JP2016183581A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
【課題】 スタック状態からの脱出能力を向上させる。【解決手段】 ブレーキECUは、一部の駆動輪において加速スリップが検出された場合、車体を揺動させる方向を設定し、車体をピッチ方向に揺動させる場合には、車体がピッチ方向に共振する固有振動数にて駆動力を増減させる駆動力波形を演算し、車体をロール方向に揺動させる場合には、車体がロール方向に共振する固有振動数にて駆動力を増減させる駆動力波形を演算し、演算した駆動力波形を表す加振指令をエンジンECUに送信する。これにより、車体がピッチ方向あるいはロール方向に揺動して、地面から浮いていた車輪が一時的に接地し、その接地しているときに駆動力が地面に伝達される。【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the ability to escape from a stack state. A brake ECU sets a direction in which the vehicle body is swung when acceleration slip is detected in some drive wheels, and the vehicle body resonates in the pitch direction when the vehicle body is swung in the pitch direction. When calculating the driving force waveform that increases or decreases the driving force at the natural frequency and swings the vehicle body in the roll direction, the driving force waveform that increases or decreases the driving force at the natural frequency at which the vehicle body resonates in the roll direction And an excitation command representing the calculated driving force waveform is transmitted to the engine ECU. As a result, the vehicle body swings in the pitch direction or the roll direction, and the wheel floating from the ground is temporarily grounded, and the driving force is transmitted to the ground when the wheel is grounded. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、駆動力を制御して車両をスタック状態から脱出させる車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that controls a driving force to cause a vehicle to escape from a stacked state.
従来から、車両をスタック状態から脱出させる技術が種々知られている。例えば、特許文献1の装置では、左右の駆動輪の車輪速差が所定値以上となったときにスタック状態であると判定して、ブレーキ圧力を急増させる。これにより、駆動輪は、急激な回転数の低下、あるいは、ロックによる衝撃で振動する。特許文献1の装置では、こうした駆動輪の振動によってスタック状態からの脱出を図る。 Conventionally, various techniques for escaping a vehicle from a stacked state are known. For example, in the device of Patent Document 1, it is determined that the vehicle is stuck when the wheel speed difference between the left and right drive wheels exceeds a predetermined value, and the brake pressure is increased rapidly. As a result, the drive wheel vibrates due to a sudden decrease in the rotational speed or an impact caused by the lock. In the apparatus of Patent Document 1, escape from the stack state is attempted by such vibration of the drive wheels.
しかしながら、ブレーキ圧による衝撃によって駆動輪を振動させても、スタック状態からの脱出に余り有効であるとは言えない。例えば、地面に形成された大きな凹凸によって、駆動輪の一輪が地面から浮いた状態で車両が停止してしまった場合には、スタック状態からの脱出は難しい。 However, even if the driving wheel is vibrated by an impact caused by the brake pressure, it cannot be said that it is very effective for escape from the stacked state. For example, when the vehicle stops due to a large unevenness formed on the ground and one of the driving wheels floats off the ground, it is difficult to escape from the stacked state.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、スタック状態からの脱出能力を向上させることにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to improve the ability to escape from a stack state.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、
複数の駆動輪を駆動する駆動源(11)の発生する駆動力を制御する車両の制御装置において、
複数の駆動輪のうちの一部が加速スリップしている状態を検出するスリップ検出手段(30,55,S11)と、
前記スリップ検出手段によって、前記駆動輪の一部が加速スリップしている状態が検出されたときに、車体がロール方向あるいはピッチ方向に共振する固有振動数にて、前記駆動源の発生する駆動力を増減させる振動制御手段(10,30,S15,S21,S23)とを備えたことにある。
In order to achieve the above object, the features of the present invention are:
In a vehicle control apparatus for controlling a driving force generated by a driving source (11) for driving a plurality of driving wheels,
Slip detecting means (30, 55, S11) for detecting a state in which some of the plurality of driving wheels are accelerating slip;
The driving force generated by the driving source at the natural frequency at which the vehicle body resonates in the roll direction or the pitch direction when the slip detecting means detects a state where a part of the driving wheel is accelerated and slipped. And vibration control means (10, 30, S15, S21, S23) for increasing or decreasing the frequency.
本発明においては、スリップ検出手段が、複数の駆動輪のうちの一部が加速スリップ(空転)している状態を検出すると、振動制御手段が、車体がロール方向あるいはピッチ方向に共振する固有振動数にて、駆動源の発生する駆動力を増減させる。これにより、加速スリップしていない駆動輪の駆動力の増減によって、車体に前後方向の力を加えることができる。この場合、ロール方向に共振する固有振動数(ロール方向の運動が励起される固有振動数)で駆動力を増減させると、車体は、駆動輪からの入力に共振して、ロール方向に大きく揺動する。また、ピッチ方向に共振する固有振動数(ピッチ方向の運動が励起される固有振動数)で駆動力を増減させると、車体は、駆動輪からの入力に共振して、ピッチ方向に大きく揺動する。 In the present invention, when the slip detection means detects a state in which a part of the plurality of driving wheels is accelerated slipping (idling), the vibration control means causes the natural vibration in which the vehicle body resonates in the roll direction or the pitch direction. The driving force generated by the driving source is increased or decreased by the number. Thereby, a force in the front-rear direction can be applied to the vehicle body by increasing or decreasing the driving force of the driving wheels that have not accelerated slip. In this case, if the driving force is increased or decreased at the natural frequency that resonates in the roll direction (the natural frequency that excites the movement in the roll direction), the vehicle body resonates with the input from the drive wheels and greatly fluctuates in the roll direction. Move. In addition, when the driving force is increased or decreased at the natural frequency that resonates in the pitch direction (the natural frequency that excites motion in the pitch direction), the vehicle body resonates with the input from the drive wheels and swings greatly in the pitch direction. To do.
