対象が備えるアクチュエータの駆動が制御されるようになっている。
特開2009−137582号公報
ところで、上記特許文献1には、制御対象に対する制御要求値をアドバイザユニット及びエージェントユニットなどからの種々の情報に基づき調停する旨が思想的に記載されている。しかしながら、特許文献1には、上記制御要求値の具体的な設定方法が開示されていない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。その目的は、車両の挙動を制御させるための複数の制御対象の制御要求値を適切に設定することができる車両の挙動制御装置及び車両の挙動制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の車両の挙動制御装置は、車両の挙動に関する制御目標値(Gyth,γth)が入力された場合に、車両の挙動を制御可能な複数の制御対象(50,60,70)に対する制御要求値(γ_act1,γ_act2,γ_act3)を設定する車両の挙動制御装置において、前記各制御対象(50,60,70)のうち第1の制御対象に対する第1制御要求値(γ_act1)を設定する第1要求値設定手段(40)と、設定された第1制御要求値(γ_act1)に基づき前記第1の制御対象を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第1挙動推定値(γs_act1)を取得する第1推定手段(41)と、前記第1の制御対象の出力の限界によって発生する前記制御目標値(Gyth,γth)に対する不足量である定常不足量(TF1)及び前記第1の制御対象の応答遅れに基づき発生する不足量である推定遅れ量(SF1)のうち少なくとも推定遅れ量(SF1)を算出する算出手段(42)と、前記各制御対象(50,60,70)のうち第2の制御対象に対する第2制御要求値(γ_act2)を、前記算出手段(42)による算出結果に基づき設定する第2要求値設定手段(43)と、設定された第2制御要求値(γ_act2)に基づき前記第2の制御対象を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第2挙動推定値(γs_act2)を取得する第2推定手段(44)と、を備えることを要旨とする。
上記構成によれば、第1の制御対象に対しては、入力された制御目標値に基づき第1制御要求値が設定される。すると、この第1制御要求値に基づき第1の制御対象を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第1挙動推定値が取得されると共に、定常不足量及び推定遅れ量のうち少なくとも推定遅れ量が算出される。「定常不足量」とは、制御目標値に対して、第1の制御対象では理論的に出力不能な制御量に相当する値であり、「推定遅れ量」とは、第1の制御対象の応答遅れに基づき発生する制御量に相当する値である。また、第2の制御対象に対する第2制御要求値は、算出された定常不足量及び推定遅れ量のうち少なくとも推定遅れ量に基づき設定される。すなわち、第2制御要求値は、入力された制御目標値に対して、第1の制御対象では対応できない制御量を補うような値に設定される。したがって、車両の挙動を制御させるための複数の制御対象の制御要求値を適切に設定することができる。
こうして第2制御要求値が設定されると、該第2制御要求値に基づき第2の制御対象を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第2挙動推定値が取得される。そして、第1挙動推定値及び第2挙動推定値の合算結果を、入力された制御目標値に近づけることができる。つまり、第1及び第2の各制御対象を協働させることにより、車両の挙動を理想的な挙動に近づけることができる。
本発明の車両の挙動制御装置において、前記算出手段(42)は、前記制御目標値(Gyth,γth)から前記第1要求値設定手段(40)によって設定された第1制御要求値(γ_act1)を減算し、該減算結果に基づいた値を定常不足量(TF1)とし、前記第1要求値設定手段(40)によって設定された第1制御要求値(γ_act1)から前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)を減算し、該減算結果に基づいた値を推定遅れ量(SF1)とすることが好ましい。
上記構成によれば、入力された制御目標値から第1の制御対象に対する第1制御要求値を減算し、該減算結果に基づいた値に定常不足量が設定される。また、第1の制御対象に対する第1制御要求値から該第1制御要求値に基づき推定された第1挙動推定値を減算し、該減算結果に基づいた値に推定遅れ量が設定される。そして、このように設定された定常不足量及び推定遅れ量に基づき、第2の制御対象に対する第2制御要求値が設定される。
なお、本発明では、定常不足量が「0(零)」である場合も含んでいる。
本発明の車両の挙動制御装置において、前記算出手段(42)は、前記制御目標値(Gyth,γth)と前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)との差分に基づき定常不足量(TF1)を算出し、前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)及び前記制御目標値(Gyth,γth)のうち小さな方の値と前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)との差分に基づき推定遅れ量(SF1)を算出することが好ましい。
上記構成によれば、定常不足量は、入力された制御目標値と第1の制御対象によって出力することができる最大値、即ち出力限界値との差分に基づいた値に設定される。また、推定遅れ量は、第1の制御対象の出力限界値と第1挙動推定値との差分に基づいた値に設定される。そして、このように設定された定常不足量及び推定遅れ量に基づき、第2の制御対象に対する第2制御要求値が設定される。
なお、第1の制御対象は、車両の挙動を調整するためのアクチュエータを備えることが好ましい。こうした第1の制御対象の出力限界値は、該第1の制御対象が備えるアクチュエータによって出力可能な出力値の最大値に基づき設定されてもよい。また、車両の走行状況などによっては第1の制御対象に対して出力の制限が要求されることがある。こうした場合、制限されている状態でアクチュエータによって出力可能な出力値の最大値に基づき、第1の制御対象の出力限界値が設定されてもよい。
本発明の車両の挙動制御装置において、前記算出手段(42)は、前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)が前記制御目標値(Gyth,γth)の最終目標値(Vend)を超過可能である場合には、定常不足量(TF1)を「0(零)」とすると共に、当該制御目標値(Gyth,γth)と前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)との差分に基づき推定遅れ量(SF1)を算出する一方、前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)が前記制御目標値(Gyth,γth)の最終目標値(Vend)を超過不能な場合には、前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)及び前記制御目標値(Gyth,γth)のうち小さな方の値と前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)との差分に基づき推定遅れ量(SF1)を算出することが好ましい。
上記構成によれば、第1の制御対象によって出力することができる最大値、即ち出力限界値が制御目標値の最終目標値を超過可能な場合には、定常不足量が発生しないと考えることができる。そのため、定常不足量は「0(零)」に設定されると共に、推定遅れ量は制御目標値と第1挙動推定値との差分に基づき算出される。その一方で、第1の制御対象の出力限界値が制御目標値の最終目標値を超過不能な場合には、定常不足量が発生する。そのため、定常不足量は出力最大値と制御目標値との差分に基づき算出されると共に、推定遅れ量は最大出力値と第1挙動推定値との差分に基づき算出される。そして、第2制御要求値は、算出された定常不足量及び推定遅れ量に基づき設定される。
本発明の車両の挙動制御装置は、「0(零)」以上であって且つ「1」以下となる補正係数(K1)を設定する係数設定手段(431)をさらに備え、前記係数設定手段(431)は、前記制御目標値(Gyth,γth)の入力を契機に駆動する前記第1の制御対象に要求される第1制御要求値の最終目標値(Vend)を取得し、該第1制御要求値の最終目標値(Vend)と前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)との差分が小さい場合には大きい場合よりも小さな値に補正係数(K1)を設定し、前記第2要求値設定手段(43)は、設定された補正係数(K1)に基づき、前記算出手段(42)によって算出された推定遅れ量(SF1)を補正し、該補正後の推定遅れ量と前記算出手段(42)によって算出された定常不足量(TF1)とに基づき第2制御要求値(γ_act2)を設定することが好ましい。
第2制御要求値は、第1の制御対象の応答遅れに起因する推定遅れ量に基づき設定される。そのため、第1の制御対象が十分に出力できるようになった場合には、第1挙動推定値と第2挙動推定値との合算値が第1制御要求値の最終目標値に対してオーバーシュートすることがある。「第1制御要求値の最終目標値」とは、制御目標値の設定に伴う第1の制御対象の制御開始時における第1制御要求値の初期値との差分が最大となる第1制御要求値のことを示す。なお、「第1制御要求値の初期値」及び「第1制御要求値の最終目標値」は、制御の方向が第1の方向から第2の方向に切り替った時点で変更される。
そこで、本発明では、補正係数を、第1制御要求値の最終目標値と第1挙動推定値との差分が小さくなると、該差分が大きかった場合よりも小さな値に設定する。そして、このように設定された補正係数に基づき推定遅れ量が補正(調停)され、該補正後の推定遅れ量に基づき第2制御要求値が設定される。その結果、第1挙動推定値と第2挙動推定値との合算値が制御目標値に到達する前から、第2制御要求値が補正される。したがって、補正係数を設けない場合と比較して、第1挙動推定値と第2挙動推定値との合算値の制御目標値に対するオーバーシュートを抑制できる。
本発明の車両の挙動制御装置は、「0(零)」以上であって且つ「1」以下となる補正係数(K1)を設定する係数設定手段(431)をさらに備え、前記係数設定手段(431)は、前記制御目標値の最終目標値(Vend)及び前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)のうち小さな方の値と前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)との差分が小さい場合には大きい場合よりも小さな値に補正係数(K1)を設定し、前記第2要求値設定手段(43)は、前記算出手段(42)によって算出された推定遅れ量(SF1)を前記係数設定手段(431)によって設定された補正係数(K1)によって補正し、該補正後の推定遅れ量に基づき第2制御要求値(γ_act2)を設定することが好ましい。
第2制御要求値は、第1の制御対象の応答遅れに起因する推定遅れ量に基づき設定される。そのため、第1の制御対象が十分に出力できるようになった場合には、第1挙動推定値と第2挙動推定値との合算値が制御目標値に対してオーバーシュートすることがある。そこで、本発明では、補正係数を、制御目標値の最終目標値と第1挙動推定値との差分が小さくなると、該差分が大きかった場合よりも小さな値に設定する。そして、このように設定された補正係数に基づき推定遅れ量が補正(調停)され、該補正後の推定遅れ量に基づき第2制御要求値が設定される。その結果、第1挙動推定値と第2挙動推定値との合算値が制御目標値に到達する前から、第2制御要求値が補正される。したがって、補正係数を用いた推定遅れ量の補正を行わない場合と比較して、第1挙動推定値と第2挙動推定値との合算値の制御目標値に対するオーバーシュートを抑制できる。
本発明の車両の挙動制御装置において、前記係数設定手段(431)は、前記第1推定手段(41)によって取得される第1挙動推定値(γs_act1)が前記制御目標値(Gyth,γth)と前記第1要求値設定手段(40)によって設定される第1制御要求値(γ_act1)との間の値である場合に、補正係数(K1)を維持することが好ましい。
入力される制御目標値が急激に変化することがある。こうした場合とは、例えば、制御目標値が正の値から負の値に変化したり、制御目標値が急に「0(零)」に近い値になったりする場合が挙げられる。このように制御目標値が急激に変化した場合には、第1挙動推定値が制御目標値と第1制御要求値との間の値になることがある。この場合、第1制御要求値の最終目標値や制御目標値を用いて設定される補正係数は、制御目標値の変化に合わせて急激に大きくなる。その結果、補正係数を用いて補正された推定遅れ量は、制御目標値が変化する方向とは逆方向に急激に変動することがある。例えば、制御目標値が正から負に設定された場合には、制御目標値が負の値であるにも拘わらず、推定遅れ量が大きくなる可能性がある。すると、定常不足量が小さいと、第2制御要求値が大きくなる可能性がある。その結果、入力される制御目標値に反した挙動を車両が示し、車両の乗員に多大なる不安感を抱かせることになりうる。
この点、本発明では、第1挙動推定値が制御目標値と第1制御要求値との間の値になる場合には、補正係数が変更されない。そのため、制御目標値が変化する方向とは逆方向に第2制御要求値が変化することを抑制できる。したがって、車両の挙動を制御する方向が変化したり、制御量が大幅に変更されたりする場合であっても、入力される制御目標値に反した挙動を車両が示す可能性を低減することができる。
本発明の車両の挙動制御装置において、前記第2要求値設定手段(43)は、前記各推定手段(41,44)によって取得された各挙動推定値(γs_act1,γs_act2)の合算値(γ_add12)が前記制御目標値(Gyth,γth)に対してオーバーシュートした場合に、絶対値が小さくなるように第2制御要求値(γ_act2)を補正することが好ましい。
上記構成によれば、各挙動推定値の合算値が制御目標値に対してオーバーシュートした場合には、絶対値が小さくなるように第2制御要求値が補正される。そのため、オーバーシュート量を低減させることができ、ひいては車両の挙動を理想に近づけることができる。
