JP2016150729A - Vehicle motion control unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両運動制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle motion control device.
特許文献1には、タイヤ力を効率よく利用して無駄のない運転操作でカーブを走行できるように運転操作を支援する運動制御装置(車両運動制御装置)が記載されている。
特許文献1に記載される運動制御装置は、横加速度や横加加速度(横加速度の微分値)に応じた前後加速度指令値によって制動力を発生して走行の安定性を向上する。
The motion control device described in
特許文献1に記載される運動制御装置は、横加速度センサ(横加速度検出手段)が検出する横加速度にもとづいて制御量(加速、制動)を設定している。したがって、この運動制御装置は、横加速度の時間的な変化率(横加加速度)が大きいと、それに応じて制御量が大きくなる。例えば、カーブの入り口(ターンイン)において運転者がステアリングを大きく操舵すると車両に大きな横加速度が発生して横加加速度が大きく変化する。つまり、特許文献1の運動制御装置は運転者がステアリングを大きく操舵すると大きな制御量を設定する。これによって車両の挙動が大きく変化する。
The motion control apparatus described in
特許文献1の運動制御装置は、ターンインにおいて車両に制動力を発生して前輪にかかる荷重を増大し、タイヤ力(グリップ力)を有効に利用して車両を効率よく旋回させる。しかしながら、このときの制動力が大きいと運転者が違和感を覚えることがある。
一方で、運転者が緊急避難としてステアリングを大きく操舵したときには大きな制動力が発生することが好ましい。
The motion control device of
On the other hand, it is preferable that a large braking force is generated when the driver steers the steering largely for emergency evacuation.
そこで、本発明は、カーブ走行において運転者が違和感を覚えない程度の制動力を車両に発生させて走行の安定性を向上し、危険回避のための緊急操舵時には効果的な制動力を車両に発生させて危険を回避できる車両運動制御装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention improves the stability of the running by generating a braking force on the vehicle that does not give the driver a sense of incongruity during curve driving, and provides the vehicle with an effective braking force during emergency steering for avoiding danger. It is an object of the present invention to provide a vehicle motion control device that can be generated to avoid danger.
前記課題を解決するため、本発明は、横加速度検出手段が検出する車両の実横加速度を微分して横加加速度を算出する横加加速度演算部と、前記横加加速度にもとづいて制動力目標値の基準値を設定する制動力目標値演算部と、前記基準値をローパスフィルタでフィルタリングして前記制動力目標値を設定する補正演算部と、を有し、前記制動力目標値に応じた制動力を制動力発生部で発生させて、前記車両の前後加速度を調節する車両運動制御装置とする。そして、前記補正演算部は、前記フィルタリングによって、閾値より高い変化速度で変化する前記基準値に対する前記制動力目標値の変化に遅れを生じさせ、ステアリングホイールの操舵角速度が所定値より高いとき、前記操舵角速度が前記所定値より低いときよりも前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を高くすることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a lateral jerk calculating unit for differentiating an actual lateral acceleration of a vehicle detected by a lateral acceleration detecting means to calculate a lateral jerk, and a reference for a braking force target value based on the lateral jerk. A braking force target value calculation unit that sets a value, and a correction calculation unit that sets the braking force target value by filtering the reference value with a low-pass filter, and the braking force according to the braking force target value The vehicle motion control device is configured to adjust the longitudinal acceleration of the vehicle generated by a braking force generation unit. The correction calculation unit causes a delay in the change of the braking force target value with respect to the reference value that changes at a change speed higher than a threshold by the filtering, and when the steering angular speed of the steering wheel is higher than a predetermined value, The cutoff frequency of the low-pass filter is made higher than when the steering angular velocity is lower than the predetermined value.
本発明によると、制動力目標値演算部が横加加速度に応じて設定する基準値がローパスフィルタでフィルタリングされて制動力目標値が設定され、制動力目標値に応じた制動力が車両に発生する。
また、制動力目標値は、基準値が閾値より高い変化速度で変化するときには基準値に遅れて変化する。そして、ローパスフィルタは基準値が変化するときの高周波成分を除去することができるので、高い変化速度での基準値の変化を遅らせることができる。したがって、基準値が閾値より高い変化速度で変化するとき、車両に発生する制動力が緩やかに変化し、車両の走行の安定性が向上する。また、制動力が緩やかに変化するので運転者が覚える違和感が軽減される。
さらに、ステアリングホイールの操舵角速度が所定値より高いときに、ローパスフィルタはカットオフ周波数が高くなる。ローパスフィルタのカットオフ周波数が高くなると、遅れが生じる変化速度が高くなる。このため、ローパスフィルタのカットオフ周波数が高くなると、基準値の変化に対して制動力目標値の変化が緩やかになる閾値が高くなる。そして、危険回避のための緊急操舵のときはステアリングホイールの操舵角速度が高くなる。したがって、緊急操舵のときには、高い変化速度で変化する基準値に遅れることなく変化するように制動力目標値が設定される。このため、緊急操舵のときには、制動力目標値演算部が設定する通りに制動力が車両に発生し、効果的に危険が回避される。
According to the present invention, the reference value set by the braking force target value calculation unit according to the lateral jerk is filtered by the low pass filter to set the braking force target value, and the braking force according to the braking force target value is generated in the vehicle. .
The braking force target value changes behind the reference value when the reference value changes at a change rate higher than the threshold value. Since the low-pass filter can remove a high-frequency component when the reference value changes, the change in the reference value at a high change rate can be delayed. Therefore, when the reference value changes at a change speed higher than the threshold value, the braking force generated in the vehicle changes gradually, and the running stability of the vehicle improves. Also, since the braking force changes gently, the driver feels uncomfortable.
