车辆控制装置及车辆控制方法与流程

文档序号:12154363阅读:356来源:国知局
车辆控制装置及车辆控制方法与流程

本发明涉及车辆控制装置及车辆控制方法。



背景技术:

近年来,对辅助车辆的转弯的技术进行了研究开发。作为这样的技术,有通过控制车轮的制动力或者驱动力(以下,也称为制动驱动力)进行车辆的转弯控制的技术。

例如,在专利文献1中,公开了以使转弯加速度成为根据转向角的转弯加速度的方式,在各车轮的滑移率不超过预定的值的范围内控制马达的制动驱动力的电动汽车的发明。

另外,在专利文献2中,公开了根据从实际横摆力矩判定的转向特性,变更对于各车轮的控制纵向力的车辆控制装置的发明。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-254590号公报

专利文献2:日本特开2010-119204号公报



技术实现要素:

技术问题

然而,对于在专利文献1和专利文献2中公开的发明,存在难以兼顾车辆的转弯性能的提高和车辆行为的稳定性的提高的问题。

例如,在配合高的路面摩擦系数(以下,也称为μ)而设定转弯控制的参数的情况下,在车辆所行驶的路面的μ低时,与配合低μ而设定该参数的情况相比易于产生转向过度,其结果是车辆易于自旋。

反之,在配合低μ而设定转弯控制的参数的情况下,在车辆所行驶的路面的μ高时,与配合高μ而设定该参数的情况相比车辆的转弯性能降低。

因此,本发明鉴于上述问题而完成,本发明的目的在于提供能够兼顾在μ高的路面的车辆的转弯性能的提高和在μ低的路面的车辆行为的稳定性的提高的新的且得到改良的车辆控制装置及车辆控制方法。

技术方案

为了解决上述课题,根据本发明的观点,提供一种车辆控制装置,具备:附加横摆力矩确定部,基于车辆的横摆角速度确定附加横摆力矩;自旋倾向判定部,判定上述车辆的自旋倾向;旋转差确定部,在判定为上述车辆有自旋倾向的情况下,确定用于控制上述旋转差的旋转差控制量,使得上述车辆的前方左右轮的旋转差缩小;后轮制动驱动力确定部,基于上述附加横摆力矩,确定用于控制上述车辆的后轮的制动驱动力的后轮制动驱动力控制量;前轮制动驱动力确定部,基于上述旋转差控制量,确定用于控制上述车辆的前轮的制动驱动力的前轮制动驱动力控制量。

另外,为了解决上述课题,根据本发明的另一观点,提供一种车辆控制方法,包括如下步骤:基于车辆的横摆角速度确定附加横摆力矩;判定上述车辆的自旋倾向;在判定为上述车辆有自旋倾向的情况下,确定用于控制上述旋转差的旋转差控制量,使得上述车辆的前方左右轮的旋转差缩小;基于上述附加横摆力矩,确定用于控制上述车辆的后轮的制动驱动力的后轮制动驱动力控制量;基于上述旋转差控制量,确定用于控制上述车辆的前轮的制动驱动力的前轮制动驱动力控制量。

发明效果

如上所述,根据本发明,提供能够兼顾在μ高的路面的车辆的转弯性能的提高和在μ低的路面的车辆行为的稳定性的提高的车辆控制装置以及车辆控制方法。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的车辆的示意图。

图2是用于说明使用了以往的针对后轮的转弯辅助控制的情况下的车辆的行为的图。

图3是表示车轮的偏离角和侧向加速度之间的关系的图。

图4是表示轮胎的滑移率和纵向力之间的关系的图。

图5是用于说明使用了本发明的一个实施方式的车辆的转弯控制的情况下的车辆的行为的图。

图6是表示后轮的纵向力和侧向力之间的关系的图。

图7是示意性地表示本发明的一个实施方式的车辆的控制装置的功能构成以及该控制装置的周边的构成的框图。

图8是表示用于加权增益计算部计算加权增益的增益映射的示意图。

图9是表示用于计算低μ判定输出增益的增益恢复量的增益映射的示意图。

图10是示意性地示出本实施方式的车辆的控制装置的整个处理的流程图。

图11是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置的整个行驶控制处理的流程图。

图12是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置的横摆角速度模型值计算处理的流程图。

图13是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置的横摆角速度噪声抑制处理的流程图。

图14是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置的目标横摆力矩控制处理的流程图。

图15是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置的低μ判定输出增益计算处理的流程图。

图16是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置的前轮胎转速限制控制处理的流程图。

图17是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置的转速同步增益修正运算处理的流程图。

图18是表示仅应用以往的转弯辅助控制的情况下的各个马达的转速的时间性变化的图。

图19是表示仅应用以往的转弯辅助控制的情况下的转向角、横摆角速度模型值以及实际横摆角速度的时间性变化的图。

图20是表示仅应用以往的转弯辅助控制的情况下的各个指示马达转矩和车辆速度的时间性变化的图。

图21是表示应用本实施方式的左右转速差控制的情况下的各个马达的转速的时间性变化的图。

图22是表示应用本实施方式的左右转速差控制的情况下的转向角、横摆角速度模型值和实际横摆角速度的时间性变化的图。

图23是表示应用本实施方式的左右转速差控制的情况下的各个指示马达转矩和车辆速度的时间性变化的图。

符号说明

102、104、106、108:车轮

110、112、114、116:马达

118、120、122、124:齿轮箱

126、128,130、132:逆变器

134:方向盘

136:动力转向机构

138:蓄电池

140:转向角传感器

142、144:轮速传感器

146:纵向加速度传感器

148:侧向加速度传感器

150:横摆角速度传感器

152:禁止位置传感器(INH)

154:油门开度传感器

200:控制装置

202:目标横摆角速度计算部

204:车辆横摆角速度计算部

206、212、218、220、226、232:减法运算部

208:加权增益计算部

210:横摆角速度F/B运算部

214:车体附加横摆力矩运算部

216:理论左右转速差运算部

222:理论车体偏离角运算部

224:实际车体偏离角运算部

228:低μ判定输出增益计算部

230、240:乘法运算部

234:前轮转速同步转矩运算部

236:转速同步增益运算部

238:转速同步增益修正运算部

242:马达要求转矩运算部

具体实施方式

以下,参照附图说明本发明的优选实施方式。应予说明,在本说明书和附图中,对于实质上具有相同的功能构成的构成要素标记相同的符号,由此省略重复说明。

<1.本发明的一个实施方式的车辆的控制装置的概要>

首先,参照图1对具备本发明的一个实施方式的车辆的控制装置200的车辆100的构成进行说明。图1是表示本实施方式的车辆100的示意图。

如图1所示,车辆100具备:前方左轮102;前方右轮104;后方左轮106;后方右轮108(以下,也称为车轮102~108);驱动各车轮102~108的驱动力发生装置(马达)110、112、114、116(以下,也称为马达110~116);将马达110~116的驱动力分别传递到各车轮102~108的齿轮箱118、120、122、124(以下,也称为齿轮箱118~124);分别控制马达110~116的逆变器126、128、130、132(以下,也称为逆变器126~132);将前方左轮102、前方右轮104转向的方向盘134;动力转向机构136;和蓄电池138。

另外,车辆100如图1所示具备:转向角传感器140;分别检测后方左轮106、后方右轮108的轮速(车辆速度V)的轮速传感器142、144;纵向加速度传感器146;侧向加速度传感器148;横摆角速度传感器150;禁止位置传感器(INH)152;油门开度传感器154;制动踏板位置传感器(未图示);检测马达110~116的转速的马达转速传感器(未图示);和控制装置(控制器)200。