これにより、例えば、駆動輪のうちの一輪が地面から浮いて走行不能になった場合であっても、接地している駆動輪の駆動力が増減することによって車体をロール方向あるいはピッチ方向に揺動させることができる。この車体の揺動によって、地面から浮いている駆動輪(加速スリップしている駆動輪)を、車体の揺動に合わせて繰り返し接地させて、その接地している間に、駆動力を地面に伝達させることができる。これにより、スタック状態からの脱出能力を向上させることができる。 Thus, for example, even when one of the drive wheels floats off the ground and cannot travel, the vehicle body is swung in the roll direction or the pitch direction by increasing or decreasing the drive force of the grounded drive wheel. Can be moved. Due to the swinging of the vehicle body, the driving wheel floating from the ground (the driving wheel that is accelerating and slipping) is repeatedly grounded according to the swinging of the vehicle body, and the driving force is applied to the ground while it is in contact with the ground. Can be transmitted. Thereby, the escape capability from a stack state can be improved.
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。 In the above description, in order to help the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached to the configuration of the invention corresponding to the embodiments in parentheses, but each constituent element of the invention is represented by the reference numerals. It is not limited to the embodiments specified.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本実施形態の車両の制御装置を備えた車両の概略システム構成図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic system configuration diagram of a vehicle including the vehicle control device of the present embodiment.
車両は、エンジン11、自動変速機12、トランスファー13、および、エンジンECU10を備えている。エンジン11の駆動力は、自動変速機12を介して出力軸14に伝達される。出力軸14の駆動力は、駆動状態を切り替えるトランスファー13によって前輪用駆動軸15および後輪用駆動軸16に伝達される。エンジン11、自動変速機12、および、トランスファー13は、エンジンECU10により制御される。
The vehicle includes an
エンジンECU10は、マイクロコンピュータを主要部として備えた電子制御装置であって、各種のエンジン制御用センサ51から出力される検出信号Eを入力して、燃料噴射制御、点火制御、および、吸入空気量制御などを実施する。また、エンジンECU10は、アクセル操作量A(アクセル開度)を検出するアクセルセンサ52と接続され、アクセル操作量Aに応じた大きさのドライバー要求トルクを演算し、このドライバー要求トルクをエンジン11にて発生させる。
The engine ECU 10 is an electronic control device including a microcomputer as a main part, and receives detection signals E output from various
トランスファー13は、駆動状態を4WD状態と2WD状態とに切り替えるアクチュエータを含んでおり、エンジンECU10によって駆動状態が切り替えられる。エンジンECU10は、トランスファー選択スイッチ53と接続されており、ドライバーによって操作されたトランスファー選択スイッチ53の出力するトランスファー選択信号Stに基づいてトランスファー13の駆動状態(駆動力の伝達状態)を切り替える。
The
例えば、トランスファー13は、トランスファー選択スイッチ53がH4位置にセットされている時には、出力軸14の駆動力を前輪用駆動軸15および後輪用駆動軸16に伝達する高速4WDモードに設定される。また、トランスファー13は、トランスファー選択スイッチ53がH2位置にセットされている時には、出力軸14の駆動力を後輪用駆動軸16のみに伝達する高速2WDモードに設定される。また、トランスファー13は、トランスファー選択スイッチ53がL4位置にセットされている時には、H4位置の場合よりも低車速高トルク用の駆動力を出力軸14から出力させて、この出力軸14の駆動力を前輪用駆動軸15および後輪用駆動軸16に伝達する低速4WDモードに設定される。
For example, when the
前輪用駆動軸15の駆動力は、前輪ディファレンシャルギヤ17を介して左前輪車軸17Lおよび右前輪車軸17Rに伝達される。これにより、左前輪20FLおよび右前輪20FRが回転駆動される。同様に、後輪用駆動軸16の駆動力は、後輪ディファレンシャルギヤ18を介して左後輪車軸18Lおよび右後輪車軸18Rに伝達される。これにより、左後輪20RLおよび右後輪20RRが回転駆動される。
The driving force of the front
以下、左前輪20FL、右前輪20FR、左後輪20RL、および、右後輪20RRについて、それらの位置を特定する必要ない場合には、それらを単に車輪20と呼ぶ。また、以下に説明する各車輪20位置毎に設けられる部材については、図中において、符号の末尾に、左前輪20FLに対応して設けられる部材についてはFLを付し、右前輪20FRに対応して設けられる部材についてはFRを付し、左後輪20FLに対応して設けられる部材についてはRLを付し、右後輪20RRに対応して設けられる部材についてはRRを付し、明細書中においては、車輪位置を特定する必要が無い場合には、上記末尾の符号を省略する。 Hereinafter, when it is not necessary to specify the positions of the left front wheel 20FL, the right front wheel 20FR, the left rear wheel 20RL, and the right rear wheel 20RR, they are simply referred to as wheels 20. In addition, regarding members provided for each wheel 20 position described below, in the drawing, FL is assigned to the member provided corresponding to the left front wheel 20FL at the end of the reference numeral, and corresponds to the right front wheel 20FR. In the specification, FR is attached to members provided for the left rear wheel 20FL, RL is attached to members provided for the left rear wheel 20FL, and RR is attached to members provided for the right rear wheel 20RR. In the case where the wheel position does not need to be specified, the last symbol is omitted.
