以下、図面を参照して、本発明に係る車両制御装置の実施の形態を説明する。
本実施の形態では、本発明に係る車両制御装置を、後輪駆動車に搭載される車両制御置に適用する。本実施の形態に係る車両制御装置は、少なくとも回転半径短縮制御機能を有している。また、本実施の形態に係る車両制御装置は、車輪速センサに対する各処理も行い、特に、車輪速センサに対する無効判定と異常判定を行う。本実施の形態には、2つの形態があり、第1の実施の形態が回転半径短縮制御中には車輪速センサの無効判定、異常判定において無効、異常と判定され難くする形態であり、第2の実施の形態が回転半径短縮制御中には車輪速センサの無効判定、異常判定を停止する形態である。なお、無効判定と異常判定は、無効判定が仮判定であり、異常判定が本判定という位置づけであり、無効状態が所定時間継続した場合に異常状態となる。
図1〜図4を参照して、第1の実施の形態に係る車両制御装置1について説明する。図1は、本実施の形態に係る車両制御装置の構成図である。図2は、回転半径短縮制御の説明図である。図3は、フル転舵で停止状態から加速したときにおけるリヤ旋回内輪の車輪速と基準速の時間変化を示す図である。図4は、第1の実施の形態に係るリヤ旋回内輪のホイールシリンダの加圧量と車輪速センサの無効判定閾値(補正値)との関係を示す図である。
車両制御装置1では、旋回時の小回り性能を向上させるために、低速大舵角旋回時にリヤ旋回内輪に制動力を付加することによって回転半径を短縮する。特に、車両制御装置1では、回転半径短縮制御を行っている場合には車輪速センサの無効判定、異常判定の誤判定を抑制するために、回転半径短縮制御中には無効判定、異常判定の閾値を変更する。そのために、車両制御装置1は、車輪速センサ10,11,12,13、舵角センサ14、アクセル開度センサ15、ホイールシリンダアクチュエータ20,21、ウォーニングランプ22及びECU[Electronic Control Unit]31を備えている。
車輪速センサ10,11,12,13は、フロント右輪、フロント左輪、リヤ右輪、リヤ左輪に設けられ、車輪の回転速度(車輪の回転に応じたパルス数)を検出するセンサである。車輪速センサ10,11,12,13では、車輪の回転速度を検出し、その検出値を車輪速信号としてECU31に送信する。
舵角センサ14は、ステアリングホイールから転舵輪に至るステアリング機構における所定の箇所に設けられ、舵角を検出するセンサである。舵角センサ14では、舵角を検出し、その検出値を舵角信号としてECU31に送信する。
アクセル開度センサ15は、アクセルペダルに設けられ、アクセルペダルの開度を検出するセンサである。アクセル開度センサ15では、アクセル開度を検出し、その検出値をアクセル開度信号としてECU31に送信する。
ホイールシリンダアクチュエータ20,21は、リヤ右輪、リヤ左輪の各ホイールシリンダに設けられ、ホイールシリンダの油圧を調整するアクチュエータである。ホイールシリンダアクチュエータ20,21では、ECU31からブレーキ圧制御信号を受信すると、ブレーキ圧制御信号に基づいて作動し、ホイールシリンダの油圧を変化させる。
ウォーニングランプ22は、車輪速センサ10,11,12,13の異常状態を知らせるランプである。ウォーニングランプ22では、ECU31から異常信号を受信すると、点灯する。
ECU31は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[ReadOnly Memory]、RAM[Random Access Memory]などからなり、車両制御装置1を統括制御する電子制御ユニットである。ECU31では、一定時間毎に、各センサ10〜15の検出信号を取り入れる。また、ECU31では、ROMに格納されている各プログラムをCPUで実行することによって、一定時間毎に、車輪速センサに対する速度算出処理、無効判定処理、異常判定処理及び回転半径短縮制御処理、短縮制御時車輪速センサ対応処理を行い、必要に応じてホイールシリンダアクチュエータ20,21、ウォーニングランプ22に制御信号を送信する。
