车辆控制装置
2020-01-09

车辆控制装置

一种车辆控制装置,以网络连接取入表示车辆的状态量、驾驶员的操作量的传感器信号的传感器控制器、和基于传感器控制器取入的传感器信号而生成控制目标值的指令控制器、和从上述指令控制器接收控制目标值而使控制车辆用的执行元件动作的执行元件控制器;上述执行元件控制器,具有在于指令控制器生成的控制目标值产生异常的时候、基于该执行元件控制器接收到的网络上的上述传感器控制器的传感器值来生成控制目标值的控制目标值生成装置,通过由上述控制目标生成装置生成的控制目标值来控制执行元件。该车辆控制装置,使各个控制器的冗长度不提高到需要以上,通过在系统整体防备错误,以简单的ECU构成、低成本、确保高可靠性和实时性和扩展性的。

条件8:其它的执行元件驱动节点300通知故障。

BBW驱动器ECU13D,通过控制电动马达M3D来控制泵P的油压,由后轮制动机构76控制发生在左后轮75L上的制动力。

制动踏板节点B20,对于计测的值由滤波修正处理部件B202进行滤波及修正处理等,进而由数据标准化部B204进行数据的标准化。其后,使用通信驱动器B201在自律分散数据区DF30上公开数据「制动踏板状态」。

图22是表示应用本发明的车辆控制装置的实施例3的车辆的概要图。

电动马达控制ECU23是用于控制未图示的驱动力发生用电动马达的ECU,从DBW系统综合控制ECU20接收输出转矩或旋转数等目标值,为实现目标值而控制内燃机。另外,也作为由电动马达再生带来的负方向的驱动力发生源而动作。

对此,在条件3和条件中,在其任何一个成立的时候,执行元件驱动节点300或执行元件400判断为异常,为了避开制动器的单侧效应,参照后述的制动车轮选择表(2030),执行由选择的车轮给出的制动力控制(步骤S2060)。

条件2:在从操作量生成节点100接收故障检测通知230时,其它的两个以上的执行元件驱动节点300应答没有接收到故障检测通知230。

另外,多认为作为X-by-Wire的优点是通过由电子控制综合地控制转向、制动而提高车辆稳定性的所谓车辆稳定控制,由此可提高汽车安全性的主动安全性(例如,专利文献3)。另外,作为高可靠的车辆控制装置的以往例,有通过二重化具有ABS(AntiLockBrakeSystem)、TCS(TransmissionControlledSystem)等功育旨的主控制器来提高可靠性的例子(例如,非专利文献1),和通过即使发生错误也能继续正常动作地构成前轮制动的控制模块(故障运行)、在发生错误的时候停止该功能地构成后轮制动的控制模块(故障无反应)而达到高可靠性的例子(例如,专利文献2)。

车辆控制装置

一种车辆控制装置,以使车辆模型(16)确定的标准状态量与实车(1)的实际状态量的差(状态量偏差)接近于0的形式,通过FB分配规则(20)确定实车促动器操作用控制输入和车辆模型操作用控制输入,并通过这些控制输入分别操作实车(1)的促动器装置(3)和车辆模型(16)。在FB分配规则(20)中,当对应于状态量偏差的实车侧反馈要求量处于不灵敏区内时,将该要求量作为规定值来确定实车促动器操作用控制输入。不管实车侧反馈要求量是否处于不灵敏区内,都以使状态量偏差接近于0的形式来确定车辆模型操作量控制输入。由此,能提高控制系统的线形性能,并在尽可能地进行与实际车辆的动作相适应的促动器的动作控制的同时,提高相对主要干扰因素或其变化的鲁棒性。

此后,进入S204,求解出:打滑比为Sff_n时的第η轮Wn的驱动/制动力即FFtotal_n、与该第η轮Wn的横向力即Fyff_n的合力矢量绕实车1重心点G产生的偏摆方向的力矩Mff_n。具体而言,当第η轮Wn为前轮W1、W2时(η=1或2时),依据实际前轮舵角δf_act,求解出从第η轮Wn看到的实车1重心点G的位置矢量(水平面上的位置矢量)。而且,只要对该位置矢量与所述合力矢量进行外积计算(矢量积)来求解出Mff_n即可。另外,当第η轮Wn为后轮W3、W4时(n=3或4时),对从第η轮Wn看到的实车1重心点G的位置矢量(水平面上的位置矢量,其被预先设定)与所述合力矢量进行外积计算(矢量积)来求解出Mff_n即可。另外,可以根据FFtotal_n、Fyff_n*实际前轮舵角δact(η=1或2时),或者根据FFtotal_n和Fyff_n(η=3或4时)、以及预先制作的图表,来求解出Mff_n。如此求得的Mff_n相当于第η轮的前馈要求力矩(Mfbdmd_n=O时的要求力矩)。

