JP5801726B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

特許文献１には、操舵角と車速とに基づいて車両の基準横加速度を算出し、実横加速度が基準横加速度と路面摩擦係数とから求めた目標横加速度と一致するように各輪の制動力を制御する技術が開示されている。

特開2004-066940号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、実横加速度が目標横加速度と一致した場合は制御量をゼロとしているため、実横加速度のピーク付近で減速度が抜けることで、実際には実横加速度が減少していないにもかかわらず、ドライバは横加速度が抜けたような違和感を覚えるという問題があった。
本発明の目的は、ドライバに与える違和感を軽減できる車両制御装置を提供することにある。

本発明の車両制御装置では、旋回中に算出された実横加速度の最大値よりも小さな値を目標横加速度として、車両姿勢をコントロールするアクチュエータの制御量を演算する。

よって、本発明にあっては、ドライバに与える違和感を軽減できる。

実施例１の車両制御装置のシステム構成図である。 実施例１のブレーキECU102で実行される車両挙動制御処理の流れを示すフローチャートである。 旋回時における実施例１の車両挙動制御の動作を示すタイムチャートである。 旋回中の切り増し操舵時における実施例１の車両挙動制御の動作を示すタイムチャートである。

〔実施例１〕
まず、構成を説明する。
［システム構成］
図１は、実施例１の車両制御装置のシステム構成図である。
液圧コントロールユニット101は、ブレーキECU102からの指令により、各輪113a,113b,113c,113dに設けられたホイルシリンダ116a,116b,116c,116dのブレーキ液圧をコントロールする。液圧コントロールユニット101とホイルシリンダ116a,116b,116c,116dにより制動装置（アクチュエータ）が構成される。
ブレーキペダル103は、ドライバが車両を減速させる場合に操作し、操作量に応じてマスタシリンダ112に圧力を発生させる。
マスタシリンダ液圧センサ104は、マスタシリンダ112で発生する圧力を検出する。
車輪速センサ105a,105b,105c,105dは、各輪113a,113b,113c,113dの車輪速を検出する。
ステアリングホイール106は、ドライバが車両を旋回させる場合に操作し、操作量に応じて左右前輪113a,113bを転舵させる。
ステアリング操舵角度センサ107は、ステアリングホイール106の操舵角度（操作量）を検出する。
エンジンECU108は、アクセル開度センサ110からの情報に基づいてエンジン114の発生トルク（エンジントルク）を制御する。なお、ブレーキECU102からCAN通信線115を介して目標エンジントルクを受信した場合は、当該目標エンジントルクに従いエンジントルクを発生させる。
アクセルペダル109は、ドライバが車両を加速させる場合に操作する。
アクセル開度センサ110は、ドライバのアクセルペダル109の操作量を検出する。
横加速度センサ（実横加速度算出部）111は、車両横方向加速度（実横加速度）を検出する。
ブレーキECU（コントローラ）102は、各センサからの情報に基づいて目標横加速度を算出する目標横加速度算出部102aを備える。ブレーキECU102は、実横加速度を目標横加速度に一致させるための目標減速度を求め、目標減速度が得られるように液圧コントロールユニット101を駆動する車両挙動制御を実施する。以下、図２に基づいて車両挙動制御の流れを説明する。

