JP7103080B2 - Vehicle control device - Google Patents

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Description

本発明は、車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.

車両制御装置は、車両の挙動を安定させるために、各車輪について算出できる摩擦円に基づいて、各車輪のグリップ力を制御している。摩擦円(摩擦円の半径)は、線形のグリップ力を確保できる限界値を表しており、路面の摩擦係数と車輪に加わる垂直方向の荷重(垂直荷重、輪荷重)とにより算出できる。グリップ力が摩擦円を超えると、車輪にスリップや空転が発生し、車両挙動が不安定になりやすい。摩擦円を利用した制御装置として、例えば特開2012-35698号公報には、各車輪で異なる、摩擦円と現在のグリップ力との差分(余力)を有効利用して車両のアンダーステア又はオーバーステアを抑制する制動制御装置が開示されている。また、従来の車両制御装置では、グリップ力を摩擦円内に収めるために、例えば、制動力又は駆動力に対して上限値を設定する制御が行われていた。また、従来の別の車両制御装置では、4輪に対する独立の操舵角制御を利用し、車両の挙動を安定させていた。 The vehicle control device controls the grip force of each wheel based on the circle of forces that can be calculated for each wheel in order to stabilize the behavior of the vehicle. The circle of forces (the radius of the circle of forces) represents the limit value at which a linear grip force can be secured, and can be calculated from the coefficient of friction of the road surface and the vertical load (vertical load, wheel load) applied to the wheels. When the grip force exceeds the circle of forces, the wheels slip or slip, and the vehicle behavior tends to become unstable. As a control device using the circle of forces, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-35698 discloses understeer or oversteer of a vehicle by effectively utilizing the difference (remaining force) between the circle of forces and the current grip force, which is different for each wheel. A braking control device that suppresses is disclosed. Further, in the conventional vehicle control device, in order to keep the grip force within the circle of forces, for example, control for setting an upper limit value for the braking force or the driving force has been performed. Further, in another conventional vehicle control device, independent steering angle control for four wheels is used to stabilize the behavior of the vehicle.

特開2012-35698号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-35698

しかしながら、従来の車両制御装置のように、単に制動力又は駆動力に上限値を設けるだけでは、構造上発生する応答遅れやヒステリシス等により、制御目標に反して実際の制動力又は駆動力がオーバーシュートして、グリップ力が摩擦円を超えるおそれがある。また、各車輪に対して操舵角制御ができる車両は限られており、操舵角制御を利用した安定化技術は、ほとんどの車両で適用外となる。 However, as in the conventional vehicle control device, if the upper limit value is simply set for the braking force or the driving force, the actual braking force or the driving force exceeds the control target due to the response delay or hysteresis generated due to the structure. There is a risk that the grip force will exceed the circle of friction when shooting. In addition, the number of vehicles capable of controlling the steering angle for each wheel is limited, and the stabilization technique using the steering angle control is not applicable to most vehicles.

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、制動力又は駆動力の制御により、車輪のグリップ力を精度良く摩擦円内に収めることが可能となる車両制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a vehicle control device capable of accurately confining the grip force of a wheel within a circle of forces by controlling a braking force or a driving force. The purpose is.

本発明の車両制御装置は、車両に設けられた車輪のグリップ力を摩擦円内に収めるように前記車輪に対する制動力又は駆動力である前後力を制御する車両制御装置であって、前記前後力と前記車両に作用しているコーナリングフォースとに基づく前記グリップ力が前記摩擦円に近づくほど、前記前後力と前記コーナリングフォースとを比較した比較結果に基づいて前記前後力の目標値に対する前記前後力の実値のオーバーシュートの抑制を強くする抑制制御を実行する制御部を備え、前記制御部は、前記抑制制御として、前記グリップ力が所定の第1閾値を超えると前記目標値の増大勾配を小さくし、前記第1閾値は、演算された前記摩擦円の半径に基づいて算出され、前記制御部は、前記摩擦円の変化を推定し、所定時間後の前記摩擦円が大きくなると推定した場合には算出した前記第1閾値を大きくし、所定時間後の前記摩擦円が小さくなると推定した場合には算出した前記第1閾値を小さくする。 The vehicle control device of the present invention is a vehicle control device that controls a front-rear force that is a braking force or a driving force with respect to the wheels so that the grip force of the wheels provided in the vehicle is contained in a friction circle. As the grip force based on the cornering force acting on the vehicle and the cornering force approaches the friction circle, the front-rear force with respect to the target value of the front-rear force is based on the comparison result of the front-rear force and the cornering force. The control unit includes a control unit that executes suppression control for strengthening suppression of overshoot of the actual value of the above, and the control unit sets an increasing gradient of the target value as the suppression control when the grip force exceeds a predetermined first threshold value. When the first threshold value is made smaller, the first threshold value is calculated based on the calculated radius of the friction circle, and the control unit estimates the change in the friction circle and estimates that the friction circle becomes larger after a predetermined time. The calculated first threshold value is increased, and when it is estimated that the friction circle becomes smaller after a predetermined time, the calculated first threshold value is decreased .

本発明によれば、抑制制御が実行されることで、グリップ力が摩擦円に近づくほど、オーバーシュートの抑制の度合いが強くなる。このオーバーシュートが考慮された前後力(制動力又は駆動力の制御により、精度良くオーバーシュートが抑制され、操舵角制御なしで、精度良く車輪のグリップ力を摩擦円内に収めることが可能となる。 According to the present invention, by executing the suppression control, the degree of suppression of overshoot becomes stronger as the grip force approaches the circle of forces. By controlling the front- rear force ( braking force or driving force ) in consideration of this overshoot, overshoot is suppressed with high accuracy, and it is possible to accurately keep the grip force of the wheel within the circle of friction without steering angle control. Become.

