JP5494565B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
この発明は、スタビリティファクタを利用して、車両の挙動が目標とする挙動となるように、駆動力を制御する装置に関し、特にそのスタビリティファクタを適正化するように構成された装置に関するものである。 The present invention relates to a device for controlling driving force so that a vehicle behavior becomes a target behavior using a stability factor, and more particularly to a device configured to optimize the stability factor. It is.
スタビリティファクタは、車両の挙動に大きく影響する要因であって、基本的には、加速や減速のない定常的な旋回状態を想定した場合、車両の慣性質量、ホイールベース、前後輪のコーナリングパワー(コーナリングフォース)もしくはスティフネス、車両重心点と前後車軸との間の距離によって表され、あるいは実舵角、ホイールベース、横加速度、車速に基づいて求めることができる。これを、駆動あるいは制動を伴う旋回状態にまで拡張できることが知られており、前後加速度に係数を掛けた項と、前後加速度の二乗に係数を掛けた項とを、加減速ない状態でのスタビリティファクタに加算する二次式で与えられる。なお、それらの係数は、駆動あるいは制動による荷重移動およびトー角変化とコンプライアンスによるもの、ならびに駆動力や制動力の働くタイヤのコーナリング特性によるものである。 The stability factor is a factor that greatly affects the behavior of the vehicle. Basically, assuming a steady turning state without acceleration or deceleration, the vehicle's inertial mass, wheelbase, and cornering power of the front and rear wheels (Cornering force) or stiffness, represented by the distance between the center of gravity of the vehicle and the front and rear axles, or can be determined based on the actual steering angle, wheelbase, lateral acceleration, and vehicle speed. It is known that this can be extended to a turning state with driving or braking, and a term obtained by multiplying the longitudinal acceleration by a coefficient and a term obtained by multiplying the square of the longitudinal acceleration by a coefficient are stored in a state without acceleration / deceleration. It is given by a quadratic expression that is added to the stability factor. These coefficients are due to load movement by driving or braking, toe angle change and compliance, and due to cornering characteristics of tires on which driving force and braking force act.
スタビリティファクタの大小に応じて旋回時のヨーレートや旋回半径などが大小に異なり、したがってスタビリティファクタは車両のステア特性を支配する重要なパラメータである。そのスタビリティファクタは、基本的には、車両の構造やタイヤの特性などに基づいて決まるが、前後輪のコーナリングパワーは前後輪に掛かる荷重や経時劣化などによって変化することがあり、またいわゆる拡張されたスタビリティファクタでは、前後加速度の一次の項の係数や二次の項の係数が設計上定めた値のとおりにならない場合がある。 The yaw rate and turning radius during turning vary depending on the stability factor, and therefore the stability factor is an important parameter that governs the steering characteristics of the vehicle. The stability factor is basically determined based on the structure of the vehicle and the characteristics of the tires, but the cornering power of the front and rear wheels may change depending on the load applied to the front and rear wheels, deterioration over time, and so-called expansion. In the stability factor determined, the coefficient of the primary term and the coefficient of the secondary term of the longitudinal acceleration may not be as designed.
従来、スタビリティファクタを使用して車両の駆動トルクなどの所定の物理量を制御する装置が知られており、例えば特許文献1には、ドライバ操作外乱や路面外乱による影響を抑圧して車両の挙動を安定させるように構成されたシステムが記載されている。すなわち、特許文献1に記載されたシステムは、スタビリティファクタが前後車輪の接地荷重の影響を受けることに着目し、スタビリティファクタを決める要因である、前後輪のコーナリングパワーとその車両重心点からの距離との積(すなわち前後輪のコーナリングパワーに基づくモーメント)の差が、目標値に追従するように車軸トルクを補正するように構成されている。
Conventionally, an apparatus for controlling a predetermined physical quantity such as a driving torque of a vehicle using a stability factor is known. For example,
また従来、車両の挙動制御のためにスタビリティファクタを補正することが試みられており、例えば特許文献2には、設計上設定したスタビリティファクタと実スタビリティファクタとの差が大きい場合には,車両の挙動制御や駆動力制御に使用するスタビリティファクタを、実スタビリティファクタに置き換えるように構成された方法が記載されている。すなわち、特許文献2に記載された方法では、車両の工場出荷時などに定常円旋回走行を行ってその際の各種の特性を実測し、その実測して得たデータに基づいて実スタビリティファクタを演算し、その実スタビリティファクタと予め格納しているスタビリティファクタとを比較し、その比較の結果に基づいて、必要に応じてスタビリティファクタを置換している。
Conventionally, it has been attempted to correct the stability factor for controlling the behavior of the vehicle. For example,
特許文献1に記載されたシステムは、スタビリティファクタが目標値に追従するように車両を制御するから、旋回特性を向上させることが可能であるが、そのスタビリティファクタは前述したように、車両の慣性質量、ホイールベース、前後輪のコーナリングパワー(コーナリングフォース)もしくはスティフネス、車両重心点と前後車軸との間の距離などによって決まるから、これらのパラメータが特許文献2に記載されているように、必ずしも設計上想定した値にならないことがあり、その場合には、所期の旋回性能を得ることができなくなる。そこで特許文献2に記載された発明では、一定車速で所定の操舵パターンで走行しながら、車両の特性値を求め、求めた特性値に基づいて車両挙動制御装置の制御の基準値であるスタビリティファクタを設定することとしている。
Since the system described in
特許文献2に記載されているようにスタビリティファクタを実際の走行で得られたデータに基づいて設定すれば、車両の個体差や経時変化などに起因する誤差を補正することができる。しかしながら、このようにしてスタビリティファクタを修正すれば、スタビリティファクタを利用して設定している駆動力もしくはその駆動力目標値がスタビリティファクタの修正に伴って変化する。そのため、特許文献1に記載されているように、スタビリティファクタのいわゆる目標値追従制御を実行している状態では、スタビリティファクタあるいはその演算式の修正がいわゆる外乱として作用することがあり、その場合には、駆動力の過不足もしくは変化が生じ、これは運転者の意図しないものであることにより、運転者に違和感を与え、あるいはドライバビリティを低下させる要因になる可能性がある。
If the stability factor is set on the basis of data obtained by actual driving as described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、違和感やドライバビリティの低下などを招来することなくスタビリティファクタを適正化することのできる車両の制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of optimizing the stability factor without causing a sense of incongruity or a decrease in drivability. It is what.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、前後加速度が生じている状態での旋回時のスタビリティファクタを目標値に近づけるように駆動力を制御し、かつ実際に走行して得られたデータに基づいて前記スタビリティファクタの演算式を補正するように構成された車両の制御装置において、前記補正を施していない前記演算式で求められた駆動力の補正量と、前記補正が施された前記演算式で求められた駆動力の補正量との差が予め定めた判断基準値より大きいか否かを判定する補正量判定手段と、前記スタビリティファクタを目標値に近づけるように駆動力を制御していることを判定する駆動力制御実行判定手段と、前記補正量の差が予め定めた判断基準値より大きいことが前記補正量判定手段で判定された場合、前記スタビリティファクタを目標値に近づけるように駆動力を制御していることが前記駆動力制御実行判定手段で判定されれば、前記演算式の補正を禁止し、かつ前記スタビリティファクタを目標値に近づけるように駆動力を制御していることが前記駆動力制御実行判定手段で判定されなければ、前記演算式の補正を実行する補正許可手段とを備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記補正量の差が予め定めた判断基準値以下であることが前記補正量判定手段で判定された場合、前記演算式の補正を実行する補正実行手段を更に備えていることを特徴とする車両の制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the correction amount determination means determines that the difference between the correction amounts is equal to or less than a predetermined determination reference value, the correction of the arithmetic expression is executed. The vehicle control apparatus further includes a correction execution unit.
