JP5326562B2 - Turning behavior detection device, turning behavior detection method, and yaw rate estimation method - Google Patents

Turning behavior detection device, turning behavior detection method, and yaw rate estimation method Download PDF

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Description

本発明は、旋回挙動検出装置、旋回挙動検出方法、及びヨーレート推定方法に関するものである。   The present invention relates to a turning behavior detection device, a turning behavior detection method, and a yaw rate estimation method.

従来、車速や操舵角に基づいて算出したヨーレートの推定値と、センサで検出したヨーレートの実測値とを比較することで、オーバーステアであるかアンダーステアであるかを判断し、車両の旋回挙動を制御するものがあった(特許文献1参照)。
特開2007−246006号公報
Conventionally, by comparing the estimated yaw rate calculated based on the vehicle speed and steering angle with the actual measured yaw rate detected by the sensor, it is determined whether the vehicle is oversteering or understeering, and the turning behavior of the vehicle is determined. There was something to control (see Patent Document 1).
JP 2007-246006 A

ところで、実際に発生するヨーレートは、路面摩擦係数の影響を受けるので、車速や操舵角に基づいて算出したヨーレートの推定値には、摩擦係数に応じた補正が必要となる。しかしながら、摩擦係数を正確に検出すること自体が難しいため、ヨーレートの推定、延いてはオーバーステアやアンダーステアなど、旋回挙動の検出も難しかった。
本発明の課題は、車両の旋回挙動を精度よく検出することである。
By the way, since the actually generated yaw rate is affected by the road surface friction coefficient, the estimated value of the yaw rate calculated based on the vehicle speed and the steering angle needs to be corrected according to the friction coefficient. However, since it is difficult to accurately detect the friction coefficient itself, it is difficult to estimate the yaw rate, and further to detect the turning behavior such as oversteer and understeer.
An object of the present invention is to accurately detect the turning behavior of a vehicle.

本発明に係る車両挙動検出装置は、車速、操舵輪のタイヤ横力、及びヨーレートの実測値を検出し、検出した車速が所定値以下であるときに、当該所定値、及びタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出し、算出したヨーレートの推定値、及び検出したヨーレートの実測値の差分に応じて車両の旋回挙動を検出する。 The vehicle behavior detection device according to the present invention detects the actual values of the vehicle speed, the tire lateral force of the steered wheels, and the yaw rate. When the detected vehicle speed is equal to or less than the predetermined value, the vehicle behavior detection device responds to the predetermined value and the tire lateral force. Then, the estimated value of the yaw rate is calculated, and the turning behavior of the vehicle is detected according to the difference between the calculated estimated value of the yaw rate and the actually measured value of the detected yaw rate.

本発明に係る車両挙動装置によれば、ヨーレートの推定値を算出する際に、タイヤ横力を用いるので、路面摩擦係数の影響を受けることなく正確に推定することができ、車両の旋回挙動も精度よく検出することができる。   According to the vehicle behavior device of the present invention, the tire lateral force is used when calculating the estimated value of the yaw rate, so that it can be accurately estimated without being influenced by the road surface friction coefficient, and the turning behavior of the vehicle is also improved. It can be detected with high accuracy.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第1実施形態》
《構成》
図1は、ステアリングバイワイヤの概略構成図である。
図中、1はステアリングホイールであり、ステアリングシャフト2に連結されている。また、3L及び3Rは操舵輪であり、ナックルアーム4、タイロッド5、及びラックアンドピニオン6を順に介してピニオンシャフト7に連結されている。ステアリングシャフト2及びピニオンシャフト7の両者は機械的に分離された非連結状態にあり、夫々、図示しないハウジング等によって回動自在に保持されている。
ステアリングシャフト2には、運転者によるステアリング操作に対して擬似的な操舵反力を発生させる反力モータ8が設けられており、ピニオンシャフト7には、ステアリングシャフト2の操舵角に応じてピニオンシャフト7を転舵させる転舵モータ9が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<< First Embodiment >>
"Constitution"
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a steering-by-wire.
In the figure, reference numeral 1 denotes a steering wheel, which is connected to the steering shaft 2. Reference numerals 3L and 3R denote steering wheels, which are connected to the pinion shaft 7 through the knuckle arm 4, the tie rod 5, and the rack and pinion 6 in this order. Both the steering shaft 2 and the pinion shaft 7 are in a mechanically separated and unconnected state, and are respectively held rotatably by a housing or the like (not shown).
The steering shaft 2 is provided with a reaction force motor 8 that generates a pseudo steering reaction force in response to a steering operation by a driver. The pinion shaft 7 has a pinion shaft corresponding to the steering angle of the steering shaft 2. A turning motor 9 for turning 7 is provided.