エンジン11は、可変エンジンマウント19によって車体に弾性的に支持される。この可変エンジンマウント19は、エンジン11から車体に伝わる振動を抑制するとともに、その制振特性(例えば、減衰特性)を調整することがきるように構成されている。可変エンジンマウント19の制振特性は、エンジンECU10によって調整される。エンジン11の燃費向上を目的として一部の気筒の給排気バルブを閉じて燃焼を停止させる気筒休止制御を行う場合、振動騒音を招く。一般に、可変エンジンマウント19は、こうした気筒休止制御を行う場合に、制振特性を切り替えることにより振動騒音を低減するように設けられるが、本実施形態においては、更に、後述する車体加振制御の実行時においても使用される。
The
エンジンECU10は、CAN通信ライン70により、後述するブレーキECU30、アブソーバECU40など他の車両内ECUと相互に通信可能に接続されており、エンジン11等の制御情報や要求信号を他の車両内ECUに送信するとともに、他の車両内ECUから、それらの制御情報や要求信号を受信する。
The engine ECU 10 is connected to other in-vehicle ECUs such as a
車両は、左右前後輪に設けられる摩擦ブレーキ機構31、ブレーキアクチュエータ32、および、ブレーキECU30を備えている。摩擦ブレーキ機構31は、車輪20に固定されるブレーキディスク31aと、車体に固定されるブレーキキャリパ31bとを備え、ブレーキアクチュエータ32から供給される作動液の液圧によってブレーキキャリパ31bに内蔵されたホイールシリンダを作動させることによりブレーキパッドをブレーキディスク31aに押し付けて摩擦制動力を発生させる。
The vehicle includes a friction brake mechanism 31, a
ブレーキアクチュエータ32は、ブレーキキャリパ31bに内蔵されたホイールシリンダに供給する液圧を、各輪独立して調整する公知のアクチュエータである。このブレーキアクチュエータ32は、例えば、ブレーキペダルの踏力によって作動液を加圧するマスタシリンダからホイールシリンダに液圧を供給する踏力液圧回路に加え、ブレーキペダル踏力とは無関係に制御可能な制御液圧を各ホイールシリンダに独立して供給する制御液圧回路を備えている。制御液圧回路には、昇圧ポンプおよびアキュムレータを有し高圧の液圧を発生する動力液圧発生装置と、動力液圧発生装置の出力する液圧を調整してホイールシリンダ毎に目標液圧に制御された液圧を供給する制御弁と、各ホイールシリンダの液圧を検出する液圧センサ等を備える(以上、ブレーキアクチュエータ32を構成する要素についは、図示を省略している)。
The
ブレーキアクチュエータ32は、こうした構成を備えることにより、左右前後輪20の制動力を独立して制御することができる。
By providing such a configuration, the
ブレーキECU30は、マイクロコンピュータを主要部として備えた電子制御装置であって、ブレーキアクチュエータ32に接続され、ブレーキアクチュエータ32の作動を制御する。また、ブレーキECU30は、CAN通信ライン70により、エンジンECU10など他の車両内ECUと相互に通信可能に接続されている。ブレーキECU30は、ブレーキ操作量Bを検出するブレーキセンサ54から出力される検出信号を入力し、ブレーキ操作量Bに応じたドライバー要求制動力を演算し、更に、このドライバー要求制動力を各輪20に配分した各輪要求摩擦制動力を演算する。そして、ブレーキアクチュエータ32に設けられた制御弁の通電を制御することにより、各摩擦ブレーキ機構31で各輪要求摩擦制動力を発生するように各ホイールシリンダの液圧を制御する。これにより、左右前後輪20の制動力が独立して制御される。
The
また、ブレーキECU30には、各車輪20の車輪速を検出する車輪速センサ55が接続されている。車輪速センサ55は、自身の設けられた車輪20の回転速度ω(車輪速ωと呼ぶ)を表す検出信号を出力する。ブレーキECU30は、各車輪速センサ55により検出される車輪速ωに基づいて車速V(車体速度)を演算して、車速情報をCAN通信ライン70を介して車両内ECUに提供するとともに、車速Vと各車輪20の車輪速ωとから、各車輪20のスリップ率を演算し、このスリップ率に基づいて、各車輪20のロック状態、および、スリップ状態(空転状態)を検出する。
In addition, a wheel speed sensor 55 that detects the wheel speed of each wheel 20 is connected to the
ブレーキECU30は、車輪20の制動時にロック状態を検出した場合には、ロック状態の検出された車輪20を制御対象輪として、周知のアンチロック制御(ABS)により制動力を弱める。また、ブレーキECU30は、車輪20の駆動時に加速スリップ(駆動輪の空転)を検出した場合、加速スリップの検出された車輪20を制御対象輪として、周知のトラクション制御(TRC)により制動力を付与する。また、ブレーキECU30は、後述するが、オフロード制御の実施中に特定輪の加速スリップを検出した場合、後述する車体加振制御を実施する。
When the
CAN通信ライン70には、車両の挙動を検出する挙動センサ56(例えば、車両の横加速度を検出する横加速度センサ、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ等)、および、操舵角を検出する舵角センサ57が接続されている。これにより、挙動センサ56により検出された車両の挙動量G、および、舵角センサ57により検出された操舵角θを表すそれぞれの情報が所定の短い周期でCAN通信ライン70に送信される。
The
ブレーキECU30は、CAN通信ライン70を介して、車両の挙動情報、および、操舵情報を取得し、それらの情報に基づいて、車両のオーバーステア状態、あるいは、アンダーステア状態などの横滑りによる非所望運動状態を検出する。ブレーキECU30は、こうした非所望運動状態を検出したときに、車両の挙動を安定させるように、制動力を制御する制御対象輪を特定し、その制御対象輪の制動力を制御する。