这样,车辆100为了驱动各个车轮102~108而设置有马达110~116。因此,能够对各个车轮102~108分别独立地控制驱动转矩。因此,能够通过与由前方左轮102、前方右轮104的转向产生的车体转弯角速度(以下,也称为横摆角速度)的产生独立地由马达分别驱动车轮102~108的转矩矢量控制使横摆角速度产生,从而能够进行转向的辅助。换言之,在本实施方式的车辆100中,通过利用横摆角速度来控制转弯力矩(以下,也称为横摆力矩),从而进行对转向进行辅助的控制(以下,也称为转弯辅助控制)。

各个马达110~116是通过基于控制装置200的指令来控制与各个马达110~116对应的各个逆变器126~132,从而分别被控制驱动。并且,各个马达110~116的驱动力通过各个齿轮箱118~124传递到各个车轮102~108。

动力转向机构136根据由驾驶员进行的方向盘134的操作,通过转矩控制或者角度控制来控制前方左轮102、前方右轮104的转向角。

这里,转弯辅助控制在μ高的路面上提高车辆的转弯性能。参照图2对由转弯辅助控制所控制的车辆的行为详细进行说明。图2是用于说明使用了以往的针对后轮的转弯辅助控制(以下,只要没有特别言及,转弯辅助控制即为针对后轮的转弯辅助控制)的情况下的车辆的行为的图。图2的C11~C13表示在μ高的路面上的以往的车辆的行为。

首先,当接近拐角(corner)时,基于驾驶人的转向而产生横摆力矩,车辆开始转弯(C10)。此时,通过转弯辅助控制,驱动力被传递到后轮,且被附加与基于转向的横摆力矩相同的方向的横摆力矩。其结果是,车辆在转向不足受到抑制的状态下沿着道路转过拐角(C11、C12、C13),结束转弯(C14)。进一步地,参照图3,对转弯辅助控制的作用详细进行说明。图3是表示车轮(以下,也称为轮胎)的偏离角和侧向加速度之间的关系的图。

如图3所示,在表示轮胎的偏离角和侧向加速度之间的关系的特性(以下,也称为偏转特性)中,在侧向加速度与偏离角呈线性的线性区域(转向速度比较小的区域)中,侧向加速度根据偏离角的增加而增加。例如,在平面两轮模型中,假定了轮胎的偏转特性为线性,在上述线性区域中,模型与实际车辆的行为大体一致。

另一方面,若偏离角在一定程度上增加,则与平面两轮模型不同,轮胎的偏转特性成为非线性。即,存在侧向加速度与偏离角呈非线性的非线性区域,在该非线性区域中,侧向加速度的增加率相对于偏离角的增加率减少。

这样,若偏离角在一定程度上增加时,则所得到的侧向加速度的增加率减少,因此通过侧向加速度的上限值降低,轮胎摩擦圆变得易于饱和。在前轮的侧向加速度饱和时,产生转向不足。因此,通过与由前轮的转向产生的横摆力矩的产生相互独立地,将产生相同方向的横摆力矩的转弯辅助控制应用于车辆的后轮,能够额外得到侧向加速度,避免侧向加速度的饱和。其结果,转向不足受到抑制,车辆能够进行转弯。

然而,以往的转弯辅助控制在μ低的路面上存在使车辆的行为的稳定性降低的情况。对此,参照图2详细进行说明。图2的C21~C23表示在μ低的路面上的以往的车辆的行为。

首先,与μ高的路面的情况同样地,车辆开始转弯(C10)。此时,若执行转弯辅助控制,虽然μ高的路面的情况也同样,但后轮的纵向力增加,侧向力的容许值减小。进而,在μ低的路面上,与μ高的路面相比后述的轮胎的摩擦圆特性变小,因而侧向力的容许值进一步减小。因此,在μ低的路面,后轮的侧向力变得易于饱和,即变得易于产生转向过度(C21)。其结果是,车辆变得易于自旋(spin)(C22、C23)。以下,将车辆变得易于自旋的现象也称为车辆有自旋倾向。应予说明,在C21的状态下,即使以产生与之前相反方向的横摆力矩的方式进行转弯辅助控制,也由于惯性力比由此产生的横摆力矩大,因而难以使车辆的行为稳定。进一步地,参照图4,对成为自旋倾向的情况详细进行说明。图4是表示轮胎的滑移率和纵向力之间的关系的图。

如图4所示,在表示轮胎的滑移率和纵向力之间的关系的特性(以下,也称为轮胎的纵向力特性)中,在滑移率在一定程度上增加之前,滑移率增加的同时纵向力也增加。例如,若使纵向力增加到轮胎的摩擦圆特性的上限为止,则纵向力饱和。若要在该状态下进一步得到纵向力,则轮胎空转。该轮胎的空转的程度表示为滑移率。滑移率由下式(1)计算。

滑移率=(车辆速度-车轮速度)/车辆速度…(1)

然而,若滑移率在一定程度上增加,则纵向力开始降低。这是因为在滑移率增加时轮胎的摩擦圆特性变小,纵向力的容许值减小。在该状态下,如果使转弯辅助控制的增益增加,则轮胎的纵向力特性以接近图4所示的被虚线包围的区域的方式变化,即,滑移率增加,纵向力减小。相反,如果使转弯辅助控制的增益减小,则轮胎的纵向力特性以接近图4所示的被单点划线包围的区域的方式变化,即,滑移率减小,纵向力增加。

这里,在μ低的路面上,与μ高的路面相比轮胎的摩擦圆特性变小,因此,纵向力和侧向力的容许值减小。在该状态下,如果使转弯辅助控制的增益增加,则滑移率增加,后轮的轮胎的摩擦圆特性进一步变小。因此,在无法得到纵向力的状态下,侧向力的容许值进一步减小,侧向力变得容易饱和。其结果,变得容易产生转向过度,最终车辆可能自旋。

因此,在本发明的一个实施方式中,控制装置200在被判定为车辆100有自旋倾向的情况下,确定旋转差控制量,该旋转差控制量用于以使前方左右轮102、104的旋转差缩小的方式进行旋转差的控制(以下,也称为左右转速差控制或者前轮胎转速限制控制)。以下,只要没有特别言及,左右转速差控制即为针对前轮的左右转速差控制。参照图5,说明本发明的一个实施方式的车辆的转弯控制的概要。图5是用于说明使用了本发明的一个实施方式的车辆的转弯控制的情况下的车辆的行为的图。图5的C31~C34表示在μ低的路面上的本实施方式的车辆100的行为。

首先,与以往的车辆同样地,车辆100开始转弯(C10)。此时,由于与μ高的路面的情况同样地执行转弯辅助控制,因而后轮106、108的纵向力增加,侧向力的容许值减小。进一步地,对于μ低的路面,轮胎的摩擦圆特性变小,因而侧向力的容许值进一步减小。因此,如上所述,产生转向过度,车辆100有自旋倾向(C31)。

因此,首先,车辆100使转弯辅助控制的增益减小。例如,车辆100使转弯辅助控制的增益为零(C31)。由此,后轮106,108的纵向力减小,侧向力的容许值增加。因此,后轮106、108的侧向力变得难以饱和,易于避免车辆的自旋。然而,如果保持该状态,横摆角速度不收敛,则车辆100的行为有可能变得不稳定。

因此,车辆100在减小转弯辅助控制的增益的同时,减小前方左右轮102、104的旋转差。例如,车辆100通过使前方左右轮102、104的旋转差同步,来产生与横摆惯性力矩相反方向的横摆力矩(C32)。由此,车辆100的行为稳定(C12),车辆能够沿着道路转过拐角(C13)。进一步地,参照图6,对车辆100的行为的稳定化详细进行说明。图6是表示后轮的纵向力和侧向力之间的关系的图。