請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記判断基準値は、前記補正量の差に相当する駆動力の変化を運転者が弁別できない範囲の最大値に基づいて設定されていることを特徴とする車両の制御装置である。 According to a third aspect of the invention, in the first or second aspect of the invention, the determination reference value is set based on a maximum value within a range in which a driver cannot discriminate a change in driving force corresponding to the difference in the correction amount. It is the control apparatus of the vehicle characterized by the above-mentioned.
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかの発明において、前記補正量の差が予め定めた判断基準値より大きいことが前記補正量判定手段で判定された場合、その補正量の差に相当する駆動力の変化を予め定めた基準時間内で生じさせた場合の駆動力変化速度が基準変化速度以下か否かを判定する変化速度判定手段と、前記駆動力変化速度が前記基準変化速度以下であることが前記変換速度判定手段で判定された場合に、前記演算式の補正を実行するとともに前記駆動力を前記基準変化速度以下の速度で変化させる駆動力制御手段とを更に備えていることを特徴とする車両の制御装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, when the correction amount determination means determines that the difference between the correction amounts is larger than a predetermined determination reference value, the correction amount A change speed determining means for determining whether or not the drive force change speed is less than or equal to a reference change speed when a change in the drive force corresponding to the difference occurs within a predetermined reference time; and the drive force change speed is the reference When it is determined by the conversion speed determination means that the speed is not more than a change speed, it further includes a drive force control means for executing correction of the arithmetic expression and changing the drive force at a speed not more than the reference change speed. It is the control apparatus of the vehicle characterized by the above-mentioned.
請求項5の発明は、請求項4の発明において、前記基準変化速度は、運転者が知覚できる前後加速度変化速度の最大値に基づいて設定されていることを特徴とする車両の制御装置である。 A fifth aspect of the present invention is the vehicle control device according to the fourth aspect, wherein the reference change speed is set based on a maximum value of a longitudinal acceleration change speed perceivable by a driver. .
請求項1の発明によれば、スタビリティファクタを求める演算式が実際の走行状態に基づいて補正される。その補正に伴って変化する駆動力が判断基準値より大きい場合、スタビリティファクタをその目標値に近づけるように駆動力が制御されていれば、上記の補正が禁止される。したがって、駆動力の制御が重畳することがないので、違和感が生じたりドライバビリティが悪化するなどの事態を防止もしくは抑制することができる。また、スタビリティファクタをその目標値に追従させる駆動力制御が実行されていない場合には、上記の補正が実行され、したがってスタビリティファクタを実際の車両の状態に迅速に合わせることができ、また駆動力制御が重畳することがないので、違和感が生じたりドライバビリティが悪化するなどの事態を防止もしくは抑制することができる。
According to the invention of
これに対して、前記演算式の補正に伴って変化する駆動力が判断基準値以下の場合には、上記の補正が実行され、その結果、スタビリティファクタを実際の車両の状態に迅速に合わせることができ、また駆動力制御が重畳することがないので、違和感が生じたりドライバビリティが悪化するなどの事態を防止もしくは抑制することができる。 On the other hand, when the driving force that changes in accordance with the correction of the arithmetic expression is equal to or less than the determination reference value, the above correction is executed, and as a result, the stability factor is quickly adjusted to the actual vehicle state. In addition, since the driving force control is not superimposed, it is possible to prevent or suppress a situation such as an uncomfortable feeling or a deterioration in drivability.
さらに、この発明では、前記演算式の補正に伴って変化する駆動力が判断基準値より大きいとしても、前記スタビリティファクタを目標値に通常させるように駆動力を制御していない状態では、運転者が知覚できない変化速度範囲で駆動力を変化させ、また上記の補正を行うので、スタビリティファクタを実際の車両の状態に迅速に合わせることができ、また駆動力制御が重畳することがないので、違和感が生じたりドライバビリティが悪化するなどの事態を防止もしくは抑制することができる。 Further, in the present invention, even if the driving force that changes with the correction of the arithmetic expression is larger than the determination reference value, the driving force is not controlled so that the stability factor is normally set to the target value. Because the driving force is changed within the change speed range that cannot be perceived by the user, and the above correction is performed, the stability factor can be quickly adjusted to the actual vehicle state, and the driving force control is not superimposed. It is possible to prevent or suppress such a situation that a sense of incongruity or drivability deteriorates.