The
左右前後輪20は、それぞれ、サスペンション(図示略)によって独立して車体に懸架される。各サスペンションには、それぞれ減衰力可変式のショックアブソーバ41が設けられている。ショックアブソーバ41は、アブソーバECU40によって減衰力(減衰係数)が制御される。
The left and right front and rear wheels 20 are suspended from the vehicle body independently by suspensions (not shown). Each suspension is provided with a shock absorber 41 of a variable damping force type. The shock absorber 41 has its damping force (damping coefficient) controlled by the
アブソーバECU40は、マイクロコンピュータを主要部として備えた電子制御装置であって、各車輪位置における振動状態(ばね上振動、ばね下振動など)を検出するサスペンションセンサ42に接続され、サスペンションセンサ42によって検出されたサスペンション検出信号Ssを入力する。サスペンションセンサ42としては、例えば、車体の上下加速度を検出するばね上加速度センサ、サスペンションストロークを検出するハイトセンサ等を用いることができる。アブソーバECU40は、サスペンションセンサ42の出力するサスペンション検出信号Ssに基づいて、車体の上下振動が適正となるように各ショックアブソーバ41の減衰力を制御する。
The
また、アブソーバECU40は、CAN通信ライン70により、エンジンECU10、ブレーキECU30など他の車両内ECUと相互に通信可能に接続されており、車両内ECUからの指令によってもショックアブソーバ41の減衰力を制御できるように構成されている。
Further, the
また、車両には、オフロード走行に適した機能を選択するためのオフロード選択スイッチ58、揺動スイッチ59、クロール制御スイッチ60が運転席近傍に設けられている。オフロード選択スイッチ58は、オフロード走行に適した走行支援を受けたい場合に、ドライバーが選択的に操作するスイッチであり、その機能の有効/無効を選択する信号と、オフロードの種類(岩場、モーグル路、がれき路、ぬかるみ路など)を選択する信号とからなるオフロード選択信号Soを出力する。
In addition, the vehicle is provided with an off-
揺動スイッチ59は、後述する車体加振制御が行われているときに、車体の揺動方向をドライバーが選択するためのスイッチであり、揺動方向選択信号Sdを出力する。また、揺動スイッチ59は、車体の揺動方向を選択するためだけでなく、ドライバーによって操作されたとき、その操作が行われたことで、ドライバーがスタック状態からの脱出を試みていると推定して、車体の揺動を開始させるトリガの一つとして使用される。クロール制御スイッチ60は、オフロードで有効なクロール制御を実施させるか否かを選択するスイッチであり、クロール選択信号Scを出力する。
The
オフロード選択信号So、揺動方向選択信号Sd、および、クロール選択信号Scは、ブレーキECU30に出力される。ブレーキECU30は、オフロード選択信号SoがON状態(オフロード走行支援が選択された状態)の場合、エンジンECU10と協調してオフロード種類に応じたオフロード制御を実施する。オフロード制御中においては、トラクション制御(TRC)の制御形態が変更される。このオフロード制御時におけるトラクション制御をアクティブTRCと呼び、それ以外の通常時のトラクション制御を通常TRCと呼ぶ。通常TRCでは、駆動輪20の加速スリップを検出したときにエンジン11の駆動力を減少させるとともにスリップ輪に制動力を加えるが、アクティブTRCでは、エンジン11の駆動力を減少させないようにしてスリップ輪に制動力を加える。ブレーキECU30は、オフロードの種類に応じたブレーキ圧を制御することにより、エンジン11の駆動力を駆動輪20に適切に配分して、オフロード走行を支援する。
The off-road selection signal So, the swing direction selection signal Sd, and the crawl selection signal Sc are output to the
また、ブレーキECU30は、クロール選択信号ScがON状態(クロール制御が選択された状態)の場合、エンジンECU10との協調によって、クロール制御を実施する。このクロール制御は、ドライバーのアクセル操作およびブレーキ操作を必要とせず、車輪スリップや車輪ロックを最小限に抑えつつ車両を一定の低車速(例えば、1km/h〜5km/h)で走行させる制御である。従って、クロール制御によっても、オフロード走行支援を受けることができる。
The
こうしたオフロード走行支援によって、岩場、モーグル路、がれき路、ぬかるみ路、急勾配路などのオフロードの走破性が高められる。しかし、オフロードの走破性は、依然、ドライバーの運転技術に負うところが多く、こうしたオフロード走行支援を受ければ、必ず走破できるというものではない。 Such off-road driving support improves the off-road driving performance of rocky terrain, mogul road, rubble road, muddy road, and steep road. However, the ability to drive off-roads still depends on the driving skills of the driver, and it is not always possible to run with such off-road driving support.