ステアリングシャフト2には、操舵角θsを検出する操舵角センサ11が設けられ、ピニオンシャフト7には、転舵角θwを検出する転舵角センサ12が設けられている。左右輪の夫々のハブユニットには、タイヤ横力を検出するハブセンサ13が設けられ、変速機の出力側には、車速Vを検出する車速センサ14が装着されている。バネ上となる車体には、ヨーレートの実測値γsを検出するヨーレートセンサ15が設けられている。なお、操舵角センサ11及び転舵角センサ12は、右旋回時に正の値を検出し、左旋回時に負の値を検出するように構成されている。   The steering shaft 2 is provided with a steering angle sensor 11 that detects the steering angle θs, and the pinion shaft 7 is provided with a turning angle sensor 12 that detects the turning angle θw. A hub sensor 13 for detecting the tire lateral force is provided in each of the left and right wheel hub units, and a vehicle speed sensor 14 for detecting the vehicle speed V is mounted on the output side of the transmission. A yaw rate sensor 15 that detects an actual measurement value γs of the yaw rate is provided on the body that is on the spring. The steering angle sensor 11 and the turning angle sensor 12 are configured to detect positive values when turning right and detect negative values when turning left.

ハブセンサ13は、例えばホール素子と着磁式のエンコーダを用いて、ハブユニット内における内輪と外輪の変位差の変化を検出することでタイヤ横力を検出するものである。なお、これに限定されるものではなく、軸受の外側に歪ゲージを設け、軸受の変形を検出することでタイヤ横力を検出するものでもよい。
これら操舵角センサ11、転舵角センサ12、ハブセンサ13、車速センサ14、及びヨーレートセンサ15で検出される各種信号が、例えばマイクロコンピュータで構成されたコントローラ20へ入力される。なお、ハブセンサ13で検出される左右輪のタイヤ横力は、その合計値Yfが入力される。
The hub sensor 13 detects a tire lateral force by detecting a change in the displacement difference between the inner ring and the outer ring in the hub unit using, for example, a Hall element and a magnetized encoder. However, the present invention is not limited to this, and a strain gauge may be provided outside the bearing, and the tire lateral force may be detected by detecting deformation of the bearing.
Various signals detected by the steering angle sensor 11, the turning angle sensor 12, the hub sensor 13, the vehicle speed sensor 14, and the yaw rate sensor 15 are input to a controller 20 constituted by, for example, a microcomputer. The tire lateral force detected by the hub sensor 13 is inputted as a total value Yf.

コントローラ20は、図2に示すように、転舵モータ9を駆動制御する転舵角制御部21と、反力モータ8を駆動制御する操舵反力制御部22と、車両の旋回挙動を検出する旋回挙動検出部23と、車両の旋回挙動を制御する旋回挙動制御部24と、を備える。
転舵角制御部21は、ステアリングシャフト2の操舵角θs及びピニオンシャフト7の転舵角θwを入力し、操舵角θwに応じて転舵モータ9を駆動することで転舵角θwを制御する。
As shown in FIG. 2, the controller 20 detects a turning angle control unit 21 that drives and controls the steering motor 9, a steering reaction force control unit 22 that drives and controls the reaction force motor 8, and the turning behavior of the vehicle. A turning behavior detection unit 23 and a turning behavior control unit 24 that controls the turning behavior of the vehicle are provided.
The turning angle control unit 21 inputs the steering angle θs of the steering shaft 2 and the turning angle θw of the pinion shaft 7 and controls the turning angle θw by driving the turning motor 9 according to the steering angle θw. .