在后轮106、108的纵向力和侧向力之间的关系的特性(以下,也称为轮胎的摩擦圆特性)中,例如,在伴随着转弯辅助控制的转弯的开始时刻(图5的C10),产生纵向力,该纵向力到图6的左图所示的纵轴的箭头为止,因而横轴的箭头的宽度成为侧向力的容许值。若容许的侧向力饱和,则产生转向过度,车辆有自旋倾向。

与此相对,例如,在图5所示的C32的状态下,转弯辅助控制的增益减小,因而与转弯的开始时刻(C10)相比,如图6的右图的虚线箭头所示,纵向力减小,侧向力的容许值增加。进一步地,通过进行左右转速差控制,而产生与横摆惯性力矩相反方向的横摆力矩,但由于侧向力的容许值增加,侧向力不会饱和,能够通过该横摆力矩得到侧向力。其结果是,横摆角速度变得容易收敛,不会产生转向过度,车辆100的行为稳定。

<2.本发明的一个实施方式的控制装置的详细情况>

以上,对本发明的一个实施方式的车辆的控制装置200的概要进行了说明。接下来,对控制装置200的详细情况进行说明。

<2-1.装置的构成>

首先,参照图7,对本实施方式的车辆的控制装置200的功能构成进行说明。图7是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置200的功能构成以及该控制装置200的周边的构成的框图。

控制装置200如图7所示具备:目标横摆角速度计算部202;车辆横摆角速度计算部204;减法运算部206、212、218、220、226、232;加权增益计算部208;横摆角速度F/B运算部210;车体附加横摆力矩运算部214;理论左右转速差运算部216;理论车体偏离角运算部222;实际车体偏离角运算部224;低μ判定输出增益计算部228;乘法运算部230、240;前轮转速同步转矩运算部234;转速同步增益运算部236;转速同步增益修正运算部238;马达要求转矩运算部242;以及逆变器控制部(未图示)。

另外,控制装置200与上述车载传感器连接,并如图7所示从该车载传感器得到信息。

(车载传感器)

车载传感器包括上述的转向角传感器140,轮速传感器142、144,侧向加速度传感器148,横摆角速度传感器150,马达转速传感器。

转向角传感器140用于检测通过驾驶员的方向盘134的操作而输入的转向角θ。轮速传感器142、144用于检测车辆100的车辆速度V。侧向加速度传感器148用于检测车辆的侧向加速度Ay。横摆角速度传感器150作为横摆角速度取得部的一部分,而检测车辆100的实际横摆角速度γ(γ_sens)。马达转速传感器作为车轮转速传感器,而检测各个马达110~116的转速。

(转弯辅助控制)

目标横摆角速度计算部202基于转向角θ和车辆速度(车速)V来计算目标横摆角速度γ_tgt。具体而言,目标横摆角速度计算部202根据表示通常的平面两轮模型的以下的式(2)计算目标横摆角速度γ_tgt。目标横摆角速度γ_tgt通过在式(2)的右边代入根据式(3)和式(4)计算出的值来计算。计算出的目标横摆角速度γ_tgt被输入到减法运算部212。

数学式2

数学式3

数学式4

应予说明,式(2)~式(4)中的变量、常量、算子如下。

γ_tgt:目标横摆角速度

θ:转向角

V:车辆速度

T:车辆的时间常量

S:拉普拉斯算子

N:转向齿轮速比

l:车辆轴距

lf:从车辆重心点到前轮中心的距离

lr:从车辆重心点到后轮中心的距离

m:车辆重量

Kftgt:目标偏转刚度(前轮)

Krtgt:目标偏转刚度(后轮)

车辆横摆角速度计算部204作为横摆角速度取得部的一部分,基于转向角θ和车辆速度V来计算横摆角速度模型值γ_clc。具体而言,车辆横摆角速度计算部204根据用于计算车辆横摆角速度的以下的式(5)~式(8)来计算横摆角速度模型值γ_clc。横摆角速度模型值γ_clc通过在式(5)的右边代入根据式(6)~式(8)计算出的值来计算。计算出的横摆角速度模型值γ_clc被输入到减法运算部206和横摆角速度F/B运算部210。

数学式5

γ_clc=γ(s)…(5)

数学式6

数学式7

数学式8

应予说明,式(5)~式(8)中的变量、常量、算子如下。

γ_clc:横摆角速度模型值

s:拉普拉斯算子

ζ:车辆响应的衰减比

n:转向齿轮速比

ωn:车辆响应的固有频率

减法运算部206计算实际横摆角速度γ_sens和横摆角速度模型值γ_clc的差值γ_diff。具体而言,横摆角速度传感器150检测到的车辆100的实际横摆角速度γ_sens被输入到减法运算部206。减法运算部206从实际横摆角速度γ_sens中减去横摆角速度模型值γ_clc,求出实际横摆角速度γ_sens和横摆角速度模型值γ_clc的差值γ_diff。差值γ_diff被输入到加权增益计算部208。

加权增益计算部208基于从减法运算部206输入的差值γ_diff来计算加权增益a。该加权增益a用于抑制横摆角速度噪声。参照图8,对加权增益a的计算处理详细进行说明。图8是表示用于加权增益计算部208计算加权增益a的增益映射的示意图。

如图8所示,加权增益a的值能够根据车辆模型的可靠度在0~1之间变化。作为衡量车辆模型的可靠度的指标而使用横摆角速度模型值γ_clc和实际横摆角速度γ_sens的差值(偏差)γ_diff。如图8所示,以使差值γ_diff的绝对值越小则加权增益a的值变得越大的方式设定增益映射。加权增益计算部208对差值γ_diff实施图8的映射处理,来计算与车辆模型的可靠度对应的加权增益a。

如图8所示,加权增益a为0~1的值(0≤a≤1)。

在-0.05[rad/s]≤γ_diff≤0.05[rad/s]的情况下,加权增益a被设为1(a=1)。

另外,在0.1<γ_diff的情况下,或者γ_diff<-0.1的情况下,加权增益a被设为0(a=0)。

此外,在0.05[rad/s]<γ_diff≤0.1[rad/s]的情况下,加权增益a通过以下的式(9)计算。

数学式9

a=-20×γ_diff+2…(9)

此外,在-0.1[rad/s]≤γ_diff<-0.05[rad/s]的情况下,加权增益a通过以下的式(10)计算。

数学式10

a=+20×γ_diff+2…(10)

图8所示的增益映射的区域A1是差值γ_diff接近于0的区域,是实际横摆角速度γ_sens的S/N比小的区域或轮胎的偏转特性为线性的区域(干燥路面),因而由车辆横摆角速度计算部204计算出的横摆角速度模型值γ_clc的可靠性高。因此,对于区域A1,设加权增益a=1,并根据后述的式(11)将横摆角速度模型值γ_clc的配比设为100%计算反馈横摆角速度γ_F/B。

另外,图8所示的增益映射的区域A2是差值γ_diff变大的区域,且是轮胎打滑的极限区域。对于该区域A2,由车辆横摆角速度计算部204计算出的横摆角速度模型值γ_clc的可靠性变低,差值γ_diff变得更大。因此,设加权增益a=0,并根据后述的式(11)将实际横摆角速度γ_sens的配比设为100%计算反馈横摆角速度γ_F/B。

另外,图8所示的增益映射的区域A3是差值γ_diff从线性区域向极限区域变化的区域(非线性区域),使横摆角速度模型值γ_clc和实际横摆角速度γ_sens的配比(加权增益a)线性地变化。在从区域A1(高μ域)向区域A2(低μ域)的变化、或者从区域A2(低μ域)向区域A1(高μ域)的变化中,为了抑制伴随着加权增益a的突变的转矩变动、横摆角速度的变动,利用线性插值来计算加权增益a。