本実施形態の車両制御装置の構成図である。It is a block diagram of the vehicle control device of this embodiment. 本実施形態の摩擦円及び閾値を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the circle of forces and the threshold value of this embodiment. 本実施形態の抑制制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the suppression control of this embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。説明に用いる各図は概念図である。本実施形態の車両には、図1に示すように、車両制御装置1、制動力発生装置2、駆動力発生装置3、及び車輪41、42、43、44が設置されている。例えば、車輪41は右前輪であり、車輪42は左前輪であり、車輪43は右後輪であり、車輪44は左後輪である。制動力発生装置2及び駆動力発生装置3は、公知の装置であって、一例を挙げて簡単に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each figure used for explanation is a conceptual diagram. As shown in FIG. 1, the vehicle of the present embodiment is provided with a vehicle control device 1, a braking force generating device 2, a driving force generating device 3, and wheels 41, 42, 43, 44. For example, the wheel 41 is a right front wheel, the wheel 42 is a left front wheel, the wheel 43 is a right rear wheel, and the wheel 44 is a left rear wheel. The braking force generator 2 and the driving force generator 3 are known devices, and will be briefly described by way of example.

制動力発生装置2は、各車輪41~44に設けられたホイールシリンダ51、52、53、54に液圧(ホイール圧)を発生させることで、車輪41~44に摩擦制動力(液圧制動力)を発生させる装置である。制動力発生装置2は、ドライバのブレーキ操作に応じてマスタ圧を発生させるマスタシリンダ機構21と、マスタ圧が供給されて各ホイール圧を調整するアクチュエータ22と、アクチュエータ22を制御するブレーキECU23と、を備えている。アクチュエータ22は、複数の電磁弁、電動ポンプ、及びリザーバ等で構成され、ブレーキECU23の指令に基づき、加圧制御、減圧制御、又は保持制御等を実行する。また、アクチュエータ22は、ブレーキECU23の指令に基づき、例えば、アンチスキッド制御や横滑り防止制御等を実行することができる。 The braking force generator 2 generates frictional braking force (hydraulic braking force) on the wheels 41 to 44 by generating hydraulic pressure (wheel pressure) on the wheel cylinders 51, 52, 53, 54 provided on the wheels 41 to 44. ) Is generated. The braking force generator 2 includes a master cylinder mechanism 21 that generates a master pressure in response to a driver's braking operation, an actuator 22 that is supplied with the master pressure to adjust each wheel pressure, and a brake ECU 23 that controls the actuator 22. It has. The actuator 22 is composed of a plurality of solenoid valves, an electric pump, a reservoir, and the like, and executes pressurization control, depressurization control, holding control, and the like based on a command of the brake ECU 23. Further, the actuator 22 can execute, for example, anti-skid control, skid prevention control, and the like based on the command of the brake ECU 23.

駆動力発生装置3は、車輪41~44に駆動力を発生させる装置であって、駆動源31と、動力配分装置32と、ECU33と、を備えている。駆動源31は、例えばエンジン及び/又はモータである。動力配分装置32は、駆動源31から伝達された動力を、制御された配分で左右の車輪41、42(駆動輪)に伝達する装置である。動力配分装置32は、例えば、各車輪41、42に対応して配置された油圧クラッチ、及びそれらの油圧を制御するモータ等を備えている。ECU33は、CPUやメモリ等を備え、駆動源31及び動力配分装置32を制御する電子制御ユニットである。なお、駆動源31及び動力配分装置32は、各車輪41~44に配置されたインホイールモータであってもよい。また、車両には、横方向の加速度を検出する加速度センサ61、前後方向の加速度を検出する加速度センサ62、操舵角センサ63、及び車輪速度センサ64等の車両挙動を検出する各種センサが設けられている。各センサ61~64は、車両制御装置1及び各ECU23、33に通信可能に接続されている。 The driving force generating device 3 is a device for generating a driving force on the wheels 41 to 44, and includes a driving source 31, a power distribution device 32, and an ECU 33. The drive source 31 is, for example, an engine and / or a motor. The power distribution device 32 is a device that transmits the power transmitted from the drive source 31 to the left and right wheels 41 and 42 (driving wheels) in a controlled distribution. The power distribution device 32 includes, for example, a hydraulic clutch arranged corresponding to each of the wheels 41 and 42, a motor for controlling their hydraulic pressure, and the like. The ECU 33 is an electronic control unit including a CPU, a memory, and the like, and controls a drive source 31 and a power distribution device 32. The drive source 31 and the power distribution device 32 may be in-wheel motors arranged on the wheels 41 to 44. Further, the vehicle is provided with various sensors for detecting vehicle behavior such as an acceleration sensor 61 for detecting lateral acceleration, an acceleration sensor 62 for detecting forward and backward acceleration, a steering angle sensor 63, and a wheel speed sensor 64. ing. The sensors 61 to 64 are communicably connected to the vehicle control device 1 and the ECUs 23 and 33.

ここで、本実施形態の車両制御装置1は、車両に設けられた車輪41~44のグリップ力を摩擦円内に収めるように車輪41~44に対する制動力又は駆動力を制御する装置である。車両制御装置1は、CPUやメモリ等を備えるECUであって、制動力発生装置2及び駆動力発生装置3に対して抑制制御を実行するように構成されている。抑制制御については後述する。 Here, the vehicle control device 1 of the present embodiment is a device that controls a braking force or a driving force with respect to the wheels 41 to 44 so that the grip force of the wheels 41 to 44 provided in the vehicle is contained in the circle of forces. The vehicle control device 1 is an ECU including a CPU, a memory, and the like, and is configured to execute suppression control on the braking force generating device 2 and the driving force generating device 3. Suppression control will be described later.

車両制御装置1は、機能として、情報取得部11と、摩擦円演算部12と、グリップ力演算部13と、制御部14と、を備えている。情報取得部11は、各ECU23、33から、各車輪41~44について、駆動力の目標値である目標駆動力、駆動力の実値(現在値)である実駆動力、制動力の目標値である目標制動力、及び制動力の実値である実制動力等の各種情報を取得する。 The vehicle control device 1 includes an information acquisition unit 11, a circle of forces calculation unit 12, a grip force calculation unit 13, and a control unit 14 as functions. The information acquisition unit 11 receives the target driving force, which is the target value of the driving force, the actual driving force, which is the actual value (current value) of the driving force, and the target value of the braking force, for each of the wheels 41 to 44, from the ECUs 23 and 33. Various information such as the target braking force, which is the actual braking force, and the actual braking force, which is the actual value of the braking force, is acquired.

