JP4067539B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として車両の駆動装置を制御する車両制御装置および車両のバネ上振動を低減させるための車両制振方法に関する。

従来から、車両を制振するための装置として、ドライバーによるアクセル操作、ステアリング操作およびブレーキ操作の少なくとも一つに対応する物理量を入力指令として、当該入力指令に対応するエンジンおよびブレーキの少なくとも何れかを制御する車両制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両制御装置は、車両を制振するために、ドライバーによる入力指令に起因して発生する振動、すなわち、タイヤが受ける路面反力による上下あるいは／および捻りの振動、サスペンションにおける車体バネ下の振動、および車体自体が受ける車体バネ上の振動の少なくとも１つに関する運動モデルを用いてドライバーによる入力指令を補正する。
特開２００４−１６８１４８号公報

しかしながら、上記従来の車両制御装置では、ドライバーによる入力指令を補正するために単一の運動モデルが用いられている。このため、ドライバー等の嗜好に応じて走行特性を変化させることができる車両では、ドライバーによって車両の走行特性が変化させられると、上記従来の車両制御装置を用いても車両を良好に制振し得なくなることがある。また、上述のように単一の運動モデルを用いてドライバーによる入力指令を補正する場合、車両の走行環境や走行状態が変化しても、車両を良好に制振し得なくなることがある。

そこで、本発明は、ドライバー等の嗜好に応じた車両の走行特性、車両の走行環境や走行状態といった条件が変化しても、車両を良好に制振することができる車両制御装置および車両制振方法の提供を目的とする。

本発明による車両制御装置は、車両の走行に関連する所定の目標制御量を設定し、この目標制御量に基づいて少なくとも車両の駆動装置を制御する車両制御装置において、ドライバーの要求および車両に含まれる所定の制御装置からの要求の少なくとも何れか一方に基づいて目標制御量を設定する目標制御量設定手段と、ドライバーによって設定される車両の走行特性を取得する走行特性取得手段と、目標制御量設定手段により設定された目標制御量を車両のバネ上振動が抑制されるように補正する補正手段とを備え、前記補正手段は、前記車両のバネ上振動を減衰可能とする減衰特性を有する２次のノッチフィルタであり、この補正手段による前記車両の目標駆動力の補正量は、前記走行特性取得手段によって取得された走行特性に応じて変化させられ、前記２次のノッチフィルタは、前記走行特性取得手段によって取得された走行特性に応じて前記減衰特性を定めるためのパラメータが変化させられるとともに、前記目標駆動力を入力とし前記車両のサスペンションストロークを出力とする伝達関数のうち、振動を誘発する成分を抑制するように構成されていることを特徴とする。

この車両制御装置は、目標制御量設定手段と、走行特性取得手段と、補正手段とを備える。目標制御量取得手段は、アクセルペダルやブレーキペダル、操舵ハンドルといった操作手段を介したドライバーの要求や、例えばクルーズコントローラといった制御装置からの要求に基づいて目標制御量を設定する。また、走行特性取得手段は、例えば加速優先モードや快適性優先モードといったようなドライバー等の嗜好に応じて設定される車両の走行特性を取得する。更に、補正手段は、目標制御量設定手段により設定された目標制御量を車両のバネ上振動が抑制されるように補正する。そして、補正手段による目標制御量の補正に際しては、目標制御量の補正量が走行特性取得手段によって取得された走行特性に応じて変化させられる。これにより、この車両制御装置によれば、ドライバーによって設定された走行特性を考慮しつつ車両のバネ上振動が抑制されるように制御目標量が補正されることになるので、ドライバーによって車両の走行特性が変化させられても、車両を良好に制振することが可能となる。

一般に、車両の目標駆動力を入力とし、車両のサスペンションストローク（例えばリヤサスペンションのストローク）を出力とする伝達関数は、２次／４次伝達関数として表わすことができる。かかる２次／４次伝達関数には、２つの２次伝達関数が含まれるが、それらの一方は振動を誘発するものとはならないのに対して、他方は振動を誘発するものとなる。従って、当該２次／４次伝達関数に含まれる振動を誘発する２次伝達関数の極をキャンセルする２次のノッチフィルタを用いて目標制御量としての目標駆動力を補正することにより、車両を制振することが可能となる。そして、ノッチフィルタを用いた目標制御量の補正に際しては、当該ノッチフィルタ、すなわち２次／２次伝達関数の形をとる補正式の周波数や減衰比といったパラメータをドライバーにより設定される車両の走行特性に応じて変化させることにより、車両の走行特性が変化させられても、車両を良好に制振することが可能となる。