另外,图8所示的增益映射的区域A4是与区域A3相反的实际横摆角速度γ_sens比横摆角速度模型值γ_clc大的区域。例如,在车辆横摆角速度计算部204被输入错误的参数而计算横摆角速度模型值γ_clc的情况等下,通过区域A4的映射使用实际横摆角速度γ_sens进行控制。

应予说明,上述中,以加权增益a的范围为0~1的例子进行了说明,但加权增益a的范围并不限于此,只要是作为车辆控制成立的范围,采用任意的值的构成都属于利用本发明的技术能够实现的范畴。

横摆角速度F/B运算部210基于横摆角速度模型值γ_clc、实际横摆角速度γ_sens、以及加权增益a来计算反馈横摆角速度γ_F/B。具体而言,横摆角速度F/B运算部210基于以下的式(11),通过加权增益a对横摆角速度模型值γ_clc和实际横摆角速度γ_sens进行加权而计算反馈横摆角速度γ_F/B。计算出的反馈横摆角速度γ_F/B被输入到减法运算部212。

数学式11

γ_F/B=a×γ_clc+(1-a)×γ_sens…(11)

减法运算部212计算目标横摆角速度γ_tgt和反馈横摆角速度γ_F/B的差值。具体而言,减法运算部212从由目标横摆角速度计算部202输入的目标横摆角速度γ_tgt中减去反馈横摆角速度γ_F/B,求出目标横摆角速度γ_tgt和反馈横摆角速度γ_F/B的差值Δγ。即,差值Δγ根据以下的式(12)进行计算。计算出的差值Δγ作为横摆角速度控制值而被输入到车体附加横摆力矩运算部214。另外,差值Δγ被输入到低μ判定输出增益计算部228。

数学式12

Δγ=γ_Tgt-γ_F/B…(12)

车体附加横摆力矩运算部214作为附加横摆力矩确定部的一部分,基于车辆100的横摆角速度计算车体附加力矩(附加横摆力矩)。具体而言,车体附加横摆力矩运算部214基于被输入的差值Δγ,以使差值Δγ为0的方式,即以使目标横摆角速度γ_tgt与反馈横摆角速度γ_F/B一致的方式计算车体附加力矩Mg。具体而言,车体附加力矩Mg根据以下的式(13)计算。由此,在车辆100的中心位置求出用于辅助转弯的车体附加力矩Mg。

数学式13

另一方面,理论左右转速差运算部216作为旋转差取得部的一部分,基于车辆速度V和转向角θ计算后方左右转速差理论值ΔNew_clc(第一旋转差)。具体而言,后方左右转速差理论值ΔNew_clc为根据车轮的旋转半径在几何学上求出的后方左轮106的转速和后方右轮108的转速的差值。计算出的ΔNew_clc被输入到减法运算部220。

减法运算部218作为旋转差取得部的一部分,基于后方左右轮106、108的马达转速计算后方左右转速差实际值ΔNew_real(第二旋转差)。具体而言,减法运算部218计算基于由马达转速传感器得到的马达的转速而确定的后方左轮106的转速和后方右轮108的转速的差即后方左右转速差实际值ΔNew_real。应予说明,后方左右转速差实际值ΔNew_real可以根据左右的轮速传感器142、144的转速差计算。计算出的ΔNew_real被输入到减法运算部220。

减法运算部220计算后方左右转速差理论值ΔNew_clc和后方左右转速差实际值ΔNew_real的差值ΔNew。具体而言,减法运算部220通过从后方左右转速差理论值ΔNew_clc中减去后方左右转速差实际值ΔNew_real来计算ΔNew。即,ΔNew根据以下的式(14)计算。计算出的ΔNew被输入到低μ判定输出增益计算部228。

数学式14

ΔNew=ΔNew_clc-ΔNew_real…(14)

另一方面,理论车体偏离角运算部222作为车体偏离角取得部的一部分,基于转向角θ、车辆速度V以及实际横摆角速度γ_sens计算车体偏离角理论值β_clc。例如,车体偏离角理论值β_clc可使用通常的车辆的运动方程式进行计算。计算出的车体偏离角理论值β_clc被输入到减法运算部226。

实际车体偏离角运算部224作为车体偏离角取得部的一部分,基于实际横摆角速度γ_sens、侧向加速度Ay以及车辆速度V来计算车体偏离角实际值β_real。具体而言,实际车体偏离角运算部224根据以下的式(15)计算车体偏离角实际值β_real。计算出的车体偏离角实际值β_real被输入到减法运算部226和转速同步增益运算部236。

数学式15

β_real=d(Ay/V-γ_sens)/dt…(15)

减法运算部226计算车体偏离角理论值β_clc和车体偏离角实际值β_real的差值Δβ。具体而言,减法运算部226通过从车体偏离角理论值β_clc中减去车体偏离角实际值β_real,来求出差值Δβ。即,差值Δβ根据以下的式(16)计算。计算出的差值Δβ被输入到低μ判定输出增益计算部228和转速同步增益运算部236。

数学式16

Δβ=β_clc–β_real…(16)

低μ判定输出增益计算部228作为自旋倾向判定部和附加横摆力矩调整部,基于差值ΔNew和Δγ进行车辆100的自旋倾向判定标志μjud的判定和低μ判定输出增益μG的计算。具体而言,低μ判定输出增益计算部228通过进行差值ΔNew和阈值的比较以及差值Δγ和阈值的比较,来判定车辆100的自旋倾向判定标志μjud。详细情况将参照图15所示的流程图在后面进行描述。

另外,低μ判定输出增益计算部228基于差值ΔNew和Δγ以及自旋倾向判定标志μjud,计算低μ判定输出增益μG。具体而言,低μ判定输出增益计算部228在被判定为车辆有自旋倾向(μjud=1)的情况下,以使车体附加力矩减少的方式确定低μ判定输出增益μG。

进一步地,低μ判定输出增益计算部228在车辆变为没有自旋倾向的情况下,以使被减少的车体附加力矩随时间推移而增加的方式变更低μ判定输出增益μG。具体而言,低μ判定输出增益计算部228在车辆变为没有自旋倾向的情况下,在每次的低μ判定输出增益的处理时,基于差值Δβ变更低μ判定输出增益μG。例如,低μ判定输出增益计算部228通过将由Δβ求出的增益恢复量βG与低μ判定输出增益μG相加,从而使低μ判定输出增益μG随时间推移而增加。进一步地,参照图9,对低μ判定输出增益μG的恢复处理详细进行说明。图9是表示用于计算低μ判定输出增益μG的增益恢复量βG的增益映射的示意图。

如图9所示,增益恢复量βG的值能够根据车体偏离角的差值Δβ在例如0.1~0.25之间变化。如图9所示,在Δβ处于阈值-x1~阈值-x2之间或者阈值x2~x1之间的情况下,以差值Δβ的绝对值越小,增益恢复量βG的值变得越大的方式设定增益映射。另外,在差值Δβ为阈值-x1以下或者阈值x1以上的情况下,增益恢复量βG固定在下限值即0.1。另外,在差值Δβ为阈值-x2~阈值x2之间的情况下,增益恢复量βG固定在上限值即0.25。低μ判定输出增益计算部228通过将根据这样的增益映射确定的增益恢复量βG与上一次计算出的低μ判定输出增益μG'相加来以随时间推移而增加的方式计算低μ判定输出增益μG。即,低μ判定输出增益μG根据以下的式(17)计算。

数学式17

μG=μG'+βG…(17)

