JP2017052299A - Vehicular control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の段差の乗り越えを容易にするための段差乗り越え制御を実施する車両用制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicular control apparatus that performs step climbing control for facilitating climbing over a step of a vehicle.
従来から、例えば、特許文献1に提案されているように、車両が段差を乗り越えやすくする装置が知られている。この特許文献1に提案された装置は、車両が段差を乗り越えようとしていると判定したときに、アクセル操作量に基づいて設定される要求トルクを増加する方向に補正して、補正した要求トルクを駆動軸に出力して走行する。
Conventionally, as proposed in
従来装置の駆動力の補正では、オフロード等において存在する大きな段差に対しては、うまく乗り越えられないことがある。例えば、図5に示すように、車両1を段差Aに対して正面に向けた角度で乗り越えようとすると、図6に示すように、前輪WFL,WFRは段差Aを乗り越えられても、後輪WRL,WRRは段差Aを乗り越えられないことがある。
In the correction of the driving force of the conventional apparatus, it may not be possible to overcome a large step existing in off-road or the like. For example, as shown in FIG. 5, if the
段差Aを乗り越える力は、タイヤを段差Aの縦壁Bに押し付ける力、つまり、乗り越えようとしているタイヤ以外で発生している推進力によるものである。車両1を段差Aに対して正面を向けた場合には、左右の前輪WFL,WFRが同時に段差Aを乗り越える必要がある。従って、左右の前輪WFL,WFRが段差Aを乗り越えられるか否かについては、左右の後輪WRL,WRRで発生している推進力に依存する。前輪WFL,WFRが段差Aを乗り越えるときには、車体が斜め上方を向くため、後輪WRL,WRRに接地荷重が移動している。このため、後輪WRL,WRRでは大きな推進力を発生することができ、前輪WFL,WFRは、段差Aを乗り越えられる。
The force over the step A is due to the force that presses the tire against the vertical wall B of the step A, that is, the propulsive force that is generated outside the tire that is about to get over. When the
しかし、その後、後輪WRL,WRRに対して段差Aを乗り越えさせようとする場合には、図6に示すように、前輪WFL,WFRには十分な接地荷重が働いていないため、前輪WFL,WFRで大きな推進力を発生させることができない。このため、後輪WRL,WRRが段差Aを乗り越えられないことがある。 However, after that, when trying to get over the step A with respect to the rear wheels WRL and WRR, as shown in FIG. 6, the front wheels WFL, WFR can not generate a big driving force. For this reason, the rear wheels WRL and WRR may not be able to get over the step A.
こうした問題に対して、車両を段差に対して斜めに進入させる、つまり、車両を段差の縦壁に対して平面視で直角にならないように進入させると、段差に対して前後輪を1輪ずつ乗り越えトライをすることができる。従って、乗り越え対象輪以外の3輪の推進力を使って、1輪ずつ乗り越えトライをすることができる。この場合、3輪をできるだけ段差の壁面に対して直角となる方向に向けると、大きな乗り越え力を発生できるものの、前輪転舵式車両では、前輪については転舵可能であっても、後輪については転舵不可能である。また、4輪転舵式車両(4WS)の場合であっても、一般に、低速走行時には、旋回半径を小さくするために、前輪と後輪とが逆方向に転舵されるため、4輪を同時に段差の縦壁面に対して直角となる方向に向けることができない。このため、3輪のタイヤの推進力を有効に使って段差の乗り越えを行うことができない。 To solve this problem, if the vehicle is entered obliquely with respect to the step, that is, if the vehicle is entered so as not to be perpendicular to the vertical wall of the step in plan view, the front and rear wheels are moved one by one with respect to the step. You can get over and try. Therefore, it is possible to try to get over one wheel at a time using the propulsive force of the three wheels other than the wheel to be overtaken. In this case, if the three wheels are oriented in a direction perpendicular to the wall surface of the step as much as possible, a large overcoming force can be generated, but in a front-wheel steered vehicle, even if the front wheels can be steered, the rear wheels Cannot be steered. Even in the case of a four-wheel steered vehicle (4WS), when traveling at low speed, the front wheels and the rear wheels are generally steered in opposite directions to reduce the turning radius. It cannot be directed in a direction perpendicular to the vertical wall surface of the step. For this reason, it is not possible to effectively use the driving force of the three-wheel tire to get over the step.