Furthermore, when the steering angular velocity of the steering wheel is higher than a predetermined value, the low-pass filter has a higher cutoff frequency. As the cut-off frequency of the low-pass filter increases, the rate of change that causes delay increases. For this reason, when the cut-off frequency of the low-pass filter is increased, the threshold value at which the change in the braking force target value is moderate with respect to the change in the reference value is increased. And in the case of emergency steering for avoiding danger, the steering angular velocity of the steering wheel becomes high. Therefore, during emergency steering, the braking force target value is set so as to change without delay to the reference value that changes at a high change speed. For this reason, during emergency steering, the braking force is generated in the vehicle as set by the braking force target value calculation unit, and danger is effectively avoided.
また、前記制動力目標値演算部は、前記横加加速度がプラスのときに前記基準値を設定することを特徴とする。
横加加速度は、実横加速度が増大するときにプラスになる。例えば、車両が直線走行から旋回走行に変化するときには実横加速度が増大するので横加加速度はプラスになる。
よって、本発明によると、車両が直線走行から旋回走行に変化するときに制動力を発生させることができる。車両に制動力が発生すると前輪に荷重がかかるので前輪のタイヤ力を有効に利用して、車両を旋回させることができる。
Further, the braking force target value calculation unit sets the reference value when the lateral jerk is positive.
The lateral jerk becomes positive when the actual lateral acceleration increases. For example, when the vehicle changes from straight running to turning, the actual lateral acceleration increases, so the lateral jerk becomes positive.
Therefore, according to the present invention, it is possible to generate a braking force when the vehicle changes from straight running to turning. When braking force is generated in the vehicle, a load is applied to the front wheels, so that the vehicle can be turned by effectively using the tire force of the front wheels.
また、前記制動力目標値演算部は、前記横加加速度が大きいほど大きな前記基準値を設定することを特徴とする。
本発明によると、横加速度が大きく変化する車両に大きな制動力を発生させることができ、車両の走行を安定させることができる。
Further, the braking force target value calculation unit sets the larger reference value as the lateral jerk increases.
According to the present invention, a large braking force can be generated in a vehicle in which the lateral acceleration changes greatly, and the traveling of the vehicle can be stabilized.
本発明によると、カーブ走行において運転者が違和感を覚えない程度の制動力を車両に発生させて走行の安定性を向上し、危険回避のための緊急操舵時には効果的な制動力を車両に発生させて危険を回避できる車両運動制御装置を提供できる。 According to the present invention, the braking force is generated in the vehicle so that the driver does not feel uncomfortable in the curve driving, thereby improving the driving stability, and the braking force that is effective in emergency steering for avoiding danger is generated in the vehicle. Thus, it is possible to provide a vehicle motion control device that can avoid danger.
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は車両運動制御装置を備える車両を示す図である。
図1に示すように、車両運動制御装置1は車両10に備わっている。図1に示す車両10は、動力源11が出力する動力で後輪WRが駆動されて走行する後輪駆動であるが、車両10の駆動形式は限定されない。車両10は前輪WFが駆動されて走行する前輪駆動であってもよいし4輪駆動であってもよい。動力源11は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であってもよいし、電動機であってもよい。また、内燃機関と電動機が組み合わさったハイブリッドタイプであってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a diagram illustrating a vehicle including a vehicle motion control device.
As shown in FIG. 1, the vehicle
車両運動制御装置1は、いずれも図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)から構成されるマイクロコンピュータ、及び周辺機器からなる。
The vehicle
車両10は操舵装置12と制動装置13を備える。