速度算出処理について説明する。ECU31では、車輪毎に、車輪速信号に示されるパルス数に基づいて車輪速を算出する。さらに、ECU31では、全輪の車輪速に基づいて車体速を算出する。
無効判定処理について説明する。ECU31では、車輪毎に、車輪速と基準速との差(絶対値)を算出し、その速度差が無効判定閾値以上になったか否かを判定する。速度差が無効判定閾値以上と判定した場合、ECU31では、その車輪速センサを無効状態と判定し、車輪速センサを用いるアプリケーション(回転半径短縮制御、ABS制御、トラクション制御など)を全て停止させる。基準速は、車体速又は四輪の各車輪速のうちの3番目に速い車輪速である。無効判定閾値は、車輪速と基準速との速度差が大きく、その車輪速を検出した車輪速センサが正常ではないと判定できる速度差であり、基本値が実験やシミュレーションなどによって予め設定される。無効判定閾値としては、通常、予め設定されている基本値が用いられ、回転半径短縮制御時には短縮制御時車輪速センサ対応処理で設定された補正値が用いられる。
なお、車輪速で判定するのではなく、車輪速センサで検出するパルス数で判定するようにしてもよい。また、アプリケーションを停止させる場合、無効状態と判定された車輪速センサを用いず、他輪の車輪速センサだけを用いるアプリケーションについては、アプリケーションを継続させてもよい。
異常判定処理について説明する。ECU31では、車輪毎に、無効判定処理において無効状態と判定されているか否かを判定する。無効状態と判定されている場合、ECU31では、無効状態と判定され始めてからの無効状態の継続時間を計測し、その継続時間が異常判定閾値以上となったか否かを判定する。継続時間が異常判定閾値以上と判定した場合、ECU31では、その車輪速センサを異常状態と判定し、車輪速センサを用いるアプリケーションの停止を継続させるとともに、異常信号をウォーニングランプ22に送信する。異常判定閾値は、無効状態がある程度継続し、その車輪速センサが明らかに異常であると判定できる継続時間であり、基本値が実験やシミュレーションなどによって予め設定される。異常判定閾値としては、通常、予め設定されている基本値が用いられ、回転半径短縮制御時には短縮制御時車輪速センサ対応処理で設定された補正値が用いられる。
回転半径短縮制御処理について説明する。ECU31では、車両が停止中でなくかつ車体速が回転半径短縮制御開始車速以下か否かを判定する。回転半径短縮制御開始車速は、車両が低速走行中であることを判定するための低車速であり、Uターンや駐車するときの車速などを考慮して予め設定される。車両が停止中でなくかつ車体速が回転半径短縮制御開始車速以下と判定した場合、ECU31では、舵角が回転半径短縮制御開始舵角以上か否かを判定する。回転半径短縮制御開始舵角は、フル転舵に近い状態を判定するための大舵角であり、車両の最大舵角などに基づいて予め設定される。
走行中で車体速が回転半径短縮制御開始車速以下かつ舵角が回転半径短縮制御開始舵角以上と判定した場合(回転半径短縮制御の作動条件が成立した場合)、ECU31では、リヤの旋回内輪に対して、アクセル開度に応じて制動力を付加するための目標加圧量を設定し、その目標加圧量とするためのブレーキ圧制御信号を設定し、そのブレーキ圧制御信号をホイールシリンダアクチュエータに送信する。目標加圧量は、アクセル開度が大きいほど大きな値に設定され、目標加圧量とアクセル開度との関係を示すマップなどを用いて設定される。このように、アクセル開度に応じて目標加圧量を設定するのは、車両側で能動的に制動力を付加するので、その制動力による違和感を抑制するために、駆動力が小さいほど付加する制動力を小さくするためである。なお、この目標加圧量については、舵角も考慮して設定してもよい。