この発明は、スタビリティファクタが目標値に追従して変化するように車両の前後加速度あるいは駆動力を制御するにあたり、車両の各部の経時変化や個体差などの影響を可及的に少なくするようにスタビリティファクタを補正するように構成された装置である。このような制御の対象となる車両は、内燃機関やモータなどを動力源とした前輪駆動車や後輪駆動車あるいは四輪駆動車などであってよい。エンジンによって後輪を駆動する二輪駆動車の駆動系統および制御系統の一例を図2にブロック図で示してある。図2に示す動力源1は、走行ための動力や電力あるいは制御用の油圧などを発生するためのものであって、内燃機関やモータあるいはこれらを組み合わせたハイブリッド装置、および変速機ならびに発電機や油圧ポンプなどを備えている。したがって、この動力源1から前後四つの車輪2もしくは前後いずれかの二つの車輪2に駆動力を伝達するように構成されている。なお、図2には特には図示していないが、操舵装置やブレーキ装置など通常の車両に備えられている走行のための各種装置が備えられている。
According to the present invention, when controlling the longitudinal acceleration or driving force of a vehicle so that the stability factor changes following the target value, the influence of changes with time and individual differences of each part of the vehicle is minimized. The apparatus is configured to correct the stability factor. The vehicle to be controlled may be a front wheel drive vehicle, a rear wheel drive vehicle, a four wheel drive vehicle, or the like that uses an internal combustion engine or a motor as a power source. An example of a drive system and a control system of a two-wheel drive vehicle that drives rear wheels by an engine is shown in a block diagram in FIG. The
動力源1における内燃機関やモータもしくはハイブリッド装置の出力や変速機の変速比などを制御するパワートレーンECU(電子制御装置)3が設けられている。このパワートレーンECU3は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータならびにプログラムに従って演算を行い、その演算結果に応じて内燃機関やモータの出力あるいは変速比もしくは制動力などを制御するように構成されている。そして、このパワートレーンECU3に検出データを入力するセンサ類4が設けられており、そのセンサ類4には、車輪速度を検出する車輪速センサ、車両に生じている前後加速度(前後G)を検出する前後加速度センサ、車両が旋回している際に生じる横加速度(横G)を検出する横加速度センサ、操舵角度を検出する操舵角センサなどが含まれる。なお、これらのセンサは、従来の車両に搭載されているもので同様のものであってよい。
A power train ECU (electronic control unit) 3 for controlling the output of an internal combustion engine, a motor or a hybrid device in the
上記の車両を対象とするこの発明に係る制御装置は、旋回特性を左右するスタビリティファクタもしくはそのスタビリティファクタについての演算式における係数を、実際の走行状態に基づいて補正し、その補正に基づく駆動力の制御を、違和感やドライバビリティの悪化を抑制するために、所定の条件が成立することにより実行するように構成されている。その制御の一例を図1にフローチャートで示してある。図1に示すルーチンは、短い時間間隔で繰り返し実行され、先ず、乖離算出カウンタkが「1」か否かが判定される(ステップS1)。この乖離算出カウンタkは、スタビリティファクタについての理論値と実際値との乖離を補正する制御が終了したか否かを判定するためのカウンタ(もしくはフラグ)であって、終了していない場合および当初は「0」に設定され、後述するように補正値が求められることにより「1」に設定される。制御の開始当初は、乖離算出カウンタkが「0」に設定されているので、ステップS1で否定的に判断され、その場合、図1に示すルーチンを1回実行するサイクルタイムを「1」として、「1」ずつタイマーがカウントアップ(t=t+1)され、またカウンタiが1サイクルを「1」として「1」ずつインクリメント(i=i+1)される(ステップS2)。 The control device according to the present invention for the above vehicle corrects the stability factor that determines the turning characteristics or the coefficient in the arithmetic expression for the stability factor based on the actual running state, and based on the correction. The driving force control is configured to be executed when a predetermined condition is satisfied in order to suppress a sense of incongruity and deterioration of drivability. An example of the control is shown in the flowchart of FIG. The routine shown in FIG. 1 is repeatedly executed at short time intervals. First, it is determined whether or not the deviation calculation counter k is “1” (step S1). This divergence calculation counter k is a counter (or flag) for determining whether or not the control for correcting the divergence between the theoretical value and the actual value for the stability factor has been completed, It is initially set to “0”, and is set to “1” by obtaining a correction value as will be described later. Since the deviation calculation counter k is set to “0” at the beginning of control, a negative determination is made in step S1, and in this case, the cycle time for executing the routine shown in FIG. 1 once is set to “1”. The timer is incremented by “1” (t = t + 1), and the counter i is incremented by “1” (i = i + 1) with “1” being one cycle (step S2).
ついで、車両が旋回しているか否かが判断される(ステップS3)。これは、例えば検出された横加速度に基づいて判断することができ、旋回判定のための横加速度についてのしきい値を予め用意しておき、検出された横加速度がそのしきい値を超えた場合に、車両が旋回していると判断すればよい。車両が旋回していないことによりステップS1で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくこのルーチンを一旦終了する。すなわちリターンする。これとは反対に横加速度が大きいなどのことにより車両が旋回しているとされる場合には、ステップS1で肯定的に判断され、ドライバによる現在のアクセル操作に基づく車両の前後加速度Gxcurr がi番目の加速度として格納される(ステップS4)。なお、図1において、Gx[i]は前後加速度格納変数であり、当初はGx[i]=0である。また、その前後加速度Gxcurr は、加速度センサによって検出したものであってよく、あるいはアクセル操作量もしくはそれに対応したスロットル開度から駆動力をを求め、その駆動力と車体重量などとから算出した前後加速度であってもよい。 Next, it is determined whether or not the vehicle is turning (step S3). This can be determined based on, for example, the detected lateral acceleration, and a threshold value for the lateral acceleration for turning determination is prepared in advance, and the detected lateral acceleration exceeds the threshold value. In this case, it may be determined that the vehicle is turning. If a negative determination is made in step S1 because the vehicle is not turning, this routine is temporarily terminated without performing any particular control. That is, return. On the contrary, if it is determined that the vehicle is turning due to a large lateral acceleration or the like, an affirmative determination is made in step S1, and the longitudinal acceleration Gxcurr of the vehicle based on the current accelerator operation by the driver is i. Is stored as the second acceleration (step S4). In FIG. 1, Gx [i] is a longitudinal acceleration storage variable, and initially Gx [i] = 0. The longitudinal acceleration Gxcurr may be detected by an acceleration sensor, or the driving force is obtained from the accelerator operation amount or the corresponding throttle opening, and the longitudinal acceleration calculated from the driving force and the weight of the vehicle body, etc. It may be.