乘法运算部230作为附加横摆力矩确定部的一部分,基于车体附加力矩Mg和低μ判定输出增益μG计算修正后的车体附加力矩Mg_o。具体而言,乘法运算部230通过将车体附加力矩Mg乘以低μ判定输出增益μG,来计算修正后的车体附加力矩Mg_o。即,修正后的车体附加力矩Mg_o根据以下的式(18)计算。计算出的修正后的车体附加力矩Mg_o被输入到马达要求转矩运算部242。

数学式18

Mg_o=μG×Mg…(18)

(左右转速差控制)

减法运算部232基于前方左右轮102、104的马达转速计算前方左右转速差实际值ΔNft。具体而言,减法运算部232计算基于由马达转速传感器得到的马达的转速而确定的前方左轮102的转速Nft_l和前方右轮104的转速Nft_r的差即前方左右转速差实际值ΔNft。即,前方左右转速差实际值ΔNft根据以下的式(19)计算。计算出的前方左右转速差实际值ΔNft被输入到前轮转速同步转矩运算部234。

数学式19

ΔNft=Nft_l-Nft_r…(19)

前轮转速同步转矩运算部234基于前方左右转速差实际值ΔNft计算前轮转速同步转矩Tadj_1。具体而言,前轮转速同步转矩Tadj_1是基于车轮的横摆惯性力矩I和前方左右转速差实际值ΔNft而计算出的。即,前轮转速同步转矩Tadj_1根据以下的式(20)计算。计算出的前轮转速同步转矩Tadj_1被输入到转速同步增益运算部236和乘法运算部240。

数学式20

Tadj_1=I×d(ΔNft)/dt…(20)

转速同步增益运算部236作为旋转差确定部,基于自旋倾向判定标志μjud以及车体偏离角实际值β_real计算用于控制前方左右轮102、104的旋转差的转速同步增益(旋转差控制量)ξ。具体而言,转速同步增益运算部236在被判定为车辆100有自旋倾向(μjud=1)的情况下,以使前方左右轮102、104的旋转差缩小的方式计算转速同步增益ξ。更具体而言,转速同步增益运算部236在自旋倾向判定标志μjud=1的情况下,基于车体偏离角实际值β_real、和车体偏离角的差值Δβ计算转速同步增益ξ。例如,转速同步增益ξ可根据以下的表1求出。

表1

例如,在判定为车辆100没有自旋倾向(μjud=0)的情况下,转速同步增益ξ设为0。

另外,在判定为车辆100有自旋倾向(μjud=1),且车体偏离角实际值β_real<4,差值Δβ<3的情况下,转速同步增益ξ设为0.5。

另外,在判定为车辆100有自旋倾向(μjud=1),且车体偏离角实际值β_real<4,差值Δβ≥3的情况下,转速同步增益ξ设为0.75。

另外,在判定为车辆100有自旋倾向(μjud=1),且车体偏离角实际值β_real≥5的情况下,转速同步增益ξ设为1。

计算出的转速同步增益ξ被输入到转速同步增益修正运算部238。

这样,根据从车体偏离角实际值β_real推断的自旋倾向的程度来进行左右转速差控制。这里,在仅通过有无自旋倾向来确定转速同步增益ξ的情况下,由于在例如比较轻微的自旋倾向时,也使前方左右轮102、104同步,因而产生的横摆力矩可能相对于横摆惯性力矩变得过大。因此,通过根据车体偏离角实际值β_real进一步精确转速同步增益ξ,能够消除产生的横摆力矩的过大或不足。

进一步地,如上所述,根据车体偏离角理论值β_clc和车体偏离角实际值β_real的差值Δβ,进行左右转速差控制。这里,由于传感器的误检测或者噪声等的影响,车辆100的状态和车辆模型的状态产生偏离即差值Δβ。在该情况下,通过确定与实际的车辆100的状态偏离的转速同步增益ξ,由左右转速差控制所产生的横摆力矩有可能过大或不足。因此,为了使车辆100的状态接近于车辆模型的状态,随着差值Δβ变得越大,而增大例如转速同步增益ξ,由此能够消除产生的横摆力矩的过大或不足。

转速同步增益修正运算部238作为旋转差控制量修正部,基于过去的转速同步增益ξ进行转速同步增益ξ的修正控制。具体而言,转速同步增益修正运算部238在转速同步增益ξ为转速同步增益的上一次的值ξ_o'以上的情况下,以转速同步增益ξ不被修正的方式进行修正控制。例如,转速同步增益修正运算部238计算转速同步增益ξ和转速同步增益的上一次的值ξ_o'的差值Δξ,判定差值Δξ是否为0以上。然后,在判定为差值Δξ为0以上的情况下,转速同步增益修正运算部238将转速同步增益ξ作为修正后的转速同步增益ξ_o而算出。例如,差值Δξ可根据以下的式(21)计算。

数学式21

Δξ=ξ-ξ_o'…(21)

另外,转速同步增益修正运算部238在转速同步增益ξ小于转速同步增益的上一次的值ξ_o'的情况下,将比转速同步增益ξ和转速同步增益的上一次的值ξ_o'的差值小的控制量加到转速同步增益ξ上。例如,转速同步增益修正运算部238在判定为差值Δξ小于0的情况下,将从差值Δξ的绝对值中减去常量例如0.05而得到的值与转速同步增益ξ相加,由此计算修正后的转速同步增益ξ_o。例如,修正后的转速同步增益ξ_o可根据以下的式(22)计算。

数学式22

ξ_o=ξ+(|Δξ|-0.05)…(22)

算出的修正后的转速同步增益ξ_o被输入到乘法运算部240。

乘法运算部240作为前轮制动驱动力确定部,基于转速同步增益ξ_o计算用于控制车辆100的前方左右轮102、104的制动驱动力的指示转速同步转矩Tadj(前轮制动驱动力控制量)。具体而言,乘法运算部240通过将前轮转速同步转矩Tadj_1乘以修正后的转速同步增益ξ_o,来计算指示转速同步转矩Tadj。即,指示转速同步转矩Tadj可根据以下的式(23)计算。

数学式23

Tadj=ξ_o×Tadj_1…(23)

进一步地,乘法运算部240基于指示转速同步转矩Tadj以及前方左右转速差实际值ΔNft计算指示前方左轮转速同步转矩Tadj_l和指示前方右轮转速同步转矩Tadj_r。具体而言,乘法运算部240基于ΔNft的正负如下那样计算指示前方左轮转速同步转矩Tadj_l和指示前方右轮转速同步转矩Tadj_r。

在ΔNft>0的情况下

Tadj_l=0

Tadj_r=Tadj

在ΔNft<0的情况下

Tadj_l=Tadj

Tadj_r=0

算出的指示前方左轮转速同步转矩Tadj_l和指示前方右轮转速同步转矩Tadj_r被输入到马达要求转矩运算部242。

(制动驱动力控制)

马达要求转矩运算部242作为后轮制动驱动力确定部和前轮制动驱动力确定部,计算后方左右轮106、108和前方左右轮102、104的制动驱动力的控制量。具体而言,马达要求转矩运算部242基于修正后的车体附加力矩Mg_o计算用于控制车辆100的后方左右轮106、108的制动驱动力的附加转矩Tvmot(后轮制动驱动力控制量)。例如,附加转矩Tvmot可根据以下的式(24)和式(25)计算。

数学式24

数学式25

应予说明,式(25)中的变量、常量、算子如下。

Mg_o:修正后的车体附加力矩

TrdR:后方左右轮106、108的胎面宽度

TireR:前方左右轮102、104的轮胎半径

Gratio:后方左右轮106、108的齿轮箱122、124的齿轮速比

另外,马达要求转矩运算部242基于驾驶人的要求驱动力(油门踏板的开度)计算要求马达转矩reqTq。具体而言,要求马达转矩reqTq可根据以下的式(26)计算。

数学式26

reqTq=reqF×TireR×Gratio…(26)