摩擦円演算部12は、ECUやセンサからの各種情報に基づいて、現在の摩擦円の半径を演算する。図2に示すように、摩擦円は、車輪41~44(タイヤ)が線形のグリップ力を確保できる限界値を示すものである。図2は、図の上下方向が前後力Fyを表し、図の左右方向がコーナリングフォース(横力)Fxを表している。前後力Fyの上方(加速側)が駆動力であり、前後力Fyの下方(減速側)が制動力である。各車輪41~44の摩擦円の半径は、各車輪41~44における、路面の摩擦係数μと垂直荷重(輪荷重)Fzとの乗算により算出できる(摩擦円の半径=μ×Fz)。 The circle of forces calculation unit 12 calculates the current radius of the circle of forces based on various information from the ECU and the sensor. As shown in FIG. 2, the circle of forces indicates a limit value at which the wheels 41 to 44 (tires) can secure a linear grip force. In FIG. 2, the vertical direction of the figure represents the front-back force Fy, and the left-right direction of the figure represents the cornering force (lateral force) Fx. The upper part of the front-rear force Fy (acceleration side) is the driving force, and the lower part of the front-rear force Fy (deceleration side) is the braking force. The radius of the circle of forces of each wheel 41 to 44 can be calculated by multiplying the coefficient of friction μ of the road surface and the vertical load (wheel load) Fz of each wheel 41 to 44 (radius of circle of forces = μ × Fz).

各車輪41~44の摩擦係数μ及び垂直荷重Fzは、公知の演算方法で算出できる。例えば、摩擦係数μは、前後方向の加速度と車輪速度と車速に基づき算出でき、垂直荷重Fzは、横方向の加速度と前後方向の加速度と車両の諸元に基づき算出できる。なお、実駆動力は、タイヤスリップ率(車輪速度と車速から算出)と垂直荷重Fzとから推定可能である。また、実制動力は、各ホイールシリンダ51~54のホイール圧から推定可能である。ホイール圧は、圧力センサ又は推定により取得できる。 The friction coefficient μ and the vertical load Fz of each of the wheels 41 to 44 can be calculated by a known calculation method. For example, the coefficient of friction μ can be calculated based on the acceleration in the front-rear direction, the wheel speed, and the vehicle speed, and the vertical load Fz can be calculated based on the acceleration in the lateral direction, the acceleration in the front-rear direction, and the specifications of the vehicle. The actual driving force can be estimated from the tire slip ratio (calculated from the wheel speed and the vehicle speed) and the vertical load Fz. Further, the actual braking force can be estimated from the wheel pressures of the wheel cylinders 51 to 54. Wheel pressure can be obtained by pressure sensor or estimation.

グリップ力演算部13は、情報取得部11が取得した各種情報に基づいて、各車輪41~44の現在のグリップ力を演算する。グリップ力演算部13は、実駆動力又は実制動力である前後力Fyと、コーナリングフォースFxとに基づいて、グリップ力を演算する。グリップ力は、例えば計算式(Fx+Fy1/2で算出できる。コーナリングフォースFxは、横方向の加速度と車両の諸元に基づいて算出できる。このように、摩擦円演算部12及びグリップ力演算部13は、ECUやセンサから得た各種情報に基づいて各種演算を実行する。 The grip force calculation unit 13 calculates the current grip force of each of the wheels 41 to 44 based on various information acquired by the information acquisition unit 11. The grip force calculation unit 13 calculates the grip force based on the front-rear force Fy, which is the actual driving force or the actual braking force, and the cornering force Fx. The grip force can be calculated by, for example, the calculation formula (Fx 2 + Fy 2 ) 1/2 . The cornering force Fx can be calculated based on the lateral acceleration and the specifications of the vehicle. In this way, the circle of forces calculation unit 12 and the grip force calculation unit 13 execute various calculations based on various information obtained from the ECU and the sensor.

制御部14は、制動力又は駆動力(すなわち前後力Fy)と車両に作用しているコーナリングフォースFxとに基づくグリップ力が摩擦円に近づくほど、制動力又は駆動力の目標値に対する制動力又は駆動力の実値のオーバーシュートの抑制を強くする抑制制御を実行する。抑制制御は、グリップ力演算部13で演算された現在のグリップ力が摩擦円演算部12で演算された現在の摩擦円(摩擦円の半径)に近いほど、前後力Fyのオーバーシュートの抑制(抑制の度合い)を強くするように設定された制御である。 The control unit 14 has a braking force or a braking force with respect to a target value of the driving force as the grip force based on the braking force or the driving force (that is, the front-rear force Fy) and the cornering force Fx acting on the vehicle approaches the circle of forces. Suppression control is executed to strengthen the suppression of overshoot of the actual value of the driving force. In the suppression control, the closer the current grip force calculated by the grip force calculation unit 13 is to the current friction circle (radius of the circle of forces) calculated by the circle of forces calculation unit 12, the more the overshoot of the front-rear force Fy is suppressed ( It is a control set to increase the degree of suppression).

制御部14には、グリップ力に対して、摩擦円の半径未満に設定された複数の閾値、具体的に第1閾値と第2閾値が設定されている。図2に示すように、第1閾値は、第2閾値よりも小さい(第1閾値<第2閾値<摩擦円の半径)。各閾値は、演算された摩擦円の半径に対して、閾値毎に設定された割合(係数)を乗算した値又は閾値毎に設定された余力値(余裕度)を減算した値に設定される。 The control unit 14 is set with a plurality of threshold values set to be less than the radius of the circle of forces, specifically, a first threshold value and a second threshold value, with respect to the grip force. As shown in FIG. 2, the first threshold value is smaller than the second threshold value (first threshold value <second threshold value <radius of the circle of forces). Each threshold value is set to a value obtained by multiplying the calculated radius of the circle of forces by a ratio (coefficient) set for each threshold value or a value obtained by subtracting the remaining capacity value (margin) set for each threshold value. ..