操舵装置12は、ステアリングホイール121と転舵モータ122を有する。転舵モータ122はラック軸123を変位させて前輪WFを転舵する。また、ステアリングホイール121が操舵されたときの操舵角は舵角センサ121aで検出される。舵角センサ121aの検出信号(舵角信号Sh)は、車両運動制御装置1に入力される。車両運動制御装置1は舵角信号Shにもとづいてステアリングホイール121の操舵角を算出し、算出した操舵角にもとづいて転舵モータ122を駆動する。前輪WFは転舵モータ122が駆動してステアリングホイール121の操舵角に対応した角度で転舵する。このように、操舵装置12は、ステアリングホイール121の操舵角に応じた車両運動制御装置1の制御で転舵モータ122が駆動し、前輪WFが転舵するステアバイワイヤになっている。
The
The
なお、操舵装置12には反力モータ(図示せず)が備わっている。反力モータはステアリングホイール121にトルク(反力トルク)を入力する。反力モータは車両運動制御装置1で制御される。車両運動制御装置1はステアリングホイール121の操舵角に対応して反力モータを駆動し、操舵角に応じた反力トルクをステアリングホイール121に入力する。これによって、ステアリングホイール121を操舵する運転者が適切な反力を感じることになり操舵フィールが向上する。
The
制動装置13は、ブレーキペダル131と制動力発生部(ブレーキ動作部132)を有する。ブレーキ動作部132は例えばディスクブレーキであって、液圧発生部133で発生するブレーキ液圧でブレーキディスク132aを挟んで制動力を発生する。ブレーキペダル131が踏み込み操作されたときの操作量(ブレーキストローク)はブレーキセンサ131aで検出される。ブレーキセンサ131aの検出信号(制動信号Sb)は車両運動制御装置1に入力される。車両運動制御装置1は制動信号Sbにもとづいてブレーキストロークを算出し、算出したブレーキストロークにもとづいて、液圧発生部133のアクチュエータ133aを駆動する。液圧発生部133はアクチュエータ133aが駆動してブレーキストロークに対応したブレーキ液圧を発生する。このように、制動装置13は、ブレーキペダル131の踏み込み操作量(ブレーキストローク)に応じた車両運動制御装置1の制御でアクチュエータ133aが駆動し、ブレーキ動作部132が駆動するブレーキバイワイヤになっている。
The
車両10にはスロットルペダル111が備わる。スロットルペダル111が踏み込み操作されたときの操作量(スロットルストローク)はスロットルセンサ111aで検出される。スロットルセンサ111aの検出信号(スロットル信号Sa)は車両運動制御装置1に入力される。車両運動制御装置1はスロットル信号Saにもとづいてスロットルストロークを算出し、算出したスロットルストロークにもとづいて、動力源11から出力される動力を調節する。例えば、動力源11がガソリンエンジンの場合、車両運動制御装置1はスロットルストロークにもとづいてスロットル弁(図示せず)を制御してスロットル開度を設定する。このように、車両10は、スロットルペダル111の踏み込み操作量(スロットルストローク)に応じた車両運動制御装置1の制御で、動力源11の出力する動力が調節されるドライブバイワイヤとなっている。
The
また、車両10には、横加速度検出手段(横加速度センサ14)、前後加速度センサ15、及び車速センサ16が備わっている。
横加速度センサ14は車両10に発生する横加速度を検出するセンサであり、検出信号(横加速度信号Sgy)は車両運動制御装置1に入力される。車両運動制御装置1は横加速度信号Sgyにもとづいて車両10に発生している横加速度(実横加速度Gr)を算出する。
前後加速度センサ15は車両10に発生する前後加速度を検出するセンサであり、検出信号(前後加速度信号Sgx)は車両運動制御装置1に入力される。車両運動制御装置1は前後加速度信号Sgxにもとづいて車両10に発生している前後加速度を算出する。
また、車速センサ16は、例えば車輪(前輪WF,後輪WR)の回転速度を検出する回転速度センサである。車速センサ16は車輪の回転に応じてパルス信号(車輪速信号Sw)を出力する。車両運動制御装置1は車輪速信号Swにもとづいて車両10の車速(車体速)を算出する。
Further, the
The
The
The
なお、図1では省略してあるが、車両運動制御装置1には4つの車速センサ16からパルス信号が入力される。車両運動制御装置1は、4つのパルス信号の1つ(例えばパルス幅が最大のパルス信号)を車輪速信号Swとしてもよいし、4つのパルス信号の平均(パルス幅の平均)を車輪速信号Swとしてもよい。
Although omitted in FIG. 1, pulse signals are input from the four
図2は車両運動制御装置の機能ブロック図である。図2に示すように、車両運動制御装置1は、横加加速度演算部(横G加速度演算部21)と、GVC(G‐Vectoring Control)演算部22と、補正演算部23と、を含んで構成される。
横G加速度演算部21は、横加速度センサ14から入力される横加速度信号Sgyにもとづいて、車両10(図1参照)に生じている実際の横加速度(実横加速度Gr)を算出する。さらに、横G加速度演算部21は、算出した実横加速度Grを微分して横加速度の時間的な変化率(横加加速度Gyjk)を算出する。横加加速度Gyjkは、GVC演算部22に入力される。また、実横加速度Grは補正演算部23に入力される。
FIG. 2 is a functional block diagram of the vehicle motion control device. As shown in FIG. 2, the vehicle
The lateral G
GVC演算部22は、車両10(図1参照)が横加加速度Gyjkに比例して加減速するような制御量(GVC制御量)を出力する。例えば、車両10がカーブを走行するとき、GVC演算部22は、前後加速度を調節して走行を安定させるためのGVC制御量を出力する。このようなGVC制御量は、例えば、横加加速度Gyjkの数値(絶対値)に所定のゲイン(Gc)を乗算した値として設定される(GVC制御量=Gc×|横加加速度Gyjk|)。
The
図3は、車両がカーブしている走行路を走行するときの操舵角と、実横加速度と、横加加速度と、の関係を示す図である。なお、図3においては実線が直線区間における直線走行を示し、破線がカーブ(曲線区間)での旋回走行を示している。
旋回開始時は、車両10が直線走行から旋回走行に変化する状態である。旋回開始時にはステアリングホイール121(図1参照)が切り増しされるので操舵角θhが増大する(グラフA)。車両10は旋回し始めるので実横加速度Grが増加し(グラフB)、横加加速度Gyjkがプラスになる(グラフC)。
その後、車両10は定常円旋回状態に入る。この状態は車両10が一定の曲率で湾曲するカーブを走行するので操舵角θhが一定に維持される(グラフA)。操舵角θhが一定に維持されると実横加速度Grが一定になるので(グラフB)、横加加速度Gyjkはゼロになる(グラフC)。
旋回終了時は、車両10が旋回走行から直線走行に変化する状態である。旋回終了時にはステアリングホイール121が切り戻されるので操舵角θhが減少する(グラフA)。車両10は旋回走行から直進走行に移行するので実横加速度Grが減少し(グラフB)、横加加速度Gyjkがマイナスになる(グラフC)。
このように、カーブしている走行路を走行する車両10においては、実横加速度Grが変化し、それにともなって横加加速度Gyjkが変化する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship among a steering angle, an actual lateral acceleration, and a lateral jerk when the vehicle travels on a curved road. In FIG. 3, the solid line indicates straight traveling in a straight section, and the broken line indicates turning traveling in a curve (curved section).