本発明の車両の挙動制御装置は、前記第1及び第2の各制御対象の出力の限界によって発生する前記制御目標値(Gyth,γth)に対する不足量である定常不足量(TF2)と前記第1及び第2の各制御対象の応答遅れに基づき発生する推定遅れ量(SF2)とのうち少なくとも推定遅れ量(SF2)を算出する他の算出手段(45)と、前記各制御対象(50,60,70)のうち第3の制御対象に対する第3制御要求値(γ_act3)を、前記他の算出手段(45)による算出結果に基づき設定する第3要求値設定手段(46)と、をさらに備えることが好ましい。
上記構成によれば、第3の制御対象に対する第3制御要求値は、第1及び第2の各制御対象の出力の限界によって発生する制御目標値に対する定常不足量と第1及び第2の各制御対象の応答遅れに基づき発生する推定遅れ量とのうち少なくとも推定遅れ量に基づき設定される。すなわち、第3制御要求値は、入力された制御目標値に対して、第1及び第2の各制御対象では対応できない制御量を補うような値に設定される。したがって、第1及び第2の各制御対象に加え、第3の制御対象を協働させることにより、車両の挙動をより理想的な挙動に近づけることができる。
本発明の車両の挙動制御装置において、前記他の算出手段(45)は、前記第1及び第2の各制御対象の出力限界値(γmax_act1,γmax_act2)の合算結果を第1合算値(γ_max12)とし、該第1合算値(γ_max12)と前記制御目標値(Gyth,γth)との差分に基づき定常不足量(TF2)を算出し、前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)と前記第2推定手段(44)によって取得された第2挙動推定値(γs_act2)の合算結果を第2合算値(γ_add12)とし、前記制御目標値(Gyth,γth)及び前記第1合算値(γ_max12)のうち小さな方の値と前記第2合算値(γ_add12)との差分に基づき推定遅れ量(SF2)を算出することが好ましい。
上記構成によれば、第1及び第2の各制御対象の最大出力値に基づき第1合算値が算出され、該第1合算値と制御目標値との差分に基づき定常不足量が算出される。また、第1挙動推定値と第2挙動推定値とに基づき第2合算値が算出され、該第2合算値と制御目標値との差分に基づき推定遅れ量が算出される。このように算出された定常不足量及び推定遅れ量に基づき第3制御要求値が設定される。
本発明の車両の挙動制御装置は、「0(零)」以上であって且つ「1」以下となる補正係数(K2)を設定する他の係数設定手段(461)をさらに備え、前記他の係数設定手段(461)は、前記制御目標値の最終目標値(Vend)及び前記第1合算値(γ_max12)のうち小さな方の値と前記第2合算値(γ_add12)との差分が小さい場合には大きい場合よりも小さな値に補正係数(K2)を設定し、前記第3要求値設定手段(46)は、前記他の係数設定手段(461)によって設定された補正係数(K2)に基づき、前記他の算出手段(45)によって算出された推定遅れ量(SF2)を補正し、該補正後の推定遅れ量に基づき第3制御要求値(γ_act3)を設定することが好ましい。
第3制御要求値は、第1及び第2の各制御対象の応答遅れに起因する推定遅れ量に基づき設定される。そのため、第1及び第2の各制御対象が十分に出力できるようになった場合には、3つの制御対象の協働によって出力される出力値が制御目標値に対してオーバーシュートすることがある。そこで、本発明では、補正係数を、上記第1合算値と上記第2合算値との差分が小さくなると、該差分が大きかった場合よりも小さな値に設定する。そして、このように設定された補正係数に基づき推定遅れ量が補正(調停)され、該補正後の推定遅れ量に基づき第3制御要求値が設定される。したがって、補正係数を設けない場合と比較して、3つの制御対象の協働によって出力される出力値の制御目標値に対するオーバーシュートを抑制できる。
本発明の車両の挙動制御装置において、前記第3要求値設定手段(46)は、前記各推定手段(41,44)によって取得された各挙動推定値(γs_act1,γs_act2)の合算結果(γ_add12)が前記制御目標値(Gyth,γth)に対してオーバーシュートした場合に、絶対値が小さくなるように第3制御要求値(γ_act3)を補正することが好ましい。
上記構成によれば、各挙動推定値の合算値が制御目標値に対してオーバーシュートした場合には、絶対値が小さくなるように第3制御要求値が補正される。そのため、オーバーシュート量を低減させることができ、ひいては車両の挙動を理想に近づけることができる。
本発明の車両の挙動制御装置において、前記制御目標値(Gyth,γth)は、車両を横方向に移動させるために設定された値であり、前記各制御対象(50,60,70)は、車両を横方向に移動させる力を車両に付与可能な制御対象であることが好ましい。
車両の前後方向の挙動を制御する場合、特に車両を加速させる場合には、エンジンや電動機などに代表される駆動源を駆動させる。また、車両を減速させる場合には、ブレーキアクチュエータに代表される制動源を駆動させる。すなわち、車両の前後方向の挙動を制御する場合、複数の制御対象を協働させることは余り多くない。その一方で、車両の横方向の挙動の制御には、車両の車輪の舵角を調整するための制御対象や車両の各車輪に対する制駆動力を個別に調整可能な制御対象が用いられる。そして、これら各制御対象は、車両を右方向に移動させる場合でも左方向に移動させる場合でも有効な制御対象である。そこで、本発明では、車両の横方向の挙動制御に有効な複数の制御対象を用いることにより、車両の挙動が制御される。そして、各制御対象に適切な制御要求値が設定されることにより、車両の横方向の挙動を適切に制御することができる。
さらに、特性(応答速度や制御量など)の異なる複数種類の制御対象を用いることにより、車両の横方向への挙動を、理想的な挙動に近づけることができる。
本発明の車両の挙動制御方法は、車両の挙動に関する制御目標値(Gyth,γth)の入力を契機に、車両の挙動を制御可能な複数の制御対象(50,60,70)に対する制御要求値(γ_act1,γ_act2,γ_act3)を設定して車両の挙動を制御する車両の挙動制御方法において、前記各制御対象(50,60,70)のうち第1の制御対象に対する第1制御要求値(γ_act1)を設定させる第1要求値設定ステップ(S10)と、設定した第1制御要求値(γ_act1)に基づき前記第1の制御対象を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第1挙動推定値(γs_act1)を取得させる第1推定ステップ(S12)と、前記第1の制御対象の出力の限界によって発生する前記制御目標値(Gyth,γth)に対する不足量である定常不足量(TF1)及び前記第1の制御対象の応答遅れに基づき発生する推定遅れ量(SF1)のうち少なくとも推定遅れ量(SF1)を算出させる算出ステップ(S13)と、前記各制御対象(50,60,70)のうち第2の制御対象に対する第2制御要求値(γ_act2)を、前記算出ステップ(S13)での算出結果に基づき設定させる第2要求設定ステップ(S15)と、設定した第2制御要求値(γ_act2)に基づき前記第2の制御対象を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第2挙動推定値(γs_act2)を取得させる第2推定ステップ(S16)と、を有することを要旨とする。
上記構成によれば、上記車両の挙動制御装置と同等の作用・効果を得ることができる。
本発明の車両の挙動制御装置を搭載した車両の概略構成を示すブロック図。 (a)(b)はアプリケーションから要求された車両の挙動の一例を示すグラフ。 各制御対象の出力限界値と応答速度との関係を示すマップ。 各制御対象に対する制御要求値を設定するコントローラを示すブロック図。 (a)はアプリケーションから要求される制御目標値、第1の制御対象に対する第1制御要求値及び第1の制御対象の第1挙動推定値が変化する様子を示すタイミングチャート、(b)は第2制御要求値を補正するための第1補正係数が変化する様子を説明するタイミングチャート。 (a)はアプリケーションから要求される制御目標値、第1の制御対象に対する第1制御要求値及び第1の制御対象の第1挙動推定値が変化する様子を示すタイミングチャート、(b)は第2制御要求値を補正するための第1補正係数が変化する様子を説明するタイミングチャート。 (a)は第1及び第2の各制御対象の挙動推定値の合算値がアプリケーションから要求される制御目標値に対してオーバーシュートする様子を説明するタイミングチャート、(b)は第2の制御対象に対する第2制御要求値を補正してオーバーシュート量が少なくなった様子を説明するタイミングチャート。 (a)はアプリケーションから要求される制御目標値、第1の制御対象に対する第1制御要求値、第2の制御対象に対する第2制御要求値、及び第1及び第2の各制御対象の挙動推定値の合算値が変化する様子を示すタイミングチャート、(b)は第3制御要求値を補正するための第2補正係数が変化する様子を説明するタイミングチャート。 (a)はアプリケーションから要求される制御目標値、第1の制御対象に対する第1制御要求値、第2の制御対象に対する第2制御要求値、及び第1及び第2の各制御対象の挙動推定値の合算値が変化する様子を示すタイミングチャート、(b)は第3制御要求値を補正するための第2補正係数が変化する様子を説明するタイミングチャート。 第1〜第3の各制御対象の挙動推定値の合算値がアプリケーションから要求される制御目標値に対してオーバーシュートする様子を説明するタイミングチャート。 各制御対象に対する制御要求値を設定するための処理ルーチンを説明するフローチャート。 第1補正係数によって第1推定遅れ量が補正された場合において、アプリケーションから要求される制御目標値、第1の制御対象に対する第1制御要求値、第2の制御対象に対する第2制御要求値、及び第1及び第2の各制御対象の挙動推定値の合算値が変化する様子を示すタイミングチャート。 アプリケーションから要求される制御目標値、第1の制御対象に対する第1制御要求値及び第1の制御対象の第1挙動推定値が変化する様子を示すタイミングチャート。 (a)はアプリケーションから要求される制御目標値、第1の制御対象に対する第1制御要求値及び第1の制御対象の第1挙動推定値が変化する様子を示すタイミングチャート、(b)は第2制御要求値を補正するための第1補正係数が変化する様子を説明するタイミングチャート、(c)(d)は補正後の第1推定遅れ量が変化する様子を説明するタイミングチャート。
(第1の実施形態)
以下、本発明を、車両の横方向に対する挙動を制御するための挙動制御装置及び挙動制御方法に具体化した一実施形態を図1〜図12に従って説明する。なお、以下における本明細書中の説明においては、車両の進行方向(前進方向)を前方(車両前方)として説明する。
図1は、車両の横方向への挙動を制御するために必要な構成を示したブロック図である。図1に示すように、本実施形態の車両は、前輪12のタイヤ角を調整する際に駆動する第1の駆動装置(制御対象)50と、各車輪(前輪12及び後輪14を含む。)に対する制駆動力を調整する際に駆動する第2の駆動装置(制御対象)60と、後輪14のタイヤ角を調整する際に駆動する第3の駆動装置(制御対象)70とを備えている。第1の駆動装置50は、車室内に設けられるステアリング11を回転させ、前輪12のタイヤ角を調整する前輪用アクチュエータACTFと、ステアリング11のギア比を調整するステアリングギア可変用アクチュエータACTSとが設けられている。また、第1の駆動装置50には、フロントステアマネージャー51と、フロントステアマネージャー51からの制御指令に基づき前輪用アクチュエータACTFを制御するECU(Electronic Control Unit)52と、ステアリングギア可変用アクチュエータACTSを制御するECU53とが設けられている。
第2の駆動装置60は、各車輪12,14に対する制駆動力を個別に調整する際に駆動する制駆動用アクチュエータACTBを備えている。こうした第2の駆動装置60には、DYC(ダイナミックヨーレートコントロール)マネージャー61と、該DYCマネージャー61からの制御指令に基づき制駆動用アクチュエータACTBを制御するECU62とが設けられている。なお、制駆動用アクチュエータACTBとしては、例えば、ブレーキ用アクチュエータやパワートレインなどが挙げられる。
第3の駆動装置70は、後輪14のタイヤ角を調整する際に駆動する後輪用アクチュエータACTRを備えている。こうした第3の駆動装置70には、リアステアマネージャー71と、該リアステアマネージャー71からの制御指令に基づき後輪用アクチュエータACTRを制御するECU72とが設けられている。
また、本実施形態の車両には、各駆動装置50,60,70のうち少なくとも2つの駆動装置に対する制御要求値を個別に設定し、該各制御要求値を該当する駆動装置のマネージャーに出力する挙動制御装置としてのコントローラ20が設けられている。このコントローラ20には、アプリケーション30から出力された制御目標値と、車両に搭載される各種センサ(例えば、ステアリング11の操舵角を検出するための操舵角センサ)からの検出信号に基づき検出される車両の状態に関する情報とが入力される。また、コントローラ20には、各駆動装置50,60,70のマネージャー51,61,71から、各アクチュエータACTF,ACTB,ACTRの特性、即ち各駆動装置50,60,70の特定に関する情報が入力される。
また、本実施形態の車両には、ACC(Adaptive Cruise Control )及びレーンキープなどの複数種類の車両の挙動制御機能が搭載されており、挙動制御機能毎にアプリケーション30が用意されている。そして、アプリケーション30からは、挙動制御機能を発揮させるために必要な制御目標値及び該挙動制御機能を実現させる際に必要な情報(例えば、路面の状況)に関する情報(以下、「必要アプリ情報」ともいう。)がコントローラ20に出力される。
例えば、レーンキープ用のアプリケーション30は、車載カメラ(図示略)などを用いて車両のレーンからの逸脱又は逸脱の兆候があるか否かを判定している。そして、アプリケーション30は、車両のレーンからの逸脱又はその兆候があると判定した場合に、車両の位置を元に戻すために必要な目標横加速度(制御目標値)Gythを設定し、該目標横加速度Gythをコントローラ20に出力する。なお、図1では、アプリケーション30が一つのみ図示されているが、車両は、実際には複数種類のアプリケーションを有している。
