JP4083676B2 - 車両統合シャーシ制御システムのための方法及び装置 - Google Patents
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Description
図1は車両10の概略図であり、車両10は、シャーシ20、シャーシ20上に配置した車体、シャーシ20に回転可能に連結された1組の車輪(W)40、車輪40を操作するためのステアリング機構50、コマンドにより車輪40を減速するように構成された制動機構(B)60、車輪40とシャーシ20との間に配置されて車輪40の振動を減衰するサスペンション機構(S)70、及び、統合シャーシ制御システム(ICCS)100を有する。
コントローラ200は、マイクロプロセッサをベースにした制御システムであって、ステアリング機構50、制動機構60及びサスペンション機構70等のシャーシ・サブシステムからなる統合したセットを能動的に制御するようにされている。コントローラ200は、典型的には、マイクロプロセッサ、ROM及びRAM等のメモリ205、並びに、様々な入力信号を受信すると共に様々なアクチュエータ及び制御システムに対して様々なコントロール・コマンドを出力する公知の形式の適切な入力及び出力回路を含む。
ヨーレート・センサ110で車両の実際のヨーレートを感知するステップ310、
車輪速度センサ120で車輪の速度を感知するステップ320、
横方向加速度センサ130で車両の横加速度を感知するステップ330、
縦方向加速度センサ140で車両の縦方向加速度を感知するステップ340、
舵角センサ150で車両の舵角を感知するステップ350、
ドライビング・モード・スイッチ190からの信号を受信してドライビング・モード要求を受信するステップ360、
センサ110、120、130、140、150からセンサ信号を受信するステップ370、
安定性フラグ設定を決定するステップ375、
センサ信号についてドライビング・モード要求を分析するステップ380、
ステアリング機構制御信号(コマンド)を計算するステップ390、
制動機構制御信号(コマンド)を計算するステップ400、
サスペンション機構制御信号(コマンド)を計算するステップ410、
制御信号(コマンド)をそれぞれの機構制御システム(例えば、ステアリング、制動及びサスペンション機構の制御システム)へ伝達して、それぞれのシャーシ・サブシステム(例えば、ステアリング、制動及びサスペンションのサブシステム)を作動可能に調整制御するステップ420、及び、
それぞれの機構制御システムを作動させてドライビング・モード要求及びセンサ信号に応答してそれぞれのシャーシ・サブシステムを調整制御するステップ430
を含む。コントローラ200は“Tsamp”のサンプル間隔でセンサ入力を受信するが、これについては後述する。
センサ信号についてドライビング・モード要求を分析するために、ここで使用する用語は下記のとおりである。
Mode_req=実際のモードではなく、ドライビング・モード要求を入れるレジスタ、
|Lat_Accel|=車両の横方向加速度(g力)の絶対値を入れるレジスタ、
|Long_Accel|=車両の縦向加速度(g力)の絶対値を入れるレジスタ、
Yaw_r=実際のヨーレート(毎秒度、度/秒)を入れるレジスタ、
Yaw_command=ドライバー入力(度/秒)(図3参照)に基づくヨーレート・コマンドを入れるレジスタ、
Yaw_err=車両ヨーレート誤差(度/秒)を入れるレジスタ、
Yaw_thr=車両ヨーレート閾値(度/秒)を入れるレジスタ、
Lat_th=横方向加速度閾値(g力)、例えば0.6g、を入れるレジスタ、
Long_th=縦方向加速度閾値(g力)、例えば0.2g、を入れるレジスタ、
Tsamp=制御サンプリング間隔、例えば、10ミリ秒、を入れるレジスタ、
Timer(t)=ドライビング・モード変更要求があってからの累積時間を入れるレジスタ、
Tconfirm=「ノーマル」ドライビング要求に対する安定状態の存在を確認するための追加の閾値時間、例えば0.5秒、を入れるレジスタ、
Timer_1(t)=|Yaw_err|がYaw_thrを上回った累積時間を入れるレジスタ、
Timer_2(t)=|Yaw_err|がYaw_thrを下回った累積時間を入れるレジスタ、
Time_1=Timer_1(t)及び安定性フラグの第1の閾値時間、例えば100ミリ秒、を入れるレジスタ、