本発明によれば、ドライバー等の嗜好に応じた車両の走行特性、車両の走行環境や走行状態といった条件が変化しても、車両を良好に制振することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明による車両制御装置が適用された車両を示すブロック構成図である。同図に示される車両１は、走行駆動源として、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジン等の図示されない内燃機関を含むものである。この内燃機関は、燃料噴射装置２、点火装置３、電子制御式スロットルバルブ４（以下、単に「スロットルバルブ４」という）等の機器を含む。また、車両１には、内燃機関が発生した動力を駆動輪に伝達する自動変速機または無段変速機といった変速機５が備えられている。更に、車両１には、ブレーキペダルの操作量に応じて電子制御されるブレーキアクチュエータ６等を含む電子制御式ブレーキシステムや、操舵ハンドルの操作量に応じて電子制御される可変ギヤ機構や電動アシストユニットといった操舵用アクチュエータ７等を含む操舵装置、更には、電子制御されて減衰力を変化させる複数のショックアブソーバ８等を含む電子制御式サスペンションが備えられている。

車両１の駆動装置を構成する内燃機関および変速機は、本発明による車両制御装置たる駆動制御用電子制御ユニット（以下、「駆動制御ＥＣＵ」といい、電子制御ユニットはすべて「ＥＣＵ」と称される。）１０により制御される。駆動制御ＥＣＵ１０は、それぞれ各種演算処理を行う第１プロセッサ１１および第２プロセッサ１２を有する。第１プロセッサ１１および第２プロセッサ１２は、それぞれ、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、入出力インターフェース、記憶装置等（何れも図示省略）を備えるものである。そして、駆動制御ＥＣＵ１０には、図示されないバス等を介して、アクセルセンサ１４、ブレーキセンサ１５、および舵角センサ１６が接続されている。

アクセルセンサ１４は、ドライバーによるアクセルペダルの操作量を検知し、検知した値を示す信号を駆動制御ＥＣＵ１０に与える。また、ブレーキセンサ１５は、ドライバーによるブレーキペダルの操作量を検知し、検知した値を示す信号を駆動制御ＥＣＵ１０に与える。更に、舵角センサ１６は、ドライバーによる操作ハンドルの操舵量たる操舵角を検知し、検知した値を示す信号を駆動制御ＥＣＵ１０に与える。駆動制御ＥＣＵ１０は、各センサ１４〜１６からの信号に示されるドライバーの要求や図示されない他のセンサの検出値に応じて、ドライバーの要求が満たされるように上述の燃料噴射装置２、点火装置３、スロットルバルブ４および変速機５を制御する。本実施形態において、内燃機関の燃料噴射装置２および点火装置３は、主として駆動制御ＥＣＵ１０の第１プロセッサ１１により制御され、スロットルバルブ４は、主として駆動制御ＥＣＵ１０の第２プロセッサ１２により制御される。また、第２プロセッサ１２は、更に変速機５を制御すると共に、ドライバーによる車両１の運転を支援・代行するいわゆるクルーズコントローラとしても機能する。なお、駆動制御ＥＣＵ１０は、必ずしも内燃機関と変速機５との双方を制御するものである必要はなく、内燃機関と変速機５との少なくとも何れかを制御するものであればよい。

加えて、駆動制御ＥＣＵ１０には、図示されないバス等を介して、環境情報取得装置１７およびモードスイッチ１８が接続されている。本実施形態において、環境情報取得装置１７には、ナビゲーションシステム、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）、車間距離を取得する撮像ユニットまたは車間センサが含まれる。環境情報取得装置１７は、車両１の走行路面状態や、車間距離等の情報を取得し、取得した情報を駆動制御ＥＣＵ１０に与える。なお、環境情報取得装置１７には、各種情報を取得可能なレーダユニットが含まれてもよい。

モードスイッチ１８は、上述の電子制御式サスペンションシステムに含まれる複数のショックアブソーバ８の減衰力を切り換える際に用いられ、モードスイッチ１８を操作することにより、車両１の走行特性すなわち走行モードを変化させることができる。本実施形態において、モードスイッチ１８がドライバーによりＯＦＦされた状態では、各ショックアブソーバ８の減衰力が標準に設定され、これにより、車両１の走行特性がノーマルモードに設定される。また、モードスイッチ１８がＯＮされると共に「モード１」に設定されると、各ショックアブソーバ８の減衰力が標準よりも硬めに設定され、これにより、車両１の走行特性がパワーモードに設定される。パワーモードのもとでは、車両１の制振よりも加速性能が優先される。更に、モードスイッチ１８がＯＮされると共に「モード２」に設定されると、各ショックアブソーバ８の減衰力が標準よりも柔らかめに設定され、これにより、車両１の走行特性がコンフォートモードに設定される。コンフォートモードのもとでは、車両１の加速性能よりも制振が優先される。