図2(a)は、アプリケーション30から出力される目標横加速度Gythの一例を示したグラフである。図2(a)に示すように、目標横加速度Gythは、アプリケーション30が要求する車両の挙動制御開始前の初期値Gythstr(例えば「0(零)」)から第1の方向(例えば、車両を右方向に旋回させる方向)に変化し、目標値Gythendとなる。その後、目標横加速度Gythは、目標値Gythendから第1の方向とは逆方向である第2の方向(例えば、車両を左方向に旋回させる方向)に変化し、初期値Gythstrとなる。
本実施形態のコントローラ20には、図1に示すように、車両の状態に関する情報として、車両の横方向への運動に必要な情報、即ち車両にヨーを発生させるために必要な情報が入力される。例えば、コントローラ20には、ステアリング11の操舵角θ、車両の車速V(「車体速度」ともいう。)、車両のヨーレート(Yaw Rate)γ及び制駆動モーメントBmが入力される。「制駆動モーメントBm」とは、制駆動用アクチュエータACTBが各車輪12,14に制駆動力を付与することにより車両に発生するヨー方向のモーメントのことを示している。
「アクチュエータの特性に関する情報」には、各アクチュエータACTF,ACTB,ACTRの出力限界値が含まれる。出力限界値とは、アクチュエータによって出力可能な出力値の最大値のことである。本実施形態では、制御対象である各駆動装置50,60,70の出力限界値は、該各駆動装置50,60,70が備えるアクチュエータACTF,ACTB,ACTRの出力限界値とされている。また、本実施形態では、後述する出力制御対象選択部25によって、フロントステアマネージャー51を含む第1の駆動装置50が第1の制御対象に、DYCマネージャー61を含む第2の駆動装置60が第2の制御対象に、リアステアマネージャー71を含む第3の駆動装置70が第3の制御対象に設定される。
図3に示すように、車両に横加速度(又はヨーレートγ)を発生させるための各アクチュエータACTF,ACTB,ACTRの特性は、互いに異なっている。例えば、前輪用アクチュエータACTFのヨーレートγの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1は各アクチュエータACTF,ACTB,ACTRのうち最も大きい一方、前輪用アクチュエータACTFの応答速度は各アクチュエータACTF,ACTB,ACTRのうち最も遅い。また、制駆動用アクチュエータACTBのヨーレートγの出力限界値(第2の制御対象の出力限界値)γmax_act2は各アクチュエータACTF,ACTB,ACTRのうち最も小さい一方、制駆動用アクチュエータACTBの応答速度は各アクチュエータACTF,ACTB,ACTRのうち最も速い。さらに、後輪用アクチュエータACTRのヨーレートγの出力限界値(第3の制御対象の出力限界値)γmax_act3は各アクチュエータACTF,ACTB,ACTRのうち2番目に大きい一方、後輪用アクチュエータACTRの応答速度は各アクチュエータACTF,ACTB,ACTRのうち2番目に速い。
また、「アクチュエータの特性に関する情報」には、駆動装置に対する制御要求値の変化度合いの上限値が含まれる。ここでは、第1の駆動装置50に対する制御要求値の変化度合いの上限値について、図5(a)に基づき説明する。図5(a)では、第1の駆動装置50に対する制御要求値である第1要求ヨーレートγ_act1が破線にて示されると共に、アプリケーション30によって設定された制御目標値に相当する目標ヨーレートγthが実線にて示されている。同図に示すように、制御開始初期における第1要求ヨーレートγ_act1を示す破線の傾きは、第1要求ヨーレートγ_act1を示す実線の傾きと比較して小さい。これは、図5(a)にて一点鎖線で示す第1ヨーレート推定値γs_act1がこれ以上急激に変化するように第1の駆動装置50を駆動させた場合に、車両の挙動が不安定にある可能性があるためである。そのため、アプリケーション30によって急激な横加速度Gy(又はヨーレートγ)の変化が要求されても、第1の駆動装置50に対する制御要求値の変化量は、上限値に相当する所定量を超えない。
なお、ここでは、第1の駆動装置50について説明したが、他の駆動装置60,70に対する制御要求値の変化量についても、アクチュエータの特性に応じた上限がそれぞれ設けられている。
次に、コントローラ20について説明する。
図1に示すように、コントローラ20は、CPU(図示略)が所定のプログラムを実行することにより実現される機能部として、ヨーレート変換部21、アプリ情報整理部22、アベイラビリティ演算部23、車両状態値取得部24、出力制御対象選択部25及び要求値設定部26を備えている。
ヨーレート変換部21は、コントローラ20ではヨーレートで各種パラメータの設定を行うため、アプリケーション30から入力された値をヨーレートに変換する。例えば、アプリケーション30から目標横加速度Gythが入力された場合、ヨーレート変換部21は、該目標横加速度Gythを公知の演算方法によって目標ヨーレートγthに変換し、該目標ヨーレートγthを出力制御対象選択部25及び要求値設定部26に出力する。なお、アプリケーション30から入力された制御目標値がヨーレートである場合、ヨーレート変換部21は、アプリケーション30から入力された制御目標値を、出力制御対象選択部25及び要求値設定部26にそのまま出力する。
図2(b)は、アプリケーション30から出力された図2(a)に示す目標横加速度Gythを目標ヨーレートγthに変換した場合の一例を示したグラフである。図2(b)に示すように、目標ヨーレートγthは、アプリケーション30が要求する車両の挙動制御開始前の初期値γthstr(例えば「0(零)」)から第1の方向に変化し、目標値γthendとなる。その後、目標ヨーレートγthは、目標値γthendから第2の方向に変化し、初期値γthstrとなる。
図1に戻り、アプリ情報整理部22は、アプリケーション30から入力された必要アプリ情報を整理する。そして、アプリ情報整理部22は、出力制御対象選択部25での処理で必要な情報を、該出力制御対象選択部25に出力する。
アベイラビリティ演算部23は、入力されたアクチュエータACTF,ACTB,ACTRの特性に関する情報に基づき、車両にヨーレートを発生させるための各駆動装置50,60,70の出力限界値γmax_act1,γmax_act2,γmax_act3、即ち各制御対象の出力限界値などを演算する。そして、アベイラビリティ演算部23は、演算結果を出力制御対象選択部25に出力する。
車両状態値取得部24は、入力されたステアリング11の操舵角θをヨーレート(以下、「舵角相当ヨーレート」ともいう。)に変換(換算)すると共に、車体スリップ角を演算する。そして、車両状態値取得部24は、制駆動モーメントBm、車速V、舵角相当ヨーレート及び車体スリップ角を出力制御対象選択部25及び要求値設定部26に出力する。なお、「車体スリップ角」とは、車両の車体前後方向と車体進行方向とのなす角のことである。
出力制御対象選択部25は、各機能部から入力された各種情報に基づき、使用する駆動装置を選択する。また、出力制御対象選択部25は、使用する駆動装置が複数ある場合には、その優先順位を設定する。本実施形態では、使用する駆動装置を、前輪12のタイヤ角を調整する第1の駆動装置50、各車輪12,14に対する制駆動力を個別に調整して制駆動モーメントを発生させる第2の駆動装置60、後輪14のタイヤ角を調整する第3の駆動装置70とする。そして、最も優先順位の高い第1の制御対象を第1の駆動装置50とすると共に、2番目に優先順位の高い第2の制御対象を第2の駆動装置60とし、さらに、最も優先順位の低い第3の制御対象を第3の駆動装置70とする。なお、この優先順位の設定は一例であって、第1の制御対象を第2の駆動装置60とすると共に、第2の制御対象を第3の駆動装置70とし、さらに、第3の制御対象を第1の駆動装置50としてもよい。
そして、出力制御対象選択部25は、決定した内容、即ち各駆動装置50,60,70の優先順位に関する情報などを要求値設定部26に出力する。
次に、要求値設定部26について説明する。
図1に示すように、要求値設定部26は、ヨーレート変換部21、車両状態値取得部24及び出力制御対象選択部25からの各種情報に基づき、各駆動装置50,60,70に要求する制御要求値を設定する。そして、要求値設定部26は、設定した制御要求値を駆動装置50,60,70のマネージャー51,61,71に出力する。こうした要求値設定部26は、図4に示すように、第1要求値設定部40、第1推定値取得部41、第1算出部42、第2要求値設定部43、第2推定値取得部44、第2算出部45、第3要求値設定部46、第3推定値取得部47及び推定ヨーレート算出部48を有している。
第1要求値設定部40は、アプリケーション30が要求する車両の挙動を実現させるために、第1の制御対象に要求する第1制御要求値を設定する。本実施形態では、第1要求値設定部40は、アプリケーション30からの要求に対して、可能な限り第1の制御対象で対応するように該第1の制御対象に要求する第1制御要求値を設定する。具体的には、第1要求値設定部40は、ヨーレート変換部21から入力された目標ヨーレートγthに車両のヨーレートγを近づけるために、フロントステアマネージャー51に要求する第1要求ヨーレート(第1制御要求値)γ_act1を設定する。そして、第1要求値設定部40は、設定した第1要求ヨーレートγ_act1をフロントステアマネージャー51及び第1推定値取得部41に出力する。したがって、本実施形態では、第1要求値設定部40が、第1要求値設定手段として機能する。
第1推定値取得部41は、第1要求値設定部40によって設定された第1制御要求値に基づき第1の制御対象を駆動させた場合における車両の挙動を数値化した第1挙動推定値(「規範」ともいう。)を取得する。本実施形態では、第1推定値取得部41は、第1要求値設定部40によって設定された第1要求ヨーレートγ_act1に基づき第1の駆動装置50を駆動させた場合に、車両で発生するヨーレートの推定値として第1ヨーレート推定値(第1挙動推定値)γs_act1を取得する。第1ヨーレート推定値γs_act1は、車両状態値取得部24から出力された情報に基づき推定される。例えば、第1ヨーレート推定値γs_act1は、車速Vが高速である場合には低速である場合よりも大きな値とされる。これは、前輪12のタイヤ角が一定である場合には車速Vが高速であるほど車両を急旋回させることができるためである。したがって、本実施形態では、第1推定値取得部41が、第1推定手段として機能する。そして、第1推定値取得部41は、取得した第1ヨーレート推定値γs_act1を第1算出部42、第2要求値設定部43及び推定ヨーレート算出部48に出力する。なお、図5(a)に示すように、第1ヨーレート推定値γs_act1は、第1要求ヨーレートγ_act1とは一致しない。これは、フロントステアマネージャー51からの制御指令に対して、前輪用アクチュエータACTFの応答が遅れるためである。
図4に戻り、第1算出部42は、第1の制御対象の出力の不足によって制御目標値に対して発生する不足量である第1定常不足量TF1と、第1の制御対象の応答遅れに基づき発生する第1推定遅れ量SF1とを算出する。そして、第1算出部42は、算出した第1定常不足量TF1及び第1推定遅れ量SF1を第2要求値設定部43に出力する。したがって、本実施形態では、第1算出部42が、算出手段として機能する。第1定常不足量TF1は、前輪用アクチュエータACTFの出力の限界によって発生する目標ヨーレートγthに対する不足量、即ち前輪用アクチュエータACTFでは実現不可能な制御量のことである。本実施形態において、第1定常不足量TF1は、図5(a)に示すように、目標ヨーレートγthから前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1を減算した値である。なお、第1定常不足量TF1は、目標ヨーレートγthから出力限界値γmax_act1を減算した値に所定の係数を乗算した値であってもよいし、上記減算した値に所定値を合算した値であってもよい。
第1推定遅れ量SF1の算出方法は、第1定常不足量TF1が「0(零)」でない場合と、「0(零)」である場合とで異なる。第1定常不足量TF1が「0(零)」でない場合、第1推定遅れ量SF1は、図5(a)に示すように、前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1と目標ヨーレートγthのうち小さな方の値から第1ヨーレート推定値γs_act1を減算した値である。具体的には、図5(a)に示す第1のタイミングt11以前では、出力限界値γmax_act1よりも目標ヨーレートγthのほうが小さいため、目標ヨーレートγthから第1ヨーレート推定値γs_act1を減算した値又は該値に近い値が、第1推定遅れ量SF1とされる。また、第1のタイミングt11以降では、出力限界値γmax_act1のほうが目標ヨーレートγthよりも小さいため、出力限界値γmax_act1から第1ヨーレート推定値γs_act1を減算した値又は該値に近い値が、第1推定遅れ量SF1とされる。
一方、第1定常不足量TF1が「0(零)」である場合、第1推定遅れ量SF1は、図6(a)に示すように、目標ヨーレートγthから第1ヨーレート推定値γs_act1を減算した値又は該値に近い値である。
図4に戻り、第2要求値設定部43は、第1係数算出部431、第1要求値算出部432及び第1要求値補正部433を有している。第1係数算出部431は、入力された第1推定遅れ量SF1を補正(調停)するために用いられる第1補正係数K1を算出し、該第1補正係数K1を第1要求値算出部432に出力する。この第1補正係数K1は、「0(零)」以上であって且つ「1」以下の値に設定される所謂ゲインである。したがって、本実施形態では、第1係数算出部431が、係数設定手段として機能する。
第1補正係数K1の算出方法は、第1定常不足量TF1が「0(零)」でない場合と、「0(零)」である場合とで異なる。図5(a)に示すように、第1定常不足量TF1が「0(零)」でない場合では、目標ヨーレートγthの目標値γthendよりも前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1のほうが小さい。そのため、制御する方向が第1の方向(図2参照)から第2の方向(図2参照)に切り替る第2のタイミングt12以前において、第1補正係数K1は、前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1と第1推定遅れ量SF1との差分に基づいた値とされる。また、第2のタイミングt12以降において、第1補正係数K1は、第1推定遅れ量SF1と上記初期値γthstrとの差分に基づいた値とされる。具体的には、第1補正係数K1は、以下に示す関係式(式1)に基づき算出される。ただし、関係式(式1)において、制御開始値Vstrと最終目標値Vendに代入される値は、図5に示す第2のタイミングt12以前と以降ではそれぞれ異なる。