Time_2=Timer_2(t)及び安定性フラグの第2の閾値時間、例えば250ミリ秒、を入れるレジスタ、
Flag(t)=時間の関数として安定性フラグを入れるレジスタ(安定であればオフに設定され、不安定であればオンに設定される)、
||は絶対値演算子を示す。
車両10のICCS100を付勢すると、制御論理がブロック510及び610に従ってICCS100を初期化し、これにより、ドライビング・モードModeがノーマルに設定され、タイマーTimer(t)、Timer_1(t)及びTimer_2(t)がゼロへリセットされ、安定性フラグFlag(t)がオフに設定される。コントローラ200のマイクロプロセッサは、上で説明した如く、センサのサンプリングを制御サンプリング間隔Tsampで行い、最後のセンサ入力をメモリに保持する。コントローラ200は、また、プロセス500と上述の式(1)〜式(8)に従って、サンプリング間隔Tsampで安定性フラグFlag(t)の値を計算する。|Yaw_err|(ヨーレート誤差の絶対値)がYaw_thr(ヨーレート閾値)を上回ると、Timer_1(t)がスタートして、その値がTime_1と比較される。|Yaw_err|がYaw_thrを下回ると、Timer_2(t)がスタートして、その値がTime_2と比較される。モード変更要求が受信されると、Timer(t)がスタートして、その値がTconfirmと比較される。システムが不安定になると、即ち、ドライビング・モードの変更が望ましくないことを意味すると、上記した如く、Flag(t)がオンに設定される(Flag(t)をオンに設定することは、ドライビング・モードの変更が望ましくないことを示すだけである)。システムが安定しており、ドライビング・モードの変更を実施してもよいならば、上記のように、Flag(t)がオフに設定される。Timer(t)が図5のブロック680、700、740に従ってゼロにリセットされる。
Claims (11)
- 少なくとも1つの車両サブシステムを有する車両のための統合シャーシ制御システムにおいて、
少なくとも1つの車両パラメータを感知する少なくとも1つのセンサと、
前記少なくとも1つの車両サブシステムを調節する少なくとも1つの車両制御システムと、
少なくとも1つのドライビング・モードを選択するドライビング・モード・スイッチと、
前記少なくとも1つのセンサ及び前記ドライビング・モード・スイッチに応答するコントローラであって、前記少なくとも1つのドライビング・モードに従って前記少なくとも1つの車両制御システムを制御するコントローラと、
を具備し、
前記ドライビング・モード・スイッチが、複数の前記少なくとも1つの車両制御システムを調節するよう前記コントローラに指示して、複数の前記少なくとも一つの車両サブシステムを第1ドライビング・モードと第2ドライビング・モードとのいずれかに調節するための少なくとも2つの位置を備え、
前記少なくとも2つの位置がノーマル位置とスポーティ位置とを含み、
前記コントローラが、前記第1ドライビング・モードと第2ドライビング・モードのいずれかに切り換えるための安定状態を指示するよう、オンとオフとに設定できる安定性フラグ・レジスタを備えており、
更に、前記コントローラが、車両ヨーレート誤差を表す第1の値を記憶する第1レジスタと、ヨーレート閾値を表す第2の値を記憶する第2レジスタとを備え、
前記安定性フラグ・レジスタが、前記第1の値が第1の長さの時間にわたって前記第2の値よりも小さいことに応答してオフに設定され、
前記ドライビング・モード・スイッチの前記スポーティ位置から前記ノーマル位置への切り換えに応答して、前記コントローラは、前記安定性フラグ・レジスタが所定期間にわたって安定状態を指示することに応答してのみドライビング・モードの変更を許容するよう構成された統合シャーシ制御システム。 - 前記少なくとも1つのセンサが、
車両ヨーレートを感知するヨーレート・センサと、
車両の速度を感知する少なくとも1つの速度センサと、
車両の横方向加速度を感知する横方向加速度センサと、
車両の縦方向加速度を感知する縦方向加速度センサと、
車両の舵角を感知する舵角センサと、
を備え、これらセンサからの信号が前記コントローラに受信される、請求項1に記載の統合シャーシ制御システム。 - 前記ドライビング・モード・スイッチは、作動されるとユーザー要求信号を生成し、該ユーザー要求信号が前記コントローラで受信される、請求項2に記載の統合シャーシ制御システム。