そして、駆動制御ＥＣＵ１０は、図示されないバス等を介してあるいは無線通信により、ＥＣＢＥＣＵ２０、操舵ＥＣＵ３０およびサスペンションＥＣＵ４０と接続されている。ＥＣＢＥＣＵ２０は、上述の電子制御式ブレーキシステムを制御するものであり、ブレーキセンサ１５を始めとする各種センサの検出値に基づいてブレーキアクチュエータ６等を制御する。また、本実施形態のＥＣＢＥＣＵ２０は、車両１の車両の旋回方向の安定性を確保するための車両安定性制御（ＶＳＣ：Vehicle Stability Control）をも実行可能に構成されている。操舵ＥＣＵ３０は、車両１の操舵装置を制御するものであり、舵角センサ１６を始めとする各種センサの検出値に基づいて操舵用アクチュエータ７等を制御する。サスペンションＥＣＵは、上述の電子制御式サスペンションを制御するものであり、ドライバーによるモードスイッチ１８の操作に応じて各ショックアブソーバ８の減衰力を切換制御する。なお、上述の駆動制御ＥＣＵ１０、ＥＣＢＥＣＵ２０、操舵ＥＣＵ３０およびサスペンションＥＣＵ４０には、例えばスロットル開度センサ、車速センサ、前後加速度センサ、ヨーレートセンサといった各種センサから制御に必要な情報が与えられることはいうまでもない。

図２は、上述の駆動制御ＥＣＵ１０による駆動装置としての内燃機関および変速機の基本的な制御手順を説明するための制御ブロック図である。同図に関連する制御は、基本的に駆動制御ＥＣＵ１０の第１プロセッサ１１により実行される。第１プロセッサ１１には、図２に示されるように、目標加速度取得部１１１、目標駆動力取得部１１２、駆動力調停部１１４、フィルタ１１５および制御量設定部１１６が構築されている。目標加速度取得部１１１は、アクセル操作量と車両１の目標加速度との関係を規定するマップ等を用いてアクセルセンサ１４からの信号に示されるアクセル操作量に応じた車両１の目標加速度を取得し、取得した値を示す信号を目標駆動力取得部１１２に与える。目標駆動力取得部１１２は、車両１の目標加速度と内燃機関の目標駆動力との関係を規定するマップ等を用いて目標加速度取得部１１１により取得された目標加速度すなわちアクセル操作量に応じた内燃機関の目標駆動力を取得する。そして、目標駆動力取得部１１２は、取得した値を示す信号を駆動力調停部１１４に与える。

駆動力調停部１１４は、目標駆動力取得部１１２からの信号と、ドライバーからの要求および車両１に含まれる制御装置である第２プロセッサ１２からの要求との少なくとも何れか一方に基づいて内燃機関の目標駆動力Ｐｔを設定する。すなわち、本実施形態では、駆動制御ＥＣＵ１０の第２プロセッサ１２は、ドライバーによる車両１の運転を支援・代行するいわゆるクルーズコントローラとしても機能することから、ドライバーによりクルーズコントロールの実行要求がなされた場合、第１プロセッサ１１の駆動力調停部１１４に対して第２プロセッサ１２からクルーズコントロールに必要な駆動力の要求がなされる。このような場合、駆動力調停部１１４は、基本的に、目標駆動力取得部１１２からの目標駆動力にクルーズコントローラとしての第２プロセッサ１２からの要求駆動力を加算することにより、内燃機関の目標駆動力Ｐｔを設定する。なお、目標駆動力取得部１１２からの目標駆動力と第２プロセッサ１２からの要求駆動力との和が所定のガード範囲内に含まれない場合、駆動力調停部１１４は、目標駆動力Ｐｔを当該ガード範囲の上限値または下限値とするガード処理を実行する。このようなガード処理は、目標駆動力Ｐｔが上記ガード範囲に含まれない場合に、第２プロセッサ１２からの要求を無効にするものであってもよい。

フィルタ１１５は、駆動力調停部１１４により設定された最終的な目標駆動力Ｐｔを車両１のバネ上振動が抑制されるように補正するものである。本実施形態では、フィルタ１１５として、２次のノッチフィルタが用いられる。フィルタ１１５からの出力、すなわち、補正後の目標駆動力Ｐｔｃは、制御量設定部１１６に与えられる。制御量設定部１１６は、補正後の目標駆動力Ｐｔｃに基づいて、内燃機関の燃料噴射装置２、点火装置３、スロットルバルブ４および変速機５の制御量を定める。第１プロセッサ１１あるいは第２プロセッサ１２は、制御量設定部１１６により定められた制御量に基づいて燃料噴射装置２、点火装置３、スロットルバルブ４および変速機５に対する制御信号を生成し、各機器に与える。これにより、車両１の内燃機関および変速機５は、ドライバーの要求に応じるように制御されることになる。

ここで、本実施形態の駆動制御ＥＣＵ１０の第１プロセッサ１１に対して上述のような２次のノッチフィルタであるフィルタ１１５が設けられているのは次のような理由による。すなわち、例えば車両１が後輪駆動車両である場合、車両の目標駆動力を入力とし、車両のリヤサスペンションストロークを出力とする伝達関数は、一般に、次の（１）式に示される２次／４次伝達関数として表わすことができる。

