JP4165380B2 - 車両制御方法及び車両制御装置 - Google Patents
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Description
12 制御装置
Claims (28)
- ドライバが望む車体運動を得るために車体に加えるべき目標合成力と各車輪の限界摩擦円の大きさをパラメータとして含む拘束条件とに基づいて、各車輪のグリップ余裕が最大化するように各車輪のμ利用率を最適化する各車輪で発生するタイヤ発生力の方向を演算する工程と、
演算された各車輪で発生するタイヤ発生力の方向に基づいて、各車輪の制動力及び駆動力の少なくとも一方を制御する第1の制御量及び各車輪の操舵角を制御する第2の制御量を演算する工程と、
前記第1の制御量及び前記第2の制御量に基づいて、各車輪の制動力及び駆動力の少なくとも一方及び各車輪の操舵角を制御する工程と、
を含む車両制御方法。 - 前記拘束条件を、前記目標合成力と直交する方向には力が発生しないことを表す式、及び車両重心回りのモーメントが目的とするモーメントに等しいことを表す式により定めた請求項1記載の車両制御方法。
- 前記拘束条件を、車輪数より少ない個数の式、または該式を線形化した式により定めた請求項1または2記載の車両制御方法。
- 前記目標合成力を、各車輪の限界摩擦円の大きさ及び各車輪のタイヤ発生力の方向を含む2次評価関数で表し、
前記拘束条件を定める式の1次近似式を満足し、かつ前記2次評価関数を最適化する各車輪のタイヤ発生力の方向を前記各車輪のμ利用率を最適化するタイヤ発生力の方向として演算する請求項2または3の車両制御方法。 - 前記目標合成力を、各車輪の限界摩擦円の大きさ及び各車輪のタイヤ発生力の方向を含む2次評価関数で表し、
前記拘束条件を定める式の1次近似式を満足し、かつ前記2次評価関数を最適化する各車輪のタイヤ発生力の方向を初期値として演算し、
演算した初期値を用いて、前記拘束条件を定める式を線形化し、
前記拘束条件の線形化式を満足し、かつ前記2次評価関数を最適化する各車輪のタイヤ発生力の方向を近似解として演算し、
演算した近似解を前記初期値として用いて、前記拘束条件を定める式の線形化、及び前記近似解の演算を繰り返すことにより、前記各車輪のμ利用率を最適化するタイヤ発生力の方向を演算する請求項2または3記載の車両制御方法。 - 前記初期値または近似解を中心にテーラー展開することにより、前記拘束条件を表す式を線形化する請求項5記載の車両制御方法。
- 前記各車輪のμ利用率、前記演算したタイヤ発生力の方向、及び前記限界摩擦円の大きさを用いて、ブラッシュモデルに基づいてスリップ角を演算し、演算した該スリップ角を用いて、車両運動モデルに基づいて前記第2の制御量を演算する請求項1〜6のいずれか1項記載の車両制御方法。
- 前記限界摩擦円の大きさを各輪のμ推定値、または仮想μ値及び各輪荷重に基づいて求める請求項1〜7のいずれか1項記載の車両制御方法。
- 前記各車輪のμ利用率を最適化するタイヤ発生力の方向は、
各車輪のμ利用率を均等に最小化するタイヤ発生力の方向、
前後輪のμ利用率が異なるようにするタイヤ発生力の方向、及び
各車輪のタイヤ発生力の大きさが輪荷重に比例するようにするタイヤ発生力の方向のいずれかである請求項1〜8のいずれか1項記載の車両制御方法。 - 各車輪の路面μが異なるために輪荷重に比例するタイヤ発生力の大きさが得られない場合には、低μ輪については限界摩擦円の大きさをタイヤ発生力の大きさとして用い、高μ輪についてはμ利用率を最小とするタイヤ発生力の大きさを用いる請求項9記載の車両制御方法。
- 左右の車輪で操舵角が同一になるように制御する請求項1〜10のいずれか1項記載の車両制御方法。
- 前記μ利用率を、各輪の限界摩擦円の大きさから得られる限界合成力の大きさに対する前記目標合成力の大きさで表した請求項1〜11のいずれか1項記載の車両制御方法。
- 前記各車輪で発生するタイヤ発生力の方向を、各車輪で発生したタイヤ発生力の合力として車体に作用する発生合力の方向を基準とし、方向を求める対象車輪の位置から他の車輪までの前記発生合力の方向の距離と該他の車輪の前記タイヤ発生力の大きさとの積を他の車輪の全てについて加算した和に基づいて定めた請求項7〜12のいずれか1項記載の車両制御方法。
- ドライバが望む車体運動を得るために車体に加えるべき目標合成力を演算する目標合成力演算手段と、
各車輪の限界摩擦円の大きさを推定する限界摩擦円推定手段と、
前記目標合成力と前記各車輪の限界摩擦円の大きさをパラメータとして含む拘束条件とに基づいて、各車輪のグリップ余裕が最大化するように各車輪のμ利用率を最適化する各車輪で発生するタイヤ発生力の方向を演算するタイヤ発生力演算手段と、
演算された各車輪で発生するタイヤ発生力の方向に基づいて、各車輪の制動力及び駆動力の少なくとも一方を制御する第1の制御量及び各車輪の操舵角を制御する第2の制御量を演算する制御量演算手段と、
前記第1の制御量及び前記第2の制御量に基づいて、各車輪の制動力及び駆動力の少なくとも一方及び各車輪の操舵角を制御する制御手段と、