操舵反力制御部22は、タイヤ横力Yf及び車速Vを入力し、反力モータ8を駆動することでステアリング操作に対する操舵反力Trを制御する。具体的には、図3のマップを参照し、タイヤ横力Yfに応じて操舵反力Trを算出する。このマップは、タイヤ横力Yfが大きいほど、これに比例して操舵反力Trが大きくなるように設定されている。
旋回挙動検出部23は、図4に示すように、タイヤ横力Yf及び車速Vに応じてヨーレートの推定値γeを算出する推定値算出部31と、検出した実測値γs及び算出した推定値γeの差分に応じて車両の旋回挙動を判定する判定部32と、を備える。
The steering reaction force control unit 22 inputs the tire lateral force Yf and the vehicle speed V, and drives the reaction force motor 8 to control the steering reaction force Tr with respect to the steering operation. Specifically, the steering reaction force Tr is calculated according to the tire lateral force Yf with reference to the map of FIG. This map is set so that the steering reaction force Tr increases in proportion to the tire lateral force Yf.
As shown in FIG. 4, the turning behavior detection unit 23 includes an estimated value calculation unit 31 that calculates an estimated value γe of the yaw rate according to the tire lateral force Yf and the vehicle speed V, and the detected actual value γs and the calculated estimated value γe. And a determination unit 32 that determines the turning behavior of the vehicle according to the difference between the two.

推定値算出部31は、下記(1)式に従い、タイヤ横力Yf及び車速Vに応じてヨーレートの推定値γeを算出する。
γe={Yf×(L/Lr)}/(m×V) …………(1)
γe :ヨーレートの推定値
Yf :操舵輪のタイヤ横力
L :ホイールベース
Lr :車両重心点と後輪車軸との距離
m :車両重量
V :車速
The estimated value calculation unit 31 calculates an estimated value γe of the yaw rate according to the tire lateral force Yf and the vehicle speed V according to the following equation (1).
γe = {Yf × (L / Lr)} / (m × V) (1)
γe: Estimated value of yaw rate Yf: Steering wheel tire lateral force L: Wheelbase Lr: Distance between vehicle center of gravity and rear wheel axle m: Vehicle weight V: Vehicle speed

但し、車速Vが低速の所定値V1以下であるときには、上記(1)式には、所定値V1を代入することとする。この所定値V1は、例えば20km/h程度の値である。
上記(1)式について説明する。
一般車両の車両運動方程式は下記(2)式で表される。
may=Yf+Yr
Iγ=YfLf+YrLr …………(2)
ay :横加速度
I :ヨーイング慣性モーメント
Yr :後輪タイヤ横力
Lf :車両重心点と前輪車軸との距離
However, when the vehicle speed V is equal to or lower than the low speed predetermined value V1, the predetermined value V1 is substituted into the equation (1). This predetermined value V1 is a value of about 20 km / h, for example.
The above equation (1) will be described.
The vehicle motion equation of a general vehicle is expressed by the following equation (2).
may = Yf + Yr
Iγ = YfLf + YrLr (2)
ay: Lateral acceleration I: Yawing moment of inertia Yr: Rear wheel tire lateral force Lf: Distance between vehicle center of gravity and front wheel axle