制御部14は、抑制制御において、グリップ力が第1閾値を超えると、現在発生している制動力又は駆動力に対応する前後力Fyの目標値(目標制動力又は目標駆動力)の増大勾配を小さくする。換言すると、制御部14は、抑制制御として、ドライバの前後力操作(ブレーキ操作又はアクセル操作)の増大にかかわらず、前後力Fyの目標値の増大勾配を操作に応じた増大勾配よりも小さくする。制御部14は、例えば、ECU23、33に対して、前後力Fyの目標値の増加分に制限係数α(0<α<1)を乗算するように指令する。このように、制御部14は、グリップ力が摩擦円に近づくと、前後力Fyの目標値の変化量を制限し、増大勾配に制限をかける。 In the suppression control, when the grip force exceeds the first threshold value, the control unit 14 increases the gradient of the target value (target braking force or target driving force) of the front-rear force Fy corresponding to the currently generated braking force or driving force. To make it smaller. In other words, as suppression control, the control unit 14 makes the increase gradient of the target value of the front-rear force Fy smaller than the increase gradient according to the operation regardless of the increase in the driver's front-rear force operation (brake operation or accelerator operation). .. The control unit 14 commands the ECUs 23 and 33, for example, to multiply the increase in the target value of the front-rear force Fy by the limiting coefficient α (0 <α <1). In this way, when the grip force approaches the circle of forces, the control unit 14 limits the amount of change in the target value of the front-rear force Fy and limits the increasing gradient.

また、制御部14は、グリップ力が第2閾値を超えた場合、前後力Fyの目標値の増大勾配を0にする。本実施形態の制御部14は、グリップ力が第2閾値を超えた場合、ドライバの前後力操作が減少するまで、当該超えた時点の前後力Fyの実値を、前後力Fyの目標値に設定する。制御部14は、グリップ力が第2閾値を超えると、前後力Fyの実値をそれ以上増大させないように目標値を当該実値で一定にする。このように、制御部14は、グリップ力が摩擦円に近づくほど前後力の目標値の増大勾配が小さくなってオーバーシュートの抑制度合いが強くなる抑制制御を実行する。本実施形態では、複数の閾値により、グリップ力の増大に対して段階的にオーバーシュートの抑制度合いを強くしている。なお、制御部14は、グリップ力の増大に対して線形的にオーバーシュートの抑制度合いを強くしてもよい。 Further, when the grip force exceeds the second threshold value, the control unit 14 sets the increasing gradient of the target value of the front-rear force Fy to 0. When the grip force exceeds the second threshold value, the control unit 14 of the present embodiment sets the actual value of the front-rear force Fy at that time to the target value of the front-rear force Fy until the driver's front-back force operation decreases. Set. When the grip force exceeds the second threshold value, the control unit 14 sets the target value at the actual value so as not to further increase the actual value of the front-rear force Fy. In this way, the control unit 14 executes suppression control in which the increasing gradient of the target value of the front-rear force becomes smaller and the degree of suppression of overshoot becomes stronger as the grip force approaches the circle of forces. In the present embodiment, the degree of suppression of overshoot is gradually increased with respect to the increase in grip force by a plurality of threshold values. The control unit 14 may linearly increase the degree of suppression of overshoot with respect to the increase in grip force.

また、制御部14は、コーナリングフォースFxが大きいほど、抑制制御によるオーバーシュートの抑制を強くするように構成されている。制御部14は、グリップ力が第1閾値を超えた場合、コーナリングフォースFxと摩擦円の半径との差(以下「横方向余力」という)が所定値未満であるか否かを判定する。制御部14は、横方向余力が所定値未満である場合、横方向余力が所定値以上である場合よりも、前後力Fyの目標値の増大勾配に対する勾配減少量を大きくする。例えば、制御部14は、横方向余力が所定値以上である場合には制限係数をα1とし、横方向余力が所定値未満である場合には制限係数をα1より小さいα2とする(0<α2<α1<1)。このように、制御部14は、コーナリングフォースFxが大きいほど、抑制制御によるオーバーシュートの抑制を段階的に強くする。なお、制御部14は、コーナリングフォースFxが大きいほど、抑制制御によるオーバーシュートの抑制を線形的に強くしてもよい。 Further, the control unit 14 is configured so that the larger the cornering force Fx, the stronger the suppression of overshoot by the suppression control. When the grip force exceeds the first threshold value, the control unit 14 determines whether or not the difference between the cornering force Fx and the radius of the circle of forces (hereinafter referred to as “lateral residual force”) is less than a predetermined value. When the lateral residual force is less than the predetermined value, the control unit 14 increases the amount of gradient decrease with respect to the increasing gradient of the target value of the front-rear force Fy as compared with the case where the lateral residual force is equal to or more than the predetermined value. For example, the control unit 14 sets the limiting coefficient to α1 when the lateral residual force is equal to or more than a predetermined value, and sets the limiting coefficient to α2 which is smaller than α1 when the lateral residual force is less than a predetermined value (0 <α2). <Α1 <1). As described above, the control unit 14 gradually strengthens the suppression of overshoot by the suppression control as the cornering force Fx is larger. The control unit 14 may linearly increase the suppression of overshoot by suppression control as the cornering force Fx is larger.

また、上記のようにコーナリングフォースFxの増大に対してオーバーシュートの抑制を段階的に強くする場合、その閾値は、所定値に限らず、例えば摩擦円の半径に対するコーナリングフォースFxの割合であってもよい。この場合、例えば、制御部14は、摩擦円の半径に対するコーナリングフォースFxの大きさの割合が所定割合以上である場合、当該割合が所定割合未満である場合よりも、前後力の目標値の増大勾配に対する勾配減少量を大きくする。当該割合が大きいほど、グリップ力に占めるコーナリングフォースFxの割合が大きくなり、抑制制御により前後力Fyに対するオーバーシュートの抑制が強くなる。 Further, when the suppression of overshoot is gradually strengthened with respect to the increase in cornering force Fx as described above, the threshold value is not limited to a predetermined value, for example, the ratio of cornering force Fx to the radius of the circle of forces. May be good. In this case, for example, when the ratio of the size of the cornering force Fx to the radius of the circle of forces is equal to or more than a predetermined ratio, the control unit 14 increases the target value of the front-rear force as compared with the case where the ratio is less than the predetermined ratio. Increase the amount of gradient reduction with respect to the gradient. The larger the ratio, the larger the ratio of the cornering force Fx to the grip force, and the suppression control strengthens the suppression of overshoot with respect to the front-rear force Fy.