このように、リヤ旋回内輪に制動力を付加する理由について説明する。低速で大舵角時に旋回内輪に制動力を付加することにより、車両を内側に向ける回転モーメントが発生する。この回転モーメントによって、フロント旋回内輪FWのアーム長FLとリヤ旋回内輪RWのアーム長RLは、図2に示すようになる。アーム長は、重心軸(車両の重心の進行方向を示す軸)Aと各車輪との間の長さであり、長いほど車両の旋回性能を向上させる。フロント旋回内輪FWのアーム長FLとリヤ旋回内輪RWのアーム長RLとを比較すると、図2から判るように、アーム長RLの方が長い。つまり、リヤ旋回内輪RWに制動力を付加する方が、車両の旋回性能が向上し、最小回転半径をより短縮することができる。なお、フロント旋回内輪FWに制動力を付加しても車両の旋回性能が向上するので、フロント旋回内輪FWにも制動力を付加するようにしてもよい。
図3には、車両がフル転舵で停止状態から加速したときに、回転半径短縮制御が作動してリヤ旋回内輪に制動力が付加された場合のリヤ旋回内輪の車輪速WS(実線)と基準速BS(破線)の時間変化を示している。図3から判るように、加速とともに車輪速WS、基準速BS共に増してゆくが、リヤ旋回内輪には制動力が付加されているので、車輪速WSと基準速BSとの速度差(BS−WS)が次第大きくなってゆく。この速度差が無効判定閾値(基本値)以上となるとリヤ旋回内輪の車輪速センサが無効状態と判定され、その無効状態が異常判定閾値(基本値)以上継続するとリヤ旋回内輪の車輪速センサが異常状態と判定される。このように、車輪速センサが正常に作動しているにもかかわず、回転半径短縮制御が作動すると、無効状態や異常状態と誤判定されてしまう。そこで、この程度の速度差では無効状態や異常状態と誤判定されないように、回転半径短縮制御が作動した場合には無効判定閾値と異常判定閾値を補正する。
短縮制御時車輪速センサ対応処理について説明する。ECU31では、回転半径短縮制御中か否か(回転半径短縮制御の作動条件が成立しているか否か)を判定する。回転半径短縮制御中と判定した場合、ECU31では、リヤ旋回内輪の車輪速センサの無効判定及び異常判定での誤判定を抑制するために、リヤ旋回内輪のホイールシリンダの加圧量に応じて無効判定閾値を基本値より大きな値に補正するとともに異常判定閾値を基本値より大きい値に補正する。回転半径短縮制御中のリヤ旋回内輪のホイールシリンダの加圧量が大きいほど(つまり、リヤ旋回内輪に付加される制動力が大きいほど、ひいては、左右輪の駆動力差が大きくなるほど)、同一車体速に対するリヤ旋回内輪の車輪速の低下度合いが大きくなるので、無効判定閾値や異常判定閾値を大きくすることによって、無効状態や異常状態と誤判定されないようにする。
無効判定閾値の補正値、異常判定閾値の補正値は、リヤ旋回内輪のホイールシリンダの加圧量に応じて車輪速がどの程度低下するのかを考慮し、実験などによって予め設定される。無効判定閾値の補正値は、無効判定閾値と加圧量との関係を示すマップなどを用いて設定される。無効判定閾値の補正値は、例えば、図4に示すように、加圧量が小さい領域では補正値が過小とならないように一定の最小ガード値が設定され、加圧量が大きい領域では補正値が過大とならないように一定の最大ガード値が設定され、加圧量がその間の領域では加圧量の増加に応じて線形に増加する値が設定される。異常判定閾値の補正値は、一定値でもよいし、あるいは、無効判定閾値の補正値のように加圧量に応じて設定されてもよい。
なお、異常判定閾値については、回転半径短縮制御が作動した場合でも、基本値のまま補正しないようにしてもよい。というのは、異常状態と判定されるためには無効状態と判定されていることが条件となるので、無効判定閾値を大きい値に補正することにより、無効状態と判定され難くなると同時に異常状態と判定され難くなるからである。つまり、無効判定閾値を補正することにより、異常判定の閾値も補正されたことになる。
図1を参照して、車両制御装置1の動作について説明する。ここでは、車両が交差点内で停止している状態からUターンする場合について説明する。特に、ECU31の短縮制御時車輪速センサ対応処理については図5のフローチャートに沿って説明する。図5は、第1の実施の形態に係るECUにおける短縮制御時車輪速センサ対応処理の流れを示すフローチャートである。