このようなことから、従来装置においては、段差の乗り越え能力において改良の余地があった。 For this reason, the conventional apparatus has room for improvement in the step-over capability.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、段差の乗り越え能力を向上させることにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to improve the step-over capability.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
前輪と後輪とを転舵および駆動可能な車両に適用される車両用制御装置において、
車両の段差の乗り越えを容易にするための段差乗り越え制御を実行する段差乗り越え制御手段(10,20,30,40)と、
前記段差乗り越え制御の実行をドライバーが指示するための操作器(34)と
を備え、
前記段差乗り越え制御手段は、
前記操作器によって段差乗り越え制御の実行が指示されたとき、前記段差の縦壁に対して前記車両の前後方向が平面視で斜めとなる進入角度で前記車両が前記段差に到達するように前記車両を移動させる第1制御手段(10,20,S14,30,40)と、
前記前輪の左右一方が前記縦壁に当接している状態において左右前後輪の前記縦壁に対する向きが前記進入角度よりも直角に近い角度となるように前記左右前後輪の舵角を制御する第2制御手段(20,S15,30)と、
前記左右前後輪の舵角が制御されている状態で、左右前後輪を駆動して前記段差の乗り越えトライを開始する第3制御手段(10,20,S16)と
を備えたことにある。
In order to achieve the above object, the features of the present invention are:
In a vehicle control device applied to a vehicle capable of turning and driving front wheels and rear wheels,
Step climbing control means (10, 20, 30, 40) for executing step climbing control for facilitating the step over of the vehicle;
An operating device (34) for a driver to instruct the execution of the step-over control;
The step overcoming control means is
When the operation unit is instructed to execute step-over control, the vehicle reaches the step at an approach angle in which the front-rear direction of the vehicle is oblique in plan view with respect to the vertical wall of the step. First control means (10, 20, S14, 30, 40) for moving
The steering angle of the left and right front and rear wheels is controlled so that the direction of the left and right front and rear wheels with respect to the vertical wall is closer to the right angle than the approach angle in a state where one of the left and right front wheels is in contact with the vertical wall. 2 control means (20, S15, 30);
And third control means (10, 20, S16) for driving the left and right front and rear wheels to start a step over the step while the steering angles of the left and right front and rear wheels are controlled.
本発明は、前輪と後輪とを転舵および駆動可能な車両に適用される。本発明の車両用制御装置は、段差乗り越え制御手段と操作器とを備えている。ドライバーが操作器を使って段差乗り越え制御の実行を指示すると、段差乗り越え制御手段が段差乗り越え制御を実行する。段差乗り越え制御手段は、段差乗り越え制御を実行する手段として、第1制御手段、第2制御手段、および、第3制御手段を備えている。 The present invention is applied to a vehicle that can steer and drive front wheels and rear wheels. The vehicle control apparatus of the present invention includes step difference control means and an operating device. When the driver uses the operating device to instruct execution of step climbing control, the step jumping control means executes step jumping control. The step climbing control means includes first control means, second control means, and third control means as means for executing step jump control.
第1制御手段は、操作器によって段差乗り越え制御の実行が指示されたとき、段差の縦壁に対して車両の前後方向が平面視で斜めとなる(直角とならない)進入角度で車両が段差に到達するように車両を移動させる。これにより、前輪の左右一方輪が段差の縦壁に当たる。 The first control means, when instructed to execute the step-over control by the operating device, the vehicle is stepped at an approach angle in which the front-rear direction of the vehicle is oblique in plane view (not perpendicular) with respect to the vertical wall of the step. Move the vehicle to reach it. Thereby, the right and left one wheel of a front wheel hits the vertical wall of a level | step difference.
第2制御手段は、前輪の左右一方輪が縦壁に当接している状態において左右前後輪の縦壁に対する向きが車両の進入角度(平面視における車両の進入角度)よりも直角に近い角度となるように左右前後輪の舵角を制御する。 The second control means is configured such that the direction of the left and right front and rear wheels with respect to the vertical wall is closer to a right angle than the vehicle entry angle (vehicle entry angle in plan view) in a state where the left and right wheels of the front wheel are in contact with the vertical wall. The steering angles of the left and right front and rear wheels are controlled so that
第3制御手段は、右前後輪の舵角が制御されている状態で、左右前後輪を駆動して段差の乗り越えトライを開始する。従って、最初に前輪の左右一方輪の段差の乗り越えトライが行われる。この場合、前輪の左右一方輪が段差を乗り越える力は、他の3輪の推進力によって発生する。しかも、左右前後輪における縦壁に対する向きが、車両の進入角度よりも直角に近い角度となるように制御されているため、各車輪において、段差の乗り越えに対して効率よく推進力を発生させることができる。 The third control means drives the left and right front and rear wheels in a state where the steering angle of the right front and rear wheels is controlled, and starts a step over climbing step. Therefore, first, a trial to climb over the step difference between the left and right front wheels is performed. In this case, the force that the left and right wheels of the front wheels get over the step is generated by the propulsive force of the other three wheels. Moreover, since the direction of the left and right front and rear wheels relative to the vertical wall is controlled to be an angle closer to a right angle than the vehicle approach angle, each wheel can efficiently generate a propulsive force for overcoming a step. Can do.