Figure 2012096592

第2のタイミングt12以前の制御は、車両のヨーレートγを初期値γthstrから目標値γthendに変化させるための制御である。そのため、第2のタイミングt12以前では、制御開始値Vstrに初期値γthstrが代入され、最終目標値Vendに前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1が代入される。一方、第2のタイミングt12以降の制御は、車両のヨーレートγを出力限界値γmax_act1(又は出力限界値γmax_act1に近い値)から初期値γthstrに変化させるための制御である。そのため、第2のタイミングt12以降では、制御開始値Vstrに出力限界値γmax_act1が代入され、最終目標値Vendに初期値γthstrが代入される。
第2のタイミングt12以前において第1補正係数K1は、図5(a)(b)に示すように、第1のタイミングt11以前では応答遅れによって前輪用アクチュエータACTFが未だ未駆動であるために「1」に設定され、前輪用アクチュエータACTFが駆動し始めると次第に「0(零)」に近づく。一方、第2のタイミングt12以降において第1補正係数K1は、第1ヨーレート推定値γs_act1が出力限界値γmax_act1よりも小さくなるように前輪用アクチュエータACTFが駆動し始める第3のタイミングt13以前では「1」に設定される。そして、第3のタイミングt13以降では、第1補正係数K1は、第1ヨーレート推定値γs_act1が出力限界値γmax_act1から乖離するに連れて次第に小さくなり、第1ヨーレート推定値γs_act1が目標ヨーレートγthの初期値γthstrに到達すると「0(零)」に設定される。
一方、第1定常不足量TF1が「0(零)」である場合、第1補正係数K1は、図6(a)に示すように、制御目標値と第1推定遅れ量との差分に基づいた値とされる。具体的には、第1補正係数K1は、上記関係式(式1)に基づき算出される。ただし、関係式(式1)において、制御開始値Vstrと最終目標値Vendに代入される値は、図6(a)に示す第2のタイミングt22以前と以降ではそれぞれ異なる。この第2のタイミングt22は、制御する方向が第1の方向(図2参照)から第2の方向(図2参照)に切り替るタイミングである。
第2のタイミングt22以前の制御は、車両のヨーレートγを初期値γthstrから目標値γthendに変化させるための制御である。そのため、第2のタイミングt22以前では、制御開始値Vstrに初期値γthstrが代入され、最終目標値Vendに目標値γthendが代入される。一方、第2のタイミングt22以降の制御は、車両のヨーレートγを目標値γthend(又は目標値γthendに近い値)から初期値γthstrに変化させるための制御である。そのため、第2のタイミングt22以降では、制御開始値Vstrに目標値γthendが代入され、最終目標値Vendに初期値γthstrが代入される。
第2のタイミングt22以前において第1補正係数K1は、図6(a)(b)に示すように、第1のタイミングt21以前では応答遅れによって前輪用アクチュエータACTFが未だ未駆動であるために「1」に設定され、前輪用アクチュエータACTFが駆動し始めると次第に「0(零)」に近づく。そして、第1ヨーレート推定値γs_act1が目標ヨーレートγthの目標値γthendに到達した場合、第1補正係数K1は「0(零)」となる。一方、第2のタイミングt22以降において第1補正係数K1は、第1ヨーレート推定値γs_act1が目標ヨーレートγthの目標値γthendよりも小さくなるように前輪用アクチュエータACTFが駆動し始める第3のタイミングt23以前では「1」に設定される。そして、第3のタイミングt23以降では、第1補正係数K1は、第1ヨーレート推定値γs_act1が初期値γthstrに近づくに連れて次第に小さくなり、第1ヨーレート推定値γs_act1が目標ヨーレートγthの初期値γthstrに到達すると「0(零)」となる。
図4に戻り、第1要求値算出部432は、第1算出部42から入力された第1定常不足量TF1及び第1推定遅れ量SF1のうち少なくとも第1推定遅れ量SF1と、入力された第1補正係数K1とに基づき、第2の制御対象に要求する第2制御要求量を設定する。すなわち、要求される制御目標値に対して第1の制御対象からの出力ではまかなうことができない部分を第2の制御対象からの出力で補うように、第2制御要求量が設定される。本実施形態では、第1要求値算出部432は、第2の駆動装置60に要求する第2要求ヨーレート(第2制御要求量)γ_act2を、下記に示す関係式(式2)に基づき算出する。そして、第1要求値算出部432は、算出した第2要求ヨーレートγ_act2を第2推定値取得部44に出力する。なお、関係式(式2)の乗数nは、「1」以上の整数であって、「1」であってもよいし、「1」以外の任意数(例えば「3」)であってもよい。
Figure 2012096592

第1要求値補正部433は、第2推定値取得部44から、第1挙動推定値と第2挙動推定値との合算値が制御目標値に対してオーバーシュート(Overshoot )した旨が入力された場合に、第1要求値算出部432で算出された第2制御要求値を補正(調停)する。本実施形態では、図7(a)(b)に示すように、第1要求ヨーレートγ_act1と第2要求ヨーレートγ_act2との第2合算値γ_add12が目標ヨーレートγthを超過した場合、第1要求値補正部433は、目標ヨーレートγthと第2合算値γ_add12との差分(オーバーシュート量)γ_sub12を求める。そして、第1要求値補正部433は、第1要求値算出部432で算出された第2要求ヨーレートγ_act2から差分γ_sub12又は差分γ_sub12に近い値を減算し、該減算結果を補正後の第2要求ヨーレートγ_act2として第2推定値取得部44に出力する。したがって、本実施形態では、第1要求値算出部432及び第1要求値補正部433を有する第2要求値設定部43が、第2要求値設定手段として機能する。なお、第2要求値設定部43は、決定した第2要求ヨーレートγ_act2を第2の駆動装置60のDYCマネージャー61に出力する。
本実施形態において、「第2合算値γ_add12が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートする」とは、第2合算値γ_add12が目標ヨーレートγthよりも小さい状態から大きな状態になることを示すと共に、第2合算値γ_add12が目標ヨーレートγthよりも大きな状態から小さい状態になることを示している。ただし、第2合算値γ_add12が目標ヨーレートγthに対してハンチングしている場合については含まない。
図4に戻り、第2推定値取得部44は、第2要求値設定部43によって設定された第2制御要求値に基づき第2の制御対象を駆動させた場合における車両の挙動を数値化した第2挙動推定値を取得する。本実施形態では、第2推定値取得部44は、第2要求値設定部43によって設定された第2要求ヨーレートγ_act2に基づき第2の駆動装置60を駆動させた場合に、車両で発生するヨーレートの推定値として第2ヨーレート推定値(第2挙動推定値)γs_act2を取得する。第2ヨーレート推定値γs_act2は、車両状態値取得部24から出力された情報に基づき推定される。例えば、第2ヨーレート推定値γs_act2は、車速Vが高速である場合には低速である場合よりも大きな値とされる。そして、第2推定値取得部44は、第2ヨーレート推定値γs_act2を第2算出部45に出力する。したがって、本実施形態では、第2推定値取得部44が、第2推定手段として機能する。
また、第2推定値取得部44は、取得した第2ヨーレート推定値γs_act2と第1要求ヨーレートγ_act1との合算値を第2合算値γ_add12として算出し、該第2合算値γ_add12が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートしているか否かを判定する(図7参照)。そして、第2推定値取得部44は、オーバーシュートしていると判定した場合には、第1要求値補正部433に対して第2ヨーレート推定値γs_act2の補正(調停)を指示する。
第2算出部45は、第1及び第2の各制御対象の出力の限界によって発生する制御目標値に対する不足量である第2定常不足量TF2と、第1及び第2の各制御対象の応答遅れに基づき発生する第2推定遅れ量SF2とを算出する。そして、第2算出部45は、算出した第2定常不足量TF2及び第2推定遅れ量SF2を第3要求値設定部46に出力する。したがって、本実施形態では、第2算出部45が、他の算出手段として機能する。本実施形態において、第2定常不足量TF2は、図8(a)に示すように、目標ヨーレートγthから第1合算値γ_max12を減算した値又は該値に近い値である。第1合算値γ_max12は、前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1(図3参照)と制駆動用アクチュエータACTBの出力限界値(第2の制御対象の出力限界値)γmax_act2(図3参照)とを合算した値である。そして、目標ヨーレートγthよりも第1合算値γ_max12のほうが大きい第1のタイミングt41以前や第3のタイミングt43以降では、第2定常不足量TF2は「0(零)」とされる。
第2推定遅れ量SF2は、制御目標値及び第1合算値γ_max12(即ち、第1及び第2の各制御対象の出力限界値の合計)のうち小さな方の値と、第1及び第2の各制御対象の各挙動推定値の合計との差分に基づき算出される。本実施形態において、第2推定遅れ量SF2は、図8(a)に示す第1のタイミングt41以前では、第1合算値γ_max12よりも目標ヨーレートγthのほうが小さいため、該目標ヨーレートγthから第2合算値γ_add12を減算した値又は該値に近い値とされる。第2合算値γ_add12は、第1ヨーレート推定値γs_act1と第2ヨーレート推定値γs_act2とを合算した値である。また、第1のタイミングt41以降であって且つ第3のタイミングt43以前では、第2推定遅れ量SF2は、第1合算値γ_max12のほうが目標ヨーレートγthよりも小さいため、第1合算値γ_max12から第2合算値γ_add12を減算した値又は該値に近い値とされる。さらに、第3のタイミングt43以降では、第2推定遅れ量SF2は、第1合算値γ_max12よりも目標ヨーレートγthのほうが小さいため、目標ヨーレートγthから第2合算値γ_add12を減算した値又は該値に近い値とされる。
図4に戻り、第3要求値設定部46は、第2係数算出部461、第2要求値算出部462及び第2要求値補正部463を有している。第2係数算出部461は、入力された第2推定遅れ量SF2を補正(調停)するために用いられる第2補正係数K2を算出する。この第2補正係数K2は、「0(零)」以上であって且つ「1」以下の値に設定される所謂ゲインである。そして、第2係数算出部461は、算出した第2補正係数K2を第2要求値算出部462に出力する。したがって、本実施形態では、第2係数算出部461が、他の係数設定手段として機能する。
第2補正係数K2の算出方法は、第2定常不足量TF2が「0(零)」でない場合と、「0(零)」である場合とで異なる。図8(a)(b)に示すように、第2定常不足量TF2が「0(零)」でない場合、目標ヨーレートγthの目標値γthendよりも第1合算値γ_max12(=γmax_act1+γmax_act2)のほうが小さい。そのため、制御する方向が第1の方向(図2参照)から第2の方向(図2参照)に切り替る第2のタイミングt42以前において、第2補正係数K2は、第1合算値γ_max12と第2合算値γ_add12との差分に基づいた値とされる。また、第2のタイミングt42以降において、第2補正係数K2は、第2合算値γ_add12と上記初期値γthstrとの差分に基づいた値とされる。具体的には、第2補正係数K2は、以下に示す関係式(式3)に基づき算出される。ただし、関係式(式3)において、制御開始値Vstrと最終目標値Vendに代入される値は、図8(a)に示す第2のタイミングt42以前と以降ではそれぞれ異なる。
Figure 2012096592

第2のタイミングt42以前の制御は、車両のヨーレートγを初期値γthstrから目標値γthendに変化させるための制御である。そのため、第2のタイミングt42以前では、制御開始値Vstrに初期値γthstrが代入され、最終目標値Vendに第1合算値γ_max12(=γmax_act1+γmax_act2)が代入される。一方、第2のタイミングt42以降の制御は、車両のヨーレートγを第1合算値γ_max12(又は第1合算値γ_max12に近い値)から初期値γthstrに変化させるための制御である。そのため、第2のタイミングt42以降では、制御開始値Vstrに第1合算値γ_max12が代入され、最終目標値Vendに初期値γthstrが代入される。
第2のタイミングt42以前において第2補正係数K2は、図8(a)(b)に示すように、第1のタイミングt41以前では応答遅れによって前輪用アクチュエータACTF及び制駆動用アクチュエータACTBが未だ駆動していないために「1」に設定される。また、各アクチュエータACTF,ACTBの少なくとも一つが駆動し始めると、第2補正係数K2は次第に「0(零)」に近づく。そして、第2のタイミングt42になると、挙動制御の最終目標値が変更されるため、第2補正係数K2は「1」に設定される。その後、第2補正係数K2は、第2合算値γ_add12(=γs_act1+γs_act2)が目標ヨーレートγthの初期値γthstrに近づくに連れて小さくなる。そして、第2合算値γ_add12が初期値γthstrに到達すると、第2補正係数K2は「0(零)」に設定される。
一方、第2定常不足量TF2が「0(零)」である場合、第2補正係数K2は、図9(a)に示すように、制御目標値と第1推定遅れ量及び第2推定遅れ量の合算値との差分に基づいた値とされる。具体的には、第2補正係数K2は、上記関係式(式3)に基づき算出される。ただし、関係式(式3)において、制御開始値Vstrと最終目標値Vendに代入される値は、図9に示す第1のタイミングt51以前と以降ではそれぞれ異なる。この第1のタイミングt51は、制御する方向が第1の方向(図2参照)から第2の方向(図2参照)に切り替るタイミングである。
