JP4927919B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両制御装置に関する。
この種の技術としては、下記の特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報では、ばね上上下速度や車輪のスリップ率に応じてショックアブソーバの減衰力特性を制御しているものが開示されている。
特開平９―２４９０１６号公報
上記従来技術においては、車両挙動に基づいてショックアブソーバの減衰力特性を制御しているため、車両挙動変化に対してショックアブソーバの減衰力特性の制御が遅れるおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、車両挙動変化に対するショックアブソーバの減衰力特性の制御の遅れを抑制することができる車両制御装置を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明においては、ホイルシリンダ液圧が高くなるほど減衰力特性をハードに設定するようにした。
そのため、車両挙動変化に対するショックアブソーバの減衰力特性の制御の遅れを抑制することができる。
実施例１の車両制御装置の概略構成図である。 実施例１の車両制御装置の制御ブロック図である。 実施例１のショックアブソーバの減衰力特性を示すグラフである。 実施例１のホイルシリンダ液圧補正値の算出処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のホイルシリンダ液圧とホイルシリンダ液圧補正値を示すタイムチャートである。 実施例１の減衰力特性を示すタイムチャートである。
［実施例１］
〔全体構成〕
実施例１の車両制御装置１の構成について説明する。実施例１の車両制御装置１は、急制動時の車輪のロックを防止するアンチスキッドブレーキシステム（ABS）と、車両姿勢を制御する減衰力可変ショックアブソーバシステムを搭載している。図１は、車両制御装置１の概略構成図である。車両制御装置１はアンチスキッドブレーキシステムとして、車輪速検出手段２、車体速検出手段３、スリップ率算出手段４、アンチスキッドブレーキ制御手段５を有している。また減衰力可変ショックアブソーバシステムとして、ホイルシリンダ液圧取得手段６、ホイルシリンダ液圧補正値算出手段７、減衰力可変ショックアブソーバ制御手段８を有している。
図２は車両制御装置１の制御ブロック図である。車両制御装置１は、車輪速検出手段２として各車輪に設けられた車輪速センサ１０FL，１０FR，１０RL，１０RRと、アンチスキッドブレーキ制御を行うアンチスキッドブレーキシステムコントロールユニット１４と、各車輪に設けられ、車輪に制動力を付与するホイルシリンダ１５FL，１５FR，１５RL，１５RRと、ホイルシリンダ液圧取得手段６としてのホイルシリンダ液圧センサ１６FL，１６FR，１６RL，１６RRと、減衰力可変ショックアブソーバコントロールユニット１９と、各車輪に設けられ、車両姿勢を制御するショックアブソーバ２０FL，２０FR，２０RL，２０RRを有している。
ショックアブソーバ２０は、減衰力特性をソフト特性からハード特性まで無段階に可変可能である。図３は、ショックアブソーバ２０の減衰力特性を示すグラフである。図３に示すように、ショックアブソーバ２０は、ピストン速度が多いほど減衰力が大きくなるよう特性を有する。またソフト特性→ミディアム特性→ハード特性の順に減衰力が大きくなる特性を有している。実施例１のショックアブソーバ２０は、伸び工程の減衰力特性も縮み工程の減衰力特性も同じ特性としている。
アンチスキッドブレーキシステムコントロールユニット１４は、車体速検出手段３としての車体速算出部１１と、スリップ率算出手段４としてのスリップ率算出部１２と、アンチスキッドブレーキ制御手段５としてのホイルシリンダ液圧制御部１３を有している。ホイルシリンダ液圧制御部１３は、ブレーキ液圧回路内に設けられた液圧コントロールユニットの電磁弁の開弁量を制御して、ホイルシリンダ液圧を制御している。減衰力可変ショックアブソーバコントロールユニット１９は、ホイルシリンダ液圧補正値算出手段７としてのホイルシリンダ液圧補正値算出部１７と、減衰力可変ショックアブソーバ制御手段８としての減衰力特性制御部１８を有している。FL,FR,RL,RRはそれぞれ左前輪、右前輪、左後輪、右後輪を示しており、以下、同様とする。
車輪速センサ１０FL，１０FR，１０RL，１０RRは、各車輪の車輪速VW_FL,VW_FR,VW_,RL,VW_RRを検出する。車体速算出部１１は、車輪速VW_iを入力し、車体速VTを算出する。ここでiは各車輪の位置(FL,FR,RL,RR)を示しており、以下、同様とする。車体速VTは、各車輪のうち最も高い車輪速VW_iを車体速VTとする、または、従動輪の車輪速VW_iの平均値を車体速VTとする等の方法によって求める。
スリップ率算出部１２は、車体速VTと車輪速VW_iを入力してスリップ率Slip_FL,Slip_FR,Slip_RL,Slip_RRを算出する。車体速VTに対する車輪速VW_iの割合をスリップ率Slip_iとして求める。