かかる２次／４次伝達関数には、２つの２次伝達関数Ｇ_１（ｓ）およびＧ_２（ｓ）が含まれるが、（１）式を同定すると、左項の２次伝達関数Ｇ_１（ｓ）の減衰比ζ_１の値は振動的なものとなるのに対して右項の２次伝達関数Ｇ_２（ｓ）の減衰比ζ_２の値は非振動的なものとなる。このため、（１）式の右項の２次伝達関数Ｇ_２（ｓ）は振動を誘発するものとならないが、左項の２次伝達関数Ｇ_１（ｓ）は振動を誘発するものとなる。従って、（１）式の２次／４次伝達関数に含まれる振動を誘発する２次伝達関数Ｇ_１（ｓ）の極をキャンセルする２次のノッチフィルタとして構成されたフィルタ１１５を用いて目標制御量としての目標駆動力Ｐｔを補正することにより、車両１を制振することが可能となる。

（１）式の２次伝達関数Ｇ_１（ｓ）の極をキャンセルする２次のノッチフィルタは、２次／２次伝達関数の形をとり、規範周波数をωｍとし、規範減衰比をζｍとし、プラントたる車両１の駆動系統のプラント周波数をωｐとし、プラント減衰比をζｐとすれば、次の（２）式のように表される。このため、駆動制御ＥＣＵ１０の第１プロセッサ１１には、（２）式の補正式に基づいて目標駆動力Ｐｔを補正するように構成されたフィルタ１１５が設けられる。

この場合、（２）式の規範周波数ωｍ、規範減衰比ζｍ、プラント周波数ωｐ、プラント減衰比ζｐといったパラメータは、車両１の走行特性すなわち走行モード、車両１の走行環境や走行状態等が変化すれば、その変化に応じて異なる値となるものである。従って、フィルタ１１５を用いた目標駆動力Ｐｔの補正に際して、フィルタ１１５の減衰特性（補正式）を定めるための周波数および減衰比である規範周波数ωｍ、規範減衰比ζｍ、プラント周波数ωｐ、プラント減衰比ζｐといったパラメータをドライバーにより設定される車両１の走行モードや、車両１の走行環境、走行状態に応じて変化させることにより、車両１を常時良好に制振することが可能となる。

そして、本実施形態の車両１では、フィルタ１１５の減衰特性を定めるためのパラメータを車両１の走行特性、走行環境および走行状態に応じて変化させながら上述の目標駆動力Ｐｔを補正すべく、図３に示されるルーチンが実行される。図３のルーチンは、駆動制御ＥＣＵ１０の第１プロセッサ１１によって所定時間おきに繰り返し実行されるものである。第１プロセッサ１１は、本ルーチンの実行タイミングになると、まず、車両１の車速、アクセルペダルあるいはブレーキペダルの操作量といったような車両１の状態を取得した上で（Ｓ１）、フィルタ１１５の各規範パラメータを車両１の走行モードに応じて設定するための規範パラメータ設定処理（Ｓ２）を実行する。

Ｓ２の処理の後、第１プロセッサ１１は、フィルタ１１５の各プラントパラメータを車両１の走行モードに応じて設定するためのプラントパラメータ設定処理（Ｓ４）を実行し、更に、フィルタ１１５による補正処理に際して車両１の走行環境を考慮するか否かの判定を行う（Ｓ５）。第１プロセッサ１１は、所定の判定基準に従い、フィルタ１１５による補正処理に際して車両１の走行環境を考慮すべきと判断すると（Ｓ５におけるＹｅｓ）、環境情報取得装置１７により取得される環境情報に応じてフィルタ１１５の各規範パラメータに乗じられる規範パラメータ係数を設定する処理（Ｓ６）を実行する。なお、フィルタ１１５による補正処理に際して車両１の走行環境を考慮しないと判断された場合（Ｓ５におけるＮｏ）、規範パラメータ係数を設定する処理（Ｓ６）はスキップされる。次いで、第１プロセッサ１１は、車両１の走行状態に応じてフィルタ１１５の各規範パラメータに乗じられる規範パラメータ係数を設定する処理（Ｓ８）を実行した上で、フィルタ１１５を用いた目標駆動力Ｐｔの補正処理（Ｓ１０）を実行する。

図４は、Ｓ２の規範パラメータ設定処理を説明するためのフローチャートである。同図に示されるように、駆動制御ＥＣＵ１０の第１プロセッサ１１は、まず、モードスイッチ１８がＯＮされているか否か判定する（Ｓ２０）。第１プロセッサ１１は、モードスイッチ１８がＯＦＦになっており、ドライバーにより車両１の走行モードがノーマルモードに設定されていると判断した場合（Ｓ２０におけるＮｏ）、ノーマルモード時の規範周波数ωｍ０および規範減衰比ζｍ０を所定の記憶装置から読み出し、それぞれの値をベースとなる規範パラメータとして所定の記憶領域に格納する（Ｓ２２）。

一方、第１プロセッサ１１は、モードスイッチ１８がＯＮされていると判断した場合（Ｓ２０におけるＹｅｓ）、更に、モードスイッチ１８が車両１の加速性能を優先する「モード１」に設定されているか否か判定する（Ｓ２４）。モードスイッチ１８が「モード１」に設定されており、ドライバーにより車両１の走行モードがパワーモードに設定されていると判断した場合（Ｓ２４におけるＹｅｓ）、パワーモード時の規範周波数ωｍ１および規範減衰比ζｍ１を所定の記憶装置から読み出し、それぞれの値をベースとなる規範パラメータとして所定の記憶領域に格納する（Ｓ２６）。