［車両挙動制御処理］
図２は、実施例１のブレーキECU102で実行される車両挙動制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。この処理は、所定の演算周期で繰り返し実行される。
ステップ201では、ステアリング操舵角度センサ107からステアリング操舵角度θ、各車輪速センサ105a,105b,105c,105dから各車輪速を入力し、ステアリング操舵角度θと各車輪速から算出した車体速度Vcとに基づいて基準横加速度Gybを算出する。
ステップ202では、基準横加速度Gybと実横加速度Gysとの偏差である横加速度偏差Gye1を算出する。Gye1は、基準横加速度Gybから実横加速度Gysの絶対値|Gys|を減算して求める。
ステップ203では、実横加速度Gysが所定加速度Gy_thよりも大きいか否かを判定し、YESの場合はステップ204へ進み、NOの場合はステップ208へ進む。
ステップ204では、横加速度偏差Gye1が所定偏差ΔGy_thよりも大きいか否かを判定し、YESの場合はステップ205へ進み、NOの場合はステップ208へ進む。
ステップ205では、旋回中の最大横加速度Gymaxよりも今回の制御周期において横加速度センサ111により検出された実横加速度Gysの絶対値|Gys|が大きいか否かを判定し、YESの場合はステップ206へ進み、NOの場合はステップ208へ進む。
ステップ206では、実横加速度Gysの絶対値|Gys|を旋回中の最大横加速度Gymaxとする。
ステップ207では、旋回中の最大横加速度Gymaxに係数α(0<α<1)を乗算して目標横加速度Gytを算出する。
ステップ208では、旋回中の最大横加速度Gymaxをゼロとして初期化し、実横加速度Gysの絶対値|Gys|を目標横加速度Gytとする。

次に、作用を説明する。
［旋回時の違和感軽減作用］
従来の車両制御装置では、旋回時における車両挙動の安定化を目的とし、実横加速度が目標横加速度と一致するように各輪の制動力を制御し、実横加速度が目標横加速度に一致した場合は制御量をゼロとしている。このため、旋回中の実横加速度のピーク付近で車両挙動制御による減速度が抜ける、すなわち、実横加速度が変化している旋回過渡状態で減速度が抜けることで、実際には実横加速度が減少していないにもかかわらず、ドライバに対して横加速度が抜けたような違和感を与えてしまう。
これに対し、実施例１では、旋回中の最大横加速度Gymaxに1よりも小さな係数αを乗算した値を目標横加速度Gytとしているため、目標横加速度Gytは、旋回中の実横加速度Gysのピーク値よりも小さな値に設定される。よって、実横加速度Gysがピーク値にαを乗算した値となるまでの間、目標横加速度Gytは実横加速度Gysよりも小さな値に設定されるため、目標横加速度Gytと実横加速度Gysとの偏差で決まる制動装置の制御量、すなわち車両挙動制御による減速度が実横加速度Gysのピーク付近でゼロとなるのを防止できる。つまり、旋回過渡状態における減速度の抜けを抑制できるため、ドライバに与える違和感を軽減できる。
また、目標横加速度Gytは、実横加速度Gysがピーク値から所定割合減少したときに実横加速度Gysと一致し、車両挙動制御による減速度はゼロとなるが、車両の旋回状態は旋回過渡状態から実横加速度Gysが一定となる定常状態へと移行しているため、ドライバに対し横加速度が抜けたような違和感を与えることはない。加えて、車両の挙動が安定しているときに減速度をゼロとすることにより、ドライバに対して横加速度の変化を感じにくくさせることができる。このため、車両挙動をドライバの予測した車両挙動に近づけることができ、走行フィーリングの向上を図ることができる。