应予说明,式(26)中的reqF是由油门踏板的开度求出的要求驱动力。

在车辆100直行时,驱动车轮102~108的四个马达110~116的各自的驱动力成为对基于驾驶人的要求驱动力reqF的要求马达转矩reqTq进行四等分而得到的值(即reqTq/4)。另一方面,在车辆100正在转弯的情况下,通过转弯辅助控制所涉及的转矩矢量控制,基于车体附加力矩Mg的附加转矩Tvmot分别被附加于后方左右轮106、108的要求马达转矩reqTq/4。另外,通过左右转速差控制所涉及的转矩矢量控制,指示前方左轮转速同步转矩Tadj_l和指示前方右轮转速同步转矩Tadj_r分别被附加于前方左右轮102、104的要求马达转矩reqTq/4。

例如,在右转弯的情况下,后方左轮106的指示马达转矩成为将直行情况下的要求马达转矩reqTq/4与附加转矩Tvmot相加而得到的值,后方右轮108的指示马达转矩成为从直行情况下的要求马达转矩reqTq/4中减去附加转矩Tvmot而得到的值。另外,由于指示前方左轮转速同步转矩Tadj_l=0,所以前方左轮102的指示马达转矩保持为直行情况下的要求马达转矩reqTq/4,前方右轮104的指示马达转矩成为将直行情况下的要求马达转矩reqTq/4与指示前方右轮转速同步转矩Tadj_r相加而得到的值。

同样地,在左转弯的情况下,后方右轮108的指示马达转矩成为将直行情况下的要求马达转矩reqTq/4与附加转矩Tvmot相加而得到的值,后方左轮106的指示马达转矩成为从直行情况下的要求马达转矩reqTq/4中减去附加转矩Tvmot而得到的值。另外,前方左轮102的指示马达转矩成为将直行情况下的要求马达转矩reqTq/4与指示前方左轮转速同步转矩Tadj_l相加而得到的值,由于指示前方右轮转速同步转矩Tadj_r=0,所以前方右轮104的指示马达转矩保持为直行情况下的要求马达转矩reqTq/4。

因此,转弯时的各个马达110~116的指示马达转矩由以下的式(27)~式(30)来表示。马达要求转矩运算部242基于式(27)~式(30),计算前方左轮102的指示马达转矩TqmotFl、前方右轮104的指示马达转矩TqmotFr、后方左轮106的指示马达转矩TqmotRl、后方右轮108的指示马达转矩TqmotRr(以下,也统一称为指示马达转矩Tqmot)。

数学式27

TqmotFl=reqTq/4+Tadj_l…(27)

数学式28

TqmotFr=reqTq/4+Tadj_r…(28)

数学式29

TqmotRl=reqTq/4-(±Tvmot)…(29)

数学式30

TqmotRr=reqTq/4+(±Tvmot)…(30)

应予说明,式(29)和式(30)中的附加转矩Tvmot的符号可根据转弯方向而设定。

逆变器控制部作为马达控制部,基于指示马达转矩Tqmot个别地控制驱动各个车轮102~108的马达。具体而言,逆变器控制部根据指示马达转矩Tqmot以使马达110~116驱动车轮102~108的方式控制马达110~116的动作。

<2-2.装置的处理>

接下来,对本实施方式的车辆的控制装置200的处理进行说明。

(整个处理)

首先,参照图10,对本实施方式的车辆的控制装置200的整个处理进行说明。图10是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置200的整个处理的流程图。

首先,控制装置200判定点火开关(点火SW)是否开启(步骤S302)。应予说明,在点火开关未开启的情况下处理返回到步骤S302。

在点火开关开启的情况下,控制装置200判定由禁止位置传感器(INH)152得到的信息是否表示P(停车挡)或者N(空挡)的位置(步骤S304)。

在由INH152得到的信息不表示P(停车挡)或者N(空挡)的位置的情况下,控制装置200判定点火开关是否开启(步骤S306)。应予说明,在点火开关开启的情况下,处理进入步骤S310。

在步骤S306点火开关未开启的情况下,控制装置200进行车辆100的结束处理(步骤S308),处理结束。

在由INH152得到的信息表示P(停车挡)或者N(空挡)的位置的情况下,控制装置200进行车辆100的起动处理(步骤S310)。

接下来,控制装置200判定由INH152得到的信息是否表示D(前进挡)或者R(倒车挡)的位置(步骤S312)。

在由INH152得到的信息表示D(前进挡)或者R(倒车挡)的位置的情况下,控制装置200进行行驶控制处理(步骤S314)。详细情况将参照图11所示的流程图在后面进行描述。

在由INH152得到的信息不表示D(前进挡)或者R(倒车挡)的位置的情况下,控制装置200判定点火开关是否开启(步骤S316)。在点火开关开启的情况下处理返回步骤S312。在点火开关未开启的情况下处理进入步骤S308。

(行驶控制处理)

接着,参照图11,对控制装置200的整个行驶控制处理(步骤S314)进行说明。图11是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置200的整个行驶控制处理的流程图。

首先,控制装置200根据油门开度传感器154的检测值检测由驾驶人进行的油门踏板的操作量(油门开度)(步骤S402)。

接下来,控制装置200判定油门踏板的操作量是否为0.1以上(步骤S404)。

在判定为油门踏板的操作量为0.1以上的情况下,控制装置200基于油门踏板的操作量计算要求驱动力reqF(步骤S406)。此外,要求驱动力reqF的计算可以基于例如规定了油门开度和要求驱动力reqF之间的关系的映射而进行。

在判定为油门踏板的操作量小于0.1的情况下,控制装置200进行各个马达110~116的再生制动控制(步骤S408)。

接下来,控制装置200判定由转向角传感器140检测的转向角θ的绝对值是否为1(deg)以上(步骤S410)。

在转向角θ的绝对值为1(deg)以上的情况下,控制装置200进行目标横摆力矩控制(步骤S412)。具体而言,控制装置200通过上述的转弯辅助控制的方法,计算附加转矩Tvmot。详细情况将参照图14所示的流程图在后面进行描述。

接下来,控制装置200进行前轮胎转速限制控制(左右转速差控制)(步骤S414)。具体而言,控制装置200利用上述的左右转速差控制的方法,计算指示前方左轮转速同步转矩Tadj_l和指示前方右轮转速同步转矩Tadj_r。详细情况将参照图16所示的流程图在后面进行描述。

接下来,控制装置200指示马达转矩输出(步骤S416)。具体而言,控制装置200基于附加转矩Tvmot和指示前方左轮转速同步转矩Tadj_l以及指示前方右轮转速同步转矩Tadj_r计算各个马达110~116的指示马达转矩,并指示向马达110~116输出。

接下来,控制装置200检测车辆的加速度(步骤S418)。具体而言,控制装置200根据由纵向加速度传感器146和侧向加速度传感器148得到的信息检测车辆100的加速度。

(横摆角速度模型值计算处理)

接着,参照图12,对控制装置200的目标横摆力矩控制处理(步骤S412)的一部分即横摆角速度模型值计算处理进行说明。图12是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置200的横摆角速度模型值计算处理的流程图。

控制装置200取得转向角θ和车辆速度V(步骤S502)。接下来,控制装置200基于转向角θ和车辆速度V,由上述的式(5)~式(8)计算横摆角速度模型值γ_clc(步骤S504)。此外,算出的横摆角速度模型值γ_clc在图13的步骤S512和图14的步骤S526中使用。