ホイルシリンダ液圧制御部１３は、車輪速VW_iとスリップ率Slip_iを入力して、車輪ロックを回避しつつ、タイヤ制動力が最大となるようにホイルシリンダ液圧を制御する。車体速VTに対する所定のスリップ率を減圧閾値として、車輪速VW_iがこの減圧閾値より低下すると、ホイルシリンダ液圧を減圧する。その後、車輪速VW_iが回復し始めるとホイルシリンダ液圧を増圧し、減圧と増圧を繰り返すことで車輪速VW_iのスリップ率を収束させるようにしている。
ホイルシリンダ液圧センサ１６FL，１６FR，１６RL，１６RRは、各車輪のホイルシリンダ液圧PWC_FL,PWC_FR,PWC_RL,PWC_RRを検出する。ホイルシリンダ液圧補正値算出部１７は、ホイルシリンダ液圧PWC_iを入力して、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_FL,PWC'_FR,PWC'_RL,PWC'_RRを算出する。このホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iの算出については後で詳述する。減衰力特性制御部１８はホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを入力して、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iに応じて減衰力特性を設定し、設定した減衰力特性となるようにショックアブソーバ２０を制御する。
〔ホイルシリンダ液圧補正値〕
ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iの算出について説明する。ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iは、ホイルシリンダ液圧PWCに応じてショックアブソーバ２０の減衰力特性を変更するための変数であって、基本的には検出したホイルシリンダ液圧PWCに設定される。ただし、アンチロックブレーキ制御中には、検出したホイルシリンダ液圧PWC_iを補正した値に設定される。図４はホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iの算出処理の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ１では、アンチスキッドブレーキ制御中か否かを判定し、アンチスキッドブレーキ制御中であるときにはステップＳ２へ移行し、アンチスキッドブレーキ制御中でないときにはステップＳ７へ移行する。
ステップＳ２では、ホイルシリンダ液圧の減圧制御が開始されている否かを判定し、減圧制御されているときにはステップＳ４へ移行し、そうでないときにはステップＳ３へ移行する。
ステップＳ３では、ホイルシリンダ液圧PWC_iが前回のホイルシリンダ液圧補正値PWC'_i以上であるか否かを判断し、ホイルシリンダ液圧PWC_iが現在のホイルシリンダ液圧補正値PWC'_i以上であるときにはステップＳ５へ移行し、検出したホイルシリンダ液圧PWC_iが現在のホイルシリンダ液圧補正値PWC'_i未満であるときにはステップＳ６へ移行する。
ステップＳ４では、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを検出したホイルシリンダ液圧PWC_iに設定する。
ステップＳ５では、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを検出したホイルシリンダ液圧PWC_iに設定する。
ステップＳ６では、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを前回設定したしたホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iに設定する。
ステップＳ７では、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを検出したホイルシリンダ液圧PWCに設定する。
ステップＳ８では、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iに応じて、各輪のショックアブソーバ２０の減衰力特性DF_FL,DF_FR,DF_RL,DF_RRを設定する。減衰力特性DF_iは、次の式(1)によって求める。
DF_i=f(PWC'_i) … (1)
fは写像を示し、任意のホイルシリンダ液圧補正値P1,P2がP1<P2の関係を持つとき、ホイルシリンダ液圧補正値P1に対する減衰力特性DF1、ホイルシリンダ液圧補正値P2に対する減衰力特性P2は以下の関係を満たすように設定している。
(a) ショックアブソーバ２０が伸び行程のとき … DF1<DF2
(b) ショックアブソーバ２０が縮み行程のとき … DF1>DF2