定常旋回(安定)時は下記(3)式で表される。
may=Yf+Yr=mVγ
YfLf=YrLr …………(3)
上記(3)式を整理すると下記(4)式が導かれる。
Yf{(Lf+Lr)/Lr}=mVγ …………(4)
上記(4)式をγについて解くと前記(1)式が導かれる。
判定部32は、推定値γeよりも実測値γsが小さく、その差分Δγが所定値Δγ1よりも大きいときは、アンダーステア傾向であると判定し、推定値γeよりも実測値γsが大きく、その差分Δγが所定値Δγ2よりも大きいときは、オーバーステア傾向であると判定する。
At the time of steady turning (stable), it is expressed by the following equation (3).
may = Yf + Yr = mVγ
YfLf = YrLr (3)
If the above formula (3) is arranged, the following formula (4) is derived.
Yf {(Lf + Lr) / Lr} = mVγ (4)
Solving the equation (4) for γ leads to the equation (1).
When the actual measurement value γs is smaller than the estimated value γe and the difference Δγ is larger than the predetermined value Δγ1, the determination unit 32 determines that there is an understeer tendency, and the actual value γs is larger than the estimated value γe. When Δγ is larger than a predetermined value Δγ2, it is determined that there is an oversteer tendency.

図5は、オーバーステア傾向の具体例であり、例えばブレーキによる荷重移動により、後輪のタイヤ横力Yrが飽和し、前輪のタイヤ横力Yfが増加すると、ヨーレートが増加し、オーバーステア傾向となる。
旋回挙動制御部24は、アンダーステア傾向、又はオーバーステア傾向を抑制する方向に転舵角θwを修正するための補正指令を転舵角制御部21へ出力し、これに伴って操舵反力Trを修正するための補正指令を操舵反力制御部22へ出力する。
FIG. 5 is a specific example of the oversteer tendency. For example, when the tire lateral force Yr of the rear wheel is saturated and the tire lateral force Yf of the front wheel increases due to load movement due to braking, the yaw rate increases and the oversteer tendency Become.
The turning behavior control unit 24 outputs a correction command for correcting the turning angle θw in a direction to suppress the understeer tendency or the oversteer tendency to the turning angle control unit 21, and accordingly, the steering reaction force Tr is generated. A correction command for correction is output to the steering reaction force control unit 22.

《作用》
実際に発生するヨーレートは、路面摩擦係数の影響を受けるので、車速Vや操舵角θsに基づいて算出したヨーレートの推定値には、摩擦係数に応じた補正が必要となる。しかしながら、摩擦係数を正確に検出すること自体が難しいため、ヨーレートの正確な推定が難しかった。
そこで、本実施形態では、前記(1)式に従い、タイヤ横力Yf及び車速Vに応じてヨーレートの推定値γeを算出する。このようにタイヤ横力Yfを用いることで、路面摩擦係数の影響を受けることなく、ヨーレートを正確に推定することができる。したがって、車両の旋回挙動も精度よく検出することができる。
但し、車速Vが低速の所定値V1以下であるときには、この所定値V1を前記(1)式に代入して推定値γeを算出する。すなわち、前記(1)式によれば、車速Vが低くなるほど推定値γeが大きくなるので、代入する車速Vに下限値を設けることで、こうした推定値γeの極大化を防ぎ、実態に即した推定値γeを算出することができる。
<Action>
Since the actually generated yaw rate is affected by the road surface friction coefficient, the estimated yaw rate calculated based on the vehicle speed V and the steering angle θs needs to be corrected according to the friction coefficient. However, since it is difficult to accurately detect the friction coefficient, it is difficult to accurately estimate the yaw rate.
Therefore, in the present embodiment, an estimated value γe of the yaw rate is calculated according to the tire lateral force Yf and the vehicle speed V according to the equation (1). Thus, by using the tire lateral force Yf, the yaw rate can be accurately estimated without being affected by the road surface friction coefficient. Therefore, the turning behavior of the vehicle can be detected with high accuracy.
However, when the vehicle speed V is less than or equal to the low predetermined value V1, the predetermined value V1 is substituted into the equation (1) to calculate the estimated value γe. That is, according to the above equation (1), the estimated value γe increases as the vehicle speed V decreases. Therefore, by providing a lower limit value for the vehicle speed V to be substituted, the estimation value γe is prevented from being maximized, and in accordance with the actual situation. An estimated value γe can be calculated.