つぎに、格納数iについて判定される(ステップS5)。すなわち、図1のルーチンを開始した直後では「i=1」か否かが判断される。1番目の前後加速度Gxcurr が得られている場合には、ステップS5で肯定的に判断され、その場合はその現在時点の横加速度Gyreal と、車速Vと、実舵角δとから実スタビリティファクタkhcurrが求められ、これが格納される(ステップS6)。すなわち、「kh[i]=khcurr」と置かれる。なお、実スタビリティファクタkhcurrは、
khcurr=(δ/LGyreal)−(1/V2) (L:ホイールベース)
で演算される。
Next, the storage number i is determined (step S5). That is, immediately after starting the routine of FIG. 1, it is determined whether or not “i = 1”. If the first longitudinal acceleration Gxcurr is obtained, an affirmative determination is made in step S5. In this case, the actual stability factor is calculated from the lateral acceleration Gyreal at the present time, the vehicle speed V, and the actual steering angle δ. khcurr is obtained and stored (step S6). That is, “kh [i] = khcurr” is set. The actual stability factor khcurr is
khcurr = (δ / LGyreal) − (1 / V 2 ) (L: wheelbase)
Calculated with
実スタビリティファクタkhcurrを格納した後、格納数iが「3」になっているか否かが判断される(ステップS7)。1番目の前後加速度Gxcurr が得られている時点では、「i=1」であるためにステップS7で否定的に判断され、リターンする。その場合、上記のステップS1では否定的に判定されるから、ステップS2で「i=2」とされる。そして、旋回が継続していればステップS3で肯定的に判断されるから、ステップS4で2番目の前後加速度Gx[2]が算出される。 After storing the actual stability factor khcurr, it is determined whether or not the storage number i is “3” (step S7). When the first longitudinal acceleration Gxcurr is obtained, since “i = 1”, a negative determination is made in step S7, and the process returns. In that case, since negative determination is made in the above step S1, “i = 2” is set in step S2. If the turn continues, an affirmative determination is made in step S3, and therefore the second longitudinal acceleration Gx [2] is calculated in step S4.
カウンタの値iは「2」になっているので、ステップS5で否定的に判断される。この場合は、ステップS8に進んで、今回格納した前後加速度Gx[2]と前回格納した前後加速度Gx[1]と差の絶対値が予め定めた基準値Xより大きいか否かが判断される。この基準値Xは、前後加速度Gxの実質的な変化の有無を判断するためのものであり、後述するように、拡張されたスタビリティファクタを定義する方程式における係数を求める三元連立一次方程式を得るのに十分に異なる前後加速度Gxを判断できる値として予め定めることができ、また比較的短時間の間に生じる前後加速度Gxの変化の範囲の値とすることができる。基準値Xが大きい値であると、(i+1)番目の前後加速度Gxを格納するまでに長時間を要してしまうからである。 Since the counter value i is “2”, a negative determination is made in step S5. In this case, the process proceeds to step S8, and it is determined whether or not the absolute value of the difference between the longitudinal acceleration Gx [2] stored this time and the longitudinal acceleration Gx [1] stored last time is larger than a predetermined reference value X. . This reference value X is used to determine whether or not there is a substantial change in the longitudinal acceleration Gx. As will be described later, a three-way simultaneous linear equation for obtaining a coefficient in an equation defining an extended stability factor is used. The longitudinal acceleration Gx that is sufficiently different to be obtained can be determined in advance as a value that can be determined, and can be a value in a range of change in the longitudinal acceleration Gx that occurs in a relatively short time. This is because if the reference value X is a large value, it takes a long time to store the (i + 1) th longitudinal acceleration Gx.
前後加速度Gxの差の絶対値が基準値Xを超えていることによりステップS8で肯定的に判断された場合には、格納数iが「2」になっているか否かが判断される(ステップS9)。前述したようにステップS2で「i+1=2」になっているので、ステップS9で肯定的に判断される。ステップS9で肯定的に判断されると、前述したステップS6に進み、現在時点の横加速度Gyreal と、車速Vと、実舵角δとから実スタビリティファクタkhcurrが求められ、これが格納される。すなわち、「kh[i]=khcurr」と置かれる。この場合、「i」は「2」である。なお、実スタビリティファクタを求める演算式は上述したとおりである。ステップS6の制御に続けて、ステップS7に進んで格納数iが「3」になっているか否かが判断される。前述したように、格納数iは順に増大するが、ステップS5の判断で2回目であれば、「i=2」であるからステップS5で否定的に判断され、リターンする。 If the determination in step S8 is affirmative because the absolute value of the difference in the longitudinal acceleration Gx exceeds the reference value X, it is determined whether or not the storage number i is "2" (step S9). As described above, since “i + 1 = 2” in step S2, a positive determination is made in step S9. If the determination in step S9 is affirmative, the process proceeds to step S6 described above, and the actual stability factor khcurr is obtained from the lateral acceleration Gyreal at the present time, the vehicle speed V, and the actual steering angle δ, and stored. That is, “kh [i] = khcurr” is set. In this case, “i” is “2”. The calculation formula for obtaining the actual stability factor is as described above. Subsequent to the control in step S6, the process proceeds to step S7, where it is determined whether or not the storage number i is “3”. As described above, the stored number i increases in order, but if it is the second time in the determination in step S5, “i = 2”, so a negative determination is made in step S5 and the process returns.