为了确定这些促动器动作目标值,不仅将所述促动器动作FF目标值及促动器动作FB目标值、还将由传感器/推定器12测定或推定出的实际状态量(前轮W1、W2的实际侧滑角i3f_act、推定摩擦系数yestm等)也输入给促动器动作目标值合成部M。然后,促动器动作目标值合成部M依据这些输入来确定促动器动作目标值。

图22是表示第三实施方式的促动器动作FB目标值确定部的处理的功能方框图。

Ffy_d=_2·Kf·βf_d......式03a

各FB目标第η轮刹车力矩Mfbdmd_n(n=1、2、3、4)如下所述进行确定。即,一般以下述方式来确定FB目标第η轮刹车力矩Mfbdmd_n(n=1、2、3、4):当Mfbdmd_a为正时,通过实车1左侧车轮Wl、W3的路面反力的操作(补正)来产生其力矩,当Mfbdmd_a为负时,通过实车1右侧车轮W2、W4的路面反力的操作(补正)来产生其力矩。

另一方面,K3如图14(b)中坐标实线所示,根据βr_act值来确定,S卩,随着βr_act从负值增加到正值,K3从规定的上限值单调地减少到规定的下限值。因此,K3是以其值在i3r_act为负的值时比i3r_act为正的值时大的方式来确定。

【数11】

以上的说明以外的构成及处理与所述第1实施方式相同。

车辆控制装置

一种车辆控制装置,根据实际车辆(1)的运动状态量与标准状态量的差、即状态量偏差来确定基本要求操作量Mfbdmd_a,并根据该基本要求操作量来确定车轮的驱动/制动力操作用控制输入Fxfbdmd_n。此时,针对基本要求操作量Mfbdmd_a的变化,使特定的一组前轮及后轮各自的驱动/制动力操作用控制输入Fxdmd_n的变化成比例,并且,Fxdmd_n的变化相对于Mfbdmd_a的变化的比(增益)会根据侧滑角βf_act、βr_act等的增益调节参数而产生变化。由此,可以适当地操作作用于车辆前轮以及后轮的路面反力,适当地将实际车辆的动作控制到所希望的动作上。

实际状态量掌握机构,其测定或推定第一实际状态量,该第一实际状态量是指与实际车辆的偏摆方向的旋转运动有关的第一状态量的值、或是与偏摆方向的旋转运动和横向的平移运动有关的第一状态量的值;

即使是使用上述任意一个前轮侧增益调整参数的情况下,也只需将该前轮侧增益调整参数与第η轮分配增益Kn(n=1、2)间的关系设定成跟βf_act与Kl、k2间的关系相同即可。

下面,参照图12〜图14说明促动器动作FB目标值确定部20b的处理。另外,在以下的说明中,有时会将各车轮Wl〜W4称为第η轮Wn(n=1、2、3、4)。

η(η=1、2)。而且,最佳目标第η驱动/制动力确定部(η=1、2、3、4)依据送给各确定部的输入,以如后所述的方式来确定目标第η轮驱动/制动力hcrncLn和目标第η轮打滑比。

此外,为使所述第一状态量偏差接近于0,可以例举出附加性地作用在车辆上的外力(力矩或平移力)来作为所述基本要求量。另外,可以例举出偏摆比率等作为与车辆偏摆方向旋转运动有关的第一状态量;而例举出车轮或车辆规定位置的侧滑角、侧滑速度(侧滑角的时间性变化率)、侧滑加速度(侧滑速度的时间性变化率)、横向加速度等来作为与横向平移运动有关的第一状态量。关于这些基本要求操作量以及第一状态量的事项,不仅在第一发明、在后述的各发明中也同样。