各車輪速センサ10,11,12,13では、各車輪の回転速度を検出し、車輪速信号をECU31に送信している。舵角センサ14では、舵角を検出し、舵角信号をECU31に送信している。アクセル開度センサ15では、アクセル開度を検出し、アクセル開度信号をECU31に送信している。
一定時間毎に、ECU31では、各センサ10〜15から検出信号を受信している。ECU31では、各輪の車輪速信号に基づいて車輪速を算出し、さらに、その各輪の車輪速から車体速を算出する。
一定時間毎に、ECU31では、車両が停止中でなくかつ車体速が回転半径短縮制御開始車速以下かつ舵角が回転半径短縮制御開始舵角以上か否かを判定する。車両が対向車両の通過待ちで交差点内で停止しているときには、ECU31では、車両停止中と判定し、回転半径短縮制御を開始しない。
対向車両が通過すると、車両は、Uターンを開始し、低速で右旋回方向への大舵角で走行する。すると、ECU31では、走行中で車体速が回転半径短縮制御開始車速以下かつ舵角が回転半径短縮制御開始舵角以上と判定し、回転半径短縮制御を開始する。そして、ECU31では、リヤの旋回内輪(右輪)に対して、アクセル開度に応じてブレーキ圧制御信号を設定し、そのブレーキ圧制御信号をホイールシリンダアクチュエータ20に送信する。リヤ右輪のホイールシリンダアクチュエータ20では、ブレーキ圧制御信号に応じて作動し、ホイールシリンダの油圧を増加させる。これによって、リヤ右輪には制動力が付加され、車両には右方向に向ける回転モーメントが発生する。その結果、Uターン中、車両の最小回転半径が小さくなる。ちなみに、リヤ右輪は、制動力が付加されているので、他の車輪よりも車輪速が低下している。
また、一定時間毎に、ECU31では、回転半径短縮制御中か否かを判定する(S10)。車両が交差点内で停止しているときには、ECU31では、S10にて回転半径短縮制御中でないと判定し、今回の処理を終了する。車両がUターンを開始すると、ECU31では、S10にて回転半径短縮制御中と判定し、リヤ旋回内輪のホイールシリンダの加圧量に応じて無効判定閾値を無効状態と判定し難くなる値(基本値より大きな値)に変更するとともに(S11)、異常判定閾値を異常状態と判定し難くなる値(基本値より大きな値)に変更する(S12)。
また、一定時間毎に、車両が交差点内で停止しているときには、ECU31では、全ての車輪について、車輪速と基準速との速度差が無効判定閾値(基本値)以上になったか否かを判定する。S10にて回転半径短縮制御中と判定されているときには、ECU31では、一定時間毎に、リヤ旋回内輪については車輪速と基準速との速度差が無効判定閾値(補正値)以上になったか否かを判定し、他の車輪については車輪速と基準速との速度差が無効判定閾値(基本値)以上になったか否かを判定する。速度差が無効判定閾値以上と判定した場合、ECU31では、その車輪速センサを無効状態と判定し、車輪速センサを用いるアプリケーションを全て停止させる。特に、回転半径短縮制御中、リヤ旋回内輪については車輪速が他の車輪より低下し、速度差が大きくなっているが、無効判定閾値(補正値)も大きくな値が設定されているので、速度差が無効判定閾値未満となり、無効状態と判定されない。
また、一定時間毎に、ECU31では、全ての車輪について、無効状態と判定されているか否かを判定する。無効状態と判定されている場合、車両が交差点内で停止しているときには、ECU31では、無効状態の継続時間を計測し、全ての車輪についてその継続時間が異常判定閾値(基本値)以上となったか否かを判定する。S10にて回転半径短縮制御中と判定されているときには、ECU31では、無効状態の継続時間を計測し、リヤ旋回内輪についてはその継続時間が異常判定閾値(補正値)以上となったか否かを判定し、他の車輪についてはその継続時間が異常判定閾値(基本値)以上となったか否かを判定する。継続時間が異常判定閾値以上と判定した場合、ECU31では、その車輪速センサを異常状態と判定し、車輪速センサを用いるアプリケーションの停止を継続させるとともに、異常信号をウォーニングランプ22に送信する。ウォーニングランプ22では、その異常信号を受信すると、ランプを点灯する。特に、回転半径短縮制御中、仮に、リヤ旋回内輪の車輪速が一時的に極端に低下し、一時的に無効状態と判定された場合でも、異常判定閾値(補正値)が大きな値に設定されているので、継続時間が異常判定閾値未満となり、異常状態と判定されない。