また、Ｓ２０にてモードスイッチ１８がＯＮされていると判断され、Ｓ２４にてモードスイッチ１８が「モード１」に設定されていないと判断される場合、ドライバーにより車両１の走行モードが「モード２」に、すなわち、車両１の制振を優先するコンフォートモードに設定されていることになる（Ｓ２４におけるＮｏ）。従って、Ｓ２４にて否定判断を行った場合、第１プロセッサ１１は、コンフォートモード時の規範周波数ωｍ２および規範減衰比ζｍ２を所定の記憶装置から読み出し、それぞれの値をベースとなる規範パラメータとして所定の記憶領域に格納する（Ｓ２８）。

なお、ノーマルモード、パワーモード、およびコンフォートモードの規範パラーメータωｍ０，ζｍ０、ωｍ１，ζｍ１，ωｍ２およびζｍ２は、それぞれ予め実験・解析を経て同定され、駆動制御ＥＣＵ１０の記憶装置に格納されている。また、以下の説明において、規範パラーメータωｍ０，ζｍ０、ωｍ１，ζｍ１，ωｍ２およびζｍ２を適宜ωｍｉ，ζｍｉと総称する。ただし、添え字ｉは、モードスイッチ１８を介して設定される車両１の走行モードを示し、ｉ＝０はノーマルモードを、ｉ＝１はパワーモードを、ｉ＝２はコンフォートモードをそれぞれ示す。

Ｓ２２、Ｓ２６またはＳ２８にて規範周波数ωｍｉおよび規範減衰比ζｍｉが設定されると、次いでＳ４のプラントパラメータ設定処理が実行される。図５は、Ｓ４のプラントパラメータ設定処理を説明するためのフローチャートである。この場合も、駆動制御ＥＣＵ１０の第１プロセッサ１１は、まず、モードスイッチ１８がＯＮされているか否か判定する（Ｓ４０）。第１プロセッサ１１は、モードスイッチ１８がＯＦＦになっており、ドライバーにより車両１の走行モードがノーマルモードに設定されていると判断した場合（Ｓ４０におけるＮｏ）、ノーマルモード時のプラント周波数ωｐ０およびプラント比ζｐ０を所定の記憶装置から読み出し、それぞれの値をベースとなるプラントパラメータとして所定の記憶領域に格納する（Ｓ４２）。

一方、第１プロセッサ１１は、モードスイッチ１８がＯＮされていると判断した場合（Ｓ４０におけるＹｅｓ）更に、モードスイッチ１８が「モード１」に設定されているか否か判定する（Ｓ４４）。モードスイッチ１８が「モード１」に設定されており、ドライバーにより車両１の走行モードがパワーモードに設定されていると判断した場合（Ｓ４４におけるＹｅｓ）、パワーモード時のプラントωｐ１およびプラントζｐ１を所定の記憶装置から読み出し、それぞれの値をベースとなるプラントパラメータとして所定の記憶領域に格納する（Ｓ４６）。また、モードスイッチ１８がＯＮされており、かつ、モードスイッチ１８が「モード１」に設定されていないと判断すると（Ｓ４４におけるＮｏ）、第１プロセッサ１１は、モード２すなわちコンフォートモード時のプラント周波数ωｐ２およびプラント減衰比ζｐ２を所定の記憶装置から読み出し、それぞれの値をベースとなるプラントパラメータとして所定の記憶領域に格納する（Ｓ４８）。

ノーマルモード、パワーモード、およびコンフォートモードのプラントパラーメータωｐ０，ζｐ０、ωｐ１，ζｐ１，ωｐ２およびζｐ２も、それぞれ予め実験・解析を経て同定され、駆動制御ＥＣＵ１０の記憶装置に格納されている。また、以下の説明において、プラントパラメータωｐ０，ζｐ０、ωｐ１，ζｐ１，ωｐ２およびζｐ２を適宜ωｐｉ，ζｐｉと総称する。なお、車両１の電子制御式サスペンションが車高調整機能をも有しており、走行モードごとに例えば複数の車高を設定可能なものである場合には、ノーマルモード、パワーモードおよびコンフォートモードごとに、複数の車高に応じたプラントパラメータを用意しておき、設定されている車高に応じたプラントパラメータを設定すると好ましい。