另外,在不确定与所述状态量偏差Yerr、βerr对应的自动操舵用FB目标横向力Fyfbdmd_f、或者一直使Fyfbdmd_f=0时,只需将δf_ff原样地确定为目标前轮舵角δf_cmd艮阿。

根据驾驶操作输入中的油门操作量及变速杆位置和Vact,并通过驱动系促动器动作FF目标值确定部232,来确定FF目标第η轮驱动系统驱动/制动力(n=1、2)和FF目标变速减速比。由于该驱动系促动器动作FF目标值确定部232的处理可以与下述手法相同,故而本说明书中省略其详细说明,该手法是指,在公知的一般汽车的场合下,根据油门操作量和Vact和变速装置的变速杆位置,来确定从发动机传递给驱动轮的驱动力和变速装置的减速比。

另外,当Mfbdmd_a<0时,在制动方向上增加实车1右侧车轮W2、W4的驱动/制动力a^fbdmcLZ<0,Fxfbdmd_4<0),据此,以使得绕实车1重心点G产生Mfbdmd_a的方式来确定FB目标第η轮刹车驱动/制动力i^fbdmd_n(n=1、2、3、4)。另外,在该情况下,在本实施方式中,关于左侧车轮Wl、W3,使得!^xfbdmcLl=Fxfbdmd_3=0。

下面,说明所述最佳目标自动舵角确定部247的处理。图20是表示该最佳目标自动舵角确定部Μ7的处理的功能方框图。

在该式子01的‘其中’部分,m为模型车辆的总质量,Kf为将模型车辆前轮Wf视为2个左右前轮的连结体时的1车轮的回转率,Kr是将模型车辆后轮Wr视为2个左右后轮的连结体时的1车轮的回转率,Lf是模型车辆的前轮Wf中心与车辆重心点Gd的前后方向上的距离(前轮Wf的舵角为0时的该前轮Wf的转轴与车辆重心点Gd在前后方向上的距离。参照图3),Lr是模型车辆的后轮^•的中心与车辆重心点Gd的前后方向上的距离(后轮Wr的转轴与车辆重心点Gd在前后方向上的距离。参照图3),I是模型车辆的重心点Gd的绕偏摆轴的惯性(惯性力矩)。这些参数值被预先设定。这种场合,例如,m、I、Lf、Lr设定成与是实车1时的这些值相同或大致相同。同时,Kf,Kr是分别考虑实车1前轮W1、W2、后轮W3、W4的轮胎特性(或者该轮胎所被要求的特性)来进行设定。另外,根据Kf、Kr的值(更一般而言是指all、al2、a21、a22的值)的设定方法,可以设定转向不足、转向过度、转向中性等的转向特性。另外,也可以在实车1的行驶中,同定实车1的m、I、Kf、Kr的值,使用所同定的值作为模型车辆的m、I、Kf、Kr的值。

以上是本实施方式中的最佳目标第η驱动/制动力确定部Mlb_n的详细处理。

图5是用于说明第一实施方式中的标准操作量确定部所具有的离心力过大防止限制器的处理的图表。

然后,控制装置10通过标准动态特性模型16来确定标准状态量并予以输出,其中该标准状态量是指作为实车1的标准的运动(以后称为标准运动)的状态量。标准动态特性模型16是表示车辆的动态特性且是被预先确定的模型,其依据包括所述标准模型操作量在内的必要的输入,并来逐步确定标准运动的状态量(标准状态量)。该标准运动表示:基本上是驾驶者所希望的实车1的理想运动或与之相近的运动。

车辆控制装置

本发明提供一种车辆控制装置,针对车辆的多个车轮中的一个以上特定的车轮第k车轮,以满足与路面反力、反馈控制输入、与驾驶者驾驶车辆的驾驶操作量对应的驱动/制动力的前馈控制输入以及第k车轮的驱动/制动力操作用控制输入之间关系相关的要求条件,来决定第k车轮的驱动/制动力操作用控制输入,其中,所述路面反力是根据第k车轮的路面反力和摩擦特性的测定值或推定值从路面作用于第k车轮的路面反力;所述反馈控制输入与用于使车辆的状态量与标准状态量间的差接近于0的第k车轮的驱动/制动力有关。由此,可以在适当地考虑了从路面作用于车轮的路面反力的特性的同时,适当地将实际车辆的动作控制到所希望的动作。