図３は、旋回時における実施例１の車両挙動制御の動作を示すタイムチャートである。
時点t301では、ドライバが切り増し操舵を開始する。横加速度偏差Gye1は所定偏差ΔGy_th以下であるため、図２のフローチャートでは、201→202→203→204→208へと進む流れとなり、ステップ208において、目標横加速度Gytは実横加速度Gysの絶対値|Gys|となる。時点t301からt302の期間では、実横加速度Gysは目標横加速度Gyt(=|Gys|)と一致しているため、車両挙動制御による減速度はゼロである。
時点t302では、横加速度偏差Gye1が所定偏差ΔGy_thよりも大きくなるため、図２のフローチャートでは、201→202→203→204→205→206→207へと進む流れに切り替わり、ステップ205において、旋回中の最大横加速度Gymaxよりも実横加速度Gysの絶対値|Gys|が大きい場合、ステップ206において、実横加速度Gysの絶対値|Gys|が旋回中の最大横加速度Gymaxとされ、ステップ207において、目標横加速度Gytとして旋回中の最大横加速度Gymaxに係数αを乗算した値、すなわち、最大横加速度Gymaxよりも小さな値が設定される。
時点t303では、ドライバがステアリングホイール106のステアリング操舵角度θを一定に維持したため、車両は定常円旋回を開始する。
時点t304では、最大横加速度Gymaxがピーク値Gys_pとなるが、車両挙動制御による減速度の発生は継続されているため、ドライバに対し横加速度が抜けたような違和感を与えることはない。
時点t305では、横加速度偏差Gye1が所定偏差ΔGy_th以下となるため、図２のフローチャートでは、201→202→203→204→208へと進む流れに切り替わる。実横加速度Gysは目標横加速度Gytと一致しているため、車両挙動制御による減速度はゼロとなる。なお、車両の旋回状態は実横加速度Gysが変化する過渡状態から実横加速度Gysが一定となる定常状態へと移行しているため、車両挙動制御による減速度をゼロとした場合であっても、ドライバに対し横加速度が抜けたような違和感を与えることはない。

図４は、旋回中の切り増し操舵時における実施例１の車両挙動制御の動作を示すタイムチャートである。
時点t401では、ドライバが切り増し操舵を開始する。横加速度偏差Gye1は所定偏差ΔGy_th以下であるため、図２のフローチャートでは、201→202→203→204→208へと進む流れとなり、ステップ208において、目標横加速度Gytは実横加速度Gysの絶対値|Gys|となる。時点t401からt402の期間では、実横加速度Gysは目標横加速度Gyt(=|Gys|)と一致しているため、車両挙動制御による減速度はゼロである。
時点t402では、横加速度偏差Gye1が所定偏差ΔGy_thよりも大きくなるため、図２のフローチャートでは、201→202→203→204→205→206→207へと進む流れに切り替わり、ステップ205において、旋回中の最大横加速度Gymaxよりも実横加速度Gysの絶対値|Gys|が大きい場合、ステップ206において、実横加速度Gysの絶対値|Gys|が旋回中の最大横加速度Gymaxとされ、ステップ207において、目標横加速度Gytとして旋回中の最大横加速度Gymaxに係数αを乗算した値、すなわち、最大横加速度Gymaxよりも小さな値が設定される。
時点t403では、ドライバがステアリングホイール106のステアリング操舵角度θを一定に維持したため、車両は定常円旋回を開始する。
時点t404では、ドライバが切り増し操舵を再開する。
時点t405では、実横加速度Gysが旋回中の最大横加速度Gymaxを超えたため、それに追従して目標横加速度Gytも大きくなる。
時点t406では、ドライバがステアリングホイール106のステアリング操舵角度θを一定に維持したため、車両は定常円旋回を開始する。このとき、最大横加速度Gymaxがピーク値Gys_pとなるが、車両挙動制御による減速度の発生は継続されているため、ドライバに対し横加速度が抜けたような違和感を与えることはない。
時点t407では、横加速度偏差Gye1が所定偏差ΔGy_th以下となるため、図２のフローチャートでは、201→202→203→204→208へと進む流れに切り替わる。実横加速度Gysは目標横加速度Gytと一致しているため、車両挙動制御による減速度はゼロとなる。なお、車両の旋回状態は実横加速度Gysが変化する過渡状態から実横加速度Gysが一定となる定常状態へと移行しているため、車両挙動制御による減速度をゼロとした場合であっても、ドライバに対し横加速度が抜けたような違和感を与えることはない。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両制御装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
(1) 車両の旋回状態に基づいて目標横加速度Gytを算出する目標横加速度算出部102aと、旋回中の車両に作用する実横加速度Gysを検出する横加速度センサ111と、実横加速度Gysが目標横加速度Gytに近づくように車両姿勢をコントロールするアクチュエータ（液圧コントロールユニット101、ホイルシリンダ116a,116b,116c,116d）を駆動するための制御量を演算するブレーキECU102と、を備え、ブレーキECU102は、当該旋回中に実横加速度Gysのピーク値Gys_p（旋回中の実横加速度の最大値）よりも小さな値を目標横加速度Gytとしてアクチュエータの制御量を演算する。
これにより、実横加速度Gysのピーク値Gys_p付近での減速度の抜けを抑制できるため、ドライバに与える違和感を軽減できると共に、走行フィーリングの向上を図ることができる。
(2) 車両の旋回状態に基づいて目標横加速度Gytを算出する目標横加速度算出部102aと、旋回中の車両に作用する実横加速度Gysを検出する横加速度センサ111と、実横加速度Gysが目標横加速度Gytに近づくように車両姿勢をコントロールする制動装置（液圧コントロールユニット101、ホイルシリンダ116a,116b,116c,116d）を駆動するための制御量を演算するブレーキECU102と、を備え、ブレーキECU102は、当該旋回中に実横加速度Gysのピーク値Gys_pが検出されるまで制動装置の制御量を演算するように目標横加速度Gytを補正する。
つまり、実横加速度Gysのピーク値Gys_pが検出されるまでは目標横加速度Gytと実横加速度Gysとの間に偏差が発生するように、最大横加速度Gymaxに基づいて目標横加速度Gytを設定することにより、実横加速度Gysのピーク値Gys_p付近での減速度の抜けを抑制できるため、ドライバに与える違和感を軽減できると共に、走行フィーリングの向上を図ることができる。
(3) 車両の旋回状態に基づいて目標横加速度Gytを算出する目標横加速度算出部102aと、旋回中の車両に作用する実横加速度Gysを検出する横加速度センサ111と、実横加速度Gysが目標横加速度Gytに近づくように車両姿勢をコントロールする制動装置（液圧コントロールユニット101、ホイルシリンダ116a,116b,116c,116d）を駆動するための制御量を演算するブレーキECU102と、を備え、ブレーキECU102は、当該旋回中の実横加速度Gysがピーク値Gys_pとなる時刻よりも後の時刻まで制動装置の制御量を演算する。
これにより、実横加速度Gysのピーク値Gys_p付近での減速度の抜けを抑制できるため、ドライバに与える違和感を軽減できると共に、走行フィーリングの向上を図ることができる。
（他の実施例）