前輪の2輪が順番に段差を乗り越えると、続いて、後輪の左右一方輪が段差の縦壁に当接して段差の乗り越えトライが行われる。この場合、後輪の左右他方輪には、大きな接地荷重が働いているため、特に後輪の左右他方輪の推進力を有効に使って、前輪と合わせた3輪の推進力により、後輪の左右一方輪に対して段差を乗り越えさせることができる。3輪が段差を乗り越えると、車体の傾斜が小さくなって、前輪の接地荷重が増加する。従って、段差を乗り越えた3輪の推進力を有効に使って、残り1輪に対して段差を乗り越えさせることができる。 When the two front wheels sequentially climb over the step, the left and right wheels of the rear wheel come into contact with the vertical wall of the step and a step over the step is performed. In this case, since a large ground load is applied to the left and right other wheels of the rear wheel, the rear wheel is effectively utilized by the propulsive force of the three wheels combined with the front wheel, particularly by effectively using the propulsive force of the left and right other wheels of the rear wheel. Can be stepped over the left and right wheels. When the three wheels get over the step, the inclination of the vehicle body becomes smaller and the ground contact load of the front wheels increases. Therefore, it is possible to make use of the propulsive force of the three wheels that have climbed over the step and to get over the step with respect to the remaining one wheel.
この結果、本発明によれば、段差の乗り越え能力を向上させることができる。 As a result, according to the present invention, the ability to get over the step can be improved.
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。 In the above description, in order to assist the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached to the constituent elements of the invention corresponding to the embodiments in parentheses. It is not limited to the embodiment defined by.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態の車両用制御装置は、4輪駆動方式、かつ、4輪転舵方式の車両に適用される。図1は、本実施形態の車両用制御装置の概略システム構成図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The vehicle control device of the present embodiment is applied to a four-wheel drive and four-wheel steering vehicle. FIG. 1 is a schematic system configuration diagram of the vehicle control device of the present embodiment.
車両用制御装置は、駆動力ECU10、ブレーキECU20、ステアリングECU30、および、衝突回避支援ECU40を備えている。各ECU10,20,30,40は、マイクロコンピュータを主要部として備えている。また、各ECU10,20,30,40は、CAN(Controller Area Network)を介して相互に送受信可能に接続されている。尚、本明細書において、マイクロコンピュータは、CPUとROM及びRAM等の記憶装置等を含み、CPUはROMに格納されたインストラクション(プログラム)を実行することにより各種機能を実現するようになっている。また、ECUは、Electric Control Unitの略である。
The vehicle control device includes a driving
駆動力ECU10は、アクセル操作量(アクセルペダルストロークなど)を検出するアクセルセンサ11と接続され、アクセル操作量に応じた大きさのドライバー要求トルクを演算し、エンジンアクチュエータ12の作動を制御してドライバー要求トルクをエンジン13にて発生させる。この場合、駆動力ECU10は、図示しない各種のエンジン制御用センサから出力される検出信号を入力し、この検出信号に基づいて、燃料噴射制御、点火制御、および、吸入空気量制御などを実施する。エンジン13の出力トルクは、図示しない駆動力伝達機構を介して左前輪WFL、右前輪WFR、左後輪WRL、および、右後輪WRRに伝達される。
The driving
以下、左前輪WFLと右前輪WFRとについては前輪WFと呼び、左後輪WRLと右後輪WRRとについては後輪WRと呼ぶ。また、これらの車輪の取付位置を特定する必要がない場合には、それらを単に車輪Wと呼ぶ。また、左右前後輪の全てを意味する場合には、それらを4輪Wと呼ぶ。 Hereinafter, the left front wheel WFL and the right front wheel WFR are referred to as front wheels WF, and the left rear wheel WRL and the right rear wheel WRR are referred to as rear wheels WR. Further, when it is not necessary to specify the mounting positions of these wheels, they are simply referred to as wheels W. In addition, when all the left and right front and rear wheels are meant, they are referred to as four wheels W.