At the start of turning, the
Thereafter, the
At the end of turning, the
As described above, in the
図2に示すGVC演算部22は、横加加速度Gyjkがプラスのとき旋回開始時と判定し、車両10(図1参照)を減速させるべくGVC制御量を出力する。本実施形態のGVC演算部22は、横加加速度Gyjkがプラスのときに、制動力の目標値(制動力目標値)の基準となるGVC制御量(基準制動力目標値Bts)を出力する。
また、GVC演算部22は、横加加速度Gyjkがマイナスのとき旋回終了時と判定し、車両10(図1参照)を加速させるべくGVC制御量を出力する。本実施形態のGVC演算部22は、横加加速度Gyjkがマイナスのときに、駆動力の目標値(駆動力目標値)の基準となるGVC制御量(基準駆動力目標値Pts)を出力する。
本実施形態においてGVC演算部22は、制動力や駆動力の目標値を設定する制御目標値演算部となる。
The
The
In the present embodiment, the
なお、動力源11(図1参照)が電動機の場合、又は、動力源11が内燃機関と電動機が組み合わさったハイブリッドタイプの場合、GVC演算部22は旋回開始時と判定すると、電動機で発生する回生制動力の目標値の基準値(基準制動力目標値Bts)をGVC制御量として出力する。この場合、回生制動力を発生する動力源11(電動機)が制動力発生部になる。
また、GVC演算部22は旋回終了時と判定したとき、電動機の力行で出力する動力の目標値の基準値(基準駆動力目標値Pts)をGVC制御量として出力する。
When the power source 11 (see FIG. 1) is an electric motor, or when the
In addition, when it is determined that the turn is over, the
なお、GVC演算部22がGVC制御量を設定して出力する制御(GVC)については、前記した特許文献1や、特許文献1が引用している特許文献(特許第3733929号公報)等に詳細に記載される公知技術を利用できる。
The control (GVC) in which the
車両10(図1参照)の旋回終了時にGVC演算部22が出力する基準駆動力目標値Ptsは、駆動力制御信号生成部24bに入力される。駆動力制御信号生成部24bは、基準駆動力目標値Ptsに相当する駆動力が動力源11で発生するような制御信号(駆動力御信号Cp)を設定する。
駆動力制御信号生成部24bが設定する駆動力制御信号Cpは、車両運動制御装置1から出力されて、動力源11の制御部(図示せず)に入力される。動力源11は駆動力制御信号Cpにもとづいて駆動して駆動力を発生する。このように動力源11に発生する駆動力は、横加加速度Gyjkに対応した駆動力になる。
The reference driving force target value Pts output by the
The driving force control signal Cp set by the driving force control
車両10(図1参照)の旋回開始時に、GVC演算部22が設定する基準制動力目標値Btsは補正演算部23に入力される。
また、補正演算部23には、横G加速度演算部21が算出する実横加速度Gr及び横加加速度Gyjkと、舵角センサ121aが出力する舵角信号Shが入力される。
At the start of turning of the vehicle 10 (see FIG. 1), the reference braking force target value Bts set by the
In addition, the actual lateral acceleration Gr and lateral jerk Gyjk calculated by the lateral G
そして、補正演算部23は、ステアリングホイール121(図1参照)の操舵角θhと、実横加速度Gr及び横加加速度Gyjkと、にもとづいて基準制動力目標値Btsを補正する。補正された基準制動力目標値Btsは制動力目標値Btとして補正演算部23から出力される。
Then, the
補正演算部23から出力される制動力目標値Btは、制動力制御信号生成部24aに入力される。
制動力制御信号生成部24aは、制動力目標値Btに相当する制動力をブレーキ動作部132(図1参照)で発生させるブレーキ液圧が液圧発生部133で発生するような制御信号(液圧制御信号Cb)を設定する。
The braking force target value Bt output from the
The braking force control
制動力制御信号生成部24aが設定する液圧制御信号Cbは、車両運動制御装置1から出力されて、制動装置13の液圧発生部133のアクチュエータ133aに入力される。アクチュエータ133aは液圧制御信号Cbにもとづいて駆動し、液圧発生部133がブレーキ液圧を発生する。
液圧発生部133で発生したブレーキ液圧でブレーキ動作部132(図1参照)が駆動し、前輪WF(図1参照)及び後輪WR(図1参照)に制動力が発生する。前輪WF及び後輪WRに発生する制動力は、横加加速度Gyjkに対応した制動力になる。
The hydraulic pressure control signal Cb set by the braking force control
The brake operating unit 132 (see FIG. 1) is driven by the brake hydraulic pressure generated by the hydraulic
このように、GVC演算部22は、横加加速度Gyjkがプラスのとき旋回開始時と判定して基準制動力目標値Btsを設定する。GVC演算部22は横加加速度Gyjkが大きいほど大きな基準制動力目標値Btsを設定する。そして、GVC演算部22が設定する基準制動力目標値Btsが補正された制動力目標値Btにもとづいた液圧制御信号Cbでブレーキ動作部132(図1参照)が動作して制動力が発生する。
例えば、GVC演算部22は、横加加速度Gyjkの数値(絶対値)に所定のゲイン(Gc)を乗算した値を目標とする前後加速度とし、このような前後加速度(減速度)が生じるような基準制動力目標値Btsを設定する。
As described above, when the lateral jerk Gyjk is positive, the
For example, the
車両10(図1参照)に制動力が発生すると前輪WF(図1参照)に荷重がかかる。前輪WFは、ステアリングホイール121(図1参照)の操舵角θhに応じて転舵する転舵輪である。したがって、旋回開始時に制動力が発生して前輪WFに荷重がかかると、タイヤ力(グリップ力)を有効に利用した転舵が可能になる。
つまり、GVC演算部22を有する車両運動制御装置1は、旋回開始時に制動力を発生することで、タイヤ力を有効に利用した効率のよい、且つ、安定した旋回を実現することができる。
そして、横加加速度Gyjkが大きいほど大きな基準制動力目標値Btsが設定されて、車両10に発生する制動力が大きくなる。したがって、横加加速度Gyjkが大きいほど前輪WFにかかる荷重が増大するので、旋回開始時の初期段階においてステアリングホイール121が操舵され始める時点で前輪WFにかかる荷重が増大する。これによって、特に旋回開始時の初期段階においてタイヤ力が有効に利用される。
When braking force is generated in the vehicle 10 (see FIG. 1), a load is applied to the front wheel WF (see FIG. 1). The front wheel WF is a steered wheel that steers according to the steering angle θh of the steering wheel 121 (see FIG. 1). Therefore, when braking force is generated at the start of turning and a load is applied to the front wheels WF, it is possible to perform steering using tire force (grip force) effectively.