また、制御部14は、摩擦円の変化を推定し、推定結果に応じた抑制制御を実行する。制御部14は、操舵角情報などの各種情報に基づいて、所定時間後の摩擦円の半径を演算(推定)する。例えば、操舵角が増大している状況では、車両が旋回していると推定でき、所定時間後に旋回外側の車輪の垂直荷重Fzが大きくなり、当該車輪の摩擦円の半径も大きくなることが推定できる。制御部14は、各種情報に基づいて推定した所定時間後の各車輪41~44の垂直荷重Fzに基づいて、次に変化する場合における摩擦円が大きくなるか小さくなるかを推定(判定)する。 Further, the control unit 14 estimates the change in the circle of forces and executes suppression control according to the estimation result. The control unit 14 calculates (estimates) the radius of the circle of forces after a predetermined time based on various information such as steering angle information. For example, in a situation where the steering angle is increasing, it can be estimated that the vehicle is turning, the vertical load Fz of the wheel outside the turn increases after a predetermined time, and the radius of the circle of forces of the wheel also increases. can. The control unit 14 estimates (determines) whether the circle of forces becomes larger or smaller in the next change based on the vertical load Fz of each wheel 41 to 44 after a predetermined time estimated based on various information. ..

制御部14は、摩擦円が大きくなると推定した車輪41~44に対して、現在の摩擦円内において、第1閾値及び第2閾値を大きくする。また、制御部14は、摩擦円が小さくなると推定した車輪41~44に対して、現在の摩擦円内において、第1閾値及び第2閾値を小さくする。このように、制御部14は、推定した摩擦円の変化の向きに応じて、第1閾値及び第2閾値を変化させる。閾値の変化は、例えば、摩擦円の半径に対する割合又は余力値を変化させて実行できる。 The control unit 14 increases the first threshold value and the second threshold value in the current circle of forces with respect to the wheels 41 to 44 estimated to have a larger circle of forces. Further, the control unit 14 reduces the first threshold value and the second threshold value in the current circle of forces with respect to the wheels 41 to 44, which are estimated to have a smaller circle of forces. In this way, the control unit 14 changes the first threshold value and the second threshold value according to the direction of the estimated change of the circle of forces. The threshold value can be changed, for example, by changing the ratio of the circle of forces to the radius or the residual force value.

また、制御部14は、車両に設けられた第1車輪(例えば車輪41)に対する抑制制御の実行に際して、第1車輪とは別に車両に設けられた第2車輪(例えば車輪42)の目標制動力又は目標駆動力を、第1車輪に対する抑制制御におけるオーバーシュートの抑制度合いに基づいて設定するように構成されている。本実施形態の制御部14は、駆動輪である左右一対の車輪41、42の目標駆動力を、当該左右一対の車輪41、42の目標駆動力のうち小さいほうの目標駆動力に合わせるように構成されている。つまり、制御部14は、車輪41の目標駆動力と車輪42の目標駆動力を等しくし、かつ車輪41、42の目標駆動力のうち最小の目標駆動力とする。例えば抑制制御実行時には、制御部14は、抑制制御により車輪41、42のうち一方の目標駆動力を制限する場合、車輪41、42のうち他方の目標駆動力も、一方の目標駆動力と同様に制限することとなる。なお、制御部14は、目標制動力に対しても、上記のように目標値を一方の車輪に対する抑制制御の抑制度合いに基づいて設定してもよい。例えば、制御部14は、目標制動力に対して、目標駆動力同様の制御を実行してもよい。 Further, when the control unit 14 executes the suppression control on the first wheel (for example, wheel 41) provided in the vehicle, the control unit 14 has a target braking force of the second wheel (for example, wheel 42) provided in the vehicle separately from the first wheel. Alternatively, the target driving force is set based on the degree of suppression of overshoot in the suppression control for the first wheel. The control unit 14 of the present embodiment matches the target driving force of the pair of left and right wheels 41, 42, which are the driving wheels, with the target driving force of the pair of left and right wheels 41, 42, whichever is smaller. It is configured. That is, the control unit 14 equalizes the target driving force of the wheels 41 with the target driving force of the wheels 42, and sets the target driving force to be the smallest of the target driving forces of the wheels 41 and 42. For example, when the suppression control is executed, when the control unit 14 limits the target driving force of one of the wheels 41 and 42 by the suppression control, the target driving force of the other of the wheels 41 and 42 is also the same as the target driving force of one of the wheels 41 and 42. It will be limited. The control unit 14 may also set a target value for the target braking force based on the degree of suppression of the suppression control for one wheel as described above. For example, the control unit 14 may execute the same control as the target driving force with respect to the target braking force.

ここで、本実施形態の抑制制御の流れの一例について図3を参照して説明する。以下に説明する処理の流れは、1つの車輪41~44に対する処理であり、実際には同様の処理がすべての車輪41~44について並列で実行される。 Here, an example of the flow of suppression control of the present embodiment will be described with reference to FIG. The flow of processing described below is processing for one wheel 41 to 44, and in reality, the same processing is executed in parallel for all wheels 41 to 44.

まず、車両制御装置1は、各種情報に基づいて摩擦円、グリップ力、及び2つの閾値を演算する(S101)。第1閾値及び第2閾値は、摩擦円が変化する度に設定される。そして、車両制御装置1は、演算されたグリップ力と第2閾値とを比較する(S102)。グリップ力が第2閾値より大きい場合(S102:No)、車両制御装置1は、前後力Fyの目標値を所定の制限値で一定にする。この例において、所定の制限値は、グリップ力が第2閾値を超えた時点の前後力Fy(実値)に設定されている。つまり、車両制御装置1は、グリップ力が第2閾値を超えた時点の前後力Fyを、前後力Fyの目標値に設定する。例えば、制御部14は、前後力Fyの目標値を、計算式{(第2閾値)-Fx1/2で算出する。 First, the vehicle control device 1 calculates the circle of forces, the grip force, and the two threshold values based on various information (S101). The first threshold value and the second threshold value are set each time the circle of forces changes. Then, the vehicle control device 1 compares the calculated grip force with the second threshold value (S102). When the grip force is larger than the second threshold value (S102: No), the vehicle control device 1 sets the target value of the front-rear force Fy to be constant at a predetermined limit value. In this example, the predetermined limit value is set to the front-back force Fy (actual value) when the grip force exceeds the second threshold value. That is, the vehicle control device 1 sets the front-rear force Fy at the time when the grip force exceeds the second threshold value as the target value of the front-rear force Fy. For example, the control unit 14 calculates the target value of the front-rear force Fy by the calculation formula {(second threshold value) 2 -Fx 2 } 1/2 .