ブレーキECU20は、ブレーキアクチュエータ21に接続されている。ブレーキアクチュエータ21は、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダ(図示略)と、4輪Wに設けられる摩擦ブレーキ機構22との間の油圧回路に設けられる。摩擦ブレーキ機構22は、車輪Wに固定されるブレーキディスク22aと、車体に固定されるブレーキキャリパ22bとを備え、ブレーキアクチュエータ21から供給される作動油の油圧によってブレーキキャリパ22bに内蔵されたホイールシリンダを作動させることによりブレーキパッドをブレーキディスク22aに押し付けて油圧制動力を発生させる。
The brake ECU 20 is connected to the
ブレーキアクチュエータ21は、ブレーキキャリパ22bに内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を、各輪独立して調整する公知のアクチュエータである。このブレーキアクチュエータ21は、例えば、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダからホイールシリンダに油圧を供給する踏力油圧回路に加え、ブレーキペダル踏力とは無関係に制御可能な制御油圧を各ホイールシリンダに独立して供給する制御油圧回路を備えている。制御油圧回路には、昇圧ポンプおよびアキュムレータを有し高圧の油圧を発生する動力油圧発生装置と、動力油圧発生装置の出力する油圧を調整してホイールシリンダ毎に目標油圧に制御された油圧を供給する制御弁と、各ホイールシリンダの油圧を検出する油圧センサ等を備える(以上、ブレーキアクチュエータ21を構成する要素についは、図示を省略している)。
The
ブレーキアクチュエータ21は、こうした構成を備えることにより、4輪Wの制動力を独立して制御することができる。4輪Wは、図示しないサスペンションによって、それぞれ独立して懸架されている。
By providing such a configuration, the
また、ブレーキECU20は、各車輪Wの車輪速を検出する車輪速センサ23が接続されている。車輪速センサ23は、自身の設けられた車輪Wの回転速度ω(車輪速ωと呼ぶ)を表す検出信号を出力する。ブレーキECU20は、各車輪速センサ23により検出される車輪速ωに基づいて車速V(車体速度)を演算して、車速情報をCANを介して車両内の各ECUに提供するとともに、車速Vと各車輪Wの車輪速ωとから、各車輪Wのスリップ率を演算し、このスリップ率に基づいて、各車輪Wのロック状態、および、加速スリップ状態(空転状態)を検出する。
The brake ECU 20 is connected to a
ブレーキECU20は、車輪Wの制動時にロック状態を検出した場合には、ロック状態の検出された車輪Wを制御対象輪として、ブレーキアクチュエータ21の作動を制御して、アンチロック制御(ABSと呼ぶ)により制動力を弱める。また、ブレーキECU20は、車輪Wの駆動時に加速スリップを検出した場合、ブレーキアクチュエータ21の作動を制御して、加速スリップを抑制するトラクション制御(TRCと呼ぶ)を実施する。尚、TRCは、車輪Wに制動力を付与して推進力を低下させる制御であるため、大きな推進力が必要となるスタック脱出時においては有効ではない。そこで、ブレーキECUは、TRCの制御モードを、前輪WFと後輪WRとに対してTRCを実施する通常TRCモードと、前輪WFに対してTRCを実施し後輪WRに対してはTRCを実施しない前輪TRCモードと、後輪WRに対してTRCを実施し前輪WFに対してはTRCを実施しない後輪TRCモードとに切り替え可能に構成されている。
When the brake ECU 20 detects the locked state during braking of the wheel W, the brake ECU 20 controls the operation of the
ブレーキECU20は、車両前後方向の加速度を検出す加速度センサ24と接続されている。この加速度センサ24を用いて、重力加速度Gの車両前後方向成分を検出することにより、車体が前後方向に傾斜していることを判定することができ、また、重力加速度Gの車両前後方向成分の変化から、車体の前後方向の傾斜状態が変化していることを判定することができる。ブレーキECU20は、この重力加速度Gの車両前後方向成分の変化を検出して、後述する段差乗り越え制御の実行時に、前輪WFが段差を乗り越えている最中であること、および、後輪WRが段差を乗り越えている最中であることを判定する。
The brake ECU 20 is connected to an
ステアリングECU30は、前輪転舵用モータドライバ31Fおよび後輪転舵用モータドライバ31Rに接続されている。前輪転舵用モータドライバ31Fは、前輪転舵用モータ32Fに接続され、後輪転舵用モータドライバ31Rは、後輪転舵用モータ32Rに接続される。前輪転舵用モータ32Fは、左右の前輪WFを転舵するフロントステアリング機構(図示略)に組み込まれ、前輪転舵用モータドライバ31Fから供給された電力によってロータが回転し、このロータの回転によって左右の前輪WFを転舵する。後輪転舵用モータ32Rは、左右の後輪WRを転舵するリアステアリング機構(図示略)に組み込まれ、後輪転舵用モータドライバ31Rから供給された電力によってロータが回転し、このロータの回転によって左右の後輪WRを転舵する。
The steering
ステアリングECU30は、操舵量検出センサ33(例えば、操舵トルクセンサ、あるいは、操舵角センサ)に接続され、検出された操舵量に従って、左右の前輪WFおよび左右の後輪WRの舵角を独立して制御する。前輪WFについては、ドライバーの操舵方向に転舵制御されるが、後輪WRについては、低速域では前輪WFと逆方向に転舵制御され、高速域では前輪WFと同方向に転舵制御される。但し、後述する段差乗り越え制御の実行時においては、ドライバーの操舵操作に関係なく、段差乗り越え制御ルーチンにしたがって4輪Wの転舵角が自動制御される。
The steering
ステアリングECU30は、段差乗り越えモードスイッチ34と接続されている。この段差乗り越えモードスイッチ34は、ドライバーが選択的に操作する操作スイッチである。段差乗り越えモードスイッチ34がオン操作されると、その操作信号がステアリングECU30を介してブレーキECU20に送信される。ブレーキECU20は、この操作信号によって、制御モードを段差乗り越え制御モードに設定し、段差乗り越え制御を開始する。従って、ドライバーは、オフロード等で車両が大きな段差を乗り越えなければならない状況であって、自身の運転では段差の乗り越えが難しいと判断したときに、この段差乗り越えモードスイッチ34をオン操作することにより、段差乗り越え支援を受けることができる。
The steering
衝突回避支援ECU40は、自車両の前方に存在する障害物を検出し、自車両が障害物と衝突する可能性が高いときに、ブレーキECU20に対してブレーキ指令を送信して自動ブレーキを働かせるための制御装置である。衝突回避支援ECU40は、前方センサ41に接続されている。前方センサ41は、車両の前方に存在する障害物を検出するもので、例えば、レーダセンサ、あるいは、ステレオカメラ等を備えている。
The collision avoidance assist
衝突回避支援ECU40は、前方センサ41によって検出された障害物と自車両との距離と、自車両と障害物との相対速度とに基づいて、自車両が障害物に衝突する可能性が高い場合に、ブレーキECU20に対してブレーキ指令を送信して、4輪Wに制動力を発生させ、自車両が障害物に衝突することを回避できるようにドライバーを支援する。また、前方センサ41は、障害物の形状を検出することができるため、後述する段差乗り越え制御においては、段差の形状、とくに、段差の縦壁の位置検出に利用される。
The collision
次に、段差乗り越え制御について説明する。図2は、ブレーキECU20が実行する段差乗り越え制御ルーチンを表す。段差乗り越え制御ルーチンは、イグニッションスイッチがオンしている期間において、所定の演算周期で繰り返し実行される。 Next, step climbing control will be described. FIG. 2 shows a step overriding control routine executed by the brake ECU 20. The step climbing control routine is repeatedly executed at a predetermined calculation cycle during a period in which the ignition switch is on.
