JP5895368B2 - Braking / driving force control device and braking / driving force control method - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の制駆動力制御装置および制駆動力制御方法に関するものである。 The present invention relates to a braking / driving force control device and a braking / driving force control method for an automobile.
従来、この種の技術としては、例えば、特許文献1に記載の技術がある。
特許文献1に記載の技術では、車輪のトレッド面に、グリップ力の高い特性を有する部分と、相反する特性である転がり抵抗の小さい特性を有する部分との2種類を設け、キャンバ角を調整して、これら2種類のトレッド面を使い分けている。
これにより、グリップ力の高い特性を利用した走行性能の確保と、転がり抵抗の小さい特性を利用した省燃費化との両立を図ることとしている。
Conventionally, as this type of technology, for example, there is a technology described in
In the technique described in
As a result, it is intended to achieve both the securing of traveling performance using characteristics with high grip force and fuel saving using characteristics with low rolling resistance.
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、特殊なタイヤ(異なる特性のトレッドを持つタイヤ)とキャンバー角を調整する機構とを併せ持つ必要がある。また、特許文献1に記載の技術は、走行性能と省燃費化の両立のみを図るものであり、その他の性能について向上を図るものではない。さらに、走行路の状態と選択したトレッド面との関係によっては、乗り心地が低下したり、燃費が低下したりする可能性がある。
即ち、従来の技術においては、燃費の向上と、操縦安定性および乗り心地性能との両立を図ることが困難であった。
本発明の課題は、燃費の向上と、操縦安定性および乗り心地性能との両立を図ることである。
However, in the technique described in
That is, in the conventional technology, it has been difficult to achieve both improvement in fuel efficiency, steering stability, and riding comfort performance.
The subject of this invention is aiming at coexistence with the improvement of a fuel consumption, steering stability, and riding comfort performance.
上記課題を解決するため、本発明は、推定した車体のバネ上挙動を構成する成分のうち、ピッチ変動成分の抑制度合いを高く設定することで当該抑制度合いを低く設定した場合に比べて燃費を向上させる燃費向上モードと、車体のバネ上挙動を構成する成分を前記燃費向上モードと異なる抑制度合いで抑制するように設定した他のモードとに基づいて、車両の走行状況に対応する制駆動力の補正トルクを算出する。そして、算出した各補正トルクを、車両の走行状況に基づいて定めた重み係数に応じて加算し、運転者の制駆動操作により定めた要求制駆動トルクに対する補正トルクの指令値を算出する。そして、他のモードとして、車体のバネ上挙動を構成する成分のうち、ピッチ変動成分およびバウンス成分の抑制度合いを他の成分の抑制度合いよりも高く設定した乗り心地向上モードと、車体のバネ上挙動を構成する各成分の抑制度合いを均等にする操安性向上モードとを有し、前記乗り心地向上モードと前記操安性向上モードとにおいて、車速が高いほど、前記操安性向上モードの重みを大きくし、車速が低いほど、前記乗り心地向上モードの重みを大きくする。 To solve the above problems, the present invention, among the components constituting the sprung behavior of the vehicle body estimated fuel consumption as compared with the case of setting lower the suppression level by high rather sets the degree of suppression of the pitch fluctuation component Based on the fuel efficiency improvement mode for improving the vehicle and other modes set to suppress the components constituting the sprung behavior of the vehicle body with a degree of suppression different from that of the fuel efficiency improvement mode. Calculate the force correction torque. Then, each of the calculated correction torques is added according to a weighting coefficient determined based on the traveling state of the vehicle, and a command value of the correction torque for the required braking / driving torque determined by the driver's braking / driving operation is calculated. As other modes, among the components constituting the sprung behavior of the vehicle body, a ride comfort improvement mode in which the degree of suppression of the pitch fluctuation component and the bounce component is set higher than the degree of suppression of the other components; A stability improvement mode that equalizes the degree of suppression of each component constituting the behavior, and the higher the vehicle speed in the ride comfort improvement mode and the stability improvement mode, the better the stability improvement mode. The weight is increased, and the weight of the riding comfort improvement mode is increased as the vehicle speed is lower.
本発明によれば、車両の走行状況に応じて、燃費向上性能と他の性能との重視度合いを変化させて制駆動力制御を行うことができる。
したがって、燃費の向上と、操縦安定性および乗り心地性能との両立を図ることが可能となる。
According to the present invention, the braking / driving force control can be performed by changing the degree of emphasis between the fuel efficiency improvement performance and the other performance in accordance with the traveling state of the vehicle.
Therefore, it is possible to achieve both improvement in fuel consumption, steering stability and riding comfort performance.
次に、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
本実施形態の制駆動力制御装置は、後輪駆動式の自動車に搭載し、動力源であるエンジンが発生するトルクを制御することで、車体のばね上挙動を制御するものである。具体的には、本実施形態の制駆動力制御装置は、輪荷重変動の抑制、操舵応答性の向上、ロール挙動の抑制、および、燃費の向上を可能とするものである。
Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The braking / driving force control device of this embodiment is mounted on a rear wheel drive type automobile and controls the sprung behavior of the vehicle body by controlling the torque generated by the engine as the power source. Specifically, the braking / driving force control device of the present embodiment is capable of suppressing wheel load fluctuations, improving steering responsiveness, suppressing roll behavior, and improving fuel consumption.
(構成)
図1は、第1実施形態の車両の概略構成を表す概念図である。
図1に示すように、車両1は、操舵角センサ2、アクセル開度センサ3、ブレーキペダル踏力センサ4、および車輪速センサ5を備える。
操舵角センサ2は、ステアリングコラムに設置したものであり、ステアリングホイール6による操舵角δoを検出する。そして、操舵角センサ2は、ステアリングホイール6による操舵角δoの検出結果を表す検出信号を後述するエレクトロニックコントロールユニット(以下、適宜「ECU」と称する。)12に出力する。
(Constitution)
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the
The
アクセル開度センサ3は、アクセルペダルに配設し、アクセル開度を検出する。アクセル開度とは、アクセルペダルの踏み込み量である。そして、アクセル開度センサ3は、アクセル開度の検出結果を表す検出信号をECU12に出力する。
ブレーキペダル踏力センサ4は、ブレーキペダルに設置したものであり、ブレーキペダルの踏力を検出する。そして、ブレーキペダル踏力センサ4は、ブレーキペダルの踏力の検出結果を表す検出信号をECU12に出力する。
The
The brake pedal depression force sensor 4 is installed on the brake pedal and detects the depression force of the brake pedal. Then, the brake pedal depression force sensor 4 outputs a detection signal indicating the detection result of the depression force of the brake pedal to the
車輪速センサ5は、車輪5FL〜5RRそれぞれに設置したものであり、車輪5FL〜5RRそれぞれの車輪速VwFL〜VwRRを検出する。そして、車輪速センサ5は、車輪5FL〜5RRの車輪速VwFL〜VwRRを表す検出信号をECU12に出力する。
また、車両1は、ディファレンシャルギア7、エンジン8および変速機9を備える。
ディファレンシャルギア7は、後輪(駆動輪)5RL,5RRのそれぞれに設けたアクスルシャフト11間に設置したものであり、変速機9の出力軸を介して入力したエンジン8の回転を、それぞれの回転差を許容して左右の後輪に伝達する。
The
The
The differential gear 7 is installed between the
エンジン8は、ECU12から入力する指令に応じてトルクを発生する。そして、エンジン8は、発生したトルクを出力軸の回転として変速機9に出力する。
変速機9は、エンジン8の出力軸の回転を、運転者がシフト操作によって設定したギア比に応じて変換し、ドライブシャフト10を介して後輪5RL,5RRに出力する。
さらに、車両1はECU12を備える。
The
The
Further, the
ECU12は、マイクロプロセッサからなる。マイクロプロセッサは、A/D変換回路、D/A変換回路、中央演算処理装置およびメモリ等から構成した集積回路を備える。そして、ECU12は、メモリが格納するプログラムに従って、センサ類2〜5が出力した検出信号に基づき、エンジン8に出力させるトルクを算出し、算出したトルクをエンジン8に出力させる。また、ECU12は、ブレーキペダル踏力センサ4から入力する検出信号に基づいて、ブレーキ液圧を制御することにより、車輪5FL〜5RRに設置したブレーキアクチュエータ5BFL〜5BRRによって制動力を付与する。
ECU12 consists of a microprocessor. The microprocessor includes an integrated circuit including an A / D conversion circuit, a D / A conversion circuit, a central processing unit, a memory, and the like. Then, the
図2は、第1実施形態の車両の機能構成を表すブロック図である。
図2に示すように、車両1は、制駆動トルク付与手段100、挙動推定手段101、補正トルク算出手段102、重み係数算出手段103、およびトルク指令値算出手段104を備える。
図2において、制駆動トルク付与手段100は、ブレーキアクチュエータ5BFL〜5BRR、ディファレンシャルギア7、エンジン8および変速機9に対応する。また、挙動推定手段101、補正トルク算出手段102、重み係数算出手段103およびトルク指令値算出手段104は、ECU12に対応する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the vehicle according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the
In FIG. 2, the braking / driving torque applying means 100 corresponds to the brake actuators 5BFL to 5BRR, the differential gear 7, the
制駆動トルク付与手段100は、後述するトルク指令値算出手段104が算出した補正トルクの指令値に基づいて、車輪に制動トルクあるいは駆動トルクを付与する。
挙動推定手段101は、車両の走行状況に基づいて、車体のばね上挙動を推定する。そして、挙動推定手段101は、車体のばね上挙動の推定結果を補正トルク算出手段102に出力する。
The braking / driving torque applying means 100 applies braking torque or driving torque to the wheel based on a correction torque command value calculated by a torque command value calculating means 104 described later.
The
補正トルク算出手段102は、挙動推定手段101が推定した車体のばね上挙動を構成する成分のうち、ピッチ変動成分の抑制度合いを他の成分の抑制度合いよりも高く設定した燃費向上モードと、車体のバネ上挙動を構成する成分を燃費向上モードと異なる抑制度合いで抑制するように設定した他のモード(例えば、後述する乗り心地向上モードおよび操安性向上モード)とに基づいて、車両の走行状況に対応する制駆動力の補正トルクを算出する。 The correction torque calculation means 102 includes a fuel efficiency improvement mode in which the degree of suppression of the pitch fluctuation component is set higher than the degree of suppression of other components among the components constituting the sprung behavior of the vehicle body estimated by the behavior estimation means 101, and the vehicle body The vehicle travels based on other modes (for example, a ride comfort improvement mode and a maneuverability improvement mode, which will be described later) set so as to suppress components constituting the sprung behavior of the vehicle at a degree of suppression different from that of the fuel efficiency improvement mode. A correction torque of braking / driving force corresponding to the situation is calculated.