- 前記少なくとも1つの車両制御システムが、
前記ドライビング・モード・スイッチの前記少なくとも2つの位置に応答して、ステアリング機構を調節するステアリング機構制御システムと、
前記ドライビング・モード・スイッチの前記少なくとも2つの位置に応答して、制動機構を調節する制動機構制御システムと、
前記ドライビング・モード・スイッチの前記少なくとも2つの位置に応答して、サスペンション機構を調節するサスペンション機構制御システムと、
のうちの少なくとも2つを備える、請求項1に記載の統合シャーシ制御システム。 - 前記ノーマル位置は前記コントローラが初期化されたのに応答するデフォルト位置である、請求項1に記載の統合シャーシ制御システム。
- 前記安定性フラグ・レジスタが、前記第1の値が第2の長さの時間にわたって前記第2の値よりも大きいことに応答してオンに設定される、請求項5に記載の統合シャーシ制御システム。
- 更に、前記コントローラが、
前記少なくとも1つのセンサ及び前記ドライビング・モード・スイッチから特定のサンプリング速度で信号を受信するよう前記コントローラに命令し、それに応答して前記少なくとも1つの車両制御システムを制御するよう前記コントローラに命令する実行可能な命令を有するメモリ
を備える、請求項1に記載の統合シャーシ制御システム。 - 車両の統合シャーシ・システムを能動的に制御する方法において、
少なくとも1つの車両パラメータを感知するステップと、
前記少なくとも1つの車両パラメータを表す少なくとも1つの車両パラメータ信号を受信するステップと、
ノーマル・モード要求とスポーティ・モード要求とのうちの少なくとも一方であるドライビング・モード要求を表すドライビング・モード信号を受信するステップと、
前記少なくとも1つの車両パラメータ信号及び少なくとも1つのプログラム・パラメータに応答して安定性フラグの設定を決定し、前記安定性フラグを、安定した車両条件の存在に応答してオフに設定し、不安定な車両条件の存在に応答してオンに設定するステップであって、前記安定性フラグをオフに設定する前記ステップが、更に、車両ヨーレート誤差を表す第1の値を計算し、前記第1の値とヨーレート閾値を表す第2の値とを比較し、前記第1の値が第1の長さの時間にわたって前記第2の値よりも小さいことに応答して前記安定性フラグをオフに設定することを含み、前記安定性フラグをオンに設定する前記ステップが、前記第1の値が第2の長さの時間にわたって前記第2の値よりも大きいことに応答して前記安定性フラグをオンに設定することを含むステップと、
前記少なくとも1つの車両パラメータ信号と前記安定性フラグの設定とに関して前記ドライビング・モード信号を分析するステップと、
少なくとも1つの制御コマンドを決定するステップと、
前記少なくとも1つの制御コマンドを少なくとも1つの車両制御システムへ伝達するステップと、
前記少なくとも1つの車両制御システムを作動させて、前記少なくとも1つの車両パラメータ信号と前記ドライビング・モード信号と前記安定フラグの設定とに応答して前記少なくとも1つの車両サブシステムを調節するステップと、
を備え、
前記ドライビング・モード信号を受信することに応答することが、前記ドライビング・モード要求のスポーティ・モードからノーマル・モードへの変更を受信することを含み、ドライビング・モードの変更を、前記安定性フラグの設定が所定期間にわたって安定状態を指示することに応答してのみ許容する制御方法。 - 更に、
前記第1の値が前記第2の値よりも大きいことに応答して第1のタイマーを始動させるステップと、
電源を入れる条件に応答して前記第1のタイマーを初期化するステップと、
を備える、請求項8に記載の制御方法。 - 更に、
前記第1の値が前記第2の値よりも小さいことに応答して第2のタイマーを始動させるステップと、
電源を入れる条件に応答して前記第2のタイマーを初期化するステップと、
を備える、請求項9に記載の制御方法。 - 更に、
前記ドライビング・モード信号の受信に応答して、ドライビング・モードの変更が要求されてからの時間を追跡する第3のタイマーを始動させるステップと、
電源を入れる条件に応答して前記第3のタイマーを初期化するステップと、
を備える、請求項10に記載の制御方法。
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