ブレーキECU20は、ステップS11において、車輪速センサ23の検出値に基づいて、車両が停止しているか否かについて判断し、車両が停止していない場合、ステップS12において、TRCの制御モードを通常TRCモードに設定して、本ルーチンを一旦終了する。ブレーキECU20は、車両が停止していると判断した場合(S11:Yes)、ステップS13において、段差乗り越えモードスイッチ34がオンしているか否かについて判断し、段差乗り越えモードスイッチ34がオンしていない場合、その処理をステップS12に進める。ブレーキECU20は、こうした処理を繰り返し実施する。
In step S11, the brake ECU 20 determines whether or not the vehicle is stopped based on the detection value of the
ドライバーは、車両の前方に大きな段差が存在する場合であって、段差乗り越え支援を受けたい場合には、段差の手前で車両を停止させ、段差乗り越えモードスイッチ34をオン操作する。これにより、ブレーキECU20は、ステップS13において「Yes」と判定し、その処理をステップS14に進める。
When there is a large step in front of the vehicle and the driver wants to get over the step, the driver stops the vehicle before the step and turns on the step-over
ブレーキECU20は、ステップS14において、駆動力ECU10およびステアリングECU30に対して、図3に示すように、車両1の前方に存在する段差Aの縦壁Bに対して、車両1の前後方向が、平面視で所定角度(直角ではない)となる進入角度θで車両1が段差Aに到達するように指令を送信する。本実施形態における所定角度は、前輪WFと後輪WRとを互いに同じ方向に最大舵角で転舵した状態で、前輪WFと後輪WRとの向きが段差Aの縦壁Bに平面視で直角となるときの車両の進入角度である。つまり、進入角度θを、(90度−前後輪の最大舵角)としている。駆動力ECU10は、ブレーキECU20からの指令にしたがって、所定の微低速度で4輪Wの駆動を開始する。
In step S14, the brake ECU 20 is configured such that the front-rear direction of the
この4輪Wの駆動と同期して、ステアリングECU30は、衝突回避支援ECU40の前方センサ41によって検出されている段差Aの縦壁Bの平面視上での位置情報に基づいて、前輪WFの左右一方輪が縦壁Bに当接するときの車両位置で、縦壁Aに対する車両の進入角度θが所定角度となるように4輪Wの転舵角を制御する。
In synchronism with the driving of the four wheels W, the steering
ブレーキECU20は、衝突回避支援ECU40の前方センサ41によって検出される前輪WFと縦壁Bとの相対位置情報に基づいて、前輪WFの左右一方輪が縦壁Bに当接する位置にまで車両1が到達したことを検出すると、ブレーキアクチュエータ21を制御して4輪Wに制動力を付与するとともに、駆動力ECU10に対して停止指令を送信する。駆動力ECU10は、停止指令に従って4輪Wの駆動を停止する。こうして、車両1は、前輪WFの左右一方輪が段差Aの縦壁Bに当接する位置にまで移動して停止する。
The brake ECU 20 determines that the
尚、段差乗り越え制御ルーチンの実行中、駆動力ECU10およびステアリングECU30は、ブレーキECU20から送信された指令に従って所定の制御処理を実施した場合には、その都度、実施報告をブレーキECU20に送信する。
During execution of the step-over control routine, the driving
続いて、ブレーキECU20は、ステップS15において、ステアリングECU30に対して、4輪Wを互いに同じ方向に最大舵角で転舵する転舵指令を送信する。ステアリングECUは、この転舵指令に従って、前輪WFと後輪WRとを、互いに同じ方向に最大舵角にまで転舵する。これにより、4輪Wは、平面視で段差Aの縦壁Bに直角となる方向に向けられる。尚、本実施形態においては、前輪WFの最大舵角は、後輪WRの最大舵角と同じ値であるが、異なっていてもよい。その場合には、前輪WFの最大舵角、あるいは、後輪WRの最大舵角、あるいは、4輪Wの最大舵角の平均値などに基づいて、ステップS14における所定角度、および、ステップS15における最大舵角を設定すればよい。
Subsequently, in step S15, the brake ECU 20 transmits a steering command for turning the four wheels W in the same direction at the maximum steering angle to the
続いて、ブレーキECU20は、ステップS16において、駆動力ECU10に対して、段差乗り越え指令を送信する。駆動力ECU10は、この段差乗り越え指令を受信すると、4輪Wを所定の駆動力にて駆動する。
Subsequently, the brake ECU 20 transmits a step overstep command to the driving