重み係数算出手段103は、車両の走行状況(車速やピッチ角速度等)に基づいて、燃費向上モードと他のモードとの重み係数を算出する。
トルク指令値算出手段104は、補正トルク算出手段102が算出した補正トルクに、重み係数算出手段103が算出した重み係数を乗算して加算することにより、最終的な補正トルクの指令値を算出する。そして、トルク指令値算出手段104は、算出した補正トルクの指令値を制駆動トルク付与手段100に出力する。
The weighting factor calculating means 103 calculates a weighting factor between the fuel efficiency improvement mode and other modes based on the running state of the vehicle (vehicle speed, pitch angular velocity, etc.).
The torque command value calculation means 104 calculates the final correction torque command value by multiplying the correction torque calculated by the correction torque calculation means 102 by the weight coefficient calculated by the weight coefficient calculation means 103 and adding the result. . Then, the torque command
図3は、マイクロプロセッサが実行するプログラムの構成を表すブロック図である。
ECU12は、マイクロプロセッサが実行するプログラムにより、図3の制御ブロックを構成する。この制御ブロックは、ドライバ要求トルク演算部13、加算器14、トルク指令値演算部15および駆動力車体制振制御部16を備える。
ドライバ要求トルク演算部13は、アクセル開度センサ3が出力した検出信号、およびブレーキペダル踏力センサ4が出力した検出信号に基づいてドライバ要求トルクを算出する。ドライバ要求トルクとは、運転者がエンジン8に要求する出力トルクである。ドライバ要求トルクは、エンジン8の回転軸におけるトルク値であるモータ端値で表す。そして、ドライバ要求トルク演算部13は、算出したドライバ要求トルクを加算器14および駆動力車体制振制御部16に出力する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a program executed by the microprocessor.
ECU12 comprises the control block of FIG. 3 with the program which a microprocessor performs. This control block includes a driver request
The driver
なお、本実施形態では、アクセル開度センサ3が出力した検出信号、およびブレーキペダル踏力センサ4が出力した検出信号に基づいてドライバ要求トルクを算出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、アクセル開度センサ3等、各種センサによる検出値そのものをドライバ要求トルクとする構成としてもよい。
In the present embodiment, an example in which the driver request torque is calculated based on the detection signal output from the
加算器14は、ドライバ要求トルク演算部13が出力したドライバ要求トルクに、駆動力車体制振制御部16が出力したドライバトルク補正値を加算する。これにより、ドライバ要求トルクを補正する。ドライバトルク補正値とは、ドライバ要求トルク、車輪速VwFL〜VwRR、エンジン回転数および操舵角δoに基づき、後述するように駆動力車体制振制御部16が算出する補正値である。そして、ドライバ要求トルク演算部13は、補正したドライバ要求トルクを補正後要求トルクとしてトルク指令値演算部15に出力する。
トルク指令値演算部15は、加算器14が出力した補正後要求トルク、およびVDC(Vehicle Dynamics Control)やTCS(Traction Control System)等の他のシステムの出力に基づいて、エンジン8に出力させるトルクを算出する。そして、トルク指令値演算部15は、算出したトルクを指令値としてエンジン8に出力する。
The
The torque command
図4は、駆動力車体制振制御部16の構成を表すブロック図である。
図5は、駆動力車体制振制御部16の動作を表すフローチャートである。
図4に示すように、駆動力車体制振制御部16は、入力変換部17、車体振動推定部18、トルク指令値算出部19およびモード重み係数算出部16Aを備える。
入力変換部17は、操舵角センサ2、アクセル開度センサ3、ブレーキペダル踏力センサ4および車輪速センサ5が出力した検出信号が表す情報を、車体振動推定部18で用いる車両モデル26の入力形式に変換する。具体的には、入力変換部17は、駆動トルク変換部20、サスストローク算出部21、上下力変換部22、車体速度推定部23、旋回挙動推定部24、および旋回抵抗推定部25を備える。
FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the driving power wheel system
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the driving power wheel system
As shown in FIG. 4, the driving power vehicle
The
駆動トルク変換部20は、ドライバ要求トルク演算部13が出力したドライバ要求トルクを読み込む(図5のステップS101)。続いて、駆動トルク変換部20は、読み込んだドライバ要求トルクに変速機9のギア比を乗算する。これにより、ドライバ要求トルクをモータ端値から駆動軸端値に変換する(図5のステップS102)。ここで、駆動軸端値とは、後輪5RL,5RRにおけるトルク値である。そして、駆動トルク変換部20は、乗算結果を駆動トルクTwとして車体振動推定部18に出力する。ここで、駆動トルクTwとは、ドライバ要求トルクの駆動軸端値である。
The
図6は、サスストローク算出部21の構成を表すブロック図である。
図7は、サスストローク算出部21の動作を表すフローチャートである。
サスストローク算出部21は、車輪速センサ5が出力した検出信号、つまり、車輪速VwFL〜VwRRを表す検出信号に基づいて、前後輪5FL〜5RRのサスペンションのストローク量Zf、Zrおよびストローク速度dZf、dZrを算出する。具体的には、図6に示すように、サスストローク算出部21は、平均前輪速演算部37、平均後輪速演算部38、前輪用バンドパスフィルタ処理部39、後輪用バンドパスフィルタ処理部40、前輪サスストローク算出部41および後輪サスストローク算出部42を備える。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the suspension
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the suspension
The suspension
平均前輪速演算部37は、前輪5FL、5FRの車輪速センサ5が出力した検出信号を読み込む(図5のステップS103、図7のステップS201)。続いて、平均前輪速演算部37は、読み込んだ検出信号に基づいて平均前輪速VwF=(VwFL+VwFR)/2を算出する(図7のステップS202)。そして、平均前輪速演算部37は、算出した平均前輪速VwFを前輪用バンドパスフィルタ処理部39に出力する。
The average front wheel
平均後輪速演算部38は、後輪5RL、5RRの車輪速センサ5が出力した検出信号を読み込む(図5のステップS103、図7のステップS201)。続いて、平均後輪速演算部38は、読み込んだ後輪速VwRL、VwRRに基づいて平均後輪速VwR=(VwRL+VwRR)/2を算出する(図7のステップS202)。そして、平均後輪速演算部38は、算出した平均後輪速VwRを後輪用バンドパスフィルタ処理部40に出力する。
The average rear wheel
前輪用バンドパスフィルタ処理部39は、平均前輪速演算部37が出力した平均前輪速VwFから車体共振周波数付近の成分のみを抽出する。そして、前輪用バンドパスフィルタ処理部39は、抽出した車体共振周波数近傍振動成分fVwFを前輪サスストローク算出部41、および後輪サスストローク算出部42に出力する(図7のステップS203)。
The front wheel band pass
後輪用バンドパスフィルタ処理部40は、平均後輪速演算部38が出力した平均後輪速VwRから車体共振周波数付近の成分のみを抽出する。そして、後輪用バンドパスフィルタ処理部40は、抽出した車体共振周波数近傍振動成分fVwRを前輪サスストローク算出部41、および後輪サスストローク算出部42に出力する(図7のステップS203)。
このように、本実施形態では、平均前輪速VwFおよび平均後輪速VwRから車体共振周波数付近の成分fVwF、fVwRのみを抽出するようにした。それゆえ、車両1全体の加減速による車輪速変動やノイズ成分を平均前輪速VwFおよび平均後輪速VwRから除去でき、車体振動を表す車輪速成分のみを抽出することができる。
The rear wheel band pass
Thus, in this embodiment, only the components fVwF and fVwR in the vicinity of the vehicle body resonance frequency are extracted from the average front wheel speed VwF and the average rear wheel speed VwR. Therefore, wheel speed fluctuations and noise components due to acceleration / deceleration of the
図8は、サスペンションのストローク量の算出方法を説明するための図である。
図9は、前輪サスペンションジオメトリ特性を表すグラフである。
図10は、後輪サスペンションジオメトリ特性を表すグラフである。
前輪サスストローク算出部41は、前輪用バンドパスフィルタ処理部39が抽出した車体共振周波数近傍振動成分fVwFに基づいて、前輪5FL、5FRの前後方向変位Xtfを算出する。続いて、前輪サスストローク算出部41は、算出した前後方向変位Xtfに時間微分を行って時間微分値dXtfを算出する。続いて、前輪サスストローク算出部41は、算出した前後方向変位Xtfおよび時間微分値dXtfに基づき、下記(1)(2)式に従ってサスペンションのストローク量Zfおよびストローク速度dZfを算出する。そして、前輪サスストローク算出部41は、算出結果を上下力変換部22に出力する。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of calculating the stroke amount of the suspension.
FIG. 9 is a graph showing the front wheel suspension geometry characteristics.
FIG. 10 is a graph showing the rear wheel suspension geometry characteristics.
The front wheel suspension stroke calculation unit 41 calculates the longitudinal displacement Xtf of the front wheels 5FL and 5FR based on the vehicle body resonance frequency vicinity vibration component fVwF extracted by the front wheel bandpass
Zf=KgeoF・Xtf (1)
dZf=KgeoF・dXtf (2)
ここで、KgeoFは、図9の前輪サスペンションジオメトリ特性を表すグラフの原点付近における勾配である。図9のグラフは、横軸が前輪5FL、5FRの前後方向変位Xtfを表し、縦軸が前輪5FL、5FRの上方における車体の上下変位Zfを表し、前後方向変位Xtfと車体の上下変位Zfとの関係を表すグラフである。
Zf = KgeoF · Xtf (1)
dZf = KgeoF ・ dXtf (2)
Here, KgeoF is the gradient near the origin of the graph representing the front wheel suspension geometry characteristic of FIG. In the graph of FIG. 9, the horizontal axis represents the longitudinal displacement Xtf of the front wheels 5FL, 5FR, the vertical axis represents the vertical displacement Zf of the vehicle body above the front wheels 5FL, 5FR, the longitudinal displacement Xtf, and the vertical displacement Zf of the vehicle body. It is a graph showing the relationship.
後輪サスストローク算出部42は、後輪用バンドパスフィルタ処理部40が抽出した車体共振周波数近傍振動成分fVwRに基づいて、後輪5RL、5RRの前後方向変位Xtrを算出する。続いて、後輪サスストローク算出部42は、算出した前後方向変位Xtrに時間微分を行って時間微分値dXtrを算出する。続いて、後輪サスストローク算出部42は、算出した前後方向変位Xtrおよび時間微分値dXtrに基づき、下記(3)(4)式に従ってサスペンションのストローク量Zrおよびストローク速度dZrを算出する。そして、前輪サスストローク算出部41は、算出結果を上下力変換部22に出力する。
The rear wheel suspension
Zr=KgeoR・Xtr (3)
dZr=KgeoR・dXtr (4)
ここで、KgeoRは、図10の後輪サスペンションジオメトリ特性を表すグラフの原点付近における勾配である。図10のグラフは、横軸が後輪5RL、5RRの前後方向変位Xtrを表し、縦軸が後輪5RL、5RRの上方における車体の上下変位Zrを表し、前後方向変位Xtrと車体の上下変位Zrとの関係を表すグラフである。
Zr = KgeoR ・ Xtr (3)
dZr = KgeoR ・ dXtr (4)
Here, KgeoR is the gradient near the origin of the graph representing the rear wheel suspension geometry characteristics of FIG. In the graph of FIG. 10, the horizontal axis represents the longitudinal displacement Xtr of the rear wheels 5RL, 5RR, the vertical axis represents the vertical displacement Zr of the vehicle body above the rear wheels 5RL, 5RR, and the longitudinal displacement Xtr and the vertical displacement of the vehicle body. It is a graph showing the relationship with Zr.