を含む車両制御装置。 - 前記拘束条件を、前記目標合成力と直交する方向には力が発生しないことを表す式、及び車両重心回りのモーメントが目的とするモーメントに等しいことを表す式により定めた請求項14記載の車両制御装置。
- 前記拘束条件を、車輪数より少ない個数の式、または該式を線形化した式により定めた請求項14または15記載の車両制御装置。
- 前記目標合成力を、各車輪の限界摩擦円の大きさ及び各車輪のタイヤ発生力の方向を含む2次評価関数で表し、
前記拘束条件を定める式の1次近似式を満足し、かつ前記2次評価関数を最適化する各車輪のタイヤ発生力の方向を前記各車輪のμ利用率を最適化するタイヤ発生力の方向として演算する請求項15または16記載の車両制御装置。 - 前記目標合成力を、各車輪の限界摩擦円の大きさ及び各車輪のタイヤ発生力の方向を含む2次評価関数で表し、
前記拘束条件を定める式の1次近似式を満足し、かつ前記2次評価関数を最適化する各車輪のタイヤ発生力の方向を初期値として演算し、
演算した初期値を用いて、前記拘束条件を定める式を線形化し、
前記拘束条件の線形化式を満足し、かつ前記2次評価関数を最適化する各車輪のタイヤ発生力の方向を近似解として演算し、
演算した近似解を前記初期値として用いて、前記拘束条件を定める式の線形化、及び前記近似解の演算を繰り返すことにより、前記各車輪のμ利用率を最適化するタイヤ発生力の方向を演算する請求項15または16記載の車両制御装置。 - 前記初期値または近似解を中心にテーラー展開することにより、前記拘束条件を表す式を線形化する請求項18記載の車両制御装置。
- 前記各車輪のμ利用率、前記演算したタイヤ発生力の方向、及び前記限界摩擦円の大きさを用いて、ブラッシュモデルに基づいてスリップ角を演算し、演算した該スリップ角を用いて、車両運動モデルに基づいて前記第2の制御量を演算する請求項14〜19のいずれか1項記載の車両制御装置。
- 前記限界摩擦円の大きさを各輪のμ推定値、または仮想μ値及び各輪荷重に基づいて求める請求項14〜20のいずれか1項記載の車両制御装置。
- 前記各車輪のμ利用率を最適化するタイヤ発生力の方向は、
各車輪のμ利用率を均等に最小化するタイヤ発生力の方向、
前後輪のμ利用率が異なるようにするタイヤ発生力の方向、及び
各車輪のタイヤ発生力の大きさが輪荷重に比例するようにするタイヤ発生力の方向のいずれかである請求項14〜21のいずれか1項記載の車両制御装置。 - 各車輪の路面μが異なるために輪荷重に比例するタイヤ発生力の大きさが得られない場合には、低μ輪については限界摩擦円の大きさをタイヤ発生力の大きさとして用い、高μ輪についてはμ利用率を最小とするタイヤ発生力の大きさを用いる請求項22記載の車両制御装置。
- 左右の車輪で操舵角が同一になるように制御する請求項14〜23のいずれか1項記載の車両制御装置。
- 前記μ利用率を、各輪の限界摩擦円の大きさから得られる限界合成力の大きさに対する前記目標合成力の大きさで表した請求項14〜24のいずれか1項記載の車両制御装置。
- 前記各車輪で発生するタイヤ発生力の方向を、各車輪で発生したタイヤ発生力の合力として車体に作用する発生合力の方向を基準とし、方向を求める対象車輪の位置から他の車輪までの前記発生合力の方向の距離と該他の車輪の前記タイヤ発生力の大きさとの積を他の車輪の全てについて加算した和に基づいて定めた請求項20〜25のいずれか1項記載の車両制御装置。
- ドライバが望む車体運動を得るために車体に加えるべき目標合成力を演算する演算手段と、
各車輪の限界摩擦円の大きさを推定する限界摩擦円推定手段と、
前記限界摩擦円推定手段で推定された各車輪の限界摩擦円の大きさに基づいて、限界合成力を推定する限界合成力推定手段と、
前記目標合成力と前記限界合成力との比をμ利用率として設定するμ利用率設定手段と、
各車輪の前記限界摩擦円の大きさに前記μ利用率を乗算して各車輪で利用するタイヤ発生力の大きさを設定するタイヤ発生力大きさ設定手段と、
各車輪で発生したタイヤ発生力の合力として車体に作用する発生合力の方向を基準とした各車輪で発生するタイヤ発生力の方向を、方向を求める対象車輪の位置から他の車輪までの前記発生合力の方向の距離と該他の車輪の前記タイヤ発生力の大きさとの積を他の車輪の全てについて加算した和に基づいて各々設定するタイヤ発生力方向設定手段と、
設定されたタイヤ発生力の大きさ及び方向に基づいて、各車輪の操舵角と、制動力及び駆動力の少なくとも一方とを制御する制御手段と、
を含み、目標合成力が得られる中で、各車輪のμ利用率を均等に最小化する前記各車輪のタイヤ発生力の大きさ及び方向を設定する車両制御装置。 - 前記制御手段は、
設定された各車輪のタイヤ発生力の方向及び各車輪のタイヤ発生力の大きさに基づいて、各車輪の制動力及び駆動力の少なくとも一方を制御する第1の制御量及び各車輪の操舵角を制御する第2の制御量を演算する手段と、
前記第1の制御量及び前記第2の制御量に基づいて、各車輪の制動力及び駆動力の少なくとも一方及び各車輪の操舵角を制御する手段と、
を含む請求項27記載の車両制御装置。
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