Ｓ４２、Ｓ４６またはＳ４８にてプラント周波数ωｐｉおよびプラント減衰比ζｐｉが設定され、かつ、Ｓ５にて肯定判断がなされると、次いでＳ６の規範パラメータ係数設定処理が実行される。図６は、車両１の走行環境に応じて規範パラメータ係数を設定する処理を説明するためのフローチャートである。同図に示されるように、走行環境に応じて規範パラメータ係数を設定するに際して、駆動制御ＥＣＵ１０の第１プロセッサ１１は、環境情報取得装置１７に含まれるナビゲーションシステム等から車両１の走行環境に関する情報を取得する（Ｓ６０）。そして、第１プロセッサ１１は、Ｓ６０にて取得した走行環境に関する情報に基づいて、車両１が高速道路等の自動車専用道路を走行しているか否か判定する（Ｓ６２）。車両１が自動車専用道路を走行していると判断すると（Ｓ６２におけるＹｅｓ）、第１プロセッサ１１は、車両１が自動車専用道路を走行している場合にＳ２の規範パラメータ設定処理を経て定められた規範周波数ωｍｉに乗じる規範パラメータ係数ｅ１と、規範減衰比ζｍｉに乗じる規範パラメータ係数Ｅ１とを所定の記憶装置から読み出し、所定の記憶領域に格納する（Ｓ６３）。

車両１が自動車専用道路を走行していないと判断すると（Ｓ６２におけるＮｏ）、第１プロセッサ１１は、走行環境に関する情報に基づいて、車両１がワインディング路を走行しているか否か判定する（Ｓ６４）。車両１がワインディング路を走行していると判断すると（Ｓ６４におけるＹｅｓ）、第１プロセッサ１１は、車両１がワインディング路を走行している場合にＳ２の規範パラメータ設定処理を経て定められた規範周波数ωｍｉに乗じる規範パラメータ係数ｅ２と、規範減衰比ζｍｉに乗じる規範パラメータ係数Ｅ２とを所定の記憶装置から読み出し、所定の記憶領域に格納する（Ｓ６５）。

車両１がワインディング路を走行していないと判断すると（Ｓ６４におけるＮｏ）、第１プロセッサ１１は、走行環境に関する情報に基づいて、車両１が低μ路を走行しているか否か判定する（Ｓ６６）。車両１が低μ路を走行していると判断すると（Ｓ６６におけるＹｅｓ）、第１プロセッサ１１は、車両１が低μ路を走行している場合にＳ２の規範パラメータ設定処理を経て定められた規範周波数ωｍｉに乗じる規範パラメータ係数ｅ３と、規範減衰比ζｍｉに乗じる規範パラメータ係数Ｅ３とを所定の記憶装置から読み出し、所定の記憶領域に格納する（Ｓ６７）。

車両１が低μ路を走行していないと判断すると（Ｓ６６におけるＮｏ）、第１プロセッサ１１は、環境情報取得装置１７に含まれる車間距離を取得する撮像ユニット等から車両１の前方車両との車間距離を取得し（Ｓ６８）、前方車両との車間距離が予め定められている閾値を下回っているか否か判定する（Ｓ７０）。前方車両との車間距離が当該閾値を下回っていると判断すると（Ｓ７０におけるＹｅｓ）、第１プロセッサ１１は、前方車両との車間距離が小さい場合にＳ２の規範パラメータ設定処理を経て定められた規範周波数ωｍｉに乗じる規範パラメータ係数ｅ４と、規範減衰比ζｍｉに乗じる規範パラメータ係数Ｅ４とを所定の記憶装置から読み出し、所定の記憶領域に格納する（Ｓ７１）。

車両１の前方車両との車間距離が上記閾値以上であると判断すると（Ｓ７０におけるＮｏ）、第１プロセッサ１１は、車両１が比較的空いた一般路を走行しているとみなし、一般路を通常走行している場合にＳ２の規範パラメータ設定処理を経て定められた規範周波数ωｍｉに乗じる規範パラメータ係数ｅ０と、規範減衰比ζｍｉに乗じる規範パラメータ係数Ｅ０とを所定の記憶装置から読み出し、所定の記憶領域に格納する（Ｓ７３）。なお、規範パラーメータ係数ｅ０，Ｅ０、ｅ１，Ｅ１，ｅ２，Ｅ２，ｅ３，Ｅ３，ｅ４およびＥ４は、それぞれ予め実験・解析を経て同定され、駆動制御ＥＣＵ１０の記憶装置に格納されている。また、以下の説明において、規範パラーメータ係数ｅ０，Ｅ０、ｅ１，Ｅ１，ｅ２，Ｅ２，ｅ３，Ｅ３，ｅ４およびＥ４を適宜ｅｊ，Ｅｊと総称する。ただし、添え字ｊは、車両１の走行環境を示し、ｊ＝０は一般路の通常走行を、ｊ＝１は自動車専用道路の走行を、ｊ＝２はワインディング路の走行を、ｊ＝３は低μ路の走行を、ｊ＝４は車間距離が小さい状態での走行をそれぞれ示す。