続いて、ブレーキECU20は、ステップS17において、加速度センサ24により検出される重力加速度Gの車両前後方向成分、および、車輪速センサ23により検出される車輪速から演算される後輪WRのスリップ率に基づいて、前輪WFが段差Aを乗り越えている最中であるか否かを判断する。この場合、ブレーキECU20は、後輪WRのスリップ率が基準値以下であって、且つ、重力加速度Gの車両前後方向成分が後ろ向き(つまり、車両が加速しているときに検出される方向)に徐々に増加している場合に、前輪WFが段差Aを乗り越えている最中であると判定する。
Subsequently, in step S17, the brake ECU 20 determines the slip ratio of the rear wheel WR calculated from the vehicle longitudinal direction component of the gravitational acceleration G detected by the
ブレーキECU20は、前輪WFが段差Aを乗り越えている最中であると判断した場合(S17:Yes)、ステップS18において、TRCの制御モードを前輪TRCモードに設定する。つまり、前輪WFに対してTRCを許可し後輪WRに対してはTRCを禁止する。従って、後輪WRの推進力を低下させないようにして、前輪WFに対して大きな乗り越え力を付与することができる。 If the brake ECU 20 determines that the front wheel WF is in the process of overcoming the step A (S17: Yes), the TRC control mode is set to the front wheel TRC mode in step S18. That is, TRC is permitted for the front wheel WF and TRC is prohibited for the rear wheel WR. Accordingly, it is possible to apply a large overcoming force to the front wheel WF without reducing the propulsive force of the rear wheel WR.
一方、前輪WFが段差Aを乗り越えている最中でないと判断した場合(S17:No)、ブレーキECU20は、ステップS19において、加速度センサ24により検出される重力加速度Gの車両前後方向成分、および、車輪速センサ23により検出される車輪速から演算される前輪WFのスリップ率に基づいて、後輪WRが段差Aを乗り越えている最中であるか否かを判断する。この場合、ブレーキECU20は、前輪WFのスリップ率が基準値以下であって、且つ、重力加速度Gの車両前後方向成分が徐々に減少している(ゼロに近づいている)場合に、後輪WRが段差Aを乗り越えている最中であると判定する。
On the other hand, when it is determined that the front wheel WF is not in the middle of overcoming the step A (S17: No), the brake ECU 20 determines in step S19 the vehicle longitudinal component of the gravitational acceleration G detected by the
ブレーキECU20は、後輪WRが段差Aを乗り越えている最中であると判断した場合(S19:Yes)、ステップS20において、TRCの制御モードを後輪TRCモードに設定する。つまり、後輪WRに対してTRCを許可し前輪WFに対してはTRCを禁止する。従って、前輪WFの推進力を低下させないようにして、後輪WRに対して大きな乗り越え力を付与することができる。 If the brake ECU 20 determines that the rear wheel WR is going over the step A (S19: Yes), in step S20, the brake ECU 20 sets the TRC control mode to the rear wheel TRC mode. That is, TRC is permitted for the rear wheel WR and TRC is prohibited for the front wheel WF. Accordingly, it is possible to apply a large overcoming force to the rear wheel WR without reducing the propulsive force of the front wheel WF.
ブレーキECU20は、後輪WRが段差Aを乗り越えている最中でないと判断した場合(S19:No)、ステップS21において、TRCの制御モードを通常TRCモードに設定する。従って、4輪Wのスリップが抑制される。 If the brake ECU 20 determines that the rear wheel WR is not in the process of overcoming the step A (S19: No), the TRC control mode is set to the normal TRC mode in step S21. Therefore, the slip of the four wheels W is suppressed.