例えば、地面に大きな凹凸が形成されていると、駆動輪20が地面から浮いてしまい、途中で走行不能になることがある。このように車両が走行できなくなる状態をスタック状態と呼ぶ。しかし、複数の駆動輪20のうちの少なくとも1輪については、接地しているはずである。図3の例では、左後輪20RLが地面から浮いているが、右後輪20RRは地面に接地している。この場合、浮いている駆動輪20RLを一時的でも良いから接地させれば、接地しているあいだ駆動輪20RLの駆動力を地面に伝達させることができ、スタック状態から脱出させやすい。 For example, if large irregularities are formed on the ground, the drive wheels 20 may float from the ground, making it impossible to travel on the way. Such a state in which the vehicle cannot travel is called a stuck state. However, at least one of the plurality of drive wheels 20 should be grounded. In the example of FIG. 3, the left rear wheel 20RL is floating from the ground, but the right rear wheel 20RR is in contact with the ground. In this case, if the floating driving wheel 20RL may be temporary, if it is grounded, the driving force of the driving wheel 20RL can be transmitted to the ground while it is grounded, and it is easy to escape from the stacked state.
そこで、本実施形態の車両においては、オフロードの走破性を更に向上させるために、車体加振制御を実施する。この車体加振制御では、車体を揺動させることにより、地面から浮いている(浮いていなくても接地荷重の少ない)車輪20を一時的に接地させる(接地荷重を増加させる)。車体加振制御では、車体を揺動させるために、駆動輪20の駆動力を所定の振幅、および、周波数で振動(増減)させる。 Therefore, in the vehicle of the present embodiment, vehicle body vibration control is performed in order to further improve off-road running performance. In this vehicle body vibration control, the wheel 20 that is floating from the ground (having a small grounding load even if not floating) is temporarily grounded (the grounding load is increased) by swinging the vehicle body. In the vehicle body vibration control, the driving force of the driving wheel 20 is vibrated (increased or decreased) with a predetermined amplitude and frequency in order to swing the vehicle body.
接地している側の車輪20の駆動力が振動すると、車体に前後方向の力を加えることができ、車体を揺動させることができる。車体は、車輪20から前後方向の振動が入力されると、その入力周波数に応じて、ピッチ方向の運動が励起(ピッチ方向の運動の振幅が増加)されたり、ロール方向の運動が励起(ロール方向の運動の振幅が増加)されたりする。つまり、ピッチ方向の運動が励起される固有振動数で車輪20の駆動力を増減させると、車体は、車輪20からの入力に共振して、ピッチ方向に大きく揺動する。また、ロール方向の運動が励起される固有振動数で車輪20の駆動力を増減させると、車体は、車輪20からの入力に共振して、ロール方向に大きく揺動する。尚、ピッチ方向の運動とは、車両の重心を通る左右方向軸(ピッチ軸)回りの運動を意味し、ロール方向とは、車両の重心を通る前後方向軸(ロール軸)回りの運動を意味する。 When the driving force of the wheel 20 on the ground side vibrates, a force in the front-rear direction can be applied to the vehicle body, and the vehicle body can be swung. When vibration in the front-rear direction is input from the wheel 20, the vehicle body excites movement in the pitch direction (increases the amplitude of movement in the pitch direction) or excites movement in the roll direction (roll). The amplitude of motion in the direction is increased). That is, when the driving force of the wheel 20 is increased or decreased at the natural frequency at which the motion in the pitch direction is excited, the vehicle body resonates with the input from the wheel 20 and swings greatly in the pitch direction. Further, when the driving force of the wheel 20 is increased or decreased at the natural frequency at which the motion in the roll direction is excited, the vehicle body resonates with the input from the wheel 20 and swings greatly in the roll direction. Note that the movement in the pitch direction means movement around the left-right axis (pitch axis) passing through the center of gravity of the vehicle, and the roll direction means movement around the front-rear direction axis (roll axis) passing through the center of gravity of the vehicle. To do.
従って、車輪20の駆動力を特定の周期で振動させることにより車体を大きく揺動させ、地面から浮いている車輪20を車体の揺動に合わせて繰り返し接地させて、その接地している間に車輪20の駆動力を地面に伝達させることができる。 Accordingly, the vehicle body is greatly swung by vibrating the driving force of the wheel 20 at a specific cycle, and the wheel 20 floating from the ground is repeatedly grounded in accordance with the rocking of the vehicle body, and the ground is being grounded. The driving force of the wheel 20 can be transmitted to the ground.
また、車体加振制御では、車体の揺動をできるだけ減衰させないように、浮いている車輪20、および、その車輪20の対角位置に設けられる車輪20における、ショックアブソーバ41の減衰力の設定が小さくされる(減衰係数が小さくされる)。これにより、車体のピッチ角の変動振幅、あるいは、ロール角の変動振幅を大きくすることができる。 Further, in the vehicle body excitation control, the damping force of the shock absorber 41 is set on the floating wheel 20 and the wheel 20 provided at the diagonal position of the wheel 20 so as not to attenuate the swing of the vehicle body as much as possible. It is made smaller (the attenuation coefficient is made smaller). Thereby, the fluctuation amplitude of the pitch angle of the vehicle body or the fluctuation amplitude of the roll angle can be increased.