(横摆角速度噪声抑制处理)

接着,参照图13,对控制装置200的目标横摆力矩控制处理(步骤S412)的一部分即横摆角速度噪声抑制处理进行说明。图13是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置200的横摆角速度噪声抑制处理的流程图。

控制装置200取得实际横摆角速度γ_sens和横摆角速度模型值γ_clc(步骤S512)。接下来,控制装置200通过计算实际横摆角速度γ_sens和横摆角速度模型值γ_clc的差值γ_diff,来检测横摆角速度噪声(步骤S514)。接下来,控制装置200基于图8的增益映射计算加权增益a(步骤S516)。接下来,控制装置200由上述的式(11)计算反馈横摆角速度γ_F/B。应予说明,算出的反馈横摆角速度γ_F/B在图14的步骤S526中用于差值Δγ的计算。

(目标横摆力矩控制处理)

接着,参照图14,对控制装置200的目标横摆力矩控制处理(步骤S412)进行说明。图14是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置200的目标横摆力矩控制处理的流程图。

控制装置200取得转向角θ和车辆速度V(步骤S522)。接下来,控制装置200基于转向角θ和车辆速度V,由上述的式(2)~式(4)计算目标横摆角速度γ_tgt(步骤S524)。接下来,控制装置200由上述的式(12)计算目标横摆角速度γ_tgt和反馈横摆角速度γ_F/B的差值Δγ(步骤S526)。接下来,控制装置200由上述的式(13)计算车体附加力矩Mg(步骤S528)。接下来,控制装置200进行低μ判定输出增益运算(步骤S530)。详细情况将参照图15所示的流程图在后面进行描述。接下来,控制装置200由上述的式(24)和式(25)计算附加转矩Tvmot(步骤S532)。应予说明,基于算出的附加转矩Tvmot,在图11的步骤S416中计算各个后方左右轮106、108的指示马达转矩。

(低μ判定输出增益计算处理)

接着,参照图15,对控制装置200的低μ判定输出增益计算处理(步骤S530)进行说明。图15是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置200的低μ判定输出增益计算处理的流程图。

控制装置200取得|ΔNew|、|Δγ|、车体偏离角理论值β_clc、侧向加速度Ay以及实际横摆角速度γ_sens(步骤S602)。

接下来,控制装置200判定自旋倾向判定标志μjud是否为0(步骤S604)。

在判定为自旋倾向判定标志μjud为0的情况下,控制装置200判定|ΔNew|是否为150(rpm)以下(步骤S606)。在判定为|ΔNew|超过150(rpm)的情况下,控制装置200判定|Δγ|是否为0.75(rad/s)以下(步骤S608)。

在判定为|ΔNew|为150(rpm)以下的情况下或者判定为|Δγ|为0.75(rad/s)以下的情况下,控制装置200将低μ判定输出增益μG设定为1(步骤S610)。

在判定为|ΔNew|超过150(rpm)且|Δγ|超过0.75(rad/s)的情况下,控制装置200将自旋倾向判定标志μjud设定为1(步骤S612),将低μ判定输出增益μG设定为0.1(步骤S614)。

在步骤S604中,在判定为自旋倾向判定标志μjud不为0的情况下,控制装置200判定|Δγ|是否小于0.075(rad/s)(步骤S616)。在判定为|Δγ|为0.075(rad/s)以上的情况下,处理进入步骤S612、S614。

在判定为|Δγ|小于0.075(rad/s)的情况下,控制装置200由上述的式(15)计算车体偏离角实际值β_real(步骤S618),并由上述的式(16)计算车体偏离角理论值β_clc和车体偏离角实际值β_real的差值Δβ(步骤S620)。应予说明,车体偏离角实际值β_real和差值Δβ可以通过取得得到来代替计算得到。

接下来,控制装置200基于图9的增益映射确定增益恢复量βG(步骤S622)。

接下来,控制装置200判定低μ判定输出增益μG是否为1以上(步骤S624),在判定为低μ判定输出增益μG为1以上的情况下,将自旋倾向判定标志μjud设定为0(步骤S626),将低μ判定输出增益μG设定为1(步骤S628)。另外,控制装置200在判定为低μ判定输出增益μG小于1的情况下,基于低μ判定输出增益的上一次的值μG'和增益恢复量βG,由上述的式(17)计算低μ判定输出增益μG(步骤S630)。

(前轮胎转速限制控制处理)

接着,参照图16,对控制装置200的前轮胎转速限制控制处理(步骤S414)进行说明。图16是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置200的前轮胎转速限制控制处理的流程图。

控制装置200取得车体偏离角理论值β_clc、侧向加速度Ay、实际横摆角速度γ_sens以及自旋倾向判定标志μjud(步骤S702)。

接下来,控制装置200由上述的式(19)计算前方左右转速差实际值ΔNft(步骤S704),由上述的式(20)计算前轮转速同步转矩Tadj_1(步骤S706)。

接下来,控制装置200判定自旋倾向判定标志μjud是否为0(步骤S708),在判定为自旋倾向判定标志μjud不为0的情况下,与步骤S618、S620同样地,计算车体偏离角实际值β_real(步骤S710),计算差值Δβ(步骤S712)。

在自旋倾向判定标志μjud为0的情况下,或者在差值Δβ的计算或取得之后,控制装置200由上述的表1计算转速同步增益ξ(步骤S714)。

接下来,控制装置200计算转速同步增益ξ的修正后的值ξ_o(步骤S716)。详细情况将参照图17所示的流程图在后面进行描述。

接下来,控制装置200由上述的式(23)计算指示转速同步转矩Tadj(步骤S718),并计算指示前方左轮转速同步转矩Tadj_l和指示前方右轮转速同步转矩Tadj_r(步骤S720)。

(转速同步增益修正运算处理)

接着,参照图17,对控制装置200的转速同步增益修正运算处理(步骤S716)进行说明。图17是示意性地表示本实施方式的车辆的控制装置200的转速同步增益修正运算处理的流程图。

控制装置200判定转速同步增益ξ是否大于0(步骤S802),在判定为转速同步增益ξ大于0的情况下,由式(21)计算转速同步增益ξ和前一次的值ξ_o'的差值Δξ(步骤S804)。

接下来,控制装置200判定差值Δξ是否为0以上(步骤S806),在判定为差值Δξ为0以上的情况下,将转速同步增益ξ设定为修正后的转速同步增益ξ_o。在判定为差值Δξ小于0的情况下,控制装置200基于转速同步增益ξ和差值Δξ,由式(22)计算修正后的转速同步增益ξ_o。

<2-3.应用结果的一个例子>

以上,对本实施方式的控制装置200的处理进行了说明。接下来,对本实施方式的控制的应用结果的一个例子进行说明。

首先,参照图18~图20,对仅应用以往的转弯辅助控制的情况下的车辆的各特性进行说明。图18~图20是表示在μ低的路面(雪上等)进行蛇形行驶的情况下的车辆的特性的图。图18是表示各个马达110~116的转速的时间性变化的图。另外,图19表示转向角θ、横摆角速度模型值γ_clc以及实际横摆角速度γ_sens的时间性变化。另外,图20表示各个指示马达转矩(TqmotFl、TqmotFr、TqmotRl、TqmotRr)、以及车辆速度V的时间性变化。

如图18所示,在前方左轮马达转速和前方右轮马达转速之间产生了差异即前方左右轮102、104的转速产生了差异。因此,未产生使横摆角速度收敛那样的力矩,车辆的行为保持在不稳定的状态。另外,如图19所示,在由虚线包围的区域中,转向角θ与横摆角速度模型值γ_clc和实际横摆角速度γ_sens之间产生了偏离。这表示驾驶人的转向操作和车辆的行为发生偏差,可能给驾驶人带来不适感。另外,如图20所示,由于未进行左右转速差控制,所以前方左右轮102、104的指示马达转矩为相同的值。