すなわち、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iが大きいほど減衰力特性をハード特性に、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iが小さいほど減衰力特性をソフト特性に設定している。
図５は、アンチスキッドブレーキ制御中のホイルシリンダ液圧PWC_iとホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを示すタイムチャートである。
時間t0から時間t1では、ホイルシリンダ液圧PWC_iと前回のホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iとの関係はPWC_i≧PWC'_iとなっている。そのため図４のフローチャートでは、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５となり、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iは増加しているホイルシリンダ液圧PWC_iに設定される。
時間t1ではホイルシリンダ液圧PWC_iが減圧している。そのため図４のフローチャートでは、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４となり、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iは減圧制御が開始されたホイルシリンダ液圧PWC_iに設定される。
時間t1から時間t2では、ホイルシリンダ液圧PWC_iと前回のホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iとの関係はPWC_i＜PWC'_iとなっている。そのため図４のフローチャートでは、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ６となり、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを前回のホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iに設定する。
時間t2ではホイルシリンダ液圧PWC_iが減圧している。そのため図４のフローチャートでは、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４となり、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを減圧が開始されたホイルシリンダ液圧PWC_iに設定する。
時間t2から時間t3では、ホイルシリンダ液圧PWC_iと前回のホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iとの関係はPWC_i＜PWC'_iとなっている。そのため図４のフローチャートでは、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ６となり、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを前回のホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iに設定する。
時間t3から時間t4では、ホイルシリンダ液圧PWC_iと前回のホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iとの関係はPWC_i≧PWC'_iとなっている。そのため図４のフローチャートでは、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５となり、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを増加しているホイルシリンダ液圧PWC_iに設定する。
時間t4ではホイルシリンダ液圧PWC_iが減圧している。そのため図４のフローチャートでは、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４となり、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを減圧制御が開始されたホイルシリンダ液圧PWC_iに設定する。
時間t4以降では、ホイルシリンダ液圧PWC_iと前回のホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iとの関係はPWC_i＜PWC'_iとなっている。そのため図４のフローチャートでは、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ６となり、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iを前回のホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iに設定する。