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例１では、旋回中の車両に作用する実横加速度を算出する実横加速度算出部として、車両横加速度を検出する横加速度センサを用いた例を示したが、実横加速度は、センサによる実測値に限らず、車速と操舵角、またはヨーレイト等からモデルを用いて推定してもよい。

101 液圧コントロールユニット（アクチュエータ、制動装置）
102 ブレーキECU（コントローラ）
102a 目標横加速度算出部
111 横加速度センサ（実横加速度算出部）
116 ホイルシリンダ（アクチュエータ、制動装置）

Claims (2)

1. 車両の旋回状態に基づいて目標横加速度を算出する目標横加速度算出部と、
   旋回中の車両に作用する実横加速度を算出する実横加速度算出部と、
   前記算出された実横加速度が前記算出された目標横加速度に近づくように車両姿勢をコントロールするアクチュエータを駆動するための制御量を演算するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、当該旋回中に前記算出された実横加速度の最大値よりも小さな値を前記目標横加速度として前記アクチュエータの制御量を演算することを特徴とする車両制御装置。
2. 車両の旋回状態に基づいて目標横加速度を算出する目標横加速度算出部と、
   旋回中の車両に作用する実横加速度を算出する実横加速度算出部と、
   前記算出された実横加速度が前記算出された目標横加速度に近づくように車両姿勢をコントロールする制動装置を駆動するための制御量を演算するコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、当該旋回中に前記算出された実横加速度の最大値が算出されるまで前記制動装置の制御量を演算するように前記算出された目標横加速度を補正することを特徴とする車両制御装置。

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