与此相对,参照图21~图23,对应用本实施方式的左右转速差控制的情况下的车辆的各特性进行说明。图21~图23也是表示在μ低的路面(雪上等)进行蛇形行驶的情况下的车辆的特性的图。图21与图18同样地表示各个马达110~116的转速的时间性变化。另外,图22与图19同样地表示转向角θ、横摆角速度模型值γ_clc以及实际横摆角速度γ_sens的时间性变化。另外,图23与图20同样地表示各个指示马达转矩(TqmotFl、TqmotFr、TqmotRl、TqmotRr),以及车辆速度V的时间性变化。

在图21中,若与图18比较,则在前方左轮马达转速和前方右轮马达转速之间几乎不产生差异,即前方左右轮102、104的转速几乎相同。因此,通过产生与横摆惯性力矩相反方向的横摆力矩,能够使横摆角速度收敛,使车辆的行为稳定。另外,在图22中,若与图19比较,则在任一时间,在转向角θ与横摆角速度模型值γ_clc和实际横摆角速度γ_sens之间都不产生偏离,实际横摆角速度γ_sens受到控制。这表示驾驶人的转向操作与车辆的行为一致,能够抑制驾驶人的不适感,提高操作感。另外,在图23中,若与图20比较,则前方左右轮102、104的指示马达转矩被控制成非同步。这表示以使前方左右轮102、104的转速差缩小的方式控制马达转矩,使车辆的行为稳定。

<3.结论>

以上,根据本发明的一个实施方式,控制装置200基于车辆的横摆角速度确定附加横摆力矩,判定车辆的自旋倾向,在判定为车辆有自旋倾向的情况下,确定用于以使车辆的前方左右轮的旋转差缩小的方式控制旋转差的旋转差控制量,基于附加横摆力矩确定用于控制车辆的后轮的制动驱动力的后轮制动驱动力控制量,基于旋转差控制量确定用于控制车辆的前轮的制动驱动力的前轮制动驱动力控制量。因此,在μ低的路面上在车辆陷入自旋倾向的情况下缩小前方左右轮的旋转差,并产生抑制转向过度的方向的横摆力矩,由此抑制车辆的自旋倾向,使车辆的行为稳定。另外,在μ高的路面上,通过在车体上附加辅助转弯的横摆力矩,从而提高转弯性能。因此,能够兼顾在μ高的路面的车辆的转弯性能的提高和在μ低的路面的车辆行为的稳定性的提高。

另外,控制装置200取得根据由涉及车辆的速度的传感器得到的信息求出的车辆的第一车体偏离角,基于第一车体偏离角确定旋转差控制量。因此,通过根据由车体偏离角推断的车辆的自旋倾向的程度进行左右转速差控制,能够抑制产生的横摆力矩的过大和不足。

另外,控制装置200还取得根据车辆模型求出的车辆的第二车体偏离角,基于第一车体偏离角、以及第一车体偏离角和第二车体偏离角的差值确定旋转差控制量。这里,在根据车辆模型推断的车体偏离角和实际车体偏离角之间产生了差值的情况下,产生的横摆力矩可能会过大或不足。与此相对,通过进行根据该差值的左右转速差控制,能够进一步抑制产生的横摆力矩的过大或不足。

另外,控制装置200基于过去的旋转差控制量进行旋转差控制量的修正控制。因此,通过根据旋转差控制量的变化修正旋转差控制量,能够产生与车辆的状态相适应的横摆力矩。

另外,控制装置200在旋转差控制量为旋转差控制量的上一次的值以上的情况下,以不修正旋转差控制量的方式进行修正控制。因此,在车辆有自旋倾向时,通过进行所要求的量的左右转速差控制,能够在早期使车辆的行为稳定。应予说明,在旋转差控制量即转速同步增益ξ为上一次的值ξ_o以上的情况下,可以以使转速同步增益ξ在不超过上限例如1的范围内增加的方式进行修正控制。

另外,控制装置200在旋转差控制量小于旋转差控制量的上一次的值的情况下,将比旋转差控制量和旋转差控制量的上一次的值的差值小的控制量与旋转差控制量相加。因此,在旋转差控制量降低,车辆的自旋倾向向收敛方向变化的情况下,通过逐渐减小旋转差控制量,能够抑制车辆的行为急剧地变化。

另外,控制装置200取得由车辆模型求出的车辆的后方左右轮的第一旋转差、和根据由车轮转速传感器得到的信息求出的后方左右轮的第二旋转差,取得由车辆模型求出的第一横摆角速度、和根据由横摆角速度传感器得到的信息求出的第二横摆角速度,基于第一旋转差和第二旋转差的差值以及第一横摆角速度和第二横摆角速度的差值判定自旋倾向。这里,通过进行转弯辅助控制,后轮的纵向力饱和,且基于后方左右轮的转速差的自旋倾向的判定的正确性可能降低。与此相对,通过进一步基于车辆的横摆角速度进行自旋倾向的判定,能够提高该自旋倾向的判定的正确性。

另外,控制装置200在判定为车辆有自旋倾向的情况下,以使附加横摆力矩减少的方式确定附加横摆力矩的调整增益。因此,在车辆有自旋倾向的情况下,通过减少转弯辅助控制所涉及的后轮的指示马达转矩,从而后轮的纵向力减少,侧向力的容许值增加。因此,侧向力不会饱和,且能够得到由左右转速差控制产生的横摆力矩所涉及的侧向力。其结果是能够抑制转向过度,防止自旋。

另外,控制装置200在车辆变得没有自旋倾向的情况下,以使被减少的附加横摆力矩随时间推移而增加的方式变更调整增益。因此,在车辆的自旋倾向向收敛方向变化的情况下,通过使调整增益即低μ判定输出增益μG逐渐增加,能够抑制车辆的行为急剧地变化。

另外,控制装置200在车辆变得没有自旋倾向的情况下,在每次的调整增益的确定处理时,基于第一车体偏离角和第二车体偏离角的差值变更调整增益。因此,通过根据由车体偏离角推断的车辆的自旋倾向(例如转向过度的程度)进行转弯辅助控制,能够抑制车辆的行为的急速变化,并且能够使转弯性能恢复。

另外,控制装置200基于后轮制动驱动力控制量个别地控制驱动车辆的各个后方左右轮的马达,并基于前轮制动驱动力控制量个别地控制驱动各个前方左右轮的马达。因此,通过在车轮的驱动中使用马达,与将发动机作为动力使用的情况相比缩短了车轮的驱动所耗费的时间,能够不使车辆行为的变化延迟地控制车辆的行为。应予说明,马达可以如本实施方式那样仅按车轮的个数来设置,也可以针对前轮和后轮各设置一个,即仅设置两个。

以上,参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明,但本发明并不限于上述的例子。如果是具有本发明所属的技术领域的普通知识的人,在权利要求记载的技术思想的范围内,可想到各种变更例或者修正例是显而易见的,这些当然也属于本发明的技术范围。

例如,在上述实施方式中,通过使用马达控制车轮的驱动力来控制车辆的力矩,但本发明并不限于上述的例子。例如,可以通过控制使用了制动器的车轮的制动力来控制车辆的力矩。

另外,上述的实施方式的流程图中所示的步骤当然包括按照记载的顺序按时间序列进行的处理,但并不一定要按时间序列进行处理,同时或者个别地执行的处理也包括在内。另外,即使按时间序列处理的步骤当然也可以根据情况适当地变更顺序。

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