〔作用〕
ショックアブソーバの減衰力特性を車両挙動に基づいて制御すると、車両挙動変化に対して減衰力特性の応答が遅れるおそれがあった。
そこで実施例１では、ホイルシリンダ液圧PWC_iが高くなるほど減衰力特性をハードに設定するようにした。ホイルシリンダ液圧PWC_iは車両挙動変化よりも前に変化するため、減衰力特性の応答を早くすることができる。またホイルシリンダ液圧PWC_iが高いときには減衰力特性がハード特性となるため車両の姿勢安定性を向上でき、ホイルシリンダ液圧PWC_iが低いときには減衰力特性がソフト特性となるため車両の乗り心地を向上できる。また、路面摩擦係数が小さい路面ではホイルシリンダ液圧PWC_iが小さいため、減衰力特性はソフト特性に設定され、走安性を確保することができる。
また実施例１では、アンチスキッドブレーキ制御中には、ホイルシリンダ液圧減圧時は、ホイルシリンダ液圧PWC_iの減圧開始時のホイルシリンダ液圧PWC_iに応じて減衰力特性DF_iを設定するようにした。またホイルシリンダ液圧増圧時は、ホイルシリンダ液圧PWC_iが前回の減圧開始時のホイルシリンダ液圧PWC_i未満であるときには、ホイルシリンダ液圧PWC_iの減圧開始時のホイルシリンダ液圧PWC_iに応じて減衰力特性を設定するようにした。
アンチスキッドブレーキ制御中のホイルシリンダ液圧の減圧制御は、車体速に対する車輪速のスリップ率を制御するものであって、車両挙動を直接制御するものではない。すなわち、アンチスキッドブレーキ制御中の車両挙動はホイルシリンダ液圧の増圧によって変化する。そのため、車両挙動に応じてショックアブソーバ２０の減衰力特性を制御することが可能となり、車両の姿勢安定性を向上できる。
図６は異なる路面摩擦係数の減衰力特性を示すタイムチャートである。図６（ａ）は高μ路面、図６（ｂ）は低μ路面、図６（ｃ）は高μ路面から低μ路面へのμジャンプが発生した場合、図６（d）は低μ路面から高μ路面へのμジャンプが発生した場合を示す。
図６（ａ）と図６（ｂ）に示すように、高μ路面ではホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iは高いため減衰力特性がハード特性に設定され、姿勢安定性を優先できる。低μではホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iは低いため減衰力特性がソフト特性に設定され、走安性を優先できる。また図６（ｃ）に示すように、高μ路面から低μ路面へμジャンプが発生したときには、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iが低くなるため、減衰力特性はハード特性からソフト特性に切り換えられる。また図６（ｄ）に示すように、低μ路面から高μ路面へμジャンプが発生したときには、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iが高くなるため、減衰力特性はソフト特性からハード特性に切り換えられる。
〔効果〕
実施例１の車両制御装置１の効果について以下に列記する。
（１）車輪の車輪速VW_iを検出する車輪速センサ１０と、車体速VTを検出する車体速算出部１１と、車体速VTに対する車輪速の割合であるスリップ率Slip_iを算出するスリップ率算出部１２と、スリップ率Slip_iが所定の範囲内となるようにホイルシリンダ液圧PWC_iを制御するホイルシリンダ液圧制御部１３と、ホイルシリンダ液圧PWC_iを取得するホイルシリンダ液圧センサ１６と、車輪と車体との間に備えられ、減衰力特性を可変にするショックアブソーバ２０と、ホイルシリンダ液圧PWC_iが高くなるほど減衰力特性DF_iをハードに設定する減衰力特性制御部とを設けた。
ホイルシリンダ液圧PWC_iは車両挙動変化よりも前に変化するため、減衰力特性DF_iの応答を早くすることができる。またホイルシリンダ液圧PWC_iが高いときには減衰力特性DF_iがハード特性となるため車両の姿勢安定性を向上でき、ホイルシリンダ液圧PWC_iが低いときには減衰力特性DF_iがソフト特性となるため車両の乗り心地を向上できる。また、路面摩擦係数が小さい路面ではホイルシリンダ液圧PWC_iが小さいため、減衰力特性はソフト特性に設定され、走安性を確保することができる。
（２）減衰力特性制御部１８は、ホイルシリンダ液圧制御部１３によってホイルシリンダ液圧PWC_iが制御されている場合には、ホイルシリンダ液圧PWC_iの減圧時に、ホイルシリンダ液圧PWC_iの減圧を開始時のホイルシリンダ液圧PWC_iに応じて減衰力特性DF_iを設定し、ホイルシリンダ液圧PWC_iの増圧時に、ホイルシリンダ液圧PWC_iが前回の減圧開始時のホイルシリンダ液圧PWC_i未満であるときには、減圧開始時のホイルシリンダ液圧PWC_iに応じて減衰力特性DF_iを設定するようにした。
そのため、車両挙動に応じてショックアブソーバ２０の減衰力特性を制御することが可能となり、車両の姿勢安定性を向上できる。