再度実行されるサイクルでステップS1の判定結果は否定的になるので、再度ステップS2に進んでカウントアップされ、「i=3」とされる。そして、旋回が継続していればステップS3で肯定的に判断されるから、ステップS4で3番目の前後加速度Gx[3]が算出される。カウントの値iは「3」になっているので、ステップS5で否定的に判断される。この場合は、上記の場合と同様に、ステップS8に進んで、今回格納した前後加速度Gx[3]と前回格納した前後加速度Gx[2]と差の絶対値が予め定めた基準値Xより大きいか否かが判断される。 Since the determination result in step S1 becomes negative in the cycle that is executed again, the process proceeds to step S2 again to be counted up and “i = 3”. If the turn continues, an affirmative determination is made in step S3, and therefore the third longitudinal acceleration Gx [3] is calculated in step S4. Since the count value i is “3”, a negative determination is made in step S5. In this case, as in the case described above, the process proceeds to step S8, and the absolute value of the difference between the longitudinal acceleration Gx [3] stored this time and the longitudinal acceleration Gx [2] stored last time is larger than a predetermined reference value X. It is determined whether or not.
前後加速度Gxの差の絶対値が基準値Xを超えていることによりステップS8で肯定的に判断された場合には、前回のサイクルにおける場合と同様に、ステップS9において、格納数iが「2」になっているか否かが判断される。前述したようにステップS2で「i+1=3」になっているので、今回はステップS9で否定的に判断される。この場合は、今回得られた前後加速度Gx[3]と第1番目の前後加速度Gx[i-2=1]との差の絶対値が基準値Xを超えているか否かが判断される(ステップS10)。このステップS9で肯定的に判断された場合には、前述したステップS6およびステップS7に順に進む。すなわち、その時点のスタビリティファクタkhcurrが求められて「kh[i]=khcurr」と置かれ、また、格納数iが「3」になっているか否かが判断される。 If the absolute value of the difference in the longitudinal acceleration Gx exceeds the reference value X and a positive determination is made in step S8, the stored number i is “2” in step S9, as in the previous cycle. Is determined. As described above, since “i + 1 = 3” is set in step S2, a negative determination is made in step S9 this time. In this case, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the longitudinal acceleration Gx [3] obtained this time and the first longitudinal acceleration Gx [i-2 = 1] exceeds the reference value X ( Step S10). If the determination is affirmative in step S9, the process proceeds to step S6 and step S7 described above in order. That is, the stability factor khcurr at that time is obtained and is set as “kh [i] = khcurr”, and it is determined whether or not the storage number i is “3”.
なお、上述したステップS8もしくはステップS10のいずれかで否定的に判断された場合、すなわち前後加速度の変化幅の絶対値が基準値X以下の場合、前回補正を行った時からの経過時間すなわちタイマのカウント値tが判定しきい値tx以上か否かが判断される(ステップS11)。その判定しきい値txは、設計上、補正制御期間の好ましい長さを規定する値として適宜に定めることができ、その場合、一定値としてもよく、あるいは車両の走行距離や使用年数などに応じて変化する変数として設定することもできる。 If a negative determination is made in either step S8 or step S10 described above, that is, if the absolute value of the change width of the longitudinal acceleration is equal to or less than the reference value X, the elapsed time from the previous correction, that is, the timer It is determined whether the count value t is equal to or greater than the determination threshold value tx (step S11). The determination threshold value tx can be appropriately determined as a value that prescribes a preferable length of the correction control period in design. In this case, the determination threshold value tx may be a constant value, or may be determined according to the travel distance or age of use of the vehicle. It can also be set as a variable that changes.
このステップS11で否定的に判断された場合、すなわち前回の更新からの経過時間が判定しきい値txに到っていない場合には、特に制御を行うことなくリターンする。これとは反対に前回の更新からの経過時間tが判定しきい値tx以上になっていてステップS11で肯定的に判断された場合には、制御によって前後加速度Gxを付与する(ステップS12)。この制御は、エンジンのスロットル開度を変化させ、あるいは変速機で変速を生じさせることにより実行することができる。また、制御によって変化させる前後加速度Gxの目標値Gx*は、下記の式を満たすように設定される。
|Gx*−Gx[i-1]|>X
If a negative determination is made in step S11, that is, if the elapsed time from the previous update has not reached the determination threshold value tx, the process returns without performing any particular control. On the other hand, when the elapsed time t from the previous update is equal to or greater than the determination threshold tx and a positive determination is made in step S11, the longitudinal acceleration Gx is applied by control (step S12). This control can be executed by changing the throttle opening of the engine or causing a shift in the transmission. Further, the target value Gx * of the longitudinal acceleration Gx that is changed by the control is set so as to satisfy the following expression.
| Gx * -Gx [i-1] |> X
したがって、ステップS12の制御によって生じた前後加速度Gx*が今回の前後加速度Gx[i]として格納され、またその際の実スタビリティファクタkhcurrがkh[i]として格納される(ステップS6)。以下、第1回目の格納の場合と同様に、ステップS7に進む。 Therefore, the longitudinal acceleration Gx * generated by the control in step S12 is stored as the current longitudinal acceleration Gx [i], and the actual stability factor khcurr at that time is stored as kh [i] (step S6). Thereafter, as in the case of the first storage, the process proceeds to step S7.
上述のようにして三つのスタビリティファクタkh[i=1,2,3]が求められると、格納数iが既に「3」になっているので、ステップS7で肯定的に判断される。すなわち、既に三つの実スタビリティファクタkh[1],kh[2],kh[3]および前後加速度Gx1,Gx2,Gx3が得られているので、下記の三元連立一次方程式が成立する。
kh1=kh0’+kh1’Gx1+kh2’Gx12
kh2=kh0’+kh1’Gx2+kh2’Gx22
kh3=kh0’+kh1’Gx3+kh2’Gx32
When the three stability factors kh [i = 1, 2, 3] are obtained as described above, the number of storages i has already been “3”, so that an affirmative determination is made in step S7. That is, since three actual stability factors kh [1], kh [2], kh [3] and longitudinal accelerations Gx1, Gx2, Gx3 have already been obtained, the following ternary simultaneous linear equations are established.