ブレーキECU20は、ステップS18,ステップS20,ステップS21の何れかにおいてTRCの制御モードを設定すると、続く、ステップS22において、前輪WFの段差Aの乗り越えと、後輪WRの段差Aの乗り越えとが1回ずつ完了したか否かを判断する。ブレーキECU20は、ステップS22において「No」と判定した場合には、その処理をステップS17に戻して上述した処理を繰り返す。 When the brake ECU 20 sets the TRC control mode in any one of step S18, step S20, and step S21, in step S22, the step over the step A of the front wheel WF and the step A over the rear wheel WR are one. It is determined whether or not it has been completed once. If the brake ECU 20 determines “No” in step S22, the brake ECU 20 returns the process to step S17 and repeats the above-described process.
ブレーキECU20は、ステップS17〜ステップS22の処理を所定の演算周期で繰り返し実施し、前輪WFの段差Aの乗り越えと、後輪WRの段差Aの乗り越えとが1回ずつ完了したことが検出されると(S22:Yes)、ステップS22において、駆動力ECU10に対して乗り越え終了指令を送信して本ルーチンを終了する。この場合、ブレーキECU20は、後輪WRの段差Aの乗り越えが完了したことが検出された時点から、所定時間経過するのを待って駆動力ECU10に対して乗り越え終了指令を送信するとよい。駆動力ECU10は、乗り越え終了指令を受信すると4輪Wの駆動を終了する。
The brake ECU 20 repeatedly performs the processing of steps S17 to S22 at a predetermined calculation cycle, and detects that the step over the step A of the front wheel WF and the step A over the rear wheel WR are completed once. (S22: Yes), in step S22, a get over end command is transmitted to the driving
以上説明した本実施形態の車両用制御装置によれば、ドライバーが段差Aの手前で車両1を停止させて段差乗り越えモードスイッチ34をオン操作すると、図3に示すように、車両1は、段差Aの縦壁Bに対して斜めとなる進入角度θで段差Aにまで自動走行し、前輪WFの左右一方輪(図3の例では左前輪WFL)が縦壁Bに当接した位置で停止する(S14)。そして、4輪Wが段差Aの縦壁Bに直角となる方向に向けられた後、駆動される(S15,S16)。これにより、最初に片側前輪WFLの段差Aの乗り越えトライが行われる。
According to the vehicle control apparatus of the present embodiment described above, when the driver stops the
この場合、片側前輪WFLが段差Aを乗り越える力は、片側前輪WFLのタイヤが段差Aの縦壁Bを押し付ける力、つまり、他の3輪WFR,WRL,WRRの推進力によって発生する。4輪Wは、段差Aの縦壁Bに直角となる方向に向くように舵角が制御されている。このため、3輪WFR,WRL,WRRにおいて、片側前輪WFLの段差Aの乗り越えに対して効率よく推進力を発生させることができる。 In this case, the force with which the front wheel WFL on one side crosses the step A is generated by the force with which the tire of the front wheel WFL presses the vertical wall B of the step A, that is, the propulsive force of the other three wheels WFR, WRL, WRR. The steering angle of the four wheels W is controlled so as to be oriented in a direction perpendicular to the vertical wall B of the step A. For this reason, in the three wheels WFR, WRL, and WRR, it is possible to efficiently generate a propulsive force with respect to overcoming the step A of the one-side front wheel WFL.
また、前輪WFが段差Aを乗り越えるときには、TRCの制御モードが前輪TRCモードに設定されるため、前輪WFのみスリップが抑制される。このため、左右の後輪WRにて大きな駆動力(推進力)を発生させることができ、前輪WFに対して、それぞれ、大きな乗り越え力を付与することができる。 Further, when the front wheel WF gets over the step A, the TRC control mode is set to the front wheel TRC mode, so that only the front wheel WF is prevented from slipping. For this reason, a large driving force (propulsive force) can be generated at the left and right rear wheels WR, and a large overcoming force can be applied to the front wheels WF, respectively.
前輪WFL,WFRが順番に段差を乗り越えると、続いて、図4に示すように、片側後輪WRLが段差Aの縦壁Bに当接して、段差Aの乗り越えトライが行われる。この場合、後輪WRには、大きな接地荷重が働いているため、特に、もう一方の後輪WRRの推進力を有効に使って、前輪WFL,WFRと合わせた3輪WFL,WFR,WRRの推進力により、片側後輪WRLに対して段差Aを乗り越えさせることができる。3輪WFL,WFR,WRLが段差Aを乗り越えると、車体の傾斜が小さくなって、左右前輪WFL,WFRの接地荷重が増加する。従って、段差を乗り越えた3輪WFL,WFR,WRLの推進力を有効に使って、残り1輪WRRに対して段差Aを乗り越えさせることができる。 When the front wheels WFL and WFR sequentially climb over the step, the one-side rear wheel WRL comes into contact with the vertical wall B of the step A and a step over the step A is performed as shown in FIG. In this case, since a large ground load is acting on the rear wheel WR, in particular, the propulsive force of the other rear wheel WRR is used effectively, and the three wheels WFL, WFR, WRR combined with the front wheels WFL, WFR are used. By the propulsive force, the step A can be overcome with respect to the one-side rear wheel WRL. When the three wheels WFL, WFR, WRL get over the step A, the inclination of the vehicle body becomes small, and the ground load on the left and right front wheels WFL, WFR increases. Therefore, the step A can be overcome over the remaining one wheel WRR by effectively using the propulsive force of the three wheels WFL, WFR, WRL over the step.