（３）ホイルシリンダ液圧制御部１３によってホイルシリンダ液圧PWC_iが制御されていない場合には、ホイルシリンダ液圧PWC_iをホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iとし、ホイルシリンダ液圧制御部１３によってホイルシリンダ液圧PWC_iが制御されている場合には、ホイルシリンダ液圧PWC_iの減圧時に、ホイルシリンダ液圧PWC_iの減圧を開始時のホイルシリンダ液圧PWC_iをホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iとし、ホイルシリンダ液圧PWC_iの増圧時に、ホイルシリンダ液圧PWC'_iが前回の減圧開始時のホイルシリンダ液圧PWC_i未満であるときには、減圧開始時のホイルシリンダ液圧PWC_iをホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iとし、ホイルシリンダ液圧PWC_iが前回の減圧開始時のホイルシリンダ液圧PWC_i以上であるときには、ホイルシリンダ液圧PWC_iをホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iとするホイルシリンダ液圧補正値算出部１７を設け、減衰力特性制御部１８は、ホイルシリンダ液圧補正値PWC'_iが高くなるほど減衰力特性をハードに設定するようにした。
そのため、車両挙動に応じてショックアブソーバ２０の減衰力特性を制御することが可能となり、車両の姿勢安定性を向上できる。また高μ路ではPWC'_iが高く設定されるため姿勢安定性を向上できる。低μ路ではPWC'_iが小さく設定されるため走安性を優先して向上できる。
［他の実施例］
以上、本願発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、実施例１の車両制御装置１では、ホイルシリンダ液圧センサ１６を用いたが、ブレーキペダルストローク量や、電磁弁の開弁時間等によってホイルシリンダ液圧PWC_iを推定するようにしても良い。
１ 車両制御装置
２ 車輪速検出手段
３ 車体速検出手段
４ スリップ率算出手段
５ アンチスキッドブレーキ制御手段
６ ホイルシリンダ液圧取得手段
７ ホイルシリンダ液圧補正値算出手段
８ 減衰力可変ショックアブソーバ制御手段

Claims (3)

  1. 車輪の車輪速を検出する車輪速検出手段と、
    車体速を検出する車体速検出手段と、
    車体速に対する車輪速の割合であるスリップ率を算出するスリップ率算出手段と、
    前記スリップ率が所定の範囲内となるようにホイルシリンダ液圧を制御するアンチスキッドブレーキ制御手段と、
    ホイルシリンダ液圧を取得するホイルシリンダ液圧取得手段と、
    車輪と車体との間に備えられ、減衰力特性を可変にする減衰力可変ショックアブソーバと、
    前記ホイルシリンダ液圧が高くなるほど前記減衰力特性をハードに設定する減衰力可変ショックアブソーバ制御手段と、
    を設けたことを特徴とする車両制御装置。
  2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
    前記減衰力可変ショックアブソーバ制御手段は、前記アンチスキッドブレーキ制御手段によって前記ホイルシリンダ液圧が制御されている場合には、前記ホイルシリンダ液圧の減圧時に、前記ホイルシリンダ液圧の減圧を開始時の前記ホイルシリンダ液圧に応じて前記減衰力特性を設定し、
    前記ホイルシリンダ液圧の増圧時に、前記ホイルシリンダ液圧が前回の減圧開始時の前記ホイルシリンダ液圧未満であるときには、減圧開始時の前記ホイルシリンダ液圧に応じて前記減衰力特性を設定することを特徴とする車両制御装置。
  3. 請求項１に記載の車両制御装置において、
    前記アンチスキッドブレーキ制御手段によって前記ホイルシリンダ液圧が制御されていない場合には、前記ホイルシリンダ液圧をホイルシリンダ液圧補正値とし、
    前記アンチスキッドブレーキ制御手段によって前記ホイルシリンダ液圧が制御されている場合には、前記ホイルシリンダ液圧の減圧時に、前記ホイルシリンダ液圧の減圧を開始時の前記ホイルシリンダ液圧をホイルシリンダ液圧補正値とし、
    前記ホイルシリンダ液圧の増圧時に、前記ホイルシリンダ液圧が前回の減圧開始時の前記ホイルシリンダ液圧未満であるときには減圧開始時の前記ホイルシリンダ液圧をホイルシリンダ液圧補正値とし、前記ホイルシリンダ液圧が前回の減圧開始時の前記ホイルシリンダ液圧以上であるときには、前記ホイルシリンダ液圧をホイルシリンダ液圧補正値とするホイルシリンダ液圧補正値算出手段を設け、
    前記減衰力可変ショックアブソーバ制御手段は、前記ホイルシリンダ液圧補正値が高くなるほど前記減衰力特性をハードに設定することを特徴とする車両制御装置。
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