kh1 = kh0 ′ + kh1′Gx1 + kh2′Gx1 2
kh2 = kh0 '+ kh1'Gx2 + kh2'Gx2 2
kh3 = kh0 '+ kh1'Gx3 + kh2'Gx3 2
したがってステップS7で肯定的に判断された場合、上記の三元連立一次方程式に基づいて、前後加速度が生じている場合の旋回時にまで拡張したスタビリティファクタの定義式における係数kh0’,kh1’,kh2’が算出され、同時に乖離算出カウンタkが「1」にセットされる(ステップS13)。こうして、補正前の係数kh0,kh1,kh2によるスタビリティファクタの演算式と、補正後の係数kh0’,kh1’,kh2’によるスタビリティファクタの演算式とが得られる。なお、前後加速度と前後駆動力とは比例関係にある。したがって、この関係を入れて、下記の二式が得られる。
Δkhhosei=kh0+kh1Gxp+kh2Gxp2
Δkhhosei=kh0’+kh1’Gxq+kh2’Gxq2
ここで、Δkhhoseiは現在時点の実スタビリティファクタと目標スタビリティファクタとの差であり、Gxpは補正前の各係数kh0,kh1,kh2を用いて算出した補正駆動力、Gxqは補正後の各係数kh0’,kh1’,kh2’を用いて算出した補正駆動力である。ステップS14でこのようにして各補正駆動力Gxp,Gxqが算出される。
Therefore, if the determination in step S7 is affirmative, the coefficients kh0 ', kh1', and the like in the stability factor definition formula extended to the turning time when the longitudinal acceleration is generated based on the ternary simultaneous linear equation described above. kh2 ′ is calculated, and at the same time, the deviation calculation counter k is set to “1” (step S13). In this way, the stability factor calculation formula using the coefficients kh0, kh1, and kh2 before correction and the stability factor calculation formula using the corrected coefficients kh0 ′, kh1 ′, and kh2 ′ are obtained. Note that the longitudinal acceleration and the longitudinal driving force are in a proportional relationship. Therefore, the following two equations can be obtained with this relationship.
Δkhhosei = kh0 + kh1Gxp + kh2Gxp 2
Δkhhosei = kh0 ′ + kh1′Gxq + kh2′Gxq 2
Here, Δkhhosei is the difference between the actual stability factor and the target stability factor at the present time point, Gxp is the corrected driving force calculated using the coefficients kh0, kh1, and kh2 before correction, and Gxq is each corrected value. This is the corrected driving force calculated using the coefficients kh0 ′, kh1 ′, and kh2 ′. In step S14, the corrected driving forces Gxp and Gxq are calculated in this way.
つぎにこれらの補正駆動力Gxp,Gxqの差の絶対値が予め定められた基準値αより大きいか否かが判断される(ステップS15)。これは、拡張されたスタビリティファクタを求める演算式における係数の乖離に起因する駆動力の偏差を補正することの可否を判定するためのものであり、その判断の基準値αは、駆動力の変化が違和感になったり、ドライバビリティを損なったりしない範囲の値として実験やシミュレーションなどによって予め決めておくことができる。 Next, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the corrected driving forces Gxp and Gxq is greater than a predetermined reference value α (step S15). This is for determining whether or not it is possible to correct the deviation of the driving force due to the deviation of the coefficient in the arithmetic expression for obtaining the extended stability factor. It can be determined in advance by experiments, simulations, etc. as a value within a range that does not make the change uncomfortable or impair drivability.
補正駆動力Gxp,Gxqの差の絶対値が基準値αより大きいことによりステップS15で肯定的に判断された場合には、人間の知覚できる前後加速度の変化速度に基づいて駆動力の補正もしくは変更の可否が判定される(ステップS16)。例えば下記の関係が成立しているか否かが判定される。
|Gxp−Gxq|/Gx’≧T
ここで、Gx’は、人間の知覚できる最小の前後加速度変化速度(仮に、知覚限界変化速度とする)であり、実験などによって予め求めておくことができる。また、Tは補正限界時間であって、補正駆動力Gxp,Gxqの差の絶対値と上記の知覚限界変化速度との比率を判定するための基準となる値であり、ドライバビリティを損なわない程度の値として実験やシミュレーション等によって予め決めておくことができる。
If the absolute value of the difference between the corrected driving forces Gxp and Gxq is greater than the reference value α and a positive determination is made in step S15, the driving force is corrected or changed based on the change rate of the longitudinal acceleration that can be perceived by humans. Is determined (step S16). For example, it is determined whether or not the following relationship is established.
| Gxp−Gxq | / Gx ′ ≧ T
Here, Gx ′ is the minimum rate of change in the longitudinal acceleration that can be perceived by humans (assumed to be the perceptual limit change rate), and can be obtained in advance by experiments or the like. T is a correction limit time, which is a reference value for determining the ratio between the absolute value of the difference between the correction driving forces Gxp and Gxq and the perceptual limit change speed, and does not impair drivability. This value can be determined in advance by experiment, simulation, or the like.
このステップS16で肯定的に判断された場合には、上述したスタビリティファクタを求める演算式の係数を変更することに起因する駆動力の変化が、運転者に体感される程度以上であることになり、その場合には、スタビリティファクタが目標値に追従するように駆動力を制御している状態か否かが判定される(ステップS17)。制御作動中であることによりステップS17で肯定的に判断された場合には、上記の各係数の更新などの補正もしくは制御を特に行うことなくリターンする。すなわち、スタビリティファクタのいわゆる目標値追従制御の実行中に、スタビリティファクタを演算する演算式もしくはその係数の補正に起因する駆動力の変更が重畳して生じると、違和感を生じたり、ドライバビリティが損なわれる可能性があるので、上記の係数や駆動力の補正量などが算出されているとしても、スタビリティファクタを演算する演算式もしくはその係数の補正に起因する駆動力の変更を禁止することとしたのである。 If the determination in step S16 is affirmative, the change in driving force caused by changing the coefficient of the arithmetic expression for obtaining the stability factor described above is greater than or equal to that experienced by the driver. In this case, it is determined whether or not the driving force is controlled so that the stability factor follows the target value (step S17). If the determination in step S17 is affirmative due to the fact that the control is in operation, the process returns without performing any correction or control such as updating of each coefficient. In other words, when the so-called target value follow-up control of the stability factor is executed, if a driving force change caused by the calculation of the stability factor or the correction of its coefficient is superimposed, a sense of incongruity or drivability may occur. Therefore, even if the above-mentioned coefficient or the amount of correction of the driving force is calculated, the arithmetic expression for calculating the stability factor or the change of the driving force due to the correction of the coefficient is prohibited. It was decided.