Ｓ４の処理の後、あるいは上述のＳ６３，Ｓ６５，Ｓ６７，Ｓ７１またはＳ７３にて規範パラメータ係数ｅｊおよびＥｊが設定されると、次いでＳ８の規範パラメータ係数設定処理が実行される。図７は、車両１の走行状態に応じて規範パラメータ係数を設定する処理を説明するためのフローチャートである。同図に示されるように、走行状態に応じて規範パラメータ係数を設定するに際して、駆動制御ＥＣＵ１０の第１プロセッサ１１は、舵角センサ１６からの信号に基づいてドライバーによる操作ハンドルの操舵量たる操舵角を取得し（Ｓ８０）、取得した舵角に基づいて車両１が直進状態にあるか否か判定する（Ｓ８２）。

ここで、本実施形態において、上述の規範パラメータωｍｉおよびζｍｉは、それぞれ車両１の車両１が直進状態にある場合を基準として定められている。このため、車両１が直進状態にあると判断すると（Ｓ８２におけるＹｅｓ）、第１プロセッサ１１は、Ｓ２の規範パラメータ設定処理を経て定められた規範周波数ωｍｉに乗じる走行状態に応じた規範パラメータ係数ｃと、規範減衰比ζｍｉに乗じる走行状態に応じた規範パラメータ係数Ｃとをそれぞれ「１」に設定する（Ｓ８３）。

一方、車両１が直進状態にはないと判断すると（Ｓ８２におけるＮｏ）、第１プロセッサ１１は、ヨーレートセンサから車両１のヨーレートを取得し（Ｓ８４）、車両１が旋回中であるか否か判定する（Ｓ８６）。車両１が旋回中であると判断すると（Ｓ８６におけるＹｅｓ）、第１プロセッサ１１は、Ｓ２の規範パラメータ設定処理を経て定められた規範周波数ωｍｉに乗じる走行状態に応じた規範パラメータ係数ｃを「ｃｓ」に設定すると共に、規範減衰比ζｍｉに乗じる走行状態に応じた規範パラメータ係数Ｃを「Ｃｓ」に設定する（Ｓ８７）。なお、これらの値「ｃｓ」および「Ｃｓ」は、それぞれ予め実験・解析を経て同定され、駆動制御ＥＣＵ１０の記憶装置に格納されている。

更に、Ｓ８６にて車両１が旋回中ではないと判断すると（Ｓ８６におけるＮｏ）、第１プロセッサ１１は、ＥＣＢＥＣＵ２０により車両安定性制御が実行されているか否か判定する（Ｓ８８）。ＥＣＢＥＣＵ２０により車両安定性制御が実行されていないと判断すると（Ｓ８８におけるＹｅｓ）、この場合、第１プロセッサ１１は、車両１が直進状態にあるものとして、規範パラメータ係数ｃおよびＣをそれぞれ「１」に設定する（Ｓ８３）。一方、ＥＣＢＥＣＵ２０により車両安定性制御が実行されていると判断すると（Ｓ８８におけるＮｏ）、第１プロセッサ１１は、図３のルーチンのＳ２以降の処理を禁止すべく、所定の制振補正フラグをＯＦＦする（Ｓ８９）。すなわち、ＥＣＢＥＣＵ２０によって車両安定性制御が実行されている場合、車両１の制振よりも、走行安定性の確保が優先されるべきである。従って、本実施形態では、車両安定性制御が実行されている際には、車両安定性制御の精度に影響を与えるおそれがある目標駆動力Ｐｔの補正処理は実行されないように、制振補正フラグがＯＦＦされる。

このように、Ｓ２からＳ８までの処理を経て、規範パラメータωｍｉおよびζｍｉ、プラントパラメータωｐｉおよびζｐｉ、規範パラメータ係数ｅｊ，Ｅｊ，ｃおよびＣが定められると、Ｓ１０の目標駆動力Ｐｔの補正処理が実行される。図８は、目標駆動力の補正処理を説明するためのフローチャートである。同図に示されるように、第１プロセッサ１１は、まず、制振補正フラグがＯＮされているか否かの判定を行う（Ｓ１００）。制振補正フラグがＯＦＦされていると判断される場合（Ｓ１００におけるＮｏ）、上述のように車両安定性制御が実行されていることになるので、この場合、Ｓ１０２以降の処理はスキップされ、車両安定性制御の精度に影響を与えるおそれがある目標駆動力Ｐｔの補正処理は実行されない。

一方、制振補正フラグがＯＮされていると判断した場合（Ｓ１００におけるＹｅｓ）、第１プロセッサ１１は、上述のプラントパラメータ設定処理（Ｓ４）により設定されたプラントパラメータであるプラント周波数ωｐおよびプラント減衰比ζｐを所定の記憶領域から読み出す（Ｓ１０２）。更に、第１プロセッサ１１は、上述の規範パラメータ設定処理（Ｓ２）により設定されたプラントパラメータである規範周波数ωｍｉおよび規範減衰比ζｍｉを所定の記憶領域から読み出すと共に、走行環境に基づく規範パラメータ設定処理（Ｓ６）により設定された規範パラメータ係数ｅｊおよびＥｊ、並びに走行状態に基づく規範パラメータ設定処理（Ｓ８）により設定された規範パラメータ係数ｃおよびＣを所定の記憶領域から読み出す（Ｓ１０４）。