一方、グリップ力が第2閾値以下である場合(S102:Yes)、車両制御装置1は、演算されたグリップ力と第1閾値とを比較する(S104)。グリップ力が第1閾値より大きい場合(S104:No)、車両制御装置1は、ドライバの前後力操作の増大にかかわらず、前後力Fyの目標値の増大勾配を小さくする(S105)。より具体的に、制御部14は、前後力Fyの目標値として、前後力Fyの前回の目標値に制限変化量を加えた値を設定する。制限変化量は、例えば、ドライバの操作により本来変化すべき目標値の変化量(通常の変化量)に対して、制限係数αを乗算したものである(0<α<1)。 On the other hand, when the grip force is equal to or less than the second threshold value (S102: Yes), the vehicle control device 1 compares the calculated grip force with the first threshold value (S104). When the grip force is larger than the first threshold value (S104: No), the vehicle control device 1 reduces the increasing gradient of the target value of the front-rear force Fy regardless of the increase in the driver's front-rear force operation (S105). More specifically, the control unit 14 sets a value obtained by adding a limit change amount to the previous target value of the front-rear force Fy as the target value of the front-rear force Fy. The limit change amount is, for example, a value obtained by multiplying the change amount of the target value (normal change amount) that should be originally changed by the operation of the driver by the limit coefficient α (0 <α <1).

グリップ力が第1閾値以下である場合(S104:Yes)、車両制御装置1は、前後力Fyの目標値に対して制限することなく、ドライバの操作等に応じた通常の制御を実行する(S106)。そして、車両制御装置1は、各ステップS103、S105、S106の後に、現在発生している前後力Fyが駆動力であるか否かを判定する(S107)。前後力Fyが駆動力である場合(S107:Yes)、車両制御装置1は、駆動輪である左右の車輪41、42の前後力Fyの目標値を、左右で最小の目標値で一致させる(S108)。前後力Fyが制動力である場合(S107:No)、処理フローは終了し、スタートに戻る。図3のENDはリターンを意味し、車両制御装置1は、上記の処理フローを所定周期で繰り返す。 When the grip force is equal to or less than the first threshold value (S104: Yes), the vehicle control device 1 executes normal control according to the driver's operation or the like without limiting the target value of the front-rear force Fy (S104: Yes). S106). Then, after each of the steps S103, S105, and S106, the vehicle control device 1 determines whether or not the currently generated front-rear force Fy is the driving force (S107). When the front-rear force Fy is the driving force (S107: Yes), the vehicle control device 1 matches the target values of the front-rear force Fy of the left and right wheels 41 and 42, which are the driving wheels, with the minimum target values on the left and right (S107: Yes). S108). When the front-rear force Fy is the braking force (S107: No), the processing flow ends and the process returns to the start. END in FIG. 3 means a return, and the vehicle control device 1 repeats the above processing flow at a predetermined cycle.

(効果)
本実施形態によれば、抑制制御が実行されることで、グリップ力が摩擦円に近づくほど、強くオーバーシュートが抑制される。このオーバーシュートが考慮された前後力Fy(制動力又は駆動力)の制御により、オーバーシュートが抑制されて、操舵角制御なしに、精度良くグリップ力を摩擦円内に収めることが可能となる。つまり、状況に応じて前後力Fyに対するオーバーシュートの抑制度合いを変えることで、各車輪41~44に対する操舵角制御なしに、車両の挙動の安定化精度を向上させることができる。
(effect)
According to the present embodiment, by executing the suppression control, the overshoot is strongly suppressed as the grip force approaches the circle of forces. By controlling the front-rear force Fy (braking force or driving force) in consideration of this overshoot, the overshoot is suppressed, and the grip force can be accurately contained in the circle of forces without steering angle control. That is, by changing the degree of suppression of overshoot with respect to the front-rear force Fy according to the situation, it is possible to improve the stabilization accuracy of the vehicle behavior without controlling the steering angle for each of the wheels 41 to 44.

また、本実施形態によれば、コーナリングフォースFxが大きいほど、抑制制御による前後力Fyのオーバーシュートの抑制が強くなる構成であるため、車両に大きなコーナリングフォースFxが加わっている状態での挙動の安定化精度を向上させることができる。車両の横方向の挙動の安定化は、車両がコーナーをより安定して曲がる上で重要であり、本実施形態では、この点での精度向上が可能となる。より安全な走行を目指す観点では、前後方向よりも左右方向の挙動安定が重要となる。 Further, according to the present embodiment, the larger the cornering force Fx, the stronger the suppression of the overshoot of the front-rear force Fy by the suppression control. Therefore, the behavior in the state where the large cornering force Fx is applied to the vehicle. The stabilization accuracy can be improved. Stabilization of the lateral behavior of the vehicle is important for the vehicle to turn a corner more stably, and in the present embodiment, it is possible to improve the accuracy in this respect. From the viewpoint of aiming for safer driving, it is more important to stabilize the behavior in the left-right direction than in the front-rear direction.

また、制御部14が抑制制御として前後力Fyの目標値の増大勾配を小さくするため、抑制制御の実行によって極端に前後力Fyが変化することを抑制することができ、ひいてはドライバに違和感を与えることを抑制することができる。 Further, since the control unit 14 reduces the increasing gradient of the target value of the front-rear force Fy as the suppression control, it is possible to suppress the extreme change of the front-rear force Fy due to the execution of the suppression control, which gives the driver a sense of discomfort. Can be suppressed.