第1のタイミングt51以前の制御は、車両のヨーレートγを初期値γthstrから目標値γthendに変化させるための制御である。そのため、第1のタイミングt51以前では、制御開始値Vstrに初期値γthstrが代入され、最終目標値Vendに目標値γthendが代入される。一方、第1のタイミングt51以降の制御は、車両のヨーレートγを目標値γthend(又は目標値γthendに近い値)から初期値γthstrに変化させるための制御である。そのため、第1のタイミングt51以降では、制御開始値Vstrに目標値γthendが代入され、最終目標値Vendに初期値γthstrが代入される。
第1のタイミングt51以前において第2補正係数K2は、図9(a)(b)に示すように、応答遅れによって前輪用アクチュエータACTF及び制駆動用アクチュエータACTBが未だ駆動していない場合には「1」に設定される。また、各アクチュエータACTF,ACTBの少なくとも一つが駆動し始めると、第2補正係数K2は次第に「0(零)」に近づく。そして、第1のタイミングt51になると、挙動制御の最終目標値が変更されるため、第2補正係数K2は「1」に設定される。その後、第2補正係数K2は、第2合算値γ_add12(=γs_act1+γs_act2)が目標ヨーレートγthの初期値γthstrに近づくに連れて小さくなる。そして、第2合算値γ_add12が初期値γthstrに到達すると、第2補正係数K2は「0(零)」に設定される。
図4に戻り、第2要求値算出部462は、第2算出部45から入力された第2定常不足量TF2及び第2推定遅れ量SF2のうち少なくとも第2推定遅れ量SF2と、入力された第2補正係数K2とに基づき、第3の制御対象に要求する第3制御要求量を設定する。すなわち、要求される制御目標値に対して第1及び第2の各制御対象からの出力ではまかなうことができない部分を第3の制御対象からの出力で補うように、第3制御要求量が設定される。本実施形態では、第2要求値算出部462は、第3の駆動装置70に要求する第3要求ヨーレートγ_act3を、下記に示す関係式(式4)に基づき算出する。そして、第2要求値算出部462は、算出した第3要求ヨーレートγ_act3を第3推定値取得部47に出力する。なお、関係式(式4)の乗数nは、「1」以上の整数であって、「1」であってもよいし、「1」以外の任意数(例えば「3」)であってもよい。
Figure 2012096592

第2要求値補正部463は、第3推定値取得部47から、第1挙動推定値と第2挙動推定値と第3挙動推定値の合算値が制御目標値に対してオーバーシュートした旨が入力された場合に、第2要求値算出部462で算出した第3制御要求値を補正(調停)する。本実施形態では、図10に示すように、第1要求ヨーレートγ_act1と第2要求ヨーレートγ_act2と第3要求ヨーレートγ_act3との第3合算値γ_add123が目標ヨーレートγthを超過した場合、第2要求値補正部463は、目標ヨーレートγthと第3合算値γ_add123との差分γ_sub123を求める。そして、第2要求値補正部463は、第2要求値算出部462で算出された第3要求ヨーレートγ_act3から差分γ_sub123を減算し、該減算結果を補正後の第3要求ヨーレートγ_act3として第3推定値取得部47に出力する。すなわち、第2要求値補正部463による第3要求ヨーレートγ_act3の補正の考え方は、第1要求値補正部433による第2要求ヨーレートγ_act2の補正の考え方と同じである。したがって、本実施形態では、第2要求値算出部462及び第2要求値補正部463を有する第3要求値設定部46が、第3要求値設定手段として機能する。なお、第3要求値設定部46は、決定した第3要求ヨーレートγ_act3を第3の駆動装置70のリアステアマネージャー71に出力する。
図4に戻り、第3推定値取得部47は、第3要求値設定部46によって設定された第3制御要求値に基づき第3の制御対象を駆動させた場合における車両の挙動を数値化した第3挙動推定値を取得する。本実施形態では、第3推定値取得部47は、第3要求値設定部46によって設定された第3要求ヨーレートγ_act3に基づき第3の駆動装置70を駆動させた場合に、車両で発生するヨーレートの推定値として第3ヨーレート推定値(第3挙動推定値)γs_act3を取得する。第3ヨーレート推定値γs_act3は、車両状態値取得部24から出力された情報に基づき推定される。例えば、第3ヨーレート推定値γs_act3は、車速Vが高速である場合には低速である場合よりも大きな値とされる。そして、第3推定値取得部47は、第3ヨーレート推定値γs_act3を推定ヨーレート算出部48に出力する。したがって、本実施形態では、第3推定値取得部47が、第3推定手段として機能する。
また、第3推定値取得部47は、第3合算値γ_add123(=γ_act1+γs_act2+γs_act3)を算出し、該第3合算値γ_add123が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートしているか否かを判定する(図10参照)。そして、第3推定値取得部47は、オーバーシュートしていると判定した場合には、第2要求値補正部463に対して第3ヨーレート推定値γs_act3の補正(調停)を指示する。
推定ヨーレート算出部48は、各推定値取得部41,44,47から入力された第1要求ヨーレートγ_act1と第2ヨーレート推定値γs_act2と第3ヨーレート推定値γs_act3とを合算する。そして、推定ヨーレート算出部48は、合算結果を各駆動装置50,60,70の駆動によって車両に発生するヨーレートの推定値γsとする。
次に、ヨーレート変換部21から目標ヨーレートγthが要求値設定部26に入力される際に実行される処理ルーチンについて、図11に示すフローチャートと、図12に示すタイミングチャートとに基づき説明する。なお、図12は、第1定常不足量TF1が「0(零)」となる場合におけるタイミングチャートである。
さて、処理ルーチンは、アプリケーション30から各駆動装置50,60,70の駆動が要求される場合には、予め設定された所定周期毎に実行される。そして、この処理ルーチンにおいて、第1要求値設定部40は、第1要求ヨーレートγ_act1を設定し(ステップS10)、設定した第1要求ヨーレートγ_act1を第1の駆動装置50のフロントステアマネージャー51に出力する(ステップS11)。続いて、第1推定値取得部41は、第1ヨーレート推定値γs_act1を取得する(ステップS12)。したがって、本実施形態では、ステップS10が第1要求値設定ステップに相当し、ステップS12が第1推定ステップに相当する。
そして、第1算出部42は、第1定常不足量TF1及び第1推定遅れ量SF1を算出する(ステップS13)。具体的には、第1算出部42は、前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1が目標ヨーレートγthの目標値γthendを超過する場合には第1定常不足量TF1を「0(零)」とする。また、第1算出部42は、目標ヨーレートγthから前輪用アクチュエータACTFの第1ヨーレート推定値γs_act1を減算し、該減算結果を第1推定遅れ量SF1とする(図6(a)参照)。一方、第1算出部42は、出力限界値γmax_act1が目標値γthendを超過しない場合には、目標ヨーレートγthから出力限界値γmax_act1を減算し、該減算結果を第1定常不足量TF1とする。また、第1算出部42は、出力限界値γmax_act1から前輪用アクチュエータACTFの第1ヨーレート推定値γs_act1を減算し、該減算結果を第1推定遅れ量SF1とする(図5(a)参照)。したがって、本実施形態では、ステップS13が、算出ステップに相当する。
続いて、第2要求値設定部43の第1係数算出部431は、第1補正係数K1を、上記関係式(式1)を用いて算出する(ステップS14)。そして、第2要求値設定部43の第1要求値算出部432は、第1推定遅れ量SF1を第1補正係数K1で補正し、該補正値(=SF1×K1)に第1定常不足量TF1を合算した値を第2要求ヨーレートγ_act2(=TF1+SF1×K1)とする(ステップS15)。続いて、第2推定値取得部44は、第2ヨーレート推定値γs_act2を取得する(ステップS16)。したがって、本実施形態では、ステップS15が第2要求値設定ステップに相当し、ステップS16が第2推定ステップに相当する。
ここで、ステップS15での第2要求ヨーレートγ_act2の算出方法について説明する。なお、図12では、前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1が目標ヨーレートγthの目標値γthend以上である、即ち第1定常不足量TF1が「0(零)」であるものとする。
もし仮に第1補正係数K1を用いた第1推定遅れ量SF1の補正を行わない場合、第2合算値γ_add12(=γs_act1+γs_act2)が目標ヨーレートγthを大きく超過する可能性がある。このようなオーバーシュートは、アプリケーション30からの要求に対して、前輪用アクチュエータACTF及び制駆動用アクチュエータACTBの応答が遅れるために発生する。すなわち、アプリケーション30からの要求に対して、制駆動用アクチュエータACTBは、少し遅れて駆動し始める。図12に示すように、第1のタイミングt61以前では、前輪用アクチュエータACTFが未だ駆動し始めていない。そのため、制駆動用アクチュエータACTBは、第2ヨーレート推定値γs_act2を目標ヨーレートγthに近づけるべく駆動する。その後、第1のタイミングt61が経過すると、前輪用アクチュエータACTFが駆動し始める。すると、前輪用アクチュエータACTFから第1ヨーレート推定値γs_act1が発生するため、制駆動用アクチュエータACTBの第2要求ヨーレートγ_act2が減少し始める。
しかし、第2要求ヨーレートγ_act2を減少させても、第2ヨーレート推定値γs_act2は、直ぐには減少し始めない。その結果、第1ヨーレート推定値γs_act1の増加に伴い、各ヨーレート推定値γs_act1,γs_act2の合算値である第2合算値γ_add12は、目標ヨーレートγthを大幅に超過してしまう。第2合算値γ_add12の目標ヨーレートγthに対する超過を抑制するためには、第1ヨーレート推定値γs_act1が目標ヨーレートγthに近づき初めてからの第2要求ヨーレートγ_act2を適切に補正する必要がある。
この点、本実施形態では、算出された第1推定遅れ量SF1を第1補正係数K1で補正している。しかも、この第1補正係数K1は、前輪用アクチュエータACTFが駆動し始める第1のタイミングt61以前では「1」に設定される。そのため、第1のタイミングt61以前では、第1補正係数K1を用いた第1推定遅れ量SF1の補正を行わない場合と同様に、第2合算値γ_add12(この場合、第2ヨーレート推定値γs_act2)がハイペースで目標ヨーレートγthに近づく。
一方、第1のタイミングt61以降では、目標ヨーレートγthの目標値γthendと第1ヨーレート推定値γs_act1との差分が小さくなるほど、第1補正係数K1が小さくなる。そのため、第2要求ヨーレートγ_act2は、第1推定遅れ量SF1の補正を行わない場合と比較して急激に小さくなる。その結果、第2要求ヨーレートγ_act2に基づき駆動する制駆動用アクチュエータACTBの第2ヨーレート推定値γs_act2は、第1推定遅れ量SF1の補正を行わない場合と比較して急激に小さくなる。
しかも、第1ヨーレート推定値γs_act1が目標ヨーレートγthの目標値γthendに到達する第2のタイミングt62では、第1補正係数K1が「0(零)」となる。そのため、第1定常不足量TF1が「0(零)」である場合には、第2要求ヨーレートγ_act2が確実に「0(零)」となる。したがって、第1のタイミングt61と第2のタイミングt62との間で発生するオーバーシュートは、小さく抑えられる。
その後、目標ヨーレートγthを目標値γthendから初期値γthstrに減少させる場合では、各要求ヨーレートγ_act1,γ_act2がそれぞれ減少し始める(第3のタイミングt63)。このときでも、第3のタイミングt63と第4のタイミングt64との間では、制駆動用アクチュエータACTBの第2ヨーレート推定値γs_act2が減少する一方で、前輪用アクチュエータACTFの第1ヨーレート推定値γs_act1は維持されている。すなわち、制駆動用アクチュエータACTBは、前輪用アクチュエータACTFの駆動によって発生する第1の方向へのヨーを打ち消すように、第1の方向とは逆方向(第2の方向)へのヨーを発生させる。こうした場合、第1補正係数K1は、「1」に設定される。
そして、第3のタイミングt63が経過すると、第1ヨーレート推定値γs_act1が減少し始める。すると、第2合算値γ_add12と目標ヨーレートγthとの差分が小さくなるため、第1補正係数K1は小さくなる。すると、第2ヨーレート推定値γs_act2は、急激に「0(零)」に近づく。その後、第1ヨーレート推定値γs_act1が目標ヨーレートγthに到達すると、第1補正係数K1は「0(零)」となる(第5のタイミングt65)。そのため、第1定常不足量TF1が「0(零)」である場合には、第2要求ヨーレートγ_act2が確実に「0(零)」となる。したがって、第4のタイミングt64と第5のタイミングt65との間で発生するオーバーシュートは、小さく抑えられる。
図11のフローチャートに戻り、第2推定値取得部44は、ステップS12で取得された第1ヨーレート推定値γs_act1とステップS16で取得された第2ヨーレート推定値γs_act2とを合算し、該合算結果を第2合算値γ_add12とする。そして、第2推定値取得部44は、算出した第2合算値γ_add12が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートしているか否かを判定する(ステップS17)。オーバーシュートが発生していない場合(ステップS17:NO)、第2推定値取得部44は、その旨を第2要求値設定部43に伝え、その処理を後述するステップS19に移行する。
一方、オーバーシュートが発生する場合(ステップS17:YES)、第2要求値設定部43の第1要求値補正部433は、ステップS15で算出された第2要求ヨーレートγ_act2を補正(調停)する(ステップS18)。具体的には、第1要求値補正部433は、第2合算値γ_add12と目標ヨーレートγthとの差分γ_sub12を算出する。そして、第1要求値補正部433は、ステップS15で算出された第2要求ヨーレートγ_act2から差分γ_sub12を減算し、該減算結果(=γ_act2−γ_sub12)を補正後の第2要求ヨーレートγ_act2とする(図7(a)(b)参照)。その後、第2要求値設定部43は、その処理を次のステップS19に移行する。