Ｓ１０４の処理を実行すると、第１プロセッサ１１は、上記（２）式のωｐおよびζｐに、Ｓ１０２で読み出したプラント周波数ωｐおよびプラント減衰比ζｐの値を代入すると共に、上記（２）式のωｍおよびζｍに、
ωｍ＝ωｍｉ×ｅｊ×ｃ
ζｍ＝ζｍｉ×Ｅｊ×Ｃ
を代入する。そして、第１プロセッサ１１は、タスティンモデルを用いて規範パラメータおよびプラントパラメータが代入された（２）式を変換（タスティン変換）し、フィルタ１１５の減衰特性を規定する補正式であるＨ（ｚ）を次の（３）式のように求め、これにより、フィルタ１１５からは、補正後の目標駆動力Ｐｔｃが、
Ｐｔｃ＝Ｐｔ×Ｈ（ｚ）
として出力される（Ｓ１０６）。ただし、（３）式において、ｚ^−１は、Ｐｔ×Ｈ（ｚ）またはＰｔｃの前回値すなわち補正後の目標駆動力の前回値であり、ｚ^−２は、Ｐｔ×Ｈ（ｚ）またはＰｔｃの前々回値すなわち補正後の目標駆動力の前々回値である。

以上説明したように、駆動制御ＥＣＵ１０の第１プロセッサ１１によって上述のような処理が行われる車両１では、補正手段としてのフィルタ１１５による目標駆動力Ｐｔの補正に際して、モードスイッチ１８を介してドライバーによって設定される走行モード（走行特性）、ナビゲーションシステム等の環境情報取得装置１７によって取得される走行環境情報、および旋回中であるか否かといった車両１の走行状態に応じてフィルタ１１５の減衰特性が変化させられる。従って、駆動制御ＥＣＵ１０を備えた車両１では、ドライバーによって設定された走行特性、車両１の走行環境および走行状態を踏まえた上で、車両のバネ上振動が抑制されるように目標駆動力Ｐｔが適切に補正されることになるので、ドライバーによって車両の走行特性が変化させられたり、車両１の走行環境や走行状態が変化しても、車両１を良好に制振することが可能となる。

本発明による車両制御装置が適用された車両を示すブロック構成図である。 本発明による車両制御装置による内燃機関および変速機の基本的な制御手順を説明するための制御ブロック図である。 図１の車両において、フィルタのパラメータを車両の走行特性、走行環境および走行状態に応じて変化させながら目標駆動力を補正する手順を説明するためのフローチャートである。 目標駆動力の補正に際して実行される規範パラメータ設定処理を説明するためのフローチャートである。 目標駆動力の補正に際して実行されるプラントパラメータ設定処理を説明するためのフローチャートである。 車両の走行環境に応じて規範パラメータ係数を設定する処理を説明するためのフローチャートである。 車両の走行状態に応じて規範パラメータ係数を設定する処理を説明するためのフローチャートである。 目標駆動力の補正処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 車両、２ 燃料噴射装置、３ 点火装置、４ 電子制御式スロットルバルブ、５ 変速機、６ ブレーキアクチュエータ、７ 操舵用アクチュエータ、８ ショックアブソーバ、１０ 駆動制御ＥＣＵ、１１ 第１プロセッサ、１２ 第２プロセッサ、１４ アクセルセンサ、１５ ブレーキセンサ、１６ 舵角センサ、１７ 環境情報取得装置、１８ モードスイッチ、２０ ＥＣＢＥＣＵ、３０ 操舵ＥＣＵ、４０ サスペンションＥＣＵ、１１１ 目標加速度取得部、１１２ 目標駆動力取得部、１１４ 駆動力調停部、１１５ フィルタ、１１６ 制御量設定部。

Claims (2)

1. 車両の走行に関連する所定の目標制御量を設定し、この目標制御量に基づいて少なくとも前記車両の駆動装置を制御する車両制御装置において、
   ドライバーの要求および前記車両に含まれる所定の制御装置からの要求の少なくとも何れか一方に基づいて前記目標制御量を設定する目標制御量設定手段と、
   ドライバーによって設定される前記車両の走行特性を取得する走行特性取得手段と、
   前記目標制御量設定手段により設定された前記目標制御量を前記車両のバネ上振動が抑制されるように補正する補正手段とを備え、
   前記補正手段は、前記車両のバネ上振動を減衰可能とする減衰特性を有する２次のノッチフィルタであり、
   この補正手段による前記車両の目標駆動力の補正量は、前記走行特性取得手段によって取得された走行特性に応じて変化させられ、
   前記２次のノッチフィルタは、
   前記走行特性取得手段によって取得された走行特性に応じて前記減衰特性を定めるためのパラメータが変化させられるとともに、
   前記目標駆動力を入力とし前記車両のサスペンションストロークを出力とする伝達関数のうち、振動を誘発する成分を抑制するように構成されている
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記２次のノッチフィルタは、前記伝達関数の極をキャンセルするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。

Images