図4に戻り、上下力変換部22は、サスストローク算出部21が出力したストローク量Zfにばね定数Kfを乗算するとともに、サスストローク算出部21が出力したストローク速度dZfに減衰係数Cfを乗算する。ここで、ばね定数Kfとは、前輪5FL、5FRのサスペンションのばね定数である。また、減衰係数Cfとは、前輪5RL、5FRのサスペンション(ショックアブソーバ)の減衰係数である。そして、上下力変換部22は、これらの乗算結果の合計値を前輪5FL、5FRの上下力Fzfとして車体振動推定部18に出力する(図5のステップS105)。ここで、上下力とは、路面から車輪5FL〜5RRに加わる路面外乱によって、車体に加わる外力である。
Returning to FIG. 4, the vertical
また、上下力変換部22は、サスストローク算出部21が出力したストローク量Zrにばね定数Krを乗算するとともに、サスストローク算出部21が出力したストローク速度dZrに減衰係数Crを乗算する。ここで、ばね定数Krとは、後輪5RL、5RRのサスペンションのばね定数である。また、減衰係数Crとは、後輪5RL、5RRのサスペンション(ショックアブソーバ)の減衰係数である。そして、上下力変換部22は、これらの乗算結果の合計値を後輪5RL、5RRの上下力Fzrとして車体振動推定部18に出力する(図5のステップS105)。
The vertical
なお、本実施形態では、車輪速VWFL〜VWRRに基づいてサスペンションのストローク量およびストローク速度を算出し、算出したストローク量およびストローク速度に基づいて上下力Fzf、Fzrを算出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、サスペンションのストローク量を検出するストロークセンサを設け、ストロークセンサによるストローク量の検出値および検出結果の時間微分値に基づいて上下力Fzf、Fzrを算出する構成としてもよい。また、ストロークセンサ等、各種センサによる検出値そのものを上下力Fzf、Fzrとする構成としてもよい。 In the present embodiment, the suspension stroke amount and stroke speed are calculated based on the wheel speeds VWFL to VWRR, and the vertical forces Fzf and Fzr are calculated based on the calculated stroke amount and stroke speed. Other configurations can also be employed. For example, a stroke sensor that detects the stroke amount of the suspension may be provided, and the vertical forces Fzf and Fzr may be calculated based on the stroke amount detected by the stroke sensor and the time differential value of the detection result. Moreover, it is good also as a structure which uses the detection value itself by various sensors, such as a stroke sensor, as the vertical forces Fzf and Fzr.
車体速度推定部23は、前輪5FL,5FR(従動輪)の車輪速センサ5が出力した検出信号を読み込む。続いて、平均後輪速演算部38は、読み込んだ検出信号に基づいて車体速度V=(VwRL+VwRR)/2を算出する。そして、車体速度推定部23は、算出した車体速度Vを旋回挙動推定部24に出力する。
旋回挙動推定部24は、車体速度推定部23が出力した検出信号、および操舵角センサ2が出力した検出信号に基づき、下記(5)(6)式に従ってヨー角速度γおよび車体横滑り角βvを算出する。そして、旋回挙動推定部24は、算出したヨー角速度γおよび車体横滑り角βvを旋回抵抗推定部25に出力する。また、旋回挙動推定部24は、これら算出結果とともに、操舵角センサ2の検出信号が表す操舵角δoも出力する
The vehicle body
The turning
ここで、Vは車体速度、δは操舵角δoに基づいて算出したタイヤ転舵角、lはホイールベース、lfは車体重心から前車軸までの距離、lrは車体重心から後車軸までの距離、mは車重である。また、Cpfは前輪5FL、5FRのタイヤコーナリングパワー、Cprは後輪5RL、5RRのタイヤコーナリングパワーである。 Where V is the vehicle speed, δ is the tire turning angle calculated based on the steering angle δo, l is the wheelbase, lf is the distance from the center of gravity of the vehicle body to the front axle, lr is the distance from the center of gravity of the vehicle body to the rear axle, m is the vehicle weight. Cpf is the tire cornering power of the front wheels 5FL and 5FR, and Cpr is the tire cornering power of the rear wheels 5RL and 5RR.
旋回抵抗推定部25は、旋回挙動推定部24が出力したヨー角速度γ、車体横滑り角βv、および操舵角δoに基づき、下記(7)式に従って、前輪5FL、5FRの旋回抵抗Fcfを算出する。ここで、旋回抵抗Fcfとは、操舵によって路面から車輪5FL〜5RRに加わる抵抗であり、スリップ角の発生によって車輪5FL〜5RRに加わる横力の車両前後方向成分である。そして、旋回抵抗推定部25は、算出した旋回抵抗Fcfを車両モデル26に出力する。
The turning
Fcf=βf・Fyf (7)
βf=βv+Lf・γ/V−δ
Fyf=βf・Cpf
ここで、δは操舵角δoに基づいて算出したタイヤ転舵角、Lfは車体重心から前車軸までの距離である。また、Cpfは前輪5FL、5FRのタイヤコーナリングパワー、βfは前輪5FL、5FRのスリップ角、Fyfは前輪5FL、5FRのコーナリングフォースである。
Fcf = βf ・ Fyf (7)
βf = βv + Lf · γ / V−δ
Fyf = βf · Cpf
Here, δ is the tire turning angle calculated based on the steering angle δo, and Lf is the distance from the center of gravity of the vehicle body to the front axle. Cpf is the tire cornering power of the front wheels 5FL and 5FR, βf is the slip angle of the front wheels 5FL and 5FR, and Fyf is the cornering force of the front wheels 5FL and 5FR.
また、旋回抵抗推定部25は、旋回挙動推定部24が出力したヨー角速度γ、車体横滑り角βv、および操舵角δoに基づき、下記(8)式に従って、後輪5RL、5RRの旋回抵抗Fcrを算出する。そして、旋回抵抗推定部25は、算出した旋回抵抗Fcrを車両モデル26に出力する。
Fcr=βr・Fyr (8)
βr=βv−Lr・γ/V
Fyr=βr・Cpr
ここで、δは操舵角δoに基づいて算出したタイヤ転舵角、Lrは車体重心から後車軸までの距離である。また、Cprは後輪5RL、5RRのタイヤコーナリングパワー、βrは後輪5FL、5FRのスリップ角、Fyrは後輪5FL、5FRのコーナリングフォースである。
Further, the turning
Fcr = βr · Fyr (8)
βr = βv−Lr ・ γ / V
Fyr = βr · Cpr
Here, δ is a tire turning angle calculated based on the steering angle δo, and Lr is a distance from the center of gravity of the vehicle body to the rear axle. Cpr is the tire cornering power of the rear wheels 5RL and 5RR, βr is the slip angle of the rear wheels 5FL and 5FR, and Fyr is the cornering force of the rear wheels 5FL and 5FR.
なお、本実施形態では、車体速度Vおよび操舵角δoに基づいて旋回抵抗Fcf、Fcrを算出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、操舵角センサ2等、各種センサによる検出値そのものを旋回抵抗Fcf、Fcrとする構成としてもよい。
車体振動推定部18は、入力変換部17が出力した駆動トルクTw、上下力Fzf、Fzrおよび旋回抵抗Fcf、Fcrに基づいて、車体のばね上挙動を構成する成分を算出する。具体的には、車体振動推定部18は、車両モデル26を備える。
In the present embodiment, the example in which the turning resistances Fcf and Fcr are calculated based on the vehicle body speed V and the steering angle δo has been shown, but other configurations may be employed. For example, the detection values themselves by various sensors such as the
The vehicle body
図11は、車両モデル26を説明するための図である。
車両モデル26は、車体のばね上挙動を構成する成分のうち、駆動トルクTwに起因する成分、上下力Fzf、Fzrに起因する成分、および旋回抵抗Fcf、Fcrに起因する成分を算出する。すなわち、車体のばね上挙動は種々の物理量で表すことができ、また、これら種々の物理量のそれぞれが種々の成分を含んでなるところ、車両モデル26は、これら種々の成分のうち、上記した3つの成分を個別に算出する。ここで、車体のばね上挙動としては、車体のピッチ軸回りの回転運動、およびバウンス方向の上下運動を採用できる。また、車体のばね上挙動を表す物理量としては、車体のバウンス速度dZv、バウンス量Zv、ピッチ角速度dθp、ピッチ角θpを採用できる。これら物理量dZv、Zv、dθp、θpは、下記(9)(10)式に示すように、前輪荷重Wf、および後輪荷重Wrを定義するうえで必要となるパラメータである。
FIG. 11 is a diagram for explaining the vehicle model 26.
The vehicle model 26 calculates a component caused by the driving torque Tw, a component caused by the vertical forces Fzf and Fzr, and a component caused by the turning resistances Fcf and Fcr among components constituting the sprung behavior of the vehicle body. That is, the sprung behavior of the vehicle body can be expressed by various physical quantities, and each of these various physical quantities includes various components, and the vehicle model 26 includes the above-described 3 of the various components. One component is calculated separately. Here, as the sprung behavior of the vehicle body, rotational motion around the pitch axis of the vehicle body and vertical motion in the bounce direction can be employed. As physical quantities representing the sprung behavior of the vehicle body, the bounce speed dZv, the bounce amount Zv, the pitch angular velocity dθp, and the pitch angle θp of the vehicle body can be adopted. These physical quantities dZv, Zv, dθp, and θp are parameters necessary for defining the front wheel load Wf and the rear wheel load Wr, as shown in the following equations (9) and (10).
Wf=−2Kf(Zv+Lf・θp)−2Cf(dZv+Lf・dθp/dt) ・・・(9)
Wr=−2Kr(Zv+Lr・θp)−2Cr(dZv−Lr・dθp/dt) ・・・(10)
ここで、Kfは前輪5FL、5FRのサスペンションのばね定数、Cfは前輪5RL、5FRのサスペンション(ショックアブソーバ)の減衰係数である。また、Krは後輪5RL、5RRのサスペンションのばね定数、Crは後輪5RL、5RRのサスペンション(ショックアブソーバ)の減衰係数である。また、Lfは車体重心から前車軸までの距離、Lrは車体重心から後車軸までの距離、θpは車体のピッチ角である。
Wf = −2Kf (Zv + Lf · θp) −2Cf (dZv + Lf · dθp / dt) (9)
Wr = −2Kr (Zv + Lr · θp) −2Cr (dZv−Lr · dθp / dt) (10)
Here, Kf is a spring constant of the suspension of the front wheels 5FL and 5FR, and Cf is a damping coefficient of the suspension (shock absorber) of the front wheels 5RL and 5FR. Kr is a spring constant of the suspension of the rear wheels 5RL and 5RR, and Cr is a damping coefficient of the suspension (shock absorber) of the rear wheels 5RL and 5RR. Lf is the distance from the center of gravity of the vehicle body to the front axle, Lr is the distance from the center of gravity of the vehicle body to the rear axle, and θp is the pitch angle of the vehicle body.
