JP5488203B2 - 車両の制振制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、走行状況に応じた制振トルクを算出することが可能な車両の制振制御装置を提供することを目的とする。
アクセル開度APOから、図4に示すような、アクセル開度とドライバ要求エンジントルクの関係を定めた特性マップに基づいてドライバ要求エンジントルクTe_aを読み出す。
Te_a=map(APO)
読み出されたドライバ要求エンジントルクTe_aを、ディファレンシャルギア比Kdif、自動変速機のギア比Katに基づいて駆動軸トルクに換算し、ドライバ要求駆動トルクTw_aを算出する。
Tw_a=(1/(Kdf・Kat))・Te_a
同様に、ブレーキペダルの操作量S_bから、図6に示すような、ブレーキ操作量とドライバ要求制動トルクの関係を定めた特性マップからドライバ要求制動トルクTw_bを算出する。
算出されたドライバ要求駆動トルクTw_aとドライバ要求制動トルクTw_bとから、下式に従って要求制駆動トルクTwを算出する(制駆動トルク検出手段に相当)。
Tw=Tw_a−Tw_b
ステップS300-2では、予め設定しておいた重み付け切替車速Vaと車体速Vbodyの比較を行い、Vbody≧Vaの関係が成立しているときにはステップS300-5に進み、車輪速に対する重みC_wheelを1に、エンジントルクに対する重みC_engtrqを1に設定して終了する。Vbody≧Vaの関係が成立していないときにはステップS300-3に進み、C_wheelが0に設定されている場合は、車輪速に対する重みC_wheelを0に、エンジントルクに対する重みC_engtrqを1に設定して終了する。
各輪車輪速VwFR、VwFL、VwRR、VwRLから実車速成分Vbodyを除去して車体に対する各輪速度を算出し、各輪速度と各輪速度前回値の差分をとり、時間微分することにより各輪加速度を算出する。算出した各輪加速度にバネ下質量を乗じることで、前後輪の前後方向外乱ΔFf、ΔFrを算出する。
車体に制駆動トルク変動ΔTw、前後方向外乱ΔFf、ΔFrの少なくとも一つが発生したとき、車体はピッチ軸まわりに角度θpの回転が発生するとともに、重心位置の上下移動xbが発生する。ここで制駆動トルク変動ΔTwは、ドライバのアクセル操作及びブレーキ操作から算出された制駆動トルクΔTwnと、制駆動トルク前回値ΔTwn-1の差分から演算する。
M・(d2xb/dt2)
=−Ksf(xb+Lf・θp)−Csf(dxb/dt+Lf・dθp/dt)
−Ksr(xb−Lr・θp)−Csf(dxb/dt−Lr・dθp/dt)
−(hbf/Lsf)ΔFf+(hbr/Lsr)ΔFr
で表すことができ、また、車体ピッチング振動の運動方程式は、
Ip・(d2θp/ dt2)
=−Lf・Ksf(xb+Lf・θp)−Lf・Csf(dxb/dt+Lf・dθp/dt)
+Lr・Ksr(xb−Lr・θp)+Lr・Csf(dxb/dt−Lr・dθp/dt)
−{hcg−(Lf−Lsf)hbf/Lsf}ΔFf+{hcg−(Lr-Lsr)hbr/Lsr}ΔFr+ΔTw
で表すことができる。
x1=xb,x2=dxb/dt,x3=θp,x4=dθp/dt
と置いて、状態方程式に変換すると
dx/dt=Ax+Bu
と表現できる。
フィードフォワード項は、
フィードバック項は、
このxを求めることにより、制駆動トルク変動ΔTw、及び前後方向外乱ΔFf、ΔFrによる車体バネ上の挙動を推定することができる。
ステップS200で算出された要求制駆動トルクTwの変動成分ΔTw、及び前後輪の前後方向外乱ΔFf、ΔFrに対する、それぞれのバネ上挙動xから、要求制駆動トルクにフィードバックする補正トルクdTw*を算出する。
このときフィードバックゲインは、dxb/dt,dθp/dtの振動が少なくなるように決定する。
例えば、フィードバック項においてdxb/dtが少なくなるようなフィードバックゲインを算出する場合は、重み行列を
フィードバック項におけるdθp/dtの振動が少なくなるようなフィードバックゲインFthp_FBは、重み行列を
これは最適レギュレータの手法であるが、極配置など他の手法にて設計しても良い。上記4つの式から算出した補正トルクに対してそれぞれ重み付けし、上記4つの重み付け済み補正トルクTw_thp_ff,Tw_xb_ff,Tw_thp_fb,Tw_xb_fbを上記フィードフォワード項、フィードバック項の二つにまとめると、
Tw_ff=Tw_thp_ff+Tw_xb_ff(第2補正トルクに相当)
Tw_fb=Tw_thp_fb+Tw_xb_fb(第1補正トルクに相当)
と表記できる。
Tw_stab=C_engtrq・Tw_ff+C_wheel・Tw_fb
として算出する(入力信号処理手段55に相当)。