また、車体がロール方向に揺動する場合、エンジン11(自動変速機12、トランスファー13を含む)が、作用反作用によって、車体に対して逆位相でロール方向に共振する。エンジン11の振幅が大きくなればなるほど、車体のロール角振幅も大きくなる。そこで、車体加振制御では、エンジン11を車体にマウントしている可変エンジンマウント19の減衰力の設定が小さくされる(減衰係数が小さくされる)。これにより、エンジン11が、車体に対して逆位相にロール方向に揺動し、その慣性によって車体のロール方向の運動を促進させることができる。
Further, when the vehicle body swings in the roll direction, the engine 11 (including the
車体加振制御では、このように車体を揺動させることによって、オフロードにおける走破性能を向上させている。車体加振制御は、ブレーキECU30、エンジンECU10、および、アブソーバECU40の協調制御によって実施される。
In vehicle body vibration control, the off-road running performance is improved by swinging the vehicle body in this way. The vehicle body vibration control is performed by cooperative control of the
図2は、ブレーキECU30が実施する車体加振制御ルーチンを表す。車体加振制御ルーチンは、イグニッションスイッチがオンしているあいだ、所定の短い演算周期にて繰り返し実施される。
FIG. 2 shows a vehicle body vibration control routine executed by the
車体加振制御ルーチンが起動すると、ブレーキECU30は、ステップS11において、駆動輪20の加速スリップ状態を検出する。例えば、車輪速センサ55により検出される車輪速ω、および、車速Vに基づいて、スリップ率を演算する。続いて、ブレーキECU30は、ステップS12において、加振中フラグFが「0」であるか否かについて判定する。加振中フラグFは、後述するようにエンジン11の駆動力を振動(周期的に増減)させて車体を揺動させている場合に「1」に設定され、それ以外の場合に「0」に設定される。本ルーチンの起動時においては、加振中フラグFは「0」に設定されているため、ブレーキECU30は、その処理をステップS13に進める。
When the vehicle body vibration control routine is started, the
ブレーキECU30は、ステップS13において、加速スリップが発生しているか否かについて判定し、加速スリップが発生していない場合には、本ルーチンを一旦終了する。ブレーキECU30は、こうした処理を繰り返し、ステップS13において、加速スリップが発生したと判定された場合には、ステップS14において、その加速スリップが発生していると判定されたときのエンジン11の駆動力を、エンジンECU30から読み込んで不揮発性メモリに記憶する。この場合、ブレーキECU30は、スリップ率と対応させて駆動力を記憶する。この駆動力は、直近の一定期間、あるいは、直近の加速スリップが検出された所定回数分だけサンプリングされる。このサンプリングデータによって、加速スリップと駆動力との関係、例えば、タイヤが路面をグリップできなくなって加速スリップが発生し始める駆動力(路面の摩擦係数μに対応した値となる)を推定することができる。
In step S13, the
続いて、ブレーキECU30は、ステップS15において、加速スリップが発生しているのは、特定の駆動輪20であるか否か、つまり、駆動輪20のうちの一部だけが加速スリップしているか否かについて判定する。駆動輪20の全てが加速スリップしている場合(S15:No)には、ステップS16において、加振中フラグFを「0」に設定して、本ルーチンを一旦終了する。加速スリップの発生の有無の判定は、例えば、スリップ率が設定値以上であるか否かの判定をすればよい。
Subsequently, in step S15, the
一方、駆動輪20のうちの一部だけが加速スリップしている場合(S15:Yes)には、ブレーキECU30は、ステップS17において、オフロード支援制御(オフロード制御、クロール制御)中であるか、あるいは、揺動スイッチ59が操作されたか否かについて判断する。オフロード支援制御は、ドライバーの意志によって開始され、また、揺動スイッチ59は、ドライバーがスタック状態からの脱出を試みる場合に操作される。従って、このステップS17は、ドライバーがオフロード支援を受けていることを認識しているか否か、あるいは、ドライバーがスタック状態からの脱出を図っている状況であるか否かを判定する処理である。
On the other hand, if only some of the drive wheels 20 are accelerating and slipping (S15: Yes), the
ブレーキECU30は、ステップS17において「No」と判定した場合には、その処理をステップS16に進めた後、本ルーチンを一旦終了する。一方、ステップS17において「Yes」と判定した場合は、ドライバーの運転操作を支援するために、以下、ステップS18からの処理を実施する。
If the
まず、ブレーキECU30は、ステップS18において、加振中フラグFを「1」に設定する。続いて、ブレーキECU30は、ステップS19において、車体の揺動方向を決定する。本実施形態では、揺動スイッチ59から出力される揺動方向選択信号Sdを読み込み、揺動方向選択信号Sdに応じた揺動方向を決定する。揺動スイッチ59が操作されていない場合には、前回操作設定された方向、あるいは、初期設定方向が採用される。
First, the
続いて、ブレーキECU30は、ステップS20において、揺動方向を判定し、揺動方向がピッチ方向である場合には、ステップS21において、エンジンECU10に対して、車体のピッチ固有振動数(車体のピッチ方向の運動が励起される周波数)でエンジン11の駆動力を振動(増減)させる加振指令を送信する。この場合、ブレーキECU30は、車体のピッチ固有振動数(ピッチ方向の運動が励起される周波数)で駆動力を振動(増減)させる駆動力波形を演算し、演算した駆動力波形を表す情報を加振指令としてエンジンECU10に送信する。車体のピッチ方向の固有振動数は、予め実験により求められる(例えば、1.7Hz)。駆動力波形は、図4に示すように、基本成分と振動成分とに分けられ、それらは、ステップS14でサンプリングした駆動力およびスリップ率に基づいて設定される。
Subsequently, the
例えば、基本成分は、加速スリップ率が10%程度となる駆動力に設定される。また、振動成分においては、その周波数がピッチ固有振動数に基づいて設定され、その振幅が、スリップ率が±10%程度変動するような値に設定される。この場合、例えば、ステップS14でサンプリングしたデータから、スリップ率が10%程度となる駆動力、スリップ率が20%程度となる駆動力、スリップ率が0%となる駆動力を推定して、駆動力波形を上記のように設定すればよい。尚、処理を簡略化して、ステップS21で記憶した駆動力(例えば、最大値)と、予め設定した振幅の振動成分とを足し合わせて駆動力波形を演算する構成であってもよい。また、ステップS14の処理を省略して、予め設定した駆動力波形にて駆動力を振動させる構成であってもよい。 For example, the basic component is set to a driving force with an acceleration slip ratio of about 10%. In addition, the frequency of the vibration component is set based on the natural frequency of the pitch, and the amplitude thereof is set to such a value that the slip ratio varies by about ± 10%. In this case, for example, from the data sampled in step S14, the driving force at which the slip rate becomes about 10%, the driving force at which the slip rate becomes about 20%, and the driving force at which the slip rate becomes 0% are estimated and driven. The force waveform may be set as described above. In addition, the structure which simplifies a process and calculates a driving force waveform by adding together the driving force (for example, maximum value) memorize | stored in step S21 and the vibration component of the preset amplitude may be sufficient. Alternatively, the process of step S14 may be omitted and the driving force may be vibrated with a preset driving force waveform.