具体的には、車両モデル26は、駆動トルク変換部20が出力した駆動トルクTwに基づき、車体のばね上挙動を構成する成分のうち、駆動トルクTwに起因する成分(車体のバウンス速度、バウンス量、ピッチ角速度、ピッチ角)を算出する。駆動トルクTwに起因する成分の算出は、Fzf、Fzr、Fcf、Fcrを「0」とし、下記(11)(12)式に従って行う(図5のステップS112)。そして、車両モデル26は、算出した成分をトルク指令値算出部19に出力する。なお、次式においては、微分値をドット付きの符号によって表している。
Specifically, the vehicle model 26 is based on the drive torque Tw output from the drive
ここで、図11に示すように、Ipはピッチ軸回りの慣性モーメント、hcgは車体重心の高さ、Rtは車輪重心の高さ、θpはピッチ角である。また、zvは重心位置の上下移動、Ff,Frは前後輪における車両上下方向の力、Rtは車輪重心の高さ、Twは駆動トルク、Mはバネ上質量である。
また、車両モデル26は、上下力変換部22が出力した上下力Fzf、Fzrに基づき、車体のばね上挙動を構成する成分のうち、上下力Fzf、Fzrに起因する成分(車体のバウンス速度、バウンス量、ピッチ角速度、ピッチ角)を算出する。上下力Fzf、Fzrに起因する成分の算出は、Tw、Fcf、Fcrを「0」とし、上記(11)(12)式に従って行う(図5のステップS112)。そして、車両モデル26は、算出した成分をトルク指令値算出部19に出力する。
Here, as shown in FIG. 11, Ip is the moment of inertia around the pitch axis, hcg is the height of the center of gravity of the vehicle body, Rt is the height of the center of gravity of the wheel, and θp is the pitch angle. Also, zv is the vertical movement of the center of gravity position, Ff and Fr are the vertical force of the vehicle on the front and rear wheels, Rt is the height of the wheel center of gravity, Tw is the driving torque, and M is the mass on the spring.
Further, the vehicle model 26 is based on the vertical forces Fzf and Fzr output from the
なお、本実施形態では、車体のばね上挙動を構成する成分のうちから、駆動トルクTwに起因する成分、および上下力Fzf、Fzrに起因する成分を算出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、車体のバウンス速度、バウンス量、ピッチ角速度、およびピッチ角の少なくともいずれか、またはこれらの合成値を構成する成分のうちから、駆動トルクTwに起因する成分、および上下力Fzf、Fzrに起因する成分を算出する構成としてもよい。合成値としては、例えば、車体のバウンス速度、バウンス量、ピッチ角速度、およびピッチ角のそれぞれに係数を乗じ、乗算結果を合計した値等を採用できる。 In the present embodiment, an example is shown in which the component caused by the driving torque Tw and the components caused by the vertical forces Fzf and Fzr are calculated from the components constituting the sprung behavior of the vehicle body. Can also be adopted. For example, at least one of the bounce speed, the bounce amount, the pitch angular speed, and the pitch angle of the vehicle body, or a component that constitutes a composite value thereof, a component caused by the driving torque Tw, and a vertical force Fzf, Fzr It is good also as a structure which calculates the component to perform. As the composite value, for example, a value obtained by multiplying each of the bounce speed, the bounce amount, the pitch angular speed, and the pitch angle of the vehicle body by a coefficient and summing the multiplication results can be employed.
また、車両モデル26は、旋回抵抗推定部25が出力した旋回抵抗Fcf、Fcrに基づき、車体のばね上挙動を構成する成分のうち、上下力Fzf、Fzrに起因する成分(車体のバウンス速度、バウンス量、ピッチ角速度、ピッチ角)を算出する。旋回抵抗Fcf、Fcrに起因する成分の算出は、Tw、Fzf、Fzrを「0」とし、上記(11)(12)式に従って行う(図5のステップS112)。続いて、車両モデル26は、算出した成分に基づき、車体のばね上挙動を構成する成分のうち、旋回抵抗Fcf、Fcrに起因する成分dWf、dWr、dSF、SFを算出する。ただし、dWfは前輪荷重の変動速度、dWrは後輪荷重の変動速度、dSFは前後バランスの変動速度、およびSF前後バランスである。旋回抵抗Fcf、Fcrに起因する成分dWf、dWr、dSF、SFの算出は、上記(9)(10)式に従って行う(図5のステップS112)。そして、車両モデル26は、算出した成分dWf、dWr、dSF、SFをトルク指令値算出部19に出力する。
Further, the vehicle model 26 is based on the turning resistances Fcf and Fcr output from the turning
なお、本実施形態では、車体のばね上挙動を構成する成分のうち、旋回抵抗Fcf、Fcrに起因する成分を算出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、前輪荷重、前輪荷重の変動速度、ピッチ角速度、およびピッチ角の少なくともいずれか、またはこれらの合成値を構成する成分のうちから、旋回抵抗Fcf、Fcrに起因する成分、および上下力Fzf、Fzrに起因する成分を算出する構成としてもよい。合成値としては、例えば、前輪荷重、前輪荷重の変動速度、ピッチ角速度、およびピッチ角のそれぞれに係数を乗じ、乗算結果を合計した値等を採用できる。 In the present embodiment, an example is shown in which components due to the turning resistances Fcf and Fcr are calculated from among the components constituting the sprung behavior of the vehicle body, but other configurations may be employed. For example, at least one of the front wheel load, the front wheel load fluctuation speed, the pitch angular speed, and the pitch angle, or a component that forms a composite value thereof, a component caused by the turning resistance Fcf, Fcr, and a vertical force Fzf, It is good also as a structure which calculates the component resulting from Fzr. As the composite value, for example, a value obtained by multiplying each of the front wheel load, the fluctuation speed of the front wheel load, the pitch angular speed, and the pitch angle by a coefficient and totaling the multiplication results can be employed.
モード重み係数算出部16Aでは、車体速度Vと車両のピッチ角速度に基づいて、燃費向上モード(以下、適宜「Aモード」と称する。)、乗り心地向上モード(以下、適宜「Bモード」と称する。)、操安性向上モード(以下、適宜「Cモード」と称する。)のそれぞれの重み係数を算出する(図5のステップS113)。なお、ここでは、車両のピッチ角速度は、車両モデル26が算出したピッチ角速度の合計値を用いる。車体速度Vは、車体速度推定部23が算出した車体速度Vを用いる。
In the mode weight
ここで、燃費向上モード(Aモード)は、車体に発生する上下挙動(ピッチ、バウンス、前後軸バランスおよび輪荷重の変動)のうち、ピッチ変動の抑制を優先することにより、燃費を向上させるモードである。乗り心地向上モード(Bモード)は、車体に発生する上下挙動のうち、ピッチ変動およびバウンスの抑制を優先することにより、乗り心地を向上させるモードである。操安性向上モードは、車体に発生する上下挙動のうち、ピッチ、バウンス、前後軸バランスの変動の抑制のいずれも優先することなく、輪荷重の変動を助長することにより、操安性を向上させるモードである。 Here, the fuel efficiency improvement mode (A mode) is a mode in which fuel consumption is improved by giving priority to suppression of pitch fluctuation among vertical behaviors (pitch, bounce, front / rear axis balance and wheel load fluctuation) generated in the vehicle body. It is. The riding comfort improvement mode (B mode) is a mode for improving the riding comfort by giving priority to the suppression of pitch fluctuation and bounce among the vertical behaviors generated in the vehicle body. Stability improvement mode improves handling by promoting fluctuations in wheel load without giving priority to suppression of fluctuations in pitch, bounce, and front / rear axis balance among the vertical movements that occur in the vehicle body. It is a mode to make it.
図12は、乗り心地向上モード(Bモード)と操安性向上モード(Cモード)の重み係数を定めたマップを示す図である。
図12において、車速から、乗り心地向上モードと操安性向上モードの重み係数をそれぞれ算出する。
例えば、図12における点x1では、車速が中速であり、BモードおよびCモードの重みが共に0.5となる。
FIG. 12 is a diagram showing a map in which weighting factors for the ride comfort improvement mode (B mode) and the operability improvement mode (C mode) are determined.
In FIG. 12, the weighting factors of the riding comfort improvement mode and the maneuverability improvement mode are respectively calculated from the vehicle speed.
For example, at point x1 in FIG. 12, the vehicle speed is medium speed, and both the B mode and C mode weights are 0.5.
また、図13は、燃費向上モード(Aモード)と、乗り心地向上モードおよび操安性向上モード(BモードおよびCモード)との重み係数を定めたマップを示す図である。
図13において、ピッチ角速度から、図12によって算出した乗り心地向上モードおよび操安性向上モードの重み係数と、燃費向上モードとの重み係数を算出する。
例えば、図13における点x2では、ピッチ角速度が中程度であり、Aモードの重み係数と、BモードおよびCモードの重み係数とが共に0.5となる。したがって、車両1の状態が、図12の点x1、図13の点x2である場合、Aモードの重み係数は0.5、BモードおよびCモードの重み係数はそれぞれ0.25(0.5×0.5)となる。
FIG. 13 is a diagram showing a map that defines weighting factors for the fuel efficiency improvement mode (A mode) and the ride comfort improvement mode and the maneuverability improvement mode (B mode and C mode).
In FIG. 13, from the pitch angular velocity, the weighting factors for the riding comfort improvement mode and the handling improvement mode calculated according to FIG. 12 and the weighting factors for the fuel consumption improvement mode are calculated.
For example, at point x2 in FIG. 13, the pitch angular velocity is medium, and the A mode weight coefficient and the B mode and C mode weight coefficients are both 0.5. Therefore, when the state of the
なお、ピッチ角速度を重み係数の算出にそのまま使用すると、車体のピッチ角速度は周期的に変動することから、重み係数も振動周期に合わせて変化することとなる。そのため、ピッチ角速度のピークtoピーク(包絡線)を用いて、ピッチ角速度の振幅を重み係数の算出に使用すると、より適切に重み係数を算出できる。
ここで、燃費向上モードの作用について説明する。
図14は、燃費向上モードの作用を説明するための車両モデルを示す図である。
図14において、車体の速度は、次式に示す通りである。
If the pitch angular velocity is used as it is for the calculation of the weighting factor, the pitch angular velocity of the vehicle body changes periodically, so that the weighting factor also changes in accordance with the vibration cycle. Therefore, when the pitch angular velocity amplitude is used for calculating the weighting factor using the pitch angular velocity peak-to-peak (envelope), the weighting factor can be calculated more appropriately.