この車両制御装置1によれば、回転半径短縮制御を行っている場合、リヤ旋回内輪の車輪速センサに対する無効判定閾値、異常判定閾値を無効状態、異常状態と判定し難い値に変更することにより、リヤ旋回内輪の車輪速センサの無効判定、異常判定における誤判定を抑制することができる。そのため、車輪速センサの無効判定や異常判定の誤判定による車輪速センサを用いるアプリケーションの停止や不要なウォーニングランプの点灯を抑制できる。また、リヤ旋回内輪の車輪速センサが実際に異常の場合には異常と判定することもできる。
図1を参照して、第2の実施の形態に係る車両制御装置2について説明する。なお、車両制御装置2では、第1の実施の形態に係る車両制御装置1と同様の構成について同一の符号を付し、その説明を省略する。
車両制御装置2は、車両制御装置1と比較すると、回転半径短縮制御中の車輪速センサに対する無効判定、異常判定の取り扱いだけが異なる。車両制御装置2では、回転半径短縮制御を行っている場合に車輪速センサの無効判定、異常判定の誤判定を防止するために、回転半径短縮制御中にはリヤ旋回内輪の車輪速センサの無効判定処理、異常判定処理を停止する。そのため、車両制御装置2は、ECU32における処理だけが車両制御装置1と異なる。
ECU32は、第1の実施の形態に係るECU31と比較すると、速度算出処理、回転半径短縮制御処理については同様の処理を行うが、無効判定処理、異常判定処理、短縮制御時車輪速センサ対応処理については異なる処理を行う。そこで、この無効判定処理、異常判定処理、短縮制御時車輪速センサ対応処理についてのみ説明する。
無効判定処理について説明する。回転半径短縮制御中でない場合、ECU32では、第1の実施の形態と同様の処理により、各輪の車輪速センサの無効判定を行う。一方、回転半径短縮制御中の場合、ECU32では、短縮制御時車輪速センサ対応処理によってリヤ旋回内輪についての車輪速センサの無効判定を停止する。なお、無効判定閾値は、全て基本値が用いられる。
異常判定処理について説明する。回転半径短縮制御中でない場合、ECU32では、第1の実施の形態と同様の処理により、各輪の車輪速センサの異常判定を行う。一方、回転半径短縮制御中の場合、ECU32では、短縮制御時車輪速センサ対応処理によってリヤ旋回内輪についての車輪速センサの異常判定を停止する。なお、異常判定閾値は、全て基本値が用いられる。
短縮制御時車輪速センサ対応処理について説明する。ECU32では、回転半径短縮制御中か否かを判定する。回転半径短縮制御中と判定した場合、ECU32では、リヤ旋回内輪の車輪速センサの無効判定及び異常判定での誤判定を防止するために、リヤ旋回内輪の車輪速センサの無効判定及び異常判定を停止させる。
図1を参照して、車両制御装置2の動作について説明する。ここでは、車両が交差点内で停止している状態からUターンする場合について説明する。特に、ECU32における短縮制御時車輪速センサ対応処理については図6のフローチャートに沿って説明する。図6は、第2の実施の形態に係るECUにおける短縮制御時車輪速センサ対応処理の流れを示すフローチャートである。
車両制御装置2では、各種センサ10〜15及びECU32の回転半径短縮制御処理については、第1の実施の形態と同様の動作を行うので、その動作説明を省略する。