In other words, the vehicle
As the lateral jerk Gyjk increases, a larger reference braking force target value Bts is set, and the braking force generated in the
また、GVC演算部22は、横加加速度Gyjkがマイナスのとき旋回終了時と判定して基準駆動力目標値Ptsを設定する。そして、GVC演算部22が設定する基準駆動力目標値Ptsにもとづいた駆動力制御信号Cpで動力源11が動作して駆動力が発生する。
これによって、車両10(図1参照)は、カーブでの旋回走行から直線区間での直線走行に移行する旋回終了時のときに効率よく加速する。
つまり、GVC演算部22を有する車両運動制御装置1は、旋回終了時のときに駆動力を発生することで、効率のよい加速を実現することができる。
Further, the
As a result, the vehicle 10 (see FIG. 1) efficiently accelerates at the end of the turn when the vehicle moves from a turn on a curve to a straight run on a straight section.
That is, the vehicle
図4は補正演算部の機能ブロック図である。また、図5は制動力フィルタの特性を示す図である。
補正演算部23は、制動力フィルタ23Bを有する。GVC演算部22(図2参照)が設定する基準制動力目標値Btsは制動力フィルタ23Bに入力される。
図5に示すように、制動力フィルタ23Bはローパスフィルタ(LPF)である。
そして、補正演算部23は、制動力フィルタ23B(LPF)で基準制動力目標値Btsをフィルタリングし、フィルタリングされた基準制動力目標値Btsを制動力目標値Btとして出力する。
FIG. 4 is a functional block diagram of the correction calculation unit. FIG. 5 is a diagram showing characteristics of the braking force filter.
The
As shown in FIG. 5, the braking
Then, the
前記したように、本実施形態の制動力フィルタ23Bはローパスフィルタ(LPF)である。ローパスフィルタは入力信号の変化量が小さい場合(入力信号が緩やかに変化する場合)、入力信号がそのまま出力される。一方、入力信号の時間的な変化量が大きい場合(入力信号の変化速度が高い場合)、ローパスフィルタは、入力信号のゲインを落として出力する。つまり、入力信号の変化速度がローパスフィルタで低減される。
As described above, the braking
図5に示す「CASE(A)」のように、入力信号となる基準制動力目標値Btsの変化速度(大きさ:1/Δt1)が閾値となるカットオフ周波数(通常カットオフ周波数(値:1/sn))より小さい場合、制動力フィルタ23Bからの出力信号(制動力目標値Bt)は入力信号(基準制動力目標値Bts)と等しくなる(Bt=Bts)。
なお、本実施形態において、入力信号(基準制動力目標値Bts)の変化速度の大きさは、入力信号が所定の単位量(1)だけ、時間(Δt1)で変化するときの速度(周波数成分)として示す。すなわち、所定の単位量だけ変化するのに要する時間が短いほど変化速度が高く、入力信号が急速に変化していることを示す。
また、制動力フィルタ23Bにおける通常カットオフ周波数の値(1/sn)は、車両10(図1参照)に要求される走行性能等に応じて適宜決定される値である。
Like “CASE (A)” shown in FIG. 5, a cut-off frequency (normal cut-off frequency (value: value: threshold value) whose change speed (magnitude: 1 / Δt1) of the reference braking force target value Bts as an input signal is a threshold value. 1 / sn)), the output signal (braking force target value Bt) from the braking
In the present embodiment, the magnitude of the change speed of the input signal (reference braking force target value Bts) is the speed (frequency component) when the input signal changes over time (Δt1) by a predetermined unit amount (1). ). That is, the shorter the time required to change by a predetermined unit amount, the higher the change speed, indicating that the input signal is changing rapidly.
Further, the value (1 / sn) of the normal cut-off frequency in the
また、図5に示す「CASE(B)」のように、入力信号となる基準制動力目標値Btsの変化速度の大きさ(1/Δt2)が通常カットオフ周波数の値(1/sn)より大きい場合、基準制動力目標値Btsに対して1より小さいゲイン(図5に示す一例ではα)で出力信号(制動力目標値Bt)が出力される(Bt=α×Bts)。そして、破線で示す基準制動力目標値Btsの変化に対し、実線で示すように、制動力目標値Btが緩やかに変化する。 In addition, as in “CASE (B)” shown in FIG. 5, the magnitude (1 / Δt2) of the change speed of the reference braking force target value Bts that is the input signal is greater than the value (1 / sn) of the normal cutoff frequency. If it is larger, the output signal (braking force target value Bt) is output with a gain smaller than 1 (α in the example shown in FIG. 5) with respect to the reference braking force target value Bts (Bt = α × Bts). Then, as shown by the solid line, the braking force target value Bt changes gradually with respect to the change of the reference braking force target value Bts shown by the broken line.
このように、本実施形態の補正演算部23(図2参照)は、基準制動力目標値Btsの変化速度が高い場合(CASE(B))、制動力フィルタ23B(ローパスフィルタ)によって基準制動力目標値Btsの変化を減衰して制動力目標値Btとして出力する。つまり、補正演算部23は、基準制動力目標値Btsの変化速度が閾値(通常カットオフ周波数)より大きいとき、応答速度を低減して制動力目標値Btを出力する。
As described above, when the change speed of the reference braking force target value Bts is high (CASE (B)), the correction calculation unit 23 (see FIG. 2) of the present embodiment uses the
また、図4に示すように、補正演算部23は緊急操舵判定部230を有する。緊急操舵判定部230には、舵角信号Shと基準制動力目標値Btsと実横加速度Grが入力される。緊急操舵判定部230は、実横加速度Grと基準制動力目標値Btsにもとづいて境界値変動信号SigFBを出力する。補正演算部23は、境界値変動信号SigFBにもとづいて、制動力フィルタ23Bにおける閾値(カットオフ周波数)を変更する。
Further, as shown in FIG. 4, the
図6は緊急操舵判定部の機能ブロック図である。
図6に示すように、緊急操舵判定部230はマップ判定部232を有する。マップ判定部232は判定マップMP23を有する。判定マップMP23は、実横加速度Grと要求減速度Ra(GVC演算部22が要求する減速度)に対応した緊急操舵の領域を示すマップである。このような判定マップMP23は、事前の実験計測やシミュレーションによってあらかじめ設定されている。
FIG. 6 is a functional block diagram of the emergency steering determination unit.