また、制御部14が摩擦円の変化を推定し推定結果に応じた抑制制御を実行するため、抑制制御による前後力Fyの制限を状況に応じて実行することができる。例えば、推定された変化後の摩擦円が現在の摩擦円より大きい場合、すなわち摩擦円が大きくなると推定された場合、第1閾値及び第2閾値を現在の摩擦円内で大きくすることで、より前後力Fyが制限されにくくなり、ドライバの操作に近い制御が長く維持される。また、摩擦円が大きくなると推定された場合、各閾値を摩擦円に近づけたとしても、次の摩擦円演算で摩擦円が大きくなり、グリップ力が摩擦円外になることは抑制される。反対に、摩擦円が小さくなると推定された場合、第1閾値及び第2閾値を小さくすることで、摩擦円が変化した後でも、より確実にグリップ力が摩擦円内に収まるようにすることができる。 Further, since the control unit 14 estimates the change in the circle of forces and executes the suppression control according to the estimation result, it is possible to limit the front-rear force Fy by the suppression control according to the situation. For example, if the estimated change circle of forces is larger than the current circle of forces, that is, if the circle of forces is estimated to be larger, increasing the first and second thresholds within the current circle of forces will make it more The front-rear force Fy is less likely to be limited, and control close to the driver's operation is maintained for a long time. Further, when it is estimated that the circle of forces becomes large, even if each threshold value is brought close to the circle of forces, the circle of forces becomes large in the next calculation of the circle of forces, and it is suppressed that the grip force is outside the circle of forces. On the contrary, when it is estimated that the circle of forces becomes smaller, it is possible to make the first threshold value and the second threshold value smaller so that the grip force can be more reliably contained within the circle of forces even after the circle of forces changes. can.

また、制御部14は、駆動輪である車輪41、42の目標駆動力を、車輪41、42の目標駆動力のうち小さいほうに合わせるため、減速時と加速時とのうち挙動安定化の必要度が高い加速時について、挙動の安定化精度を向上させることができる。本実施形態によれば、例えば、抑制制御により一方の車輪41の目標駆動力が低下した場合、他方の車輪42の目標駆動力もそれと同様に低下し、挙動の安定化が図られる。一方、制動力に関しては、各車輪41~44で設定された目標制動力に基づいて、各車輪41~44独立した制御がなされる。なお、制御部14は、目標制動力に関しても目標駆動力同様、抑制制御対象の車輪の目標制動力の変化に応じて、他の車輪の目標制動力を変更してもよい。これによっても、必要度は比較的小さいものの、減速時でも車両挙動の安定化精度を向上させることができる。 Further, in order to match the target driving force of the wheels 41 and 42, which are the driving wheels, with the smaller of the target driving forces of the wheels 41 and 42, the control unit 14 needs to stabilize the behavior during deceleration and acceleration. It is possible to improve the stabilization accuracy of the behavior when accelerating at a high degree. According to the present embodiment, for example, when the target driving force of one wheel 41 decreases due to suppression control, the target driving force of the other wheel 42 also decreases in the same manner, and the behavior is stabilized. On the other hand, regarding the braking force, each wheel 41 to 44 is independently controlled based on the target braking force set by each wheel 41 to 44. As for the target braking force, the control unit 14 may change the target braking force of the other wheels according to the change of the target braking force of the wheel to be suppressed and controlled, as with the target driving force. Even with this, although the necessity is relatively small, it is possible to improve the stabilization accuracy of the vehicle behavior even during deceleration.

(その他)
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、制御部14は、抑制制御の対象が、駆動力か制動力かにより、オーバーシュートの抑制度合いを変化させてもよい。例えば、車両構成が駆動力よりも制動力のほうがオーバーシュートしやすい構成である場合、制御部14は、目標制動力に対する抑制度合いを目標駆動力に対する抑制度合いよりも強くしてもよい。例えば、目標制動力の増大勾配に対する制限係数α3を、目標駆動力の増大勾配に対する制限係数α4よりも小さくしてもよい。反対に、車両構成が制動力よりも駆動力のほうがオーバーシュートしやすい構成である場合、制御部14は、目標駆動力に対する抑制度合いを目標制動力に対する抑制度合いよりも強くしてもよい。
(others)
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the control unit 14 may change the degree of suppression of overshoot depending on whether the target of suppression control is a driving force or a braking force. For example, when the vehicle configuration is such that the braking force is more likely to overshoot than the driving force, the control unit 14 may make the degree of suppression of the target braking force stronger than the degree of suppression of the target driving force. For example, the limiting coefficient α3 with respect to the increasing gradient of the target braking force may be smaller than the limiting coefficient α4 with respect to the increasing gradient of the target driving force. On the contrary, when the vehicle configuration is such that the driving force is more likely to overshoot than the braking force, the control unit 14 may make the degree of suppression of the target driving force stronger than the degree of suppression of the target braking force.

これにより、より車両の構成上の特徴に応じた抑制制御が実行できる。オーバーシュートは、目標値の増大が停止しているにもかかわらず実値が増大する現象であり、実指令に対する応答遅れが大きいことや構造上のヒステリシスがあることが主な発生要因となっている。一例として、一般的に、応答遅れがある構成を応答遅れが大きい順に記載すると、エンジン(駆動力)、液圧制動装置(制動力)、モータ(駆動力/制動力)の順となる。この装置の特徴を考慮して、車両に搭載される駆動力発生装置3及び制動力発生装置2の構成に応じて、駆動力と制動力とで抑制度合いを変更してもよい。また、駆動力側と制動力側とで、設定する各閾値の大きさを変えてもよい。例えば、比較的オーバーシュートが起きやすい構成側に対しては、閾値を比較的小さくして、早めに目標値の増大勾配を制限してもよい。 As a result, suppression control can be executed according to the structural characteristics of the vehicle. Overshoot is a phenomenon in which the actual value increases even though the increase in the target value has stopped, and the main causes are that the response delay to the actual command is large and there is structural hysteresis. There is. As an example, in general, when a configuration having a response delay is described in descending order of response delay, the order is engine (driving force), hydraulic braking device (braking force), and motor (driving force / braking force). In consideration of the characteristics of this device, the degree of suppression may be changed between the driving force and the braking force according to the configuration of the driving force generating device 3 and the braking force generating device 2 mounted on the vehicle. Further, the magnitude of each threshold value to be set may be changed between the driving force side and the braking force side. For example, for the configuration side where overshoot is relatively likely to occur, the threshold value may be made relatively small to limit the increasing gradient of the target value early.