一方、制御作動中でないことによりステップS17で否定的に判断された場合には、スタビリティファクタの定義式を使用した駆動力の制御が実行されていないので、その係数を補正しても駆動力が変化することがなく、したがって各係数kh0,kh1,kh2が補正後の各係数kh0’,kh1’,kh2’に変更され、また前述したカウント値iおよびタイマ値tならびに乖離算出カウンタkをそれぞれゼロリセットし(ステップS18)、リターンする。 On the other hand, if a negative determination is made in step S17 because the control operation is not being performed, the driving force control using the stability factor definition formula has not been executed. Therefore, the coefficients kh0, kh1, and kh2 are changed to the corrected coefficients kh0 ′, kh1 ′, and kh2 ′, and the count value i, the timer value t, and the divergence calculation counter k described above are changed. Zero reset (step S18) and return.
また、前述したステップS15で否定的に判断された場合、すなわち、補正駆動力Gxp,Gxqの差の絶対値が基準値α以下の場合、スタビリティファクタを演算する演算式もしくはその係数の補正に起因して駆動力が変化しても違和感やドライバビリティなどの点で特には問題が生じないので、各係数kh0,kh1,kh2が補正後の各係数kh0’,kh1’,kh2’に変更され(ステップS19)、また前述したカウント値iおよびタイマ値tならびに乖離算出カウンタkがそれぞれゼロリセットされ(ステップS20)、リターンする。 If the determination in step S15 is negative, that is, if the absolute value of the difference between the correction driving forces Gxp and Gxq is less than or equal to the reference value α, an arithmetic expression for calculating the stability factor or correction of the coefficient is used. Even if the driving force changes due to this, there is no particular problem in terms of uncomfortable feeling and drivability, so the coefficients kh0, kh1, and kh2 are changed to the corrected coefficients kh0 ′, kh1 ′, and kh2 ′. (Step S19) The count value i, the timer value t, and the deviation calculation counter k are reset to zero (Step S20), and the process returns.
さらにまた、ステップS16で否定的に判断された場合には、各補正駆動力Gxp,Gxqの差の絶対値すなわち駆動力の変化が、人間がその変化を弁別できない程度に小さいことになる。したがって、この場合は、上記の各係数kh0,kh1,kh2が補正後の各係数kh0’,kh1’,kh2’に変更され、それに伴う駆動力の変化を知覚限界変化速度Gx’の範囲内の変化分ΔGx で変化させ、さらに前述したカウント値iおよびタイマ値tならびに乖離算出カウンタkがそれぞれゼロリセットされ(ステップS21)、リターンする。 Furthermore, when a negative determination is made in step S16, the absolute value of the difference between the corrected driving forces Gxp and Gxq, that is, the change in driving force is so small that humans cannot discriminate the change. Accordingly, in this case, the coefficients kh0, kh1, and kh2 are changed to the corrected coefficients kh0 ′, kh1 ′, and kh2 ′, and the change in the driving force is changed within the range of the perceptual limit change speed Gx ′. Further, the count value i, the timer value t, and the deviation calculation counter k are reset to zero (step S21), and the process returns.
この発明に係る制御装置は、上記のようにして、実測された前後加速度Gxに基づいて、前後加速度のある旋回状態にまで拡張されたスタビリティファクタkhを定義する二次方程式あるいはその係数を更新する。すなわち、実際に走行している車両で得られる横加速度および車速ならびに実舵角に基づいて実スタビリティファクタkh[i]を求めるとともに、その時点の前後加速度Gxを求め、これらの値を使用して一次方程式を立て、未知数が三つあることにより互いに異なる前後加速度Gxおよび実スタビリティファクタを使用して三元連立一次方程式を得、その三元連立一次方程式を解いて係数の値を求め、その係数を使用したスタビリティファクタの定義式を求めている。したがってその定義式は、車両の個体差や特性の経時変化など、設計値との齟齬を是正したものとなっており、車両毎に適正なスタビリティファクタを得ることができる。また特に、この発明に係る制御装置では、三元連立一次方程式を求めるに当たり、前後加速度Gxとして前記基準値Xを超えて異なる値のものを使用するから、更新された各係数やそれを用いた定義式が実際の車両の特性あるいは個体差を反映したものとなり、各係数や定義式を精度良く更新することができる。ひいては、旋回時の駆動力をその定義式で得られる前後加速度となるように制御することにより、安定した旋回走行を行うことが可能になってドライバビリティを向上させることができる。 As described above, the control device according to the present invention updates the quadratic equation defining the stability factor kh extended to the turning state with the longitudinal acceleration or the coefficient thereof based on the actually measured longitudinal acceleration Gx. To do. That is, the actual stability factor kh [i] is obtained based on the lateral acceleration and vehicle speed obtained in the actually traveling vehicle and the actual steering angle, and the longitudinal acceleration Gx at that time is obtained, and these values are used. A three-dimensional simultaneous linear equation using the longitudinal acceleration Gx and the actual stability factor which are different from each other due to three unknowns, and solving the ternary simultaneous linear equation to obtain a coefficient value, The definition formula of the stability factor using the coefficient is obtained. Therefore, the definition formula corrects a difference from the design value such as individual differences of vehicles and changes in characteristics over time, and an appropriate stability factor can be obtained for each vehicle. In particular, in the control device according to the present invention, when the three-dimensional simultaneous linear equation is obtained, the longitudinal acceleration Gx having a different value exceeding the reference value X is used. The definition formula reflects actual vehicle characteristics or individual differences, and each coefficient and definition formula can be updated with high accuracy. As a result, by controlling the driving force at the time of turning to be the longitudinal acceleration obtained by the definition formula, it becomes possible to perform a stable turning and improve drivability.