また、後輪WRが段差を乗り越えるときには、TRCの制御モードが後輪TRCモードに設定されるため、後輪WRのみスリップが抑制される。このため、左右の前輪WFにて大きな駆動力(推進力)を発生させることができ、後輪WRに対して、それぞれ、大きな乗り越え力を付与することができる。 Further, when the rear wheel WR gets over the step, the TRC control mode is set to the rear wheel TRC mode, so that the slip is suppressed only for the rear wheel WR. For this reason, a large driving force (propulsive force) can be generated at the left and right front wheels WF, and a large climbing force can be applied to each of the rear wheels WR.
これらの結果、本実施形態によれば、段差の乗り越え能力を向上させることができる。 As a result, according to the present embodiment, the step-over capability can be improved.
以上、本実施形態の車両用制御装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 The vehicle control apparatus according to this embodiment has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、本実施形態においては、4輪Wが段差Aの縦壁Bに対して直角となる方向に向くように舵角を制御するが、必ずしも直角となる方向に向ける必要はなく、車両の進入角度θよりも直角に近い角度となる方向に向くように4輪Wの舵角が制御される構成であればよい。 For example, in the present embodiment, the steering angle is controlled so that the four wheels W are oriented in a direction perpendicular to the vertical wall B of the step A. However, the steering angle does not necessarily have to be directed in the direction perpendicular to the vehicle. Any configuration may be used as long as the steering angle of the four wheels W is controlled so as to be directed in a direction that is closer to a right angle than the angle θ.
また、本実施形態においては、段差Aに対して、車両を左斜め方向から進入させているが、車両を右斜め方向から進入させてもよい。 Moreover, in this embodiment, although the vehicle is approached from the left diagonal direction with respect to the level | step difference A, you may make a vehicle approach from the right diagonal direction.
また、本実施形態においては、前輪WFおよび後輪WRの乗り越え中に、TRCの制御モードを切り替えているが、必ずしも、そのようにする必要はなく、通常TRCモードで実施されてもよい。 In this embodiment, the control mode of the TRC is switched while the front wheel WF and the rear wheel WR are over. However, it is not always necessary to do so, and the normal TRC mode may be used.
また、本実施形態においては、エンジン13により4輪Wを駆動する形式の車両に適用しているが、例えば、モータにより4輪Wを駆動する電気自動車、モータおよびエンジンを併用して4輪Wを駆動するハイブリッド自動車など、種々の車両に適用できる。
Moreover, in this embodiment, although applied to the vehicle of the type which drives the four-wheel W with the
1…車両、10…駆動力ECU、13…エンジン、20…ブレーキECU、21…ブレーキアクチュエータ、22…摩擦ブレーキ機構、23…車輪速センサ、24…加速度センサ、30…ステアリングECU、32F…前輪転舵用モータ、32R…後輪転舵用モータ、34…段差乗り越えモードスイッチ、40…衝突回避支援ECU、41…前方センサ、A…段差、B…縦壁、WFL,WFR…前輪、WRL,WRR…後輪、θ…進入角度。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
車両の段差の乗り越えを容易にするための段差乗り越え制御を実行する段差乗り越え制御手段と、
前記段差乗り越え制御の実行をドライバーが指示するための操作器と
を備え、
前記段差乗り越え制御手段は、
前記操作器によって段差乗り越え制御の実行が指示されたとき、前記段差の縦壁に対して前記車両の前後方向が平面視で斜めとなる進入角度で前記車両が前記段差に到達するように前記車両を移動させる第1制御手段と、
前記前輪の左右一方輪が前記縦壁に当接している状態において左右前後輪の前記縦壁に対する向きが前記進入角度よりも直角に近い角度となるように前記左右前後輪の舵角を制御する第2制御手段と、
前記左右前後輪の舵角が制御されている状態で、左右前後輪を駆動して前記段差の乗り越えトライを開始する第3制御手段と
を備えた車両用制御装置。 In a vehicle control device applied to a vehicle capable of turning and driving front wheels and rear wheels,
Step climbing control means for performing step climbing control for facilitating climbing over a vehicle step,
An operating device for a driver to instruct the execution of the step-over control;
The step overcoming control means is
When the operation unit is instructed to execute step-over control, the vehicle reaches the step at an approach angle in which the front-rear direction of the vehicle is oblique in plan view with respect to the vertical wall of the step. First control means for moving
The steering angle of the left and right front and rear wheels is controlled so that the direction of the left and right front and rear wheels with respect to the vertical wall is closer to the right angle than the approach angle in a state where the left and right one wheels of the front wheels are in contact with the vertical wall. A second control means;
A vehicle control device comprising: third control means for driving the left and right front and rear wheels to start a step over the step while the steering angles of the left and right front and rear wheels are controlled.
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