As shown in FIG. 6, the emergency
緊急操舵判定部230は減速度変換部231を有する。減速度変換部231は基準制動力目標値Btsを減速度に変換し、変換した減速度を要求減速度Raとして出力する。例えば、減速度変換部231は、基準制動力目標値Btsに対応する減速度を示すマップ(図示せず)にもとづいて、基準制動力目標値Btsを減速度(要求減速度Ra)に変換する。
The emergency
車両運動制御装置1(図2参照)は、GVC演算部22(図2参照)で旋回開始時と判定すると、緊急操舵判定部230のマップ判定部232で、実横加速度Grと、要求減速度Raと、にもとづいて緊急操舵(EMG)か通常操舵(NORM)かを判定する。
マップ判定部232は、実横加速度Grに対する要求減速度Raが、判定マップMP23に斜線部で示される常用領域(NORM)にあるとき、通常操舵と判定する(一例をXnで示す)。また、マップ判定部232は、実横加速度Grに対する要求減速度Raが、判定マップMP23にドット部で示される緊急領域(EMG)にあるとき緊急操舵と判定する(一例をXeで示す)。
When the vehicle motion control device 1 (see FIG. 2) determines that the turn is started by the GVC calculation unit 22 (see FIG. 2), the
The
また、本実施形態の緊急操舵判定部230には操舵角速度算出部233aと操舵角速度判定部233bが備わる。操舵角速度算出部233aは、舵角信号Shにもとづいてステアリングホイール121(図1参照)の操舵角θhと、操舵角速度θvを算出する。操舵角速度算出部233aは操舵角θhを微分して操舵角速度θvを算出する。操舵角速度算出部233aが算出する操舵角速度θvは操舵角速度判定部233bに入力される。
操舵角速度判定部233bは、入力された操舵角速度θvが所定値より高いとき緊急操舵と判定する。また、操舵角速度判定部233bは、操舵角速度θvが所定値以下のとき通常操舵と判定する。
操舵角速度判定部233bが緊急操舵と判定するときの操舵角速度θvの所定値は、車両10(図1参照)に要求される走行性能等に応じて適宜決定される値である。
Further, the emergency
The steering angular
The predetermined value of the steering angular velocity θv when the steering angular
例えば、車両10(図1参照)が低速で走行している場合、操舵角速度θvが高くても実横加速度Grが発生しないことがある。緊急操舵判定部230が操舵角速度判定部233bを備え、操舵角速度θvにもとづいて緊急操舵を判定可能に構成されることで、車両10が低速で走行している状態であっても精度よく緊急操舵の判定が可能になる。
For example, when the vehicle 10 (see FIG. 1) is traveling at a low speed, the actual lateral acceleration Gr may not occur even when the steering angular velocity θv is high. The emergency
緊急操舵判定部230は信号発生部234を有する。信号発生部234は境界値変動信号SigFBを出力する。
緊急操舵判定部230は、マップ判定部232及び操舵角速度判定部233bがともに通常操舵と判定した場合、境界値変動信号SigFBをOFF信号に設定して信号発生部234から出力する。また、緊急操舵判定部230は、マップ判定部232と操舵角速度判定部233bの少なくとも一方が緊急操舵と判定した場合、境界値変動信号SigFBをON信号に設定して信号発生部234から出力する。
The emergency
When the
このように、緊急操舵判定部230は、実横加速度Grと要求減速度Ra(基準制動力目標値Bts)に応じて通常操舵(NORM)か緊急操舵(EMG)かを判定する。また、緊急操舵判定部230は、操舵角速度θvに応じて通常操舵(NORM)か緊急操舵(EMG)かを判定する。そして緊急操舵判定部230は、通常操舵(NORM)と判定したときにはOFF信号に設定した境界値変動信号SigFBを出力し、緊急操舵(EMG)と判定したときにはON信号に設定した境界値変動信号SigFBを出力する。
As described above, the emergency
図4に示す補正演算部23は、緊急操舵判定部230から出力される境界値変動信号SigFBがON信号の場合、制動力フィルタ23Bにおける閾値(カットオフ周波数)を変更する。
図7はカットオフ周波数が変更された制動力フィルタの特性を示す図である。図7に示すように、補正演算部23(図4参照)は、境界値変動信号SigFBがON信号の場合、カットオフ周波数を通常カットオフ周波数(破線)より高い緊急時カットオフ周波数(値:1/se)に変更する(実線)。
When the boundary value fluctuation signal SigFB output from the emergency
FIG. 7 is a diagram showing the characteristics of the braking force filter with the cutoff frequency changed. As shown in FIG. 7, when the boundary value fluctuation signal SigFB is an ON signal, the correction calculation unit 23 (see FIG. 4) sets the cutoff frequency to an emergency cutoff frequency (value: higher than the normal cutoff frequency (broken line)). 1 / se) (solid line).