Here, the operation of the fuel efficiency improvement mode will be described.
FIG. 14 is a diagram illustrating a vehicle model for explaining the operation of the fuel efficiency improvement mode.
In FIG. 14, the speed of the vehicle body is as shown in the following equation.
なお、m1はバネ下質量、Mはバネ上質量、Rtは車輪重心の高さ、Iは車輪の回転の慣性モーメント、Twは制駆動トルクである。また、他の符号は図11と同様である。
これより、車体の速度は入力される制駆動トルクの積分に比例していることが判る。
一方、車体のエネルギEは次式に示すように、入力トルクTと相対角速度(車輪の回転角速度と車体の回転角速度の差分)を乗算することで算出できる。
Here, m 1 is the unsprung mass, M is the sprung mass, Rt is the height of the wheel center of gravity, I is the inertia moment of rotation of the wheel, and Tw is the braking / driving torque. Other reference numerals are the same as those in FIG.
From this, it can be seen that the speed of the vehicle body is proportional to the integral of the braking / driving torque inputted.
On the other hand, the energy E of the vehicle body can be calculated by multiplying the input torque T and the relative angular velocity (difference between the rotational angular velocity of the wheel and the rotational angular velocity of the vehicle body) as shown in the following equation.
なお、(14)式において、θTは車輪の回転角、θpは車体のピッチ角である。
即ち、同じ車速とする場合、相対角速度が小さいほど、エネルギが小さくて済むことが判る。
このため、相対角速度が小さい状況でトルクを付与することにより、エネルギ効率を高めることができる。これは、車体のピッチ角速度と逆位相にトルクを付与することに相当する。
In equation (14), θ T is the wheel rotation angle, and θp is the vehicle body pitch angle.
That is, when the vehicle speed is the same, it can be understood that the smaller the relative angular velocity, the smaller the energy.
For this reason, energy efficiency can be improved by giving torque in the situation where relative angular velocity is small. This corresponds to applying torque to the phase opposite to the pitch angular velocity of the vehicle body.
上記の作用により、ピッチ角速度が大きいところでは燃費向上効果が高くなる。
そこで、本発明においては、ピッチ角速度が大きい状況では燃費を向上させるようにピッチ抑制のゲインをバウンス抑制やフロント荷重ゲインに対して大きくする。また、ピッチ角速度が小さい状況では、車両の乗り心地性能、操安性能を向上させるようにゲインを変化させる。
Due to the above-described action, the fuel efficiency improvement effect is enhanced where the pitch angular velocity is large.
Therefore, in the present invention, in a situation where the pitch angular velocity is large, the pitch suppression gain is increased with respect to the bounce suppression and the front load gain so as to improve fuel efficiency. In a situation where the pitch angular velocity is small, the gain is changed so as to improve the riding comfort performance and the steering performance of the vehicle.
一方、ピッチ角速度が小さく、かつ車速が低い領域では、最大ではないものの燃費向上効果が期待できるため、ピッチ抑制とバウンス抑制のゲインをフロント荷重ゲインに対して大きくし、乗り心地性能を向上させる。
また、一般に車両速度が高い領域ではそもそもエネルギ消費量が大きく、燃費効果が低減する。そのため、ピッチ角速度が小さくかつ車速が高い領域では、最も燃費向上効果が小さいため、全てのゲインを均等に出力することにより操安性能を向上させる。
On the other hand, in a region where the pitch angular velocity is low and the vehicle speed is low, although not the maximum, it is possible to expect a fuel efficiency improvement effect. Therefore, the gain of pitch suppression and bounce suppression is increased with respect to the front load gain, thereby improving riding comfort performance.
In general, in a region where the vehicle speed is high, the energy consumption is large in the first place, and the fuel efficiency effect is reduced. For this reason, in the region where the pitch angular velocity is low and the vehicle speed is high, the fuel efficiency improvement effect is the smallest, so that the steering performance is improved by outputting all gains equally.
図4に戻り、トルク指令値算出部19は、車体振動推定部18が出力した車体のばね上挙動を構成する成分に基づいて、制御対象とする各状態量に対し、レギュレータ処理を行う。さらに、トルク指令値算出部19は、レギュレータ処理の結果に対し、A〜Cモードそれぞれのゲインセットおよび重み係数を乗算する。そして、トルク指令値算出部19は、これら乗算値の和をギア比に応じたトルクのエンジン端値に変換して出力する。
Returning to FIG. 4, the torque command
トルク指令値算出部19において制御対象とする状態量は、「駆動トルクによるピッチ速度」、「駆動トルクによるバウンス速度」、「外乱(車輪速からの推定分)によるピッチ速度」、「外乱(車輪速からの推定分)によるバウンス速度」、「外乱(車輪速からの推定分)による前後軸バランス変動」、「外乱(車輪速からの推定分)による前後軸バランス」、「旋回抵抗による前輪荷重変動」、「旋回抵抗による後輪荷重変動」とする。
The state quantities to be controlled in the torque command
そして、トルク指令値算出部19は、これら8つの状態量について設定したレギュレータゲインF1〜F5と、A〜Cモードに応じたチューニングゲインK1a〜K8a,K1b〜K8b,K1c〜K8c(以下、A〜Cモードそれぞれのチューニングゲインのセットを適宜「ゲインセット」と称する。)を設定する。
具体的には、トルク指令値算出部19は、第1レギュレータ27、第2レギュレータ28、第3レギュレータ29、第1チューニングゲイン設定部30、第2チューニングゲイン設定部31、第3チューニングゲイン設定部32、第1チューニングゲイン乗算部33、第2チューニングゲイン乗算部34、第3チューニングゲイン乗算部35、およびエンジントルク変換部36を備える。
Then, the torque command
Specifically, the torque command
第1レギュレータ27は、車両モデル26が出力した駆動トルクによるピッチ速度と、駆動トルクによるバウンス速度とを入力とし、これらに対応するレギュレータゲインF1,F2を入力値と乗算して、レギュレータ処理結果R1,R2を算出する。
第2レギュレータ28は、車両モデル26が出力した外乱(車輪速からの推定分)によるピッチ速度と、外乱(車輪速からの推定分)によるバウンス速度と、外乱(車輪速からの推定分)による前後軸バランス変動と、外乱(車輪速からの推定分)による前後軸バランスとを入力とし、これらに対応するレギュレータゲインF3〜F6を入力値と乗算して、レギュレータ処理結果R3〜R6を算出する。
The
The second regulator 28 depends on the pitch speed due to the disturbance (estimated from the wheel speed) output by the vehicle model 26, the bounce speed due to the disturbance (estimated from the wheel speed), and the disturbance (estimated from the wheel speed). The front-rear axis balance fluctuation and the front-rear axis balance due to disturbance (estimated from the wheel speed) are input, and the regulator gains F3-F6 corresponding to these are multiplied by the input values to calculate the regulator processing results R3-R6. .
第3レギュレータ29は、車両モデル26が出力した旋回抵抗による前輪荷重変動と、旋回抵抗による後輪荷重変動とを入力とし、これらに対応するレギュレータゲインF7,F8を入力値と乗算して、レギュレータ処理結果R7,R8を算出する。
第1チューニングゲイン設定部30は、第1レギュレータ27が出力したレギュレータ処理結果R1,R2に対するチューニングゲインを設定する。具体的には、第1チューニングゲイン設定部30は、レギュレータ処理結果R1,R2に対するAモードゲイン(1/2,0)、Bモードゲイン(1/4,1/4)、Cモードゲイン(1/8,1/8)を設定する。なお、第1チューニングゲイン設定部30が正値のチューニングゲインを設定すると、ピッチ変動およびバウンスを抑制する制御となる。
The third regulator 29 receives the front wheel load fluctuation caused by the turning resistance output from the vehicle model 26 and the rear wheel load fluctuation caused by the turning resistance, and multiplies the input values by regulator gains F7 and F8 corresponding to these fluctuations. Processing results R7 and R8 are calculated.
The first tuning
第2チューニングゲイン設定部31は、第2レギュレータ28が出力したレギュレータ処理結果R3〜R6に対するチューニングゲインを設定する。具体的には、第2チューニングゲイン設定部31は、ギュレータ処理結果R3〜R6に対するAモードゲイン(1/2,0,0,0)、Bモードゲイン(1/4,1/4,0,0)、Cモードゲイン(1/8,1/8,1/8,1/8)を設定する。なお、第2チューニングゲイン設定部30が正値のチューニングゲインを設定すると、ピッチ変動、バウンス、前後軸バランスの変動および前後軸バランスの差(静止時等の基準状態との差)を抑制する制御となる。
The second tuning gain setting unit 31 sets a tuning gain for the regulator processing results R3 to R6 output from the second regulator 28. Specifically, the second tuning gain setting unit 31 includes an A mode gain (1/2, 0, 0, 0) and a B mode gain (1/4, 1/4, 0, 0), C mode gain (1/8, 1/8, 1/8, 1/8) is set. In addition, when the second tuning
第3チューニングゲイン設定部32は、第3レギュレータ29が出力したレギュレータ処理結果R7,R8に対するチューニングゲインを設定する。具体的には、第3チューニングゲイン設定部32は、レギュレータ処理結果R7,R8に対するAモードゲイン(0,0)、Bモードゲイン(0,0)、Cモードゲイン(1/8,1/8)を設定する。なお、第3チューニングゲイン設定部32が負値のチューニングゲインを設定すると、輪荷重の変動を助長する制御となる。 The third tuning gain setting unit 32 sets a tuning gain for the regulator processing results R7 and R8 output from the third regulator 29. Specifically, the third tuning gain setting unit 32 performs A mode gain (0, 0), B mode gain (0, 0), C mode gain (1/8, 1/8) for the regulator processing results R7, R8. ) Is set. Note that when the third tuning gain setting unit 32 sets a negative tuning gain, control is performed to promote fluctuations in wheel load.