ステップS19において、第2要求値設定部43は、ステップS15又はステップS18で設定した第2要求ヨーレートγ_act2を第2の駆動装置60のDYCマネージャー61に出力する。続いて、第2算出部45は、第2定常不足量TF2及び第2推定遅れ量SF2を算出する(ステップS20)。具体的には、第2算出部45は、第1合算値γ_max12(=γmax_act1+γmax_act2)が目標ヨーレートγthの目標値γthendを超過する場合には、第2定常不足量TF2を「0(零)」とする。一方、第2算出部45は、第1合算値γ_max12が目標ヨーレートγthの目標値γthendを超過しない場合には、目標ヨーレートγthから第1合算値γ_max12を減算し、該減算結果を第2定常不足量TF2とする。そして、第2算出部45は、目標ヨーレートγthから第2合算値γ_add12(=γs_act1+γs_act2)を減算し、該減算結果を第2推定遅れ量SF2とする。
続いて、第3要求値設定部46の第2係数算出部461は、第2補正係数K2を、上記関係式(式3)を用いて算出する(ステップS21)。そして、第3要求値設定部46の第2要求値算出部462は、第2推定遅れ量SF2を第2補正係数K2で補正し、該補正値(=SF2×K2)に第2定常不足量TF2を合算した値を第3要求ヨーレートγ_act3(=TF2+SF2×K2)とする(ステップS22)。続いて、第3推定値取得部47は、第3ヨーレート推定値γs_act3を取得する(ステップS23)。
ここで、ステップS22での第3要求ヨーレートγ_act3の算出方法について説明する。
もし仮に第2補正係数K2を用いた第2推定遅れ量SF2の補正を行わないとすると、第3合算値γ_add123(=γs_act1+γs_act2+γs_act3)が目標ヨーレートγthを大きく超過する可能性がある。このようなオーバーシュートは、アプリケーション30からの要求に対して、アクチュエータACTF,ACTB,ACTRの応答が遅れるためである。
本実施形態では、算出された第2推定遅れ量SF2が第2補正係数K2を用いて補正される。しかも、この第2補正係数K2は、後輪用アクチュエータACTR以外の他のアクチュエータACTF,ACTBが未駆動である場合、即ち第2合算値γ_add12(=γs_act1+γs_act2)が「0(零)」である場合には「1」に設定される。そして、第2合算値γ_add12が変化し始めると、第2補正係数K2は次第に小さくなる。そして、第2定常不足量TF2が「0(零)」である場合には、第2合算値γ_add12が目標ヨーレートγthに到達すると、第2補正係数K2が「0(零)」となる。一方、第2定常不足量TF2が「0(零)」でない場合には、第2合算値γ_add12が第1合算値γ_max12(=γmax_act1+γmax_act2)に到達すると、第2補正係数K2が「0(零)」となる。
そのため、後輪用アクチュエータACTRは、他のアクチュエータACTF,ACTBが未駆動である場合には、第3ヨーレート推定値γs_act3を目標ヨーレートγthに近づけるべくハイペースで駆動する。その一方、他のアクチュエータACTF,ACTBが駆動し始めると、オーバーシュートを小さく抑えるために第2補正係数K2が小さくなる。そのため、第3要求ヨーレートγ_act3の減少度合いは、第2補正係数K2を用いた第2推定遅れ量SF2の補正を行わない場合と比較して大きくなる。すると、第3合算値γ_add123の変動度合いが急激に減速される。その結果、第3合算値γ_add123が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートとしたとしても、その超過量(=差分γ_sub123)が少なくなる。
なお、車両のヨーレートγを「0(零)」にしたり、ヨーの方向を第1の方向から第2の方向に変更させたりする場合については、上記の場合と略同等であるため、その詳細な説明を割愛する。
図11のフローチャートに戻り、第3推定値取得部47は、ステップS12,S16,S23で取得された各ヨーレート推定値γs_act1,γs_act2,γs_act3を合算し、該合算結果を第3合算値γ_add123とする。そして、第3推定値取得部47は、算出した第3合算値γ_add123が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートしているか否かを判定する(ステップS24)。オーバーシュートが発生していない場合(ステップS24:NO)、第3推定値取得部47は、その旨を第3要求値設定部46に伝え、その処理を後述するステップS26に移行する。
一方、オーバーシュートが発生する場合(ステップS24:YES)、第3要求値設定部46の第2要求値補正部463は、ステップS22で算出された第3要求ヨーレートγ_act3を補正(調停)する(ステップS25)。具体的には、第2要求値補正部463は、第3合算値γ_add123と目標ヨーレートγthとの差分γ_sub123を算出する(図10参照)。そして、第2要求値補正部463は、ステップS22で算出された第3要求ヨーレートγ_act3から差分γ_sub123を減算し、該減算結果(=γ_act3−γ_sub123)を補正後の第3要求ヨーレートγ_act3とする。その後、第3要求値設定部46は、その処理を次のステップS26に移行する。
ステップS26において、第3要求値設定部46は、ステップS22又はステップS25で設定された第3要求ヨーレートγ_act3を第3の駆動装置70のリアステアマネージャー71に出力する。続いて、推定ヨーレート算出部48は、取得した各ヨーレート推定値γs_act1,γs_act2,γs_act3を合算し、該合算結果をヨーレートの推定値γsとする(ステップS27)。そして、要求値設定部26は、処理ルーチンを一旦終了する。
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)第1の駆動装置50には、入力された目標ヨーレートγthに基づき第1要求ヨーレートγ_act1が設定される。すると、第1要求ヨーレートγ_act1に基づき第1の駆動装置50を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第1ヨーレート推定値γs_act1が取得されると共に、第1定常不足量TF1及び第1推定遅れ量SF1が算出される。また、第2の駆動装置60に対する第2要求ヨーレートγ_act2は、第1定常不足量TF1及び第1推定遅れ量SF1のうち少なくとも第1推定遅れ量SF1に基づき設定される。すなわち、第2要求ヨーレートγ_act2は、第1の駆動装置50では対応できない部分を補うような値に設定される。したがって、車両の挙動を制御させるための複数の駆動装置の制御要求値を適切に設定することができる。
こうして第2要求ヨーレートγ_act2が第2の駆動装置60に設定されると、第2要求ヨーレートγ_act2に基づき第2の駆動装置60を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第2ヨーレート推定値γs_act2が取得される。そして、第1ヨーレート推定値γs_act1及び第2ヨーレート推定値γs_act2の合算結果(即ち、γ_add12)を、入力された目標ヨーレートγthに近づけることができる。つまり、複数の駆動装置を協働させることにより、車両の挙動を理想的な挙動に近づけることができる。
(2)ところで、複数の駆動装置を用いて車両の挙動を制御する方法の一つとして、一つの駆動装置に対する制御要求値を、他の駆動装置に対する制御要求値とは関連付けないで設定する方法が考えられる。この場合、もし仮に一つの駆動装置が備えるアクチュエータの設計が変更され、該アクチュエータの出力特性が変更された場合には、他の駆動装置に対する制御要求値の設定方法を見直す必要が生じるおそれがある。すなわち、車両の挙動を制御するシステムの構築に多大なる時間とコストがかかってしまう。
この点、本実施形態では、コントローラ20が各駆動装置に対する制御要求値を設定している。しかも、基本的にはアプリケーション30からの要求に対して第1の駆動装置で対応し、第1の駆動装置では対応できない制御領域(第1定常不足量TF1や第1推定遅れ量SF1)を第2の駆動装置で対応するように、各駆動装置に対する制御要求値がそれぞれ設定される。そのため、一つの駆動装置が備えるアクチュエータの設計が変更された場合であっても、各駆動装置に対する制御要求値を設定するためのプログラムを再構築する必要がない。したがって、車両の挙動を制御するシステムの構築のコスト低減に多大なる貢献をすることができる。
(3)前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1が目標ヨーレートγthの目標値γthendを超過する場合には、第1定常不足量TF1が「0(零)」とされる。そのため、第2要求ヨーレートγ_act2は、第1推定遅れ量SF1に基づき設定される。その一方で、出力限界値γmax_act1が目標値γthendを超過しない場合には、第1定常不足量TF1が「0(零)」ではない。そのため、第2要求ヨーレートγ_act2は、第1定常不足量TF1及び第1推定遅れ量SF1に基づき設定される。したがって、第2の駆動装置60に対する第2要求ヨーレートγ_act2を、入力される目標ヨーレートγth及び第1の駆動装置50が備える前輪用アクチュエータACTFの性能を考慮した適切な値に設定することができる。
(4)第2の駆動装置60に対する第2要求ヨーレートγ_act2は、第1の駆動装置50が備える前輪用アクチュエータACTFの応答遅れに起因する第1推定遅れ量SF1に基づき設定される。そのため、前輪用アクチュエータACTFの出力が十分に大きくなると、第2合算値γ_add12(=γs_act1+γs_act2)が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートすることがある。そこで、本実施形態では、第1補正係数K1が上記関係式(式1)に基づき算出される。そして、このように設定された第1補正係数K1に基づき第1推定遅れ量SF1が補正(調停)され、該補正後の推定遅れ量(=SF1×K1)に基づき第2要求ヨーレートγ_act2が設定される。その結果、第2合算値γ_add12が目標ヨーレートγthに到達する前から、第2要求ヨーレートγ_act2が補正される。したがって、第1補正係数K1を用いた第1推定遅れ量SF1の補正を行わない場合と比較して、第2合算値γ_add12の目標ヨーレートγthに対するオーバーシュートを抑制することができる。
(5)さらに、本実施形態では、第1補正係数K1を用いて補正した第1推定遅れ量(=SF1×K1)に基づき第2要求ヨーレートγ_act2を設定しても、第2合算値γ_add12(=γs_act1+γs_act2)が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートする場合には、第2要求ヨーレートγ_act2の更なる補正処理が行われる。具体的には、第2合算値γ_add12と目標ヨーレートγthとの差分γ_sub12を算出し、第2要求ヨーレートγ_act2から差分γ_sub12を減算し、該減算結果を補正後の第2要求ヨーレートγ_act2としている。そして、この補正後の第2要求ヨーレートγ_act2に基づき第2の駆動装置60が駆動する。そのため、オーバーシュートの更なる抑制に貢献することができる。
(6)本実施形態では、2つの駆動装置50,60に対して要求ヨーレートγ_act1,γ_act2が設定されると、第2定常不足量TF2及び第2推定遅れ量SF2が算出される。そして、第3の駆動装置70に対する第3要求ヨーレートγ_act3は、第2定常不足量TF2及び第2推定遅れ量SF2のうち少なくとも第2推定遅れ量SF2に基づき設定される。すなわち、第3要求ヨーレートγ_act3は、第1及び第2の各駆動装置50,60では対応できない部分を補うような値に設定される。したがって、車両の挙動を制御させるための複数の駆動装置の制御要求値を適切に設定することができる。つまり、3つの駆動装置50,60,70を協働させることにより、車両の挙動をより理想的な挙動に近づけることができる。
(7)第1合算値γ_max12(=γmax_act1+γmax_act2)が目標ヨーレートγthの目標値γthendを超過する場合には、第2定常不足量TF2が「0(零)」とされる。そのため、第3要求ヨーレートγ_act3は、第2推定遅れ量SF2に基づき設定される。その一方で、第1合算値γ_max12が目標値γthendを超過しない場合には、第2定常不足量TF2が「0(零)」ではない。そのため、第3要求ヨーレートγ_act3は、第2定常不足量TF2及び第2推定遅れ量SF2に基づき設定される。したがって、第3の駆動装置70に対する第3要求ヨーレートγ_act3を、入力される目標ヨーレートγth及び他の駆動装置50,60が備えるアクチュエータACTF,ACTBの性能を考慮した適切な値に設定することができる。
(8)第3要求ヨーレートγ_act3は、第1及び第2の各駆動装置50,60が備えるアクチュエータACTF,ACTBの応答遅れに起因する第2推定遅れ量SF2に基づき設定される。そのため、アクチュエータACTF,ACTBの出力が十分に大きくなると、第3合算値γ_add123(=γs_act1+γs_act2+γs_act3)が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートすることがある。そこで、本実施形態では、第2補正係数K2が上記関係式(式3)に基づき算出される。そして、このように設定された第2補正係数K2に基づき第2推定遅れ量SF2が補正(調停)され、該補正後の推定遅れ量(=SF2×K2)に基づき第3要求ヨーレートγ_act3が設定される。その結果、第3合算値γ_add123が目標ヨーレートγthに到達する前から、第3要求ヨーレートγ_act3が補正される。したがって、第2補正係数K2を用いた第2推定遅れ量SF2の補正を行わない場合と比較して、第3合算値γ_add123の目標ヨーレートγthに対するオーバーシュートを抑制することができる。