ブレーキECU30が駆動力波形を表す加振指令をエンジンECU10に送信すると、エンジンECU10は、この駆動力波形にて従ってエンジン11の駆動力(駆動トルク)を制御する。つまり、駆動力波形で表される駆動力を目標値に設定してエンジン11の駆動力を制御する。これにより、駆動輪20が地面に伝える駆動力が振動(増減)し、車体に前後方向の力が加えられ、車体がピッチ方向に揺動する。この場合、エンジンECU10は、ブレーキECU30に対して、駆動力波形にて従って駆動力を制御した旨を報告する。
When the
ブレーキECU30は、続く、ステップS22において、アブソーバECU40に対して、加速スリップが検出された駆動輪20、および、その駆動輪20の対角位置に設けられる車輪20について、ショックアブソーバの減衰力を低下させる(例えば、最小にさせる)ためのアブソーバ減衰力低減指令を送信する。アブソーバECU40は、このアブソーバ減衰力低減指令を受信すると、指定された車輪20のショックアブソーバ41の減衰力を低下させる。これによって、車両のピッチ方向の揺動運動の減衰が小さくなり、車体をピッチ方向に良好に揺動させることができる。
In step S22, the
ブレーキECU30は、ステップS22の処理を実施すると、本ルーチンを一旦終了する。ブレーキECU30は、こうした処理を繰り返し実施する。従って、一部の駆動輪20が加速スリップしている状況が継続されている間、駆動力の振動(増加、低減)によって車体がピッチ方向に揺動する。
The
一方、ステップS20において、揺動方向がロール方向に設定されている場合、あるいは、揺動方向がピッチ方向からロール方向に切替設定された場合、ブレーキECU30は、その処理をステップS23に進める。ブレーキECU30は、ステップS23において、エンジンECU10に対して、車体のロール固有振動数(ロール方向の運動が励起される周波数)で駆動力を振動(増減)させる加振指令を送信する。この処理は、ステップS21の処理において、駆動力を振動させる周波数が、ロール固有振動数に対応したものである点で異なるのみであり、基本的な駆動力波形の演算方法は、ステップS21と同様である。車体のロール方向の固有振動数は、予め実験により求められる(例えば、1.2Hz)。
On the other hand, when the swing direction is set to the roll direction in step S20, or when the swing direction is switched from the pitch direction to the roll direction, the
エンジンECU10は、ブレーキECU30から駆動力波形を表す加振指令を受信すると、この駆動力波形にて従ってエンジン11の駆動力を制御する。つまり、駆動力波形で表される駆動力を目標値に設定してエンジン11の駆動力(駆動トルク)を制御する。これにより、駆動輪20が発生する駆動力が振動(増減)し、車体に前後方向の力が加えられ、車体がロール方向に揺動する。この場合、エンジンECU10は、ブレーキECU30に対して、駆動力波形にて従って駆動力を制御した旨を報告する。
When the
ブレーキECU30は、続く、ステップS24において、アブソーバECU40に対して、加速スリップが検出された駆動輪20、および、その駆動輪20の対角位置に設けられる車輪20について、ショックアブソーバ41の減衰力を低下させるための(例えば、最小にさせる)アブソーバ減衰力低減指令を送信する。アブソーバECU40は、このアブソーバ減衰力低減指令を受信すると、指定された車輪20のショックアブソーバ41の減衰力を低下させる。これによって、車両のロール方向の揺動運動の減衰が小さくなり、車体をロール方向に良好に揺動させることができる。
In the following step S24, the
続いて、ブレーキECU30は、ステップS25において、エンジンECU10に対して、可変エンジンマウント19の減衰力を低下させる(例えば、最小にさせる)ためのマウント減衰力低減指令を送信する。エンジンECU10は、マウント減衰力低減指令を受信すると、可変エンジンマウント19の減衰力を低下させる。これによって、エンジン11が、車体に対して逆位相にロール方向に揺動し、その慣性によって車体のロール方向の運動を促進させることができる。本実施形態のエンジン11は、縦置きタイプであるため、車体に対してロール方向に揺動しやすい。
Subsequently, in step S25, the
ブレーキECU30は、ステップS25の処理を実施すると、本ルーチンを一旦終了する。ブレーキECU30は、こうした処理を繰り返し実施する。従って、一部の駆動輪20が加速スリップしている状況が継続されている間、駆動力の振動(増減)によって車体がピッチ方向、あるいは、ロール方向に揺動する。
The
この車体加振制御ルーチンによれば、駆動輪20の一部が地面から浮いてしまい走行不能になる場合には、エンジン11の駆動力がピッチ固有振動数あるいはロール固有振動数にて増減されるため、車体をピッチ方向あるいはロール方向に揺動させることができる。この車体の揺動によって、浮いていた駆動輪20を一時的にでも接地させることができ、その接地しているあいだに駆動輪20の駆動力を地面に伝達することができる。このため、スタック状態からの脱出能力が向上する。
According to this vehicle body vibration control routine, when a part of the drive wheels 20 floats from the ground and cannot travel, the driving force of the
また、車体を揺動させるときに、ショックアブソーバ41の減衰力が低減されるため、車体の揺動をできるだけ減衰させないようにすることができる。これにより、浮いていた駆動輪20を強い力で、長い間、地面に押し付けることができる。 Further, since the damping force of the shock absorber 41 is reduced when the vehicle body is swung, the rocking of the vehicle body can be prevented from being attenuated as much as possible. Thereby, the drive wheel 20 that has floated can be pressed against the ground for a long time with a strong force.