これら第1チューニングゲイン設定部30〜第3チューニングゲイン設定部32によって設定したチューニングゲインによって、A〜Cモードのゲインセットが決定する。
第1チューニングゲイン乗算部33は、各レギュレータが出力したレギュレータ処理結果R1〜R8にAモードゲインセットの各チューニングゲインを乗算し、乗算結果RA1〜RA8を算出する。また、第1チューニングゲイン乗算部33は、モード重み係数算出部16Aが出力したAモードの重み係数それぞれと、チューニングゲインの乗算結果RA1〜RA8を乗算し、Aモードトルク指令値TA1〜TA8を算出する(図5のステップS114)。
The gain set for the A to C mode is determined by the tuning gain set by the first tuning
The first tuning
第2チューニングゲイン乗算部34は、各レギュレータが出力したレギュレータ処理結果R1〜R8にBモードゲインセットの各チューニングゲインを乗算し、乗算結果RB1〜RB8を算出する。また、第2チューニングゲイン乗算部34は、モード重み係数算出部16Aが出力したBモードの重み係数それぞれと、チューニングゲインの乗算結果RB1〜RB8を乗算し、Bモードトルク指令値TB1〜TB8を算出する(図5のステップS115)。
The second
第3チューニングゲイン乗算部35は、各レギュレータが出力したレギュレータ処理結果R1〜R8にCモードゲインセットの各チューニングゲインを乗算し、乗算結果RC1〜RC8を算出する。また、第3チューニングゲイン乗算部35は、モード重み係数算出部16Aが出力したCモードの重み係数それぞれと、チューニングゲインの乗算結果RC1〜RC8を乗算し、Cモードトルク指令値TC1〜TC8を算出する(図5のステップS116)。
The third tuning
エンジントルク変換部36は、Aモードトルク指令値TA1〜TA8、Bモードトルク指令値TA1〜TB8およびCモードトルク指令値TC1〜TC8を合計し(図5のステップS117)、その合計値に変速機9のギア比を乗算する(図5のステップS118)。これにより、エンジントルク変換部36は、合計値を駆動軸端値からモータ端値に変換する。そして、エンジントルク変換部36は、乗算結果をトルク補正値として加算器14に出力する。
The engine
第1〜第3レギュレータにおいて各状態量にレギュレータゲインを積算した値を、車両の駆動トルクから減じると、各状態量は平衡状態(即ち、ここでは振動が止まる方向)に収束する。具体的には、各状態量に負のレギュレータゲインを積算した値を補正トルクとし、これを駆動トルクに加算することで、各状態量は平衡状態となる。 When the value obtained by adding the regulator gain to each state quantity in the first to third regulators is subtracted from the driving torque of the vehicle, each state quantity converges in an equilibrium state (that is, the direction in which vibration stops here). Specifically, a value obtained by adding a negative regulator gain to each state quantity is used as a correction torque, and this is added to the drive torque, so that each state quantity is in an equilibrium state.
ただし、駆動トルクを変動させることから、そのまま駆動トルクの指令値とすると、前後加速度の変動が運転者に違和感を与えたり、また、目的とする操舵応答性の向上やロール挙動抑制のための制御を実現することが困難になったりする。そこで、チューニングゲインK1a〜K6a,K1b〜K6b,K1c〜K6cは、振動を抑制する正方向の値で、かつ前後加速度変動が運転者に違和感を与えないと推定できる範囲の値(例えば実験値等)に設定する。一方、チューニングゲインK7a,K8a,K7b,K8b,K7c,K8cは振動を助長する負方向で、かつ前後加速度変動が運転者に違和感を与えない範囲の値に設定する。
なお、ステップS118の後、駆動力車体制振制御部16は、図5の処理を繰り返す。
However, since the driving torque is changed, if the driving torque command value is used as it is, the fluctuation in the longitudinal acceleration may give the driver a sense of incongruity, and control for improving the target steering response and suppressing the roll behavior. It becomes difficult to realize. Therefore, the tuning gains K1a to K6a, K1b to K6b, and K1c to K6c are values in a positive direction that suppress vibrations, and values in a range that can be estimated that fluctuations in longitudinal acceleration do not give the driver a sense of incongruity (for example, experimental values) ). On the other hand, the tuning gains K7a, K8a, K7b, K8b, K7c, and K8c are set to values in a negative direction that promotes vibration and in a range in which fluctuations in longitudinal acceleration do not give the driver a sense of incongruity.
In addition, after step S118, the driving power wheel system
(動作)
次に、動作を説明する。
図15は、第1実施形態に係る制駆動力制御装置の動作を示すタイムチャートである。
図15においては、車体1Bのピッチ角速度、ピッチ角速度のピークtoピーク値、車輪回転角速度、Aモード重み係数、Bモード重み係数およびCモード重み係数のタイムチャートを示している。
まず、高速道路を走行中、運転者が、車両1を定速で直進走行させるために、アクセル開度を一定とし、ステアリングホイール6を原点位置に保持し、図15の時刻t0に示すように、操舵入力を「0」にしていたとする。すると、図3に示すように、ECU12のドライバ要求トルク演算部13が、アクセル開度センサ3が出力する検出信号、およびブレーキペダル踏力センサ4が出力する検出信号に基づいてドライバ要求トルクを算出する。そして、ドライバ要求トルク演算部13が、算出したドライバ要求トルクを加算器14および入力変換部17に出力する。ドライバ要求トルク演算部13がドライバ要求トルクを出力すると、図4に示すように、入力変換部17の駆動トルク変換部20が、ドライバ要求トルクに変速機9のギア比を乗算し、乗算結果を駆動トルクTwとして車両モデル26に出力する。
(Operation)
Next, the operation will be described.
FIG. 15 is a time chart showing the operation of the braking / driving force control apparatus according to the first embodiment.
FIG. 15 shows a time chart of the pitch angular velocity of the vehicle body 1B, the peak to peak value of the pitch angular velocity, the wheel rotation angular velocity, the A mode weighting factor, the B mode weighting factor, and the C mode weighting factor.
First, while traveling on a highway, in order for the driver to travel straight ahead at a constant speed, the driver keeps the accelerator opening constant and holds the steering wheel 6 at the origin position, as shown at time t0 in FIG. Suppose that the steering input is set to “0”. Then, as shown in FIG. 3, the driver
駆動トルク変換部20が駆動トルクTwを出力すると、エンジン8がトルクを出力し、車体をピッチングさせる力が働く。
本実施形態においては、車速によってBモード(乗り心地向上モード)とCモード(操安性向上モード)との重みづけを決定する。そして、これらBモードとCモードの合計の重みに対し、Aモード(燃費向上モード)との重みづけを行う。
When the
In the present embodiment, weighting between the B mode (riding comfort improvement mode) and the C mode (stability improvement mode) is determined according to the vehicle speed. Then, the A mode (fuel efficiency improvement mode) is weighted with respect to the total weight of the B mode and the C mode.
例えば、図15において、時刻t0ではピッチング量および車速が共に小さい状態である。このとき、車速は低速であることから、乗り心地向上を重視し、BモードとCモードとの重みづけは1:0となる(図12参照)。また、BモードおよびCモードの重みに対し、Aモードの重みは0となり(図13参照)、その結果、時刻t0では、Bモードの重みが1となる。 For example, in FIG. 15, at time t0, the pitching amount and the vehicle speed are both small. At this time, since the vehicle speed is low, emphasis is placed on improving riding comfort, and the weighting between the B mode and the C mode is 1: 0 (see FIG. 12). Further, the weight of the A mode is 0 with respect to the weight of the B mode and the C mode (see FIG. 13). As a result, the weight of the B mode is 1 at time t0.
また、図15において、時刻t1ではピッチング量が中程度まで増加している。このとき、車速は低速であることから、乗り心地向上を重視し、BモードとCモードとの重みづけは1:0となる(図12参照)。また、BモードおよびCモードの重みに対し、Aモードの重みは1/2となり(図13参照)、その結果、時刻t1では、AモードとBモードとの重みが0.5:0.5となる。 In FIG. 15, the pitching amount increases to a medium level at time t1. At this time, since the vehicle speed is low, emphasis is placed on improving riding comfort, and the weighting between the B mode and the C mode is 1: 0 (see FIG. 12). Further, the weight of the A mode is ½ of the weight of the B mode and the C mode (see FIG. 13). As a result, at the time t1, the weight of the A mode and the B mode is 0.5: 0.5. It becomes.
また、図15において、時刻t2ではピッチング量が大程度まで増加している。このとき、車速は低速であることから、一旦、乗り心地向上を重視し、BモードとCモードとの重みづけは1:0となる(図12参照)。また、BモードおよびCモードの重みに対し、Aモードの重みは1となり(図13参照)、その結果、時刻t2では、Aモードの重みが1となる。 In FIG. 15, the pitching amount increases to a large extent at time t2. At this time, since the vehicle speed is low, priority is given to improving the ride comfort, and the weighting between the B mode and the C mode is 1: 0 (see FIG. 12). Further, the weight of the A mode is 1 with respect to the weight of the B mode and the C mode (see FIG. 13). As a result, the weight of the A mode is 1 at time t2.
また、図15において、時刻t3ではピッチング量が中程度まで減少し、車速が高速まで増加している。このとき、車速は高速であることから、操安性向上を重視し、BモードとCモードとの重みづけは0:1となる(図12参照)。また、BモードおよびCモードの重みに対し、Aモードの重みは1/2となり(図13参照)、その結果、時刻t3では、AモードとCモードとの重みが0.5:0.5となる。 In FIG. 15, at time t3, the pitching amount decreases to a medium level and the vehicle speed increases to a high speed. At this time, since the vehicle speed is high, emphasis is placed on improving maneuverability, and the weighting between the B mode and the C mode is 0: 1 (see FIG. 12). Further, the weight of the A mode is ½ of the weight of the B mode and the C mode (see FIG. 13). As a result, at the time t3, the weight of the A mode and the C mode is 0.5: 0.5. It becomes.
また、図15において、時刻t4ではピッチング量が小さい状態まで減少している。このとき、車速は高速であることから、操安性向上を重視し、BモードとCモードとの重みづけは0:1となる(図12参照)。また、BモードおよびCモードの重みに対し、Aモードの重みは0となり(図13)、その結果、時刻t4では、Cモードの重みが1となる。 In FIG. 15, at time t4, the pitching amount decreases to a small state. At this time, since the vehicle speed is high, emphasis is placed on improving maneuverability, and the weighting between the B mode and the C mode is 0: 1 (see FIG. 12). Further, the weight of the A mode is 0 with respect to the weight of the B mode and the C mode (FIG. 13). As a result, the weight of the C mode is 1 at time t4.
以上のように、本実施形態に係る制駆動力制御装置を備えた車両1は、燃費向上のために制駆動力制御を行うモードと、乗り心地向上のために制駆動力制御を行うモードと、操安性向上のために制駆動力制御を行うモードとを有している。
そして、車両1は、車速に応じて乗り心地向上モードと操安性向上モードとの重みを設定し、車体のピッチング量に応じて燃費向上モードの重みを設定する。
As described above, the
Then, the
そのため、車両の走行状況に応じて、操安性および乗り心地と、燃費向上との重視度合いを変化させて制駆動力制御を行うことができる。
したがって、燃費の向上と、操縦安定性および乗り心地性能との両立を図ることが可能となる。
また、本実施形態に係る車両1では、各モードの重みづけを設定する際に、乗り心地向上モードおよび操安性向上モード2つのモードに対して、燃費向上モードを2倍の加重割合としている。
Therefore, the braking / driving force control can be performed by changing the degree of emphasis on the operability and the ride comfort and the improvement of the fuel consumption according to the traveling state of the vehicle.
Therefore, it is possible to achieve both improvement in fuel consumption, steering stability and riding comfort performance.