(9)また、本実施形態では、第2補正係数K2を用いて補正した第2推定遅れ量(=SF2×K2)に基づき第3要求ヨーレートγ_act3を設定しても、第3合算値γ_add123(=γs_act1+γs_act2+γs_act3)が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートする場合には、第3要求ヨーレートγ_act3の更なる補正処理が行われる。具体的には、第3合算値γ_add123と目標ヨーレートγthとの差分γ_sub123を算出し、第3要求ヨーレートγ_act3から差分γ_sub123を減算し、該減算結果を補正後の第3要求ヨーレートγ_act3としている。そして、この補正後の第3要求ヨーレートγ_act3に基づき第3の駆動装置70が駆動する。そのため、オーバーシュートの更なる抑制に貢献することができる。
(10)車両の前後方向の挙動を制御する場合、特に車両を加速させる場合には、エンジンや電動機などに代表される駆動源を主に駆動させる。また、車両を減速させる場合には、ブレーキアクチュエータに代表される制動源を主に駆動させる。すなわち、車両の前後方向の挙動を制御する場合、制御の方向が切り替ることで、主として用いられるアクチュエータが変更される。その一方で、車両の横方向の挙動の制御には、車両の車輪12,14の舵角を調整するための駆動装置50,70や車両の各車輪に対する制駆動力を個別に調整可能な駆動装置60が用いられる。これら各駆動装置50,60,70は、それぞれの特性(応答速度や制御量など)に違いはあるものの、車両の横方向の挙動制御には有効な駆動装置である。
しかも、各駆動装置50,60,70は、車両を第1の方向へのヨーを発生させる場合であっても、第2の方向へのヨーを発生させる場合であっても用いることができる。すなわち、制御の方向が第1の方向から第2の方向に切り替ったとしても、主として用いられる駆動装置(即ち、第1の駆動装置50)を変更する必要がない。そこで、本実施形態では、各駆動装置に対する制御要求値の設定方法を、車両の横方向への挙動制御を行う各駆動装置50,60,70に対する制御要求値の設定方法に具体化している。これにより、3つの各駆動装置50,60,70を用いることによって、車両の横方向への挙動制御をより適切に行うことができる。
(11)さらに、このように複数の駆動装置50,60,70を協働させることにより、一つの駆動装置では実現することができない制御領域(図3参照)を実現することができる。すなわち、応答速度が速く且つ最終目標値が非常に大きい要求がアプリケーション30から入力されたとしても、各駆動装置50,60,70を協働させることにより、該要求に近い挙動を車両にさせることができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図13及び図14に基づき説明する。なお、第2の実施形態は、要求値設定部26での各種パラメータのうち一部のパラメータの設定方法が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
まず始めに、第2要求ヨーレートγ_act2を設定するための第1定常不足量TF1及び第1推定不足量SF1の算出方法について説明する。
図13に示すように、第1算出部42は、前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1と第1要求ヨーレートγ_act1の目標値γthendとの大小関係に拘わらず、同一の演算方法によって第1定常不足量TF1及び第1推定不足量SF1を算出する。具体的には、第1算出部42は、下記の関係式(式5)に基づき第1定常不足量TF1を算出する。ただし、関係式(式5)において、最終目標値Vendに代入される値は、図13に示す第2のタイミングt72以前と以降ではそれぞれ異なる。
Figure 2012096592

第2のタイミングt72以前の制御は、車両のヨーレートγを初期値γthstrから目標値γthendに変化させるための制御である。そのため、第2のタイミングt72以前では、最終目標値Vendに目標ヨーレートγthの目標値γthendが代入される。一方、第2のタイミングt72以降の制御は、車両のヨーレートγを目標値γthend側から初期値γthstrに変化させるための制御である。そのため、第2のタイミングt72以降では、最終目標値Vendに初期値γthstrが代入される。
また、第1算出部42は、第1の駆動装置50に対する第1要求ヨーレートγ_act1から第1ヨーレート推定値γs_act1を減算し、該減算結果を第1推定遅れ量SF1とする。
次に、第1補正係数K1の算出方法について説明する。
第1係数算出部431は、上記第1の実施形態の場合と同様に、上記関係式(式1)に基づき第1補正係数K1を算出する。すなわち、第2のタイミングt72以前の制御は、車両のヨーレートγを初期値γthstrから目標値γthendに変化させるための制御である。そのため、第2のタイミングt72以前では、制御開始値Vstrに初期値γthstrが代入され、最終目標値Vendに前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1が代入される。一方、第2のタイミングt72以降の制御は、車両のヨーレートγを出力限界値γmax_act1(又は出力限界値γmax_act1に近い値)から初期値γthstrに変化させるための制御である。そのため、第2のタイミングt72以降では、制御開始値Vstrに出力限界値γmax_act1が代入され、最終目標値Vendに初期値γthstrが代入される。
そのため、第1要求ヨーレートγ_act1が前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1に到達する第1のタイミングt71以前では、第1の駆動装置50の第1ヨーレート推定値γs_act1が出力限界値γmax_act1に近づくに連れて第1補正係数K1が小さな値に設定される。そして、第1のタイミングt71と第2のタイミングt72との間では、第1ヨーレート推定値γs_act1が出力限界値γmax_act1で一致しているため、第1補正係数K1が「0(零)」に設定される。さらに、第2のタイミングt72以降では、第1ヨーレート推定値γs_act1が初期値γthstrに近づくに連れて、第1補正係数K1が小さくなる。
ところで、アプリケーション30からは、図14(a)に示すようなヨーレートγの変化が要求されることがある。このように目標ヨーレートγthが急激に変更されると(特に、車両に発生させるヨーの方向が変更されると)、図14(a)に示すように、第1ヨーレート推定値γs_act1が目標ヨーレートγthと第1要求ヨーレートγ_act1との間の値となることがある。本実施形態では、第1ヨーレート推定値γs_act1が目標ヨーレートγthと第1要求ヨーレートγ_act1との間の値となる第1のタイミングt81から第2のタイミングt82までの期間では、図14(b)に示すように、第1補正係数K1が第1のタイミングt81の直前に算出された値で維持される。すなわち、第1推定遅れ量SF1が「0(零)」となるまで、第1補正係数K1が変更されない。
ここで、図14(b)にて破線で示すように、第1のタイミングt81から第2のタイミングt82の間で、上記関係式(式1)を用いて第1補正係数K1を算出したとすると、以下に示すような問題が発生するおそれがある。
すなわち、図14(b)に示すように、目標ヨーレートγthが急に「0(零)」となる第1のタイミングt81で、第1補正係数K1が急に大きくなる。そのため、図14(c)に示すように、第1補正係数K1を用いて補正した第1推定遅れ量(SF1×K1)は、第1のタイミングt81で急激に大きくなる。このとき、第2の方向に車両を旋回させようとする第1定常不足量TF1(≦0(零))の絶対値が、補正後の第1推定遅れ量SF1(>0(零))の絶対値よりも小さいと、第2の駆動装置60に対する第2要求ヨーレートγ_act2は、正の値となる。すると、第2の駆動装置60は、アプリケーション30からの要求に反して、第1の方向へのヨーを大きく発生させるように駆動する。その結果、要求する方向とは逆方向に車両が旋回しようとするため、車両の乗員に不快感を与えるおそれがある。
この点、本実施形態では、図14(b)に示すように、第1のタイミングt81から第2のタイミングt82の間では、第1補正係数K1は維持される。そのため、図14(d)に示すように、第1のタイミングt81で、第2要求ヨーレートγ_act2が大きくなることはない。
その一方で、本実施形態では、第1補正係数K1は、第2のタイミングt82で急激に大きくなる。しかし、このタイミング(t82)では、第1推定遅れ量SF1(=γ_act1−γs_act1)は「0(零)」となる。そのため、今回のタイミングで算出された第1推定遅れ量SF1が、前回のタイミングで算出された第1推定遅れ量SF1よりも急激に大きな値となることが回避される。
したがって、本実施形態では、上記第1の実施形態の効果(1)(2)(4)〜(11)と同等の効果に加え、以下に示す効果をさらに得ることができる。
(12)本実施形態では、第1定常不足量TF1及び第1推定不足量SF1の算出方法は、前輪用アクチュエータACTFの出力限界値(第1の制御対象の出力限界値)γmax_act1と目標ヨーレートγthの目標値γthendとの大小関係に拘わらず、同一の算出方法である。そのため、出力限界値γmax_act1と目標値γthendとの大小関係によって、算出方法を異ならせる場合と比較して、コントローラ20での制御負荷を低減させることができる。
(13)アプリケーション30からは、車両のヨーレートγを急に「0(零)」とするような要求、及びヨーの発生する方向を第1の方向から第2の方向に急に変更させるような要求がされることがある。目標ヨーレートγthが急激に変化した場合には、目標ヨーレートγthと第1要求ヨーレートγ_act1との間に第1ヨーレート推定値γs_act1が位置することがある。この場合、第1補正係数K1が維持される(図14(b)参照)。そのため、目標ヨーレートγthと第1要求ヨーレートγ_act1との間に第1ヨーレート推定値γs_act1が位置する場合であっても、上記関係式(式1)を用いた第1補正係数K1の算出が許可される場合とは異なり、アプリケーション30の要求とは異なる方向へのヨーを車両に発生させるべく第2の駆動装置60が駆動することを抑制できる。したがって、車両の乗員に多大なる不安感を抱かせることを回避することができる。
なお、上記各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。
・各実施形態において、第3要求値設定部46は、第2要求値補正部463を省略した構成であってもよい。この場合、第3合算値γ_add123(図10参照)が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートしても、第3の駆動装置70のリアステアマネージャー71には、第2要求値算出部462によって算出された第3ヨーレート推定値γs_act3が出力される。
・各実施形態において、第3要求値設定部46は、第2算出部45で算出された第2推定遅れ量SF2を、第2補正係数K2を用いて補正しなくてもよい。この場合、第2要求値算出部462では、第2定常不足量TF2と第2推定遅れ量SF2との合算結果が第3ヨーレート推定値γs_act3として第3推定値取得部47に出力される。このように構成しても、第3推定値取得部47で、第3合算値γ_add123(図10参照)が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートすると判定されると、第2要求値補正部463によって補正された第3ヨーレート推定値γs_act3が第3の駆動装置70のリアステアマネージャー71に出力される。
・各実施形態では、アプリケーション30からの要求に対して、3つの駆動装置50,60,70で対応している。しかし、車両によっては、第3の駆動装置70を搭載していないものもある。こうした場合には、アプリケーション30からの要求に対して、第1及び第2の各駆動装置50,60で対応してもよい。もちろん、3つの駆動装置50,60,70を搭載する車両であっても、アプリケーション30からの要求に対して2つの駆動装置で対応してもよい。
・各実施形態では、制御対象の出力限界値を、該制御対象が備えるアクチュエータの出力の最大値としているが、制御対象の出力限界値がアクチュエータの出力の最大値とならないこともある。例えば、アクチュエータに電力を供給する電力源の能力又は能力の変化によって、アクチュエータの出力が制限されることがあり得る。このように種々の要因によってアクチュエータの出力が制限される場合、該要因に応じた適切な値、例えばその時点でのアクチュエータの出力の最大値に、制御対象の出力限界値が設定される。
・各実施形態において、第2要求値設定部43は、第1要求値補正部433を省略した構成であってもよい。この場合、第2合算値γ_add12(図7(a)(b)参照)が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートしても、第2の駆動装置60のDYCマネージャー61には、第1要求値算出部432によって算出された第2ヨーレート推定値γs_act2が出力される。
・各実施形態において、第2要求値設定部43は、第1算出部42で算出された第1推定遅れ量SF1を、第1補正係数K1を用いて補正しなくてもよい。この場合、第1要求値算出部432では、第1定常不足量TF1と第1推定遅れ量SF1との合算結果が第2ヨーレート推定値γs_act2として第2推定値取得部44に出力される。このように構成しても、第2推定値取得部44で、第2合算値γ_add12(図7(a)(b)参照)が目標ヨーレートγthに対してオーバーシュートすると判定されると、第1要求値補正部433によって補正された第2ヨーレート推定値γs_act2が第3の駆動装置70のリアステアマネージャー71に出力される。
・アプリケーション30からの要求があった時点で、車両の運転手がステアリング11を操舵していることがある。この場合、アプリケーション30から要求される目標ヨーレートγthから、ステアリング11の操舵によって車両に発生する舵角相当ヨーレートを減算し、該処理後の目標ヨーレートγthに基づき、各駆動装置50,60,70に対する要求ヨーレートγ_act1,γ_act2,γ_act3を設定してもよい。このように構成すると、アプリケーション30からの要求に対して、運転手による車両操作と連動して各駆動装置50,60,70が駆動することになる。