また、上記の図1に示す制御を実行するように構成された制御装置では、上記のステップS12を実行することにより、ドライバの操作による前後加速度Gxが大きく変化することを待つことなく、いわゆる強制的に前後加速度Gxを変化させるので、拡張されたスタビリティファクタの定義式の更新に遅れが生じることが回避もしくは抑制される。そのため、実際の値に対してずれている値のスタビリティファクタで操舵や前後加速度あるいはヨーレートなどが制御されることが回避もしくは抑制されてドライバビリティが向上する。 Further, in the control device configured to execute the control shown in FIG. 1 described above, by executing the above-described step S12, so-called compulsory without waiting for a large change in the longitudinal acceleration Gx due to the operation of the driver. Thus, since the longitudinal acceleration Gx is changed, it is avoided or suppressed that the update of the definition formula of the extended stability factor is delayed. Therefore, control of steering, longitudinal acceleration, yaw rate, or the like with a stability factor having a value deviating from the actual value is avoided or suppressed, and drivability is improved.
そして、上記の更新もしくは補正に起因する駆動力の変更が運転者が体感する程度に大きい場合には、その駆動力の変更を、スタビリティファクタを目標値に追従させるように駆動力を制御している場合には禁止することとしたので、違和感が生じたり、ドライバビリティが損なわれたりすることを未然に回避もしくは抑制することができる。また、上記の更新もしくは補正に起因する駆動力の変更が運転者に体感されない程度もしくは知覚できない程度に小さい場合には、スタビリティファクタを目標値に追従させる制御中であっても駆動力を変化させるので、車両の旋回性能を遅れを生じることなく改善することができる。さらに、上記の駆動力の変化量が大きいとしても、その駆動力の変化割合(変化速度)が小さい場合には、その変化速度の限度内で変化させるので、違和感やドライバビリティを損なうことなく、しかも遅れを生じることなく旋回性能を改善することができる。 If the change in driving force resulting from the above update or correction is so large that the driver can feel it, the driving force is controlled so that the change in driving force follows the stability factor to the target value. Therefore, it is possible to avoid or suppress a sense of incongruity or a loss of drivability in advance. In addition, if the change in driving force due to the above update or correction is so small that it cannot be felt or perceived by the driver, the driving force can be changed even during the control in which the stability factor follows the target value. Therefore, the turning performance of the vehicle can be improved without causing a delay. Furthermore, even if the amount of change in the driving force is large, if the change rate (change speed) of the driving force is small, the change is made within the limit of the change speed, so that the sense of incongruity and drivability are not impaired. Moreover, the turning performance can be improved without causing a delay.
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップS15の制御を実行する機能的手段が、この発明における補正量判定手段に相当し、ステップS17の制御を実行する機能的手段が、この発明における駆動力制御実行判定手段に相当し、ステップS18の制御を実行する機能的手段が,この発明における補正許可手段に相当し、さらにステップS16の制御を実行する機能的手段が、この発明における変化速度判定手段に相当し、さらにステップS23の制御を実行する機能的手段が、この発明における駆動力制御手段に相当する。
なお、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、スタビリティファクタの演算式もしくはその係数の補正は、上述した具体例で述べた手法以外に従来知られている手法で行ってもよい。
Here, the relationship between the above specific example and the present invention will be briefly described. The functional means for executing the control in step S15 described above corresponds to the correction amount determining means in the present invention, and executes the control in step S17. The functional means that corresponds to the driving force control execution determination means in the present invention, the functional means that executes the control in step S18 corresponds to the correction permission means in the present invention, and further the function that executes the control in step S16. The functional means corresponds to the change speed determination means in the present invention, and the functional means for executing the control in step S23 corresponds to the driving force control means in the present invention.
The present invention is not limited to the above specific example, and the stability factor calculation formula or the correction of the coefficient thereof may be performed by a conventionally known method other than the method described in the above specific example. .
1…動力源 2…車輪、 3…パワートレーンECU、 4…センサ類。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記補正を施していない前記演算式で求められた駆動力の補正量と、前記補正が施された前記演算式で求められた駆動力の補正量との差が予め定めた判断基準値より大きいか否かを判定する補正量判定手段と、
前記スタビリティファクタを目標値に近づけるように駆動力を制御していることを判定する駆動力制御実行判定手段と、
前記補正量の差が予め定めた判断基準値より大きいことが前記補正量判定手段で判定された場合、前記スタビリティファクタを目標値に近づけるように駆動力を制御していることが前記駆動力制御実行判定手段で判定されれば、前記演算式の補正を禁止し、かつ前記スタビリティファクタを目標値に近づけるように駆動力を制御していることが前記駆動力制御実行判定手段で判定されなければ、前記演算式の補正を実行する補正許可手段と
を備えていることを特徴とする車両の制御装置。 The driving force is controlled so that the stability factor when turning in a state where longitudinal acceleration is occurring is close to the target value, and the formula for the stability factor is corrected based on the data actually obtained by running In a vehicle control device configured to:
The difference between the correction amount of the driving force obtained by the arithmetic expression not subjected to the correction and the correction amount of the driving force obtained by the arithmetic expression subjected to the correction is larger than a predetermined criterion value. Correction amount determination means for determining whether or not,
Driving force control execution determination means for determining that the driving force is controlled so that the stability factor approaches a target value;
When the correction amount determination unit determines that the difference between the correction amounts is larger than a predetermined determination reference value, the driving force is controlled so that the stability factor approaches the target value. If it is determined by the control execution determination means, it is determined by the driving force control execution determination means that the correction of the arithmetic expression is prohibited and the driving force is controlled so that the stability factor approaches the target value. If not, the vehicle control apparatus includes correction permission means for executing correction of the arithmetic expression.
前記駆動力変化速度が前記基準変化速度以下であることが前記変換速度判定手段で判定された場合に、前記演算式の補正を実行するとともに前記駆動力を前記基準変化速度以下の速度で変化させる駆動力制御手段と
を更に備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両の制御装置。 When the correction amount determination means determines that the difference in correction amount is larger than a predetermined determination reference value, a change in driving force corresponding to the difference in correction amount is caused within a predetermined reference time. A change speed determining means for determining whether or not the driving force change speed is equal to or lower than a reference change speed
When the conversion speed determination means determines that the driving force change speed is equal to or less than the reference change speed, the calculation formula is corrected and the driving force is changed at a speed equal to or less than the reference change speed. 4. The vehicle control device according to claim 1, further comprising a driving force control means.
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