Further, in the
したがって、種々の走行状況において、燃費の向上を優先的に図ることが可能となる。
なお、本実施形態において、ブレーキアクチュエータ5BFL〜5BRR、ディファレンシャルギア7、エンジン8および変速機9が制駆動トルク付与手段に対応し、ECU12(入力変換部17、車体振動推定部18))が挙動推定手段に対応する。また、ECU12(トルク指令値算出部19)が補正トルク算出手段に対応し、ECU12(モード重み係数算出部16A)が重み係数算出手段に対応する。また、ECU12(エンジントルク変換部36)がトルク指令値算出手段に対応する。
Therefore, it is possible to preferentially improve fuel efficiency in various driving situations.
In this embodiment, the brake actuators 5BFL to 5BRR, the differential gear 7, the
(第1実施形態の効果)
(1)推定した車体のバネ上挙動を構成する成分のうち、ピッチ変動成分の抑制度合いを他の成分の抑制度合いよりも高く設定した燃費向上モードと、車体のバネ上挙動を構成する成分を前記燃費向上モードと異なる抑制度合いで抑制するように設定した他のモードとに基づいて、車両の走行状況に対応する制駆動力の補正トルクを算出する。そして、算出した各補正トルクを、車両の走行状況に基づいて定めた重み係数に応じて加算し、運転者の制駆動操作により定めた要求制駆動トルクに対する補正トルクの指令値を算出する。
そのため、車両の走行状況に応じて、燃費向上性能と他の性能との重視度合いを変化させて制駆動力制御を行うことができる。
したがって、燃費の向上と、操縦安定性および乗り心地性能との両立を図ることが可能となる。
(Effect of 1st Embodiment)
(1) Among the components constituting the estimated sprung behavior of the vehicle body, the fuel consumption improvement mode in which the degree of suppression of the pitch fluctuation component is set higher than the degree of suppression of other components, and the components constituting the sprung behavior of the vehicle body A braking / driving force correction torque corresponding to the traveling state of the vehicle is calculated on the basis of the fuel efficiency improvement mode and another mode that is set to be suppressed at a different degree of suppression. Then, each of the calculated correction torques is added according to a weighting coefficient determined based on the traveling state of the vehicle, and a command value of the correction torque for the required braking / driving torque determined by the driver's braking / driving operation is calculated.
Therefore, the braking / driving force control can be performed by changing the degree of emphasis between the fuel efficiency improvement performance and the other performance according to the traveling state of the vehicle.
Therefore, it is possible to achieve both improvement in fuel consumption, steering stability and riding comfort performance.
(2)補正トルク算出手段は、他のモードとして、挙動推定手段が推定した車体のバネ上挙動を構成する成分のうち、ピッチ変動成分およびバウンス成分の抑制度合いを他の成分の抑制度合いよりも高く設定した乗り心地向上モードを有する。また、補正トルク算出手段は、挙動推定手段が推定した車体のバネ上挙動を構成する各成分のうち、輪荷重の変動を助長する操安性向上モードを有する。
したがって、燃費向上と、乗り心地および操安性との両立を図ることができる。
(2) As another mode, the correction torque calculation means sets the degree of suppression of the pitch fluctuation component and the bounce component among the components constituting the sprung behavior of the vehicle body estimated by the behavior estimation means more than the degree of suppression of other components. It has a high ride comfort mode. Further, the correction torque calculating means has a operability improving mode that promotes the fluctuation of the wheel load among the components constituting the sprung behavior of the vehicle body estimated by the behavior estimating means.
Therefore, it is possible to achieve both improvement in fuel efficiency, ride comfort and maneuverability.
(3)重み係数算出手段は、車速に基づいて乗り心地向上モードと操安性向上モードとの重み係数を算出し、車体のピッチ角速度に基づいて燃費向上モードと、乗り心地向上モードおよび操安性向上モードとの重み係数を算出する。
したがって、車両の走行状況に合わせて、燃費向上と、乗り心地および操安性とを適切に組み合わせた制駆動力制御を行うことができる。
(3) The weighting factor calculating means calculates a weighting factor between the riding comfort improvement mode and the maneuverability improvement mode based on the vehicle speed, and based on the pitch angular velocity of the vehicle body, the fuel consumption improvement mode, the riding comfort improvement mode, and the safety operation mode. The weighting coefficient with the performance improvement mode is calculated.
Therefore, it is possible to perform braking / driving force control that appropriately combines fuel efficiency improvement, riding comfort, and maneuverability in accordance with the traveling state of the vehicle.
(4)補正トルク算出手段は、燃費向上モードでは、車体のバネ上挙動を構成する成分に、車体のピッチ変動を抑制するゲインを乗算する。
したがって、車体のピッチ変動に費やすエネルギを抑制することができ、燃費の向上を図ることができる。
(5)補正トルク算出手段は、乗り心地向上モードでは、車体のバネ上挙動を構成する成分に、車体のピッチ変動およびバウンスを抑制するゲインを乗算する。
したがって、車体の前傾や後傾および上下動を抑制することができ、乗り心地を向上させることができる。
(4) In the fuel efficiency improvement mode, the correction torque calculation means multiplies a component constituting the sprung behavior of the vehicle body by a gain that suppresses the pitch variation of the vehicle body.
Therefore, the energy spent for the pitch variation of the vehicle body can be suppressed, and the fuel consumption can be improved.
(5) In the riding comfort improvement mode, the correction torque calculation means multiplies a component that constitutes the sprung behavior of the vehicle body by a gain that suppresses the pitch variation and bounce of the vehicle body.
Therefore, forward leaning, backward leaning, and vertical movement of the vehicle body can be suppressed, and riding comfort can be improved.
(6)補正トルク算出手段は、操安性向上モードでは、車体のバネ上挙動を構成する成分に、車体のピッチ変動、バウンス、前後軸バランスの変動および前後軸バランスの基準状態との差を抑制するゲインを乗算すると共に、車体のバネ上挙動を構成する成分に、旋回時に発生する輪荷重変動を助長するゲインを乗算する。
したがって、車両の挙動を安定化させつつ、旋回時の輪荷重が増加するため、操舵応答性を向上させることができる。
(6) In the stability improvement mode, the correction torque calculation means includes differences in the components constituting the sprung behavior of the vehicle body from the pitch variation of the vehicle body, bounce, fluctuations in the longitudinal balance and the reference state of the longitudinal balance. While multiplying the gain to suppress, the component which comprises the sprung behavior of a vehicle body is multiplied by the gain which promotes the wheel load fluctuation | variation which generate | occur | produces at the time of turning.
Therefore, since the wheel load at the time of turning increases while stabilizing the behavior of the vehicle, the steering response can be improved.
(7)重み係数算出手段は、車体のピッチ角速度が大きいほど、他のモードよりも燃費向上モードの重み係数を大きくする。
したがって、車体のピッチ角速度が大きく、ピッチ変動に費やすエネルギが大きくなる状況において、制駆動力を付与することができるため、燃費向上効果をより高めることができる。
(7) The weighting factor calculating means increases the weighting factor of the fuel efficiency improvement mode as compared with other modes as the pitch angular velocity of the vehicle body increases.
Therefore, since the braking / driving force can be applied in a situation where the pitch angular velocity of the vehicle body is large and the energy consumed for pitch fluctuation is large, the fuel efficiency improvement effect can be further enhanced.
(8)重み係数算出手段は、乗り心地向上モードと操安性向上モードとにおいて、車速が高いほど、操安性向上モードの重みを大きくし、車速が低いほど、乗り心地向上モードの重みを大きくする。
したがって、操舵角が小さくなりやすい高速域でも操安性能を高めることができる。また、操舵角が大きくなりやすい低速域で旋回を行った場合でも乗り心地を向上させることができる。
(9)重み係数算出手段は、他のモードに対し、燃費向上モードの加重割合を高くしてある。
したがって、燃費向上モードの優先度を高めることができ、より大きい燃費向上効果を実現することができる。
(8) The weighting factor calculation means increases the weight of the driving comfort improvement mode as the vehicle speed is higher in the riding comfort improvement mode and the handling improvement mode, and increases the weight of the riding comfort improvement mode as the vehicle speed is lower. Enlarge.
Therefore, it is possible to improve the steering performance even in a high speed range where the steering angle tends to be small. In addition, the ride comfort can be improved even when turning in a low speed range where the steering angle tends to be large.
(9) The weighting factor calculation means has a higher weighting ratio in the fuel consumption improvement mode than in other modes.
Therefore, the priority of the fuel efficiency improvement mode can be increased, and a greater fuel efficiency improvement effect can be realized.
(10)車体のバネ上挙動を推定し、推定した車体のバネ上挙動を構成する成分のうち、ピッチ変動成分の抑制度合いを他の成分の抑制度合いよりも高く設定した燃費向上モードと、車体のバネ上挙動を構成する成分を燃費向上モードと異なる抑制度合いで抑制するように設定した他のモードとに基づいて、車両の走行状況に対応する制駆動力の補正トルクを算出する。そして、燃費向上モードおよび他のモードの補正トルクを車両の走行状況に応じて定めた重みに応じて加算することにより、運転者の制駆動操作により定めた要求制駆動トルクに対する補正トルク指令値とする。
そのため、車両の走行状況に応じて、燃費向上性能と他の性能との重視度合いを変化させて制駆動力制御を行うことができる。
したがって、燃費の向上と、操縦安定性および乗り心地性能との両立を図ることが可能となる。
(10) A fuel efficiency improvement mode in which the sprung behavior of the vehicle body is estimated, and among the components constituting the estimated sprung behavior of the vehicle body, the fuel efficiency improvement mode in which the suppression degree of the pitch fluctuation component is set higher than the suppression degree of the other components; The correction torque of the braking / driving force corresponding to the traveling state of the vehicle is calculated based on the other mode set to suppress the component constituting the sprung behavior of the vehicle with the degree of suppression different from the fuel efficiency improvement mode. Then, the correction torque command value for the required braking / driving torque determined by the driver's braking / driving operation is added by adding the correction torque of the fuel efficiency improvement mode and the other mode according to the weight determined according to the traveling state of the vehicle. To do.
Therefore, the braking / driving force control can be performed by changing the degree of emphasis between the fuel efficiency improvement performance and the other performance according to the traveling state of the vehicle.
Therefore, it is possible to achieve both improvement in fuel consumption, steering stability and riding comfort performance.
(応用例1)
第1実施形態において、乗り心地向上モード(Bモード)と操安性向上モード(Cモード)の重み係数を図12に示すマップに従って算出することとした。
これに対し、乗り心地向上モード(Bモード)と操安性向上モード(Cモード)の重み係数を図16に示すマップとすることができる。
図16は、応用例1における乗り心地向上モード(Bモード)と操安性向上モード(Cモード)の重み係数を定めたマップを示す図である。
図16に示すマップとした場合、高速域において、乗り心地と操安性とのバランスを高めることができる。
(Application 1)
In the first embodiment, the weighting factors of the riding comfort improvement mode (B mode) and the maneuverability improvement mode (C mode) are calculated according to the map shown in FIG.
On the other hand, the weighting coefficients of the ride comfort improvement mode (B mode) and the maneuverability improvement mode (C mode) can be set as a map shown in FIG.