なお、緊急時カットオフ周波数の値(1/se)は、車両10(図1参照)に要求される走行性能等に応じて適宜決定される値である。
例えば、緊急時カットオフ周波数の値(1/se)は、図5の「CASE(B)」において、基準制動力目標値Btsの変化が減衰される変化速度の大きさ(1/Δt2)よりも大きく設定される。
この場合、図7に「CASE(B)」として示すように、入力信号となる基準制動力目標値Btsの変化速度の大きさ(1/Δt2)が大きくても、制動力フィルタ23Bからの出力信号(制動力目標値Bt)が入力信号(基準制動力目標値Bts)と等しくなる(Bt=Bts)。つまり、高い変化速度で変化する入力信号(基準制動力目標値Bts)が減衰されずに制動力目標値Btとして出力される。
このように、図7に示す一例では、基準制動力目標値Btsの変化速度が高い状態「CASE(B)」であっても、基準制動力目標値Btsの変化速度が低い状態「CASE(A)」と同様に、基準制動力目標値Btsの変化が減衰することなく制動力目標値Btが出力される。
Note that the emergency cut-off frequency value (1 / se) is a value that is appropriately determined according to the travel performance required for the vehicle 10 (see FIG. 1).
For example, the value (1 / se) of the emergency cut-off frequency is based on the magnitude (1 / Δt2) of the change speed at which the change of the reference braking force target value Bts is attenuated in “CASE (B)” of FIG. Is also set larger.
In this case, as indicated by “CASE (B)” in FIG. 7, the output from the braking
Thus, in the example shown in FIG. 7, even when the change rate of the reference braking force target value Bts is high “CASE (B)”, the change rate of the reference braking force target value Bts is low “CASE (A As in “)”, the braking force target value Bt is output without the change in the reference braking force target value Bts being attenuated.
なお、補正演算部23(図4参照)は、緊急操舵判定部230から出力される境界値変動信号SigFBがON信号からOFF信号に切り替わった時点で、閾値(カットオフ周波数)を緊急時カットオフ周波数から通常カットオフ周波数に戻す。
The correction calculation unit 23 (see FIG. 4) sets the threshold value (cut-off frequency) to the emergency cutoff when the boundary value fluctuation signal SigFB output from the emergency
図8は基準制動力目標値の変化に対する制動力目標値の変化を示す図である。
図8に実線で示すように基準制動力目標値Btsが変化する場合、制動力目標値Btは破線に示すように変化する。
FIG. 8 is a diagram illustrating a change in the braking force target value with respect to a change in the reference braking force target value.
When the reference braking force target value Bts changes as shown by the solid line in FIG. 8, the braking force target value Bt changes as shown by the broken line.
車両運動制御装置1のGVC演算部22(図2参照)は、横加加速度Gyjkがプラスのとき旋回開始時と判定して基準制動力目標値Btsを出力する。
このとき、緊急操舵判定部230(図4参照)が通常操舵(NORM)と判定すると、補正演算部23(図4参照)は、図5に示すように、制動力フィルタ23Bにおける閾値(カットオフ周波数)を通常カットオフ周波数(値:1/sn)に設定する。
したがって、図8に示すように、基準制動力目標値Btsの変化速度が高い場合(特に基準制動力目標値Btsの発生時や解消時)、通常操舵のときには、制動力目標値Btが基準制動力目標値Btsの変化に対して緩やかに変化する。これによって、車両10(図1参照)に発生する制動力の目標値が緩やかに変化するので、車両10に発生する制動力が緩やかに変化する。このように、通常操舵の場合、車両10に発生する制動力が緩やかに変化するので運転者の覚える違和感が軽減される。
When the lateral jerk Gyjk is positive, the GVC calculating unit 22 (see FIG. 2) of the vehicle
At this time, if the emergency steering determination unit 230 (see FIG. 4) determines normal steering (NORM), the correction calculation unit 23 (see FIG. 4), as shown in FIG. Frequency) is set to the normal cutoff frequency (value: 1 / sn).
Therefore, as shown in FIG. 8, when the change speed of the reference braking force target value Bts is high (particularly when the reference braking force target value Bts is generated or canceled), the normal braking force target value Bt is set to the reference control value. It changes gently with respect to the change of the power target value Bts. As a result, the target value of the braking force generated in the vehicle 10 (see FIG. 1) changes gently, so that the braking force generated in the
一方、旋回開始時のときに緊急操舵判定部230(図4参照)が緊急操舵(EMG)と判定すると、補正演算部23(図4参照)は、図7に示すように、制動力フィルタ23Bにおける閾値(カットオフ周波数)を緊急時カットオフ周波数(値:1/se)に設定する。緊急時カットオフ周波数の値(1/se)は通常カットオフ周波数の値(1/sn)よりも大きく設定される。
したがって、図8に示すように、基準制動力目標値Btsの変化速度が高くても緊急操舵のときには制動力目標値Btが基準制動力目標値Btsの変化に追従して速やかに変化する。これによって、車両10(図1参照)に発生する制動力の目標値が基準制動力目標値Btsの変化に速やかに追従して変化するので、車両10に発生する制動力は基準制動力目標値Btsの変化に速やかに追従する。このように、緊急操舵の場合、車両10に発生する制動力が基準制動力目標値Btsに追従して速やかに変化するので、車両10には、GVC演算部22(図2参照)が設定する通りに制動力が発生する。
On the other hand, when the emergency steering determination unit 230 (see FIG. 4) determines emergency steering (EMG) at the start of turning, the correction calculation unit 23 (see FIG. 4), as shown in FIG. Is set to the emergency cutoff frequency (value: 1 / se). The emergency cutoff frequency value (1 / se) is set to be larger than the normal cutoff frequency value (1 / sn).