一定時間毎に、ECU32では、回転半径短縮制御中か否かを判定する(S20)。車両が交差点内で停止しているときには、ECU32では、S20にて回転半径短縮制御中でないと判定し、今回の処理を終了する。車両がUターンを開始すると、ECU32では、S20にて回転半径短縮制御中と判定し、リヤ旋回内輪の車輪速センサ12に対する無効判定を停止させるとともに(S21)、リヤ旋回内輪の車輪速センサ12に対する異常判定を停止させる(S22)。
また、一定時間毎に、車両が交差点内で停止しているときには、ECU32では、全ての車輪について、車輪速と基準速との速度差が無効判定閾値以上になったか否かを判定する。S20にて回転半径短縮制御中と判定されているときには、ECU32では、リヤ旋回内輪については無効判定を停止し、他の車輪については車輪速と基準速との速度差が無効判定閾値以上になったか否かを判定する。速度差が無効判定閾値以上と判定した場合、第1の実施の形態と同様の動作を行う。特に、回転半径短縮制御中、リヤ旋回内輪については車輪速が他の車輪より低下し、速度差が大きくなっているが、無効判定を行わないので、無効状態と判定されない。
また、一定時間毎に、車両が交差点内で停止しているときには、ECU32では、全ての車輪について、無効状態と判定されているか否かを判定する。無効状態と判定されている場合、ECU32では、無効状態の継続時間を計測し、全ての車輪についてその継続時間が異常判定閾値以上となったか否かを判定する。S20にて回転半径短縮制御中と判定されているときには、ECU32では、リヤ旋回内輪については異常判定を停止し、他の車輪については上記と同様の異常判定を行う。継続時間が異常判定閾値以上と判定した場合、第1の実施の形態と同様の動作を行う。特に、回転半径短縮制御中、リヤ旋回内輪については異常判定が行われないので、異常状態と判定されない。
この車両制御装置2によれば、回転半径短縮制御を行っている場合、リヤ旋回内輪の車輪速センサの無効判定及び異常判定を停止することにより、リヤ旋回内輪の車輪速センサの無効判定、異常判定における誤判定を確実に防止することができる。そのため、車輪速センサの無効判定や異常判定の誤判定による車輪速センサを用いるアプリケーションの停止や不要なウォーニングランプの点灯を確実に防止できる。
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
例えば、本実施の形態では後輪駆動車両に適用したが、四輪駆動車や前輪駆動車にも適用可能である。
また、本実施の形態では回転半径短縮制御機能を有する車両制御装置において車輪速センサに対する各処理を行う構成としたが、車輪速センサに対する各処理をABS装置などの車輪速センサを用いる他の装置で行ってもよいし、あるいは、車輪速センサの処理装置を単体でも設けてもよい。
また、本実施の形態ではリヤの旋回内輪に制動力を付加する回転半径短縮制御を適用したが、フロントの旋回内輪に制動力を付加する回転半径短縮制御にも適用可能である。
また、本実施の形態では車輪速センサの車輪速と基準速との速度差が無効判定閾値以上の場合に無効状態と判定する無効判定と無効状態が異常判定閾値以上継続した場合に異常状態と判定する異常判定を行う構成としたが、異常判定だけを行う構成としてもよいし、また、無効判定方法や異常判定方法についても他の方法を適用してもよい。
また、本実施の形態では回転半径短縮制御中に車輪速センサの無効判定閾値及び異常判定閾値を変更あるいは車輪速センサの無効判定及び異常判定を停止する構成としたが、回転半径短縮制御が開始するタイミングで車輪速センサの無効判定閾値及び異常判定閾値を変更あるいは車輪速センサの無効判定及び異常判定を停止する構成としてもよい。
また、第1の実施の形態では無効判定閾値をホイールシリンダの加圧量に応じて変更する構成としたが、一定量だけ変更する構成としてもよいし、あるいは、加圧量以外のパラメータに応じて変更する構成としてもよい。
1…車両制御装置、10,11,12,13…車輪速センサ、14…舵角センサ、15…アクセル開度センサ、20,21…ホイールシリンダアクチュエータ、22…ウォーニングランプ、31,32…ECU