更に、車体を揺動させるときに、可変エンジンマウント19の減衰力が低減されるため、車体のロール方向の運動を促進させることができる。また、揺動スイッチ59の操作によって、車体の揺動方向(ピッチ方向、あるいは、ロール方向)をドライバーが選択できるため、例えば、ロール方向(あるいはピッチ方向)に車体を揺動させてもスタック状態を脱出できない場合には、揺動スイッチ59を操作して揺動方向を切り替えて、ピッチ方向(あるいはロール方向)に車体を揺動させることができる。このため、一層、スタック状態からの脱出能力が向上する。
Furthermore, since the damping force of the
また、車体を振動させるときの駆動力波形は、実際に駆動輪20が加速スリップしたときの駆動力に基づいて設定されるため、車体を効率よく揺動させることができる。 Further, since the driving force waveform when the vehicle body is vibrated is set based on the driving force when the driving wheel 20 is actually slipped by acceleration, the vehicle body can be swung efficiently.
また、車体加振制御ルーチンは、ドライバーがオフロード走行支援を受けていることを認識している、あるいは、ドライバーがスタックからの脱出を図っているという限定された状況においてのみ実施され(S17)、通常走行時に実施されない。従って、ドライバーに違和感を与えないように、車体加振制御ルーチンを実施することができる。 The vehicle body vibration control routine is executed only in a limited situation where the driver recognizes that he / she is receiving off-road driving assistance or the driver is trying to escape from the stack (S17). Not implemented during normal driving. Therefore, the vehicle body vibration control routine can be executed so as not to give the driver a sense of incongruity.
以上、本実施形態に係る車両の制御装置について説明したが、本発明は上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Although the vehicle control apparatus according to the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and modification examples, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、本実施形態においては、車体の揺動方向をピッチ方向とロール方向とに切り替え可能に構成されているが、何れか一方に固定された構成であってもよい。また、揺動スイッチ59を省略して、揺動方向を自動切替する構成であってもよい。
For example, in the present embodiment, the swing direction of the vehicle body is configured to be switchable between the pitch direction and the roll direction, but may be configured to be fixed to either one. Further, the
また、本実施形態においては、エンジン11により駆動輪20を駆動する形式の車両に適用しているが、本発明は、例えば、モータにより駆動輪を駆動する電気自動車、モータおよびエンジンを併用して駆動輪を駆動するハイブリッド自動車など、種々の車両に適用できる。
Moreover, in this embodiment, although applied to the vehicle of the type which drives the driving wheel 20 with the
10…エンジンECU、11…エンジン、13…トランスファー、19…可変エンジンマウント、20…車輪、30…ブレーキECU、31…摩擦ブレーキ機構、31a…ブレーキディスク、31b…ブレーキキャリパ、32…ブレーキアクチュエータ、40…アブソーバECU、41…ショックアブソーバ、42…サスペンションセンサ、51…エンジン制御用センサ、52…アクセルセンサ、53…トランスファー選択スイッチ、54…ブレーキセンサ、55…車輪速センサ、56…挙動センサ、57…舵角センサ、58…オフロード選択スイッチ、59…揺動スイッチ、60…クロール制御スイッチ、70…CAN通信ライン、A…アクセル操作量、B…ブレーキ操作量、ω…車輪速。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
複数の駆動輪のうちの一部が加速スリップしている状態を検出するスリップ検出手段と、
前記スリップ検出手段によって、前記駆動輪の一部が加速スリップしている状態が検出されたときに、車体がロール方向あるいはピッチ方向に共振する固有振動数にて、前記駆動源の発生する駆動力を増減させる振動制御手段と
を備えた車両の制御装置。 In a control device for a vehicle that controls a driving force generated by a driving source that drives a plurality of driving wheels,
Slip detecting means for detecting a state in which some of the plurality of driving wheels are accelerating slip;
The driving force generated by the driving source at the natural frequency at which the vehicle body resonates in the roll direction or the pitch direction when the slip detecting means detects a state where a part of the driving wheel is accelerated and slipped. A vehicle control device comprising: vibration control means for increasing or decreasing the frequency.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017067000A (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | マツダ株式会社 | Engine control device |
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-
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