FIG. 16 is a diagram illustrating a map in which weighting factors for the ride comfort improvement mode (B mode) and the maneuverability improvement mode (C mode) in Application Example 1 are determined.
In the case of the map shown in FIG. 16, the balance between ride comfort and maneuverability can be increased in the high speed range.
(応用例2)
第1実施形態において、乗り心地向上モード(Bモード)と操安性向上モード(Cモード)の重み係数を図12に示すマップに従って算出することとした。
これに対し、乗り心地向上モード(Bモード)と操安性向上モード(Cモード)の重み係数を図17に示すマップとすることができる。
図17は、応用例2における乗り心地向上モード(Bモード)と操安性向上モード(Cモード)の重み係数を定めたマップを示す図である。
図17に示すマップとした場合、低速域において、乗り心地と操安性とのバランスを高めることができる。また、高速域において、操安性を高めることができる。
(Application example 2)
In the first embodiment, the weighting factors of the riding comfort improvement mode (B mode) and the maneuverability improvement mode (C mode) are calculated according to the map shown in FIG.
On the other hand, the weighting coefficients of the riding comfort improvement mode (B mode) and the maneuverability improvement mode (C mode) can be made into a map shown in FIG.
FIG. 17 is a diagram illustrating a map in which weighting factors for the ride comfort improvement mode (B mode) and the maneuverability improvement mode (C mode) in Application Example 2 are determined.
In the case of the map shown in FIG. 17, the balance between ride comfort and maneuverability can be improved in the low speed range. In addition, the operability can be improved at high speeds.
なお、上記実施形態では、燃費向上モード(Aモード)、乗り心地向上モード(Bモード)、操安性向上モード(Cモード)の3つのモード全ての重み係数を走行状況を基に算出することとした。これに対し、優先度の高い特定のモードを固定値とし、他のモードのみを走行状況を基に算出して設定することもできる。また、いずれのモードを固定値(非算出値)とするかを選択可能とすることもできる。この場合、当然のことながら重み係数の合計を1とする必要はない。 In the above embodiment, the weighting factors of all three modes of the fuel efficiency improvement mode (A mode), the ride comfort improvement mode (B mode), and the maneuverability improvement mode (C mode) are calculated based on the driving situation. It was. On the other hand, it is also possible to set a specific mode having a high priority as a fixed value and calculate and set only other modes based on the driving situation. It is also possible to select which mode is a fixed value (non-calculated value). In this case, as a matter of course, it is not necessary to set the sum of the weighting factors to 1.
1 車両、2 操舵角センサ、3 アクセル開度センサ、4 ブレーキペダル踏力センサ、5 車輪速センサ、5FL〜5RR 車輪、5BFL〜5BRR ブレーキアクチュエータ、6 ステアリングホイール、7 ディファレンシャルギア、8 エンジン、9 変速機、10 ドライブシャフト、11 アクスルシャフト、12 ECU、13 ドライバ要求トルク演算部、14 加算器、15 トルク指令値演算部、16 駆動力車体制振制御部、16A モード重み係数算出部、17 入力変換部、18 車体振動推定部、19 トルク指令値算出部、20 駆動トルク変換部、21 サスストローク算出部、22 上下力変換部、23 車体速度推定部、24 旋回挙動推定部、25 旋回抵抗推定部、26 車両モデル、27 第1レギュレータ、28 第2レギュレータ、29 第3レギュレータ、30 第1チューニングゲイン設定部、31 第2チューニングゲイン設定部、32 第3チューニングゲイン設定部、33 第1チューニングゲイン乗算部、34 第2チューニングゲイン乗算部、35 第3チューニングゲイン乗算部、36 エンジントルク変換部、37 平均前輪速演算部、38 平均後輪速演算部、39 前輪用バンドパスフィルタ処理部、40 後輪用バンドパスフィルタ処理部、41 前輪サスストローク算出部、42 後輪サスストローク算出部、100 制駆動トルク付与手段、101 挙動推定手段、102 補正トルク算出手段、103 重み係数算出手段、104 トルク指令値算出手段 1 vehicle, 2 steering angle sensor, 3 accelerator opening sensor, 4 brake pedal depression force sensor, 5 wheel speed sensor, 5FL-5RR wheel, 5BFL-5BRR brake actuator, 6 steering wheel, 7 differential gear, 8 engine, 9 transmission DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Drive shaft, 11 Axle shaft, 12 ECU, 13 Driver request torque calculation part, 14 Adder, 15 Torque command value calculation part, 16 Driving power vehicle system vibration control part, 16A Mode weight coefficient calculation part, 17 Input conversion part , 18 Vehicle vibration estimation unit, 19 Torque command value calculation unit, 20 Drive torque conversion unit, 21 Suspension calculation unit, 22 Vertical force conversion unit, 23 Vehicle body speed estimation unit, 24 Turning behavior estimation unit, 25 Turning resistance estimation unit, 26 Vehicle model, 27 1st regulator, 28 1st Regulator, 29 3rd regulator, 30 1st tuning gain setting part, 31 2nd tuning gain setting part, 32 3rd tuning gain setting part, 33 1st tuning gain multiplication part, 34 2nd tuning gain multiplication part, 35 3rd Tuning gain multiplication unit, 36 engine torque conversion unit, 37 average front wheel speed calculation unit, 38 average rear wheel speed calculation unit, 39 front wheel band pass filter processing unit, 40 rear wheel band pass filter processing unit, 41 front wheel suspension stroke calculation , 42 rear wheel suspension stroke calculating unit, 100 braking / driving torque applying unit, 101 behavior estimating unit, 102 correction torque calculating unit, 103 weight coefficient calculating unit, 104 torque command value calculating unit
Claims (8)
車両の走行状況に基づいて、車体のバネ上挙動を推定する挙動推定手段と、
前記挙動推定手段が推定した車体のバネ上挙動を構成する成分のうち、ピッチ変動成分の抑制度合いを高く設定することで当該抑制度合いを低く設定した場合に比べて燃費を向上させる燃費向上モードと、車体のバネ上挙動を構成する成分を前記燃費向上モードと異なる抑制度合いで抑制するように設定した他のモードとに基づいて、車両の走行状況に対応する制駆動力の補正トルクを算出する補正トルク算出手段と、
車両の走行状況に基づいて、前記燃費向上モードと前記他のモードとの少なくとも一方の重み係数を算出する重み係数算出手段と、
前記補正トルク算出手段が算出した前記燃費向上モードの補正トルクおよび前記他のモードの補正トルクを、前記重み係数算出手段が算出した前記燃費向上モードと前記他のモードとの重み係数に応じて加算し、運転者の制駆動操作により定めた要求制駆動トルクに対する補正トルクの指令値を算出するトルク指令値算出手段と、
を有し、
前記補正トルク算出手段は、前記他のモードとして、前記挙動推定手段が推定した車体のバネ上挙動を構成する成分のうち、ピッチ変動成分およびバウンス成分の抑制度合いを他の成分の抑制度合いよりも高く設定した乗り心地向上モードと、前記挙動推定手段が推定した車体のバネ上挙動を構成する各成分の抑制度合いを均等にする操安性向上モードとを有し、
前記重み係数算出手段は、前記乗り心地向上モードと前記操安性向上モードとにおいて、車速が高いほど、前記操安性向上モードの重みを大きくし、車速が低いほど、前記乗り心地向上モードの重みを大きくすることを特徴とする制駆動力制御装置。 Braking / driving torque applying means for applying braking / driving torque to the wheels;
A behavior estimation means for estimating the sprung behavior of the vehicle body based on the traveling state of the vehicle;
Wherein among the components of the behavior estimation means constitutes a sprung behavior of the vehicle body estimated, fuel efficiency mode to improve the fuel efficiency as compared with the case of setting lower the suppression level by high rather it sets the degree of suppression of the pitch fluctuation component And a correction torque for the braking / driving force corresponding to the driving condition of the vehicle, based on the other modes set to suppress the components constituting the sprung behavior of the vehicle body with a degree of suppression different from the fuel efficiency improvement mode. Correction torque calculation means for
A weighting factor calculating means for calculating a weighting factor of at least one of the fuel efficiency improvement mode and the other mode based on a running state of the vehicle;
The correction torque in the fuel efficiency improvement mode calculated by the correction torque calculation means and the correction torque in the other mode are added according to the weighting coefficients of the fuel efficiency improvement mode and the other modes calculated by the weight coefficient calculation means. A torque command value calculation means for calculating a command value of a correction torque for a required braking / driving torque determined by a driver's braking / driving operation;
I have a,
In the other mode, the correction torque calculation means sets the degree of suppression of the pitch fluctuation component and the bounce component out of the degree of suppression of the other components among the components constituting the sprung behavior of the vehicle body estimated by the behavior estimation means. A ride comfort improvement mode that is set high, and a stability improvement mode that equalizes the degree of suppression of each component that constitutes the sprung behavior of the vehicle body estimated by the behavior estimation means,
The weighting factor calculating means increases the weight of the stability improvement mode as the vehicle speed is higher in the riding comfort improvement mode and the stability improvement mode, and increases the weight of the comfort improvement mode as the vehicle speed is lower. A braking / driving force control device characterized by increasing a weight .
前記他のモードとして、車体のバネ上挙動を構成する成分のうち、ピッチ変動成分およびバウンス成分の抑制度合いを他の成分の抑制度合いよりも高く設定した乗り心地向上モードと、車体のバネ上挙動を構成する各成分の抑制度合いを均等にする操安性向上モードとを有し、
前記乗り心地向上モードと前記操安性向上モードとにおいて、車速が高いほど、前記操安性向上モードの重みを大きくし、車速が低いほど、前記乗り心地向上モードの重みを大きくすることを特徴とする制駆動力制御方法。 Estimating a sprung behavior of the vehicle body, among the components constituting the sprung behavior of the estimated vehicle body, improve fuel consumption as compared with the case of setting lower the suppression level by high rather it sets the degree of suppression of the pitch fluctuation component Of the braking / driving force corresponding to the traveling state of the vehicle based on the fuel efficiency improvement mode to be controlled and other modes set to suppress the components constituting the sprung behavior of the vehicle body with a degree of suppression different from the fuel efficiency improvement mode. The required braking / driving torque determined by the driver's braking / driving operation is calculated by calculating the correction torque and adding the correction torques of the fuel efficiency improvement mode and the other modes according to the weights determined according to the traveling state of the vehicle. The correction torque command value for
As the other modes, among the components constituting the sprung behavior of the vehicle body, a ride comfort improvement mode in which the degree of suppression of the pitch fluctuation component and the bounce component is set higher than the degree of suppression of the other components, and the sprung behavior of the vehicle body And a stability improvement mode that equalizes the degree of suppression of each component constituting the
In the riding comfort improvement mode and the driving stability improvement mode, the weight of the driving comfort improvement mode is increased as the vehicle speed is higher, and the weight of the riding comfort improvement mode is increased as the vehicle speed is lower. The braking / driving force control method.
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