極低車速領域においては、車輪速センサの検出精度が低いため、車輪速センサ10から入力される各車輪の車輪速と実車速との乖離が大きい可能性が極めて高い。この乖離した車輪速に基づいて制振制御を実行すると、実際の車両の振動状態とは異なる状態に基づいており、適切な制振トルクを算出することが困難である。そこで、車輪速センサ10と車体速との間に乖離があると判断した場合、車輪速から算出される補正トルクの出力を停止させ、実際の車輪速とは乖離した値に基づいて算出された補正トルクにより運転者に不快な振動を与えることを防ぐものである。
(1)車輪に制駆動トルクを発生させる駆動力制御手段60及び制動力制御手段70(以下、制駆動トルク発生手段)と、車輪速Vwに基づいて車両のバネ上振動を抑制するような第1補正トルクTw_fbを算出し(以下、第1補正トルク算出手段)、制駆動トルクに基づいて車両のバネ上振動を抑制するような第2補正トルクTw_ffを算出し(以下、第2補正トルク算出手段)、走行状態に基づいて第1補正トルクTw_fbと第2補正トルクTw_ffに所定の重み付け(C_engtrq,C_wheel)をした補正トルクTw_stabを補正トルク指令値dTw*として制駆動トルク発生手段に出力する(入力信号選択手段56,入力信号処理手段55)。
すなわち、走行状態によって、車輪速から推定したバネ上振動と制駆動トルクから推定したバネ上振動の信頼度が変わるため、適切な制振トルクの重みと不適切な制振トルクの重みを変更することで、より適切な駆動力補正を行うことができる。
(4)入力信号処理手段55は、車輪スリップ量が所定値以上のときは第1補正トルクの重み付けC_wheelを第2補正トルクの重み付けC_engtrqよりも小さくすることにした。具体的にはC_wheelを0とし、C_engtrqは1のままとする。これにより、発進時や低車速時のように車輪スリップ量が比較的大きいときは、実車輪速と乖離した車輪速検出値に基づいて制振トルクが算出されることを防止でき、不適切な駆動力補正が行われることを防止することができる。
図16は他の実施例の重み付け設定マップである。入力信号処理手段55は、極低速を表す所定車速以下のときは第1補正トルクの重み付けC_wheelを0とし、C_engtrqは2とする。極低速域においては駆動トルクによるバネ上振動発生の影響が大きいため、実施例1の作用効果に加えて、駆動トルクに基づくバネ上振動発生の影響をより小さくすることができる。
51 要求制駆動トルク算出手段
52 前後方向外乱算出手段
53 バネ上挙動推定手段
54 補正トルク算出手段
55 入力信号処理手段
56 入力信号選択手段
60 駆動力制御手段
70 制動力制御手段
Claims (5)
- 車輪に制駆動トルクを発生させる制駆動トルク発生手段と、
車輪速を検出する車輪速センサと、
検出された車輪速に基づいて車両のバネ上振動を抑制するような第1補正トルクを算出する第1補正トルク算出手段と、
制駆動トルクに基づいて車両のバネ上振動を抑制するような第2補正トルクを算出する第2補正トルク算出手段と、
走行状態に基づいて前記第1補正トルクと前記第2補正トルクに所定の重み付けをした値に基づいて補正トルク指令値を算出し、前記制駆動トルク発生手段に出力する入力信号処理手段と、
を備え、
前記入力信号処理手段は、検出された車輪速と実際の車輪速との乖離が大きくなる走行状態のときは、前記第1補正トルクの重み付けを前記第2補正トルクの重み付けより小さくすることで前記補正トルク指令値に対する第1補正トルクの影響を小さくすることを特徴とする車両の制振制御装置。 - 請求項1に記載の車両の制振制御装置において、
前記入力信号処理手段は、所定車速以下のときは前記第1補正トルクの重み付けを前記第2補正トルクの重み付けよりも小さくすることで前記補正トルク指令値に対する第1補正トルクの影響を小さくすることを特徴とする車両の制振制御装置。 - 請求項1または2に記載の車両の制振制御装置において、
前記入力信号処理手段は、車輪スリップ量が所定値以上のときは前記第1補正トルクの重み付けを前記第2補正トルクの重み付けよりも小さくすることで前記補正トルク指令値に対する第1補正トルクの影響を小さくすることを特徴とする車両の制振制御装置。 - 請求項1ないし3いずれか一つに記載の車両の制振制御装置において、
前記入力信号処理手段は、車両が発進するときは前記第1補正トルクの重み付けを前記第2補正トルクの重み付けよりも小さくすることで前記補正トルク指令値に対する第1補正トルクの影響を小さくすることを特徴とする車両の制振制御装置。 - 請求項1ないし4いずれか一つに記載の車両の制振制御装置において、
前記入力信号処理手段は、第1補正トルクの重み付けを前記第2補正トルクの重み付けよりも小さくするときは、前記第1補正トルクの重み付けを0とし前記第2補正トルクの重み付けを1とすることを特徴とする車両の制振制御装置。
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