Therefore, as shown in FIG. 8, even if the changing speed of the reference braking force target value Bts is high, the braking force target value Bt quickly changes following the change of the reference braking force target value Bts during emergency steering. As a result, the target value of the braking force generated in the vehicle 10 (see FIG. 1) changes following the change in the reference braking force target value Bts quickly, so that the braking force generated in the
緊急操舵は車両10(図1参照)の衝突回避など、危険回避が必要な状態における操舵であることが多い。したがって、緊急操舵のときに、GVC演算部22(図2参照)が設定する通りの制動力が車両10に発生することで効果的に危険が回避される。
Emergency steering is often steering in a state where danger avoidance is required, such as collision avoidance of the vehicle 10 (see FIG. 1). Therefore, danger is effectively avoided by generating braking force on the
なお、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更が可能である。 Note that the design of the present invention can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
図9は判定マップと信号発生部の設計変更例を示す図である。
例えば、図9に示すように、緊急領域(EMG)において、緊急度が複数のレベル(例えば4つのレベルLV1〜LV4)で重み付けされている判定マップMP23aを有するマップ判定部232aであってもよい。また、緊急度に対応した複数(例えば4つ)のカットオフ周波数(値:FB1〜FB4)を選択する信号発生部234aであってもよい。そして、マップ判定部232aが、実横加速度Grと要求減速度Raにもとづいて判定マップMP23aから緊急度を設定し、その緊急度に応じたカットオフ周波数の値が信号発生部234aで選択される構成であってもよい。この場合、緊急操舵判定部230(図2参照)は信号発生部234aで選択したカットオフ周波数の値を境界値変動信号SigFBとして出力する。
そして、補正演算部23(図4参照)は、境界値変動信号SigFBにもとづいて制動力フィルタ23B(図7参照)のカットオフ周波数の値を変更する構成であってもよい。
FIG. 9 is a diagram illustrating a design change example of the determination map and the signal generation unit.
For example, as shown in FIG. 9, in the emergency region (EMG), a
And the correction | amendment calculating part 23 (refer FIG. 4) may be the structure which changes the value of the cutoff frequency of the braking
例えば、実横加速度Grに対する要求減速度Raが、判定マップMP23aにおいてXeで示される場合、マップ判定部232aは緊急操舵の緊急度のレベルを「LV2」と判定する。そして、緊急操舵判定部230は信号発生部234aで、カットオフ周波数の値として「LV2」の緊急度に対応する「FB2」を選択し、その値「FB2」を境界値変動信号SigFBとして出力する。
補正演算部23(図4参照)は、境界値変動信号SigFBにもとづいて制動力フィルタ23B(図7参照)のカットオフ周波数の値を「FB2」に設定する。
このような構成であれば、緊急操舵の緊急度に応じて、車両10(図1参照)に好適に制動力を発生させることができ、より効果的に走行の安定性を向上できる。
For example, when the required deceleration Ra with respect to the actual lateral acceleration Gr is indicated by Xe in the determination map MP23a, the
The correction calculator 23 (see FIG. 4) sets the cutoff frequency value of the braking
With such a configuration, the braking force can be suitably generated in the vehicle 10 (see FIG. 1) according to the urgent level of emergency steering, and the running stability can be improved more effectively.
また、図1に示す本実施形態の車両10は、動力源11と操舵装置12と制動装置13がバイワイヤ(ドライブバイワイヤ、ステアバイワイヤ、ブレーキバイワイヤ)で構成されている。
この構成に限定されず、動力源11のスロットル弁(図示せず)がスロットルペダル111と機械的に接続された構成であってもよい。この場合、スロットル弁は、スロットルペダル111の操作と独立して車両運動制御装置1で制御される構成とすればよい。
同様に、ステアリングホイール121とラック軸123が機械的に接続された構成であってもよい。この場合、ラック軸123が転舵モータ122で変位可能に構成されていればよい。
同様に、ブレーキペダル131と液圧発生部133が機械的に接続された構成であってもよい。この場合、アクチュエータ133aの駆動で液圧発生部133にブレーキ液圧が発生可能に構成されていればよい。
Further, in the
The configuration is not limited to this, and a throttle valve (not shown) of the
Similarly, the
Similarly, the
1 車両運動制御装置
10 車両
14 横加速度センサ(横加速度検出手段)
21 横G加速度演算部(横加加速度演算部)
22 GVC演算部(制動力目標値演算部)
23 補正演算部
132 ブレーキ動作部(制動力発生部)
Bts 基準制動力目標値(制動力目標値)
Gr 実横加速度
Gyjk 横加加速度
DESCRIPTION OF
21 Lateral G acceleration calculation unit (lateral jerk calculation unit)
22 GVC calculation part (braking force target value calculation part)
23
Bts Reference braking force target value (braking force target value)
Gr Actual lateral acceleration Gyjk Lateral jerk
Claims (3)
前記横加加速度にもとづいて制動力目標値の基準値を設定する制動力目標値演算部と、
前記基準値をローパスフィルタでフィルタリングして前記制動力目標値を設定する補正演算部と、を有し、
前記制動力目標値に応じた制動力を制動力発生部で発生させて、前記車両の前後加速度を調節する車両運動制御装置において、
前記補正演算部は、
前記フィルタリングによって、閾値より高い変化速度で変化する前記基準値に対する前記制動力目標値の変化に遅れを生じさせ、
ステアリングホイールの操舵角速度が所定値より高いとき、前記操舵角速度が前記所定値より低いときよりも前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を高くすることを特徴とする車両運動制御装置。 A lateral jerk calculating unit that calculates the lateral jerk by differentiating the actual lateral acceleration of the vehicle detected by the lateral acceleration detecting means;
A braking force target value calculation unit for setting a reference value of the braking force target value based on the lateral jerk;
A correction calculation unit that sets the braking force target value by filtering the reference value with a low-pass filter,
In the vehicle motion control device that adjusts the longitudinal acceleration of the vehicle by generating a braking force according to the braking force target value in a braking force generator,
The correction calculation unit is
The filtering causes a delay in the change of the braking force target value with respect to the reference value that changes at a change speed higher than a threshold value,
The vehicle motion control device characterized in that when the steering angular velocity of the steering wheel is higher than a predetermined value, the cutoff frequency of the low-pass filter is made higher than when the steering angular velocity is lower than the predetermined value.
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