或者,也可以如下式20a、20b所示,使用适当的系数cij,对yd、βd、Mvirtmp、Fvirtmp、以及δf_ltd2的此次值进行线性组合并求出,将求得的值作为γda、βda。

驱动/制动装置3A虽省略了详细图示,具体而言,其具有:驱动系统和将制动力施加给各车轮Wl〜W4的刹车装置(制动系统),其中,所述驱动系统由作为车辆1的动力产生源(车辆1传动力产生源)的发动机(内燃机)和将该发动机的输出(转动驱动力)传递给车轮Wl〜W4中的驱动轮的动力传递系统构成。动力传递系统中包括变速装置、差动齿轮装置等。

具体而言,首先,依据输入给标准操作量决定部14的Vact、μestm的值(此次值)求解出满足下式05的横摆比率、即正常转圈时的最大横摆比率Ymax(>0)。

Ffy_d=_2·Kf·βf_d......式03a

在处理部215,首先,将由执行装置动作FB目标值决定部20b如前述方法决定的执行装置动作FB目标值(此次值)输入给处理部21fe。而且,通过该处理部21¾,计算出路面反力补正量,该路面反力补正量是指起因于该执行装置动作FB目标值并作用于实车1各车轮Wl〜W4上的路面反力的补正量(对应于执行装置动作FF目标值而产生的来自路面反力的补正量)。这种场合,路面反力补正量如下述方法来求得。

另外,例如可以将模型车辆的第一〜第四轮的驱动/制动力的补偿量(补正要求量)Fxlfb、Fx2fb、FX3fb、FX4fb、或者前轮的驱动/制动力的补偿量的差(Fx2fb_Fxlfb)及后轮的驱动/制动力的补偿量的差(Fx4fb-Fx3fb)设为O。

在该式子01的‘其中’部分,m为模型车辆的总质量,Kf为将模型车辆前轮Wf为2个左右前轮的连结体时的1车轮的回转率,Kr是将模型车辆后轮Wr视为2个左右后轮的连结体时的1车轮的回转率,Lf是模型车辆的前轮Wf中心与车辆重心点Gd的前后方向上的距离(前轮Wf的舵角为0时的该前轮Wf的转轴与车辆重心点Gd在前后方向上的距离。参照图3),Lr是模型车辆的后轮^•的中心与车辆重心点Gd的前后方向上的距离(后轮Wr的转轴与车辆重心点Gd在前后方向上的距离。参照图3),I是模型车辆的重心点Gd的绕横摆轴的惯性(惯性力矩)。这些参数值被预先设定。这种场合,例如,m、I、Lf、Lr设定成与是实车1时的这些值相同或大致相同。同时,Kf、Kr是分别考虑实车1前轮W1、W2、后轮W3、W4的轮胎特性(或者该轮胎所被要求的特性)来进行设定。另外,根据Kf、Kr的值(更一般而言是指all、al2、a21、a22的值)的设定方法,可以设定转向不足、转向过度、转向中性等的转向特性。另外,也可以在实车1的行驶中,同定实车1的111、1、虹、&的值,使用所同定的值作为模型车辆的m、I、Kf、Kr的值。

另外,在所述第一〜第三实施方式中,虽然以4轮的车辆1为例进行了说明,但是,本发明还能够适用于摩托车等车辆。

接着,进入S412,判断是否是0>FFtotal_n>FxCand_n。随后,当该判断结果为YES时,进入S414,将Fxcand_n的值代入Fxcmd_n。另外,当S412判断结果为NO时,进入S416,将FFtotal_n的值代入hcmcLn。据此,决定目标第η轮驱动/制动力i^xcmd。

作为补充,在本实施方式中,如在所述参考例二中所说明的那样,由FB分配规则20的执行装置动作冊目标值决定部20b决定的FB目标第η轮刹车力矩Mfbdmd_n(η=1,2,3,4)相当于本发明中的反馈控制输入。即,Mfbdmd_n具有下述含义:起因于由Mfbdmd_n引起的车轮Wn的驱动/制动力的操作而产生绕实车1重心点G的横摆方向上的力矩目标值。