また、制御部14は、コーナリングフォースFxの大きさに応じて抑制制御を実行するにあたり、前後力FyとコーナリングフォースFxとの大きさを比較してもよい。そして、制御部14は、当該比較の結果、コーナリングフォースFxが前後力Fyより大きい場合、コーナリングフォースFxが前後力Fy以下である場合よりも、前後力の目標値の増大勾配に対する減少量を大きくしてもよい。これによっても、上記同様、横方向の車両挙動の安定化精度を向上させることができる。 Further, the control unit 14 may compare the magnitudes of the front-rear force Fy and the cornering force Fx when executing the suppression control according to the magnitude of the cornering force Fx. Then, as a result of the comparison, when the cornering force Fx is larger than the front-rear force Fy, the control unit 14 increases the amount of decrease of the front-rear force with respect to the increasing gradient as compared with the case where the cornering force Fx is less than the front-rear force Fy. You may. This also makes it possible to improve the stabilization accuracy of the vehicle behavior in the lateral direction as described above.

また、制御部14は、グリップ力が第1閾値(又は第2閾値)を超えた場合、前後力Fyを現在の値から減少させるように目標値を設定してもよい。また、閾値は3つ以上設定されてもよい。また、摩擦円からグリップ力を減算した値を余力値(余裕度)として、当該余力値に対して複数の閾値を設定してもよい。また、四輪駆動の車両において、各車輪41~44の目標駆動力を、四輪の最小の目標駆動力に設定してもよい。 Further, the control unit 14 may set a target value so as to reduce the front-rear force Fy from the current value when the grip force exceeds the first threshold value (or the second threshold value). Further, three or more threshold values may be set. Further, a value obtained by subtracting the grip force from the circle of forces may be set as a residual force value (margin), and a plurality of threshold values may be set for the residual force value. Further, in a four-wheel drive vehicle, the target driving force of each wheel 41 to 44 may be set to the minimum target driving force of the four wheels.

また、車両の挙動を検出するセンサとしては、上記に限らず、例えばヨーレートセンサなどの公知のセンサを用いることができる。また、車両制御装置1を構成するECUは、ブレーキECU23等の他のECUとの兼用のECUであってもよい。 Further, the sensor for detecting the behavior of the vehicle is not limited to the above, and a known sensor such as a yaw rate sensor can be used. Further, the ECU constituting the vehicle control device 1 may be an ECU that is also used as another ECU such as the brake ECU 23.

1…車両制御装置、11…情報取得部、12…摩擦円演算部、13…グリップ力演算部、14…制御部、2…制動力発生装置、3…駆動力発生装置、41~44…車輪。

1 ... Vehicle control device, 11 ... Information acquisition unit, 12 ... Circle of forces calculation unit, 13 ... Grip force calculation unit, 14 ... Control unit, 2 ... Braking force generator, 3 ... Driving force generator, 41-44 ... Wheels ..

Claims (3)

車両に設けられた車輪のグリップ力を摩擦円内に収めるように前記車輪に対する制動力又は駆動力である前後力を制御する車両制御装置であって、
前記前後力と前記車両に作用しているコーナリングフォースとに基づく前記グリップ力が前記摩擦円に近づくほど、前記前後力と前記コーナリングフォースとを比較した比較結果に基づいて前記前後力の目標値に対する前記前後力の実値のオーバーシュートの抑制を強くする抑制制御を実行する制御部を備え
前記制御部は、前記抑制制御として、前記グリップ力が所定の第1閾値を超えると前記目標値の増大勾配を小さくし、
前記第1閾値は、演算された前記摩擦円の半径に基づいて算出され、
前記制御部は、前記摩擦円の変化を推定し、所定時間後の前記摩擦円が大きくなると推定した場合には算出した前記第1閾値を大きくし、所定時間後の前記摩擦円が小さくなると推定した場合には算出した前記第1閾値を小さくする車両制御装置。
A vehicle control device that controls a front-rear force, which is a braking force or a driving force, with respect to the wheels so that the grip force of the wheels provided on the vehicle is contained within the circle of forces.
As the grip force based on the front-rear force and the cornering force acting on the vehicle approaches the circle of forces, the front-rear force and the cornering force are compared with respect to the target value of the front-rear force. It is provided with a control unit that executes suppression control that strengthens the suppression of overshoot of the actual value of the front-back force .
As the suppression control, the control unit reduces the increasing gradient of the target value when the grip force exceeds a predetermined first threshold value.
The first threshold is calculated based on the calculated radius of the circle of forces.
The control unit estimates the change in the circle of forces, and when it is estimated that the circle of forces will increase after a predetermined time, the calculated first threshold value will be increased, and it is estimated that the circle of forces will decrease after a predetermined time. If so, the vehicle control device that reduces the calculated first threshold value .
前記制御部は、前記コーナリングフォースが大きいほど、前記抑制制御による前記オーバーシュートの抑制を強くする請求項1に記載の車両制御装置。 The vehicle control device according to claim 1, wherein the control unit strengthens the suppression of the overshoot by the suppression control as the cornering force is larger. 前記制御部は、前記車両に設けられた第1車輪に対する前記抑制制御の実行に際して、前記第1車輪とは別に前記車両に設けられた第2車輪の前記前後力の前記目標値を、前記第1車輪に対する前記抑制制御における前記オーバーシュートの抑制度合いに基づいて設定する請求項1又は2に記載の車両制御装置。 When the control unit executes the suppression control on the first wheel provided on the vehicle, the control unit sets the target value of the front-rear force of the second wheel provided on the vehicle separately from the first wheel as the target value. The vehicle control device according to claim 1 or 2 , which is set based on the degree of suppression of the overshoot in the suppression control for one wheel.
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