・各実施形態では、アクチュエータACTF,ACTB,ACTR毎に設けられた各ECU52,62,72とは別にコントローラ20を設けていた。しかし、各ECU52,62,72の何れか一つのECUを、コントローラ20として機能させてもよい。例えば、制駆動用アクチュエータACTB用のECU62がコントローラ20を兼ねる場合、他の駆動装置50,70には、第2の駆動装置60から制御要求値が出力される。
・各実施形態において、第1の駆動装置50のECU52,53の何れか一方が、フロントステアマネージャー51を兼ねてもよい。同様に、第2の駆動装置60のECU62が、DYCマネージャー61を兼ねてもよいし、第3の駆動装置70のECU72がリアステアマネージャー71を兼ねてもよい。
・各実施形態では、アクチュエータACTS,ACTF,ACTB,ACTR毎にECU52,53,62,72を設けているが、一つのECUが各アクチュエータACTS,ACTF,ACTB,ACTRを制御する構成であってもよい。
・各実施形態では、車両の制御対象を、車両の横方向への挙動を制御する制御対象に具体化したが、例えば車両の前後方向への挙動を制御する制御対象に具体化してもよい。この場合、制御対象が備えるアクチュエータとしては、車両の駆動源として機能するエンジン、第1モータ、自動変速機、ブレーキ用アクチュエータ、駐車ブレーキ、及び回生ブレーキを車輪12,14に付与可能な第2モータなどが挙げられる。なお、駆動源として機能する第1モータが、回生ブレーキを車輪12,14に付与可能な第2モータを兼ねてもよい。
40…第1要求値設定手段としての第1要求値設定部、41…第1推定手段としての第1推定値取得部、42…算出手段としての第1算出部、43…第2要求値設定手段としての第2要求値設定部、431…係数設定手段としての第1係数算出部、44…第2推定手段としての第2推定値取得部、45…他の算出手段としての第2算出部、46…第3要求値設定手段としての第3要求値設定部、461…他の係数設定手段としての第2係数算出部、47…第3推定手段としての第3推定値取得部、50,60,70…制御対象としての駆動装置、Gyth…制御目標値の一例としての目標横加速度、K1…第1補正係数、K2…第2補正係数、SF1,SF2…推定遅れ量、TF1,TF2…定常不足量、Vend…最終目標値、Vstr…制御開始値、γ_act1…第1制御要求値の一例としての第1要求ヨーレート、γ_act2…第2制御要求値の一例としての第2要求ヨーレート、γ_act3…第3制御要求値の一例としての第3要求ヨーレート、γmax_act1,γmax_act2,γmax_act3…出力限界値、γs_act1…第1挙動推定値の一例としての第1ヨーレート推定値、γs_act2…第2挙動推定値の一例としての第2ヨーレート推定値、γs_act3…第3挙動推定値の一例としての第3ヨーレート推定値、γth…制御目標値の一例としての目標ヨーレート、γ_add12…第2合算値、γ_add123…第3合算値、γ_max12…第1合算値、γ_sub12,γ_sub123…差分。

Claims (14)

  1. 車両の挙動に関する制御目標値(Gyth,γth)が入力された場合に、車両の挙動を制御可能な複数の制御対象(50,60,70)に対する制御要求値(γ_act1,γ_act2,γ_act3)を設定する車両の挙動制御装置において、
    前記各制御対象(50,60,70)のうち第1の制御対象に対する第1制御要求値(γ_act1)を設定する第1要求値設定手段(40)と、
    設定された第1制御要求値(γ_act1)に基づき前記第1の制御対象を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第1挙動推定値(γs_act1)を取得する第1推定手段(41)と、
    前記第1の制御対象の出力の限界によって発生する前記制御目標値(Gyth,γth)に対する不足量である定常不足量(TF1)及び前記第1の制御対象の応答遅れに基づき発生する不足量である推定遅れ量(SF1)のうち少なくとも推定遅れ量(SF1)を算出する算出手段(42)と、
    前記各制御対象(50,60,70)のうち第2の制御対象に対する第2制御要求値(γ_act2)を、前記算出手段(42)による算出結果に基づき設定する第2要求値設定手段(43)と、
    設定された第2制御要求値(γ_act2)に基づき前記第2の制御対象を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第2挙動推定値(γs_act2)を取得する第2推定手段(44)と、を備えることを特徴とする車両の挙動制御装置。
  2. 前記算出手段(42)は、
    前記制御目標値(Gyth,γth)から前記第1要求値設定手段(40)によって設定された第1制御要求値(γ_act1)を減算し、該減算結果に基づいた値を定常不足量(TF1)とし、
    前記第1要求値設定手段(40)によって設定された第1制御要求値(γ_act1)から前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)を減算し、該減算結果に基づいた値を推定遅れ量(SF1)とすることを特徴とする請求項1に記載の車両の挙動制御装置。
  3. 前記算出手段(42)は、
    前記制御目標値(Gyth,γth)と前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)との差分に基づき定常不足量(TF1)を算出し、
    前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)及び前記制御目標値(Gyth,γth)のうち小さな方の値と前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)との差分に基づき推定遅れ量(SF1)を算出することを特徴とする請求項1に記載の車両の挙動制御装置。
  4. 前記算出手段(42)は、
    前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)が前記制御目標値(Gyth,γth)の最終目標値(Vend)を超過可能である場合には、定常不足量(TF1)を「0(零)」とすると共に、当該制御目標値(Gyth,γth)と前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)との差分に基づき推定遅れ量(SF1)を算出する一方、
    前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)が前記制御目標値(Gyth,γth)の最終目標値(Vend)を超過不能な場合には、前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)及び前記制御目標値(Gyth,γth)のうち小さな方の値と前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)との差分に基づき推定遅れ量(SF1)を算出することを特徴とする請求項3に記載の車両の挙動制御装置。
  5. 「0(零)」以上であって且つ「1」以下となる補正係数(K1)を設定する係数設定手段(431)をさらに備え、
    前記係数設定手段(431)は、
    前記制御目標値(Gyth,γth)の入力を契機に駆動する前記第1の制御対象に要求される第1制御要求値の最終目標値(Vend)を取得し、
    該第1制御要求値の最終目標値(Vend)と前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)との差分が小さい場合には大きい場合よりも小さな値に補正係数(K1)を設定し、
    前記第2要求値設定手段(43)は、
    設定された補正係数(K1)に基づき、前記算出手段(42)によって算出された推定遅れ量(SF1)を補正し、
    該補正後の推定遅れ量と前記算出手段(42)によって算出された定常不足量(TF1)とに基づき第2制御要求値(γ_act2)を設定することを特徴とする請求項2に記載の車両の挙動制御装置。
  6. 「0(零)」以上であって且つ「1」以下となる補正係数(K1)を設定する係数設定手段(431)をさらに備え、
    前記係数設定手段(431)は、
    前記制御目標値の最終目標値(Vend)及び前記第1の制御対象の出力限界値(γmax_act1)のうち小さな方の値と前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)との差分が小さい場合には大きい場合よりも小さな値に補正係数(K1)を設定し、
    前記第2要求値設定手段(43)は、
    前記算出手段(42)によって算出された推定遅れ量(SF1)を前記係数設定手段(431)によって設定された補正係数(K1)によって補正し、
    該補正後の推定遅れ量に基づき第2制御要求値(γ_act2)を設定することを特徴とする請求項4に記載の車両の挙動制御装置。
  7. 前記係数設定手段(431)は、
    前記第1推定手段(41)によって取得される第1挙動推定値(γs_act1)が前記制御目標値(Gyth,γth)と前記第1要求値設定手段(40)によって設定される第1制御要求値(γ_act1)との間の値である場合に、補正係数(K1)を維持することを特徴とする請求項5に記載の車両の挙動制御装置。
  8. 前記第2要求値設定手段(43)は、
    前記各推定手段(41,44)によって取得された各挙動推定値(γs_act1,γs_act2)の合算値(γ_add12)が前記制御目標値(Gyth,γth)に対してオーバーシュートした場合に、絶対値が小さくなるように第2制御要求値(γ_act2)を補正することを特徴とする請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載の車両の挙動制御装置。
  9. 前記第1及び第2の各制御対象の出力の限界によって発生する前記制御目標値(Gyth,γth)に対する不足量である定常不足量(TF2)と前記第1及び第2の各制御対象の応答遅れに基づき発生する推定遅れ量(SF2)とのうち少なくとも推定遅れ量(SF2)を算出する他の算出手段(45)と、
    前記各制御対象(50,60,70)のうち第3の制御対象に対する第3制御要求値(γ_act3)を、前記他の算出手段(45)による算出結果に基づき設定する第3要求値設定手段(46)と、をさらに備えることを特徴とする請求項1〜請求項8のうち何れか一項に記載の車両の挙動制御装置。
  10. 前記他の算出手段(45)は、
    前記第1及び第2の各制御対象の出力限界値(γmax_act1,γmax_act2)の合算結果を第1合算値(γ_max12)とし、該第1合算値(γ_max12)と前記制御目標値(Gyth,γth)との差分に基づき定常不足量(TF2)を算出し、
    前記第1推定手段(41)によって取得された第1挙動推定値(γs_act1)と前記第2推定手段(44)によって取得された第2挙動推定値(γs_act2)の合算結果を第2合算値(γ_add12)とし、
    前記制御目標値(Gyth,γth)及び前記第1合算値(γ_max12)のうち小さな方の値と前記第2合算値(γ_add12)との差分に基づき推定遅れ量(SF2)を算出することを特徴とする請求項9に記載の車両の挙動制御装置。
  11. 「0(零)」以上であって且つ「1」以下となる補正係数(K2)を設定する他の係数設定手段(461)をさらに備え、
    前記他の係数設定手段(461)は、
    前記制御目標値の最終目標値(Vend)及び前記第1合算値(γ_max12)のうち小さな方の値と前記第2合算値(γ_add12)との差分が小さい場合には大きい場合よりも小さな値に補正係数(K2)を設定し、
    前記第3要求値設定手段(46)は、
    前記他の係数設定手段(461)によって設定された補正係数(K2)に基づき、前記他の算出手段(45)によって算出された推定遅れ量(SF2)を補正し、
    該補正後の推定遅れ量に基づき第3制御要求値(γ_act3)を設定することを特徴とする請求項10に記載の車両の挙動制御装置。
  12. 前記第3要求値設定手段(46)は、
    前記各推定手段(41,44)によって取得された各挙動推定値(γs_act1,γs_act2)の合算結果(γ_add12)が前記制御目標値(Gyth,γth)に対してオーバーシュートした場合に、絶対値が小さくなるように第3制御要求値(γ_act3)を補正することを特徴とする請求項9〜請求項11のうち何れか一項に記載の車両の挙動制御装置。
  13. 前記制御目標値(Gyth,γth)は、車両を横方向に移動させるために設定された値であり、
    前記各制御対象(50,60,70)は、車両を横方向に移動させる力を車両に付与可能な制御対象であることを特徴とする請求項1〜請求項12のうち何れか一項に記載の車両の挙動制御装置。
  14. 車両の挙動に関する制御目標値(Gyth,γth)の入力を契機に、車両の挙動を制御可能な複数の制御対象(50,60,70)に対する制御要求値(γ_act1,γ_act2,γ_act3)を設定して車両の挙動を制御する車両の挙動制御方法において、
    前記各制御対象(50,60,70)のうち第1の制御対象に対する第1制御要求値(γ_act1)を設定させる第1要求値設定ステップ(S10)と、
    設定した第1制御要求値(γ_act1)に基づき前記第1の制御対象を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第1挙動推定値(γs_act1)を取得させる第1推定ステップ(S12)と、
    前記第1の制御対象の出力の限界によって発生する前記制御目標値(Gyth,γth)に対する不足量である定常不足量(TF1)及び前記第1の制御対象の応答遅れに基づき発生する推定遅れ量(SF1)のうち少なくとも推定遅れ量(SF1)を算出させる算出ステップ(S13)と、
    前記各制御対象(50,60,70)のうち第2の制御対象に対する第2制御要求値(γ_act2)を、前記算出ステップ(S13)での算出結果に基づき設定させる第2要求設定ステップ(S15)と、
    設定した第2制御要求値(γ_act2)に基づき前記第2の制御対象を駆動させた場合の車両の挙動を数値化した第2挙動推定値(γs_act2)を取得させる第2推定ステップ(S16)と、を有することを特徴とする車両の挙動制御方法。
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