《応用例》
なお、本実施形態では、ホール素子と着磁式のエンコーダを用いてタイヤ横力Yfを検出しているが、この種のハブセンサ13は、車速が極低速である場合に、精度よくタイヤ横力Yfを検出できない可能性がある。そこで、車速Vが低速の所定値V1以下であるときには、転舵モータ9の駆動電流を検出したり、ラック軸力を検出したり、ピニオントルクを検出したりして、これらを代用してヨーレートの推定値γeを算出してもよい。これにより、車速Vが低速であっても、ヨーレートの推定を継続して実行することができる。
《Application example》
In the present embodiment, the tire lateral force Yf is detected using a Hall element and a magnetized encoder. However, this type of hub sensor 13 can accurately detect the tire lateral force when the vehicle speed is extremely low. There is a possibility that Yf cannot be detected. Therefore, when the vehicle speed V is equal to or lower than the low speed predetermined value V1, the drive current of the steered motor 9 is detected, the rack axial force is detected, the pinion torque is detected, and these are used instead. The estimated value γe may be calculated. Thereby, even if the vehicle speed V is low, the estimation of the yaw rate can be continued.

また、本実施形態では、タイヤ横力Yf及び車速Vに応じてヨーレートの推定値γeを算出しているが、これに限定されるものではない。すなわち、前記(1)式によれば、車両重量mも可変要素である。そこで、車両重量mを固定値とする代わりに、ストロークセンサで検出したサスペンションストロークや加速度センサで検出した車両のピッチング状態に基づいて車両重量mを検出し、これも前記(1)に代入して推定値γeを算出すればよい。同様に、車両重心点と後輪車軸との距離Lrも可変要素であるため、ストロークセンサで検出したサスペンションストロークや加速度センサで検出した車両のピッチング状態に基づいて車両重心点を検出したうえで後輪車軸との距離Lrを算出し、これも前記(1)に代入して推定値γeを算出すればよい。このように、車両重量mや車両重心点を検出し、推定値γeの算出に反映させることで、より正確な推定を行うことができる。   In this embodiment, the yaw rate estimated value γe is calculated according to the tire lateral force Yf and the vehicle speed V, but the present invention is not limited to this. That is, according to the equation (1), the vehicle weight m is also a variable element. Therefore, instead of setting the vehicle weight m as a fixed value, the vehicle weight m is detected based on the suspension stroke detected by the stroke sensor or the pitching state of the vehicle detected by the acceleration sensor, and this is also substituted into the above (1). The estimated value γe may be calculated. Similarly, since the distance Lr between the vehicle center of gravity and the rear axle is also a variable element, the vehicle center of gravity is detected based on the suspension stroke detected by the stroke sensor and the vehicle pitching state detected by the acceleration sensor. The estimated distance γe may be calculated by calculating the distance Lr from the wheel axle and also substituting it into (1). Thus, more accurate estimation can be performed by detecting the vehicle weight m and the vehicle gravity center point and reflecting them in the calculation of the estimated value γe.

また、本実施形態では、ステアリングバイワイヤについて説明したが、これに限定されるものではなく、アンダーステア傾向やオーバーステア傾向を検出するために、ヨーレートを推定するものであれば、他の如何なるものにも適用可能である。さらには、車両挙動の検出のためではなく、単にヨーレートを推定するだけのものにも適用可能である。   Further, in the present embodiment, the steering-by-wire has been described. Applicable. Furthermore, the present invention can be applied not only for detecting the vehicle behavior but also for simply estimating the yaw rate.

《効果》
以上より、車速センサ14が「車速検出手段」に対応し、ハブセンサ13が「横力検出手段」に対応し、推定値算出部31が「推定値算出手段」に対応し、ヨーレートセンサ15が「実測値検出手段」に対応し、判定部32が「挙動検出手段」に対応している。
(1)車速を検出する車速検出手段と、操舵輪のタイヤ横力を検出する横力検出手段と、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出する推定値算出手段と、ヨーレートの実測値を検出する実測値検出手段と、前記推定値算出手段が算出した推定値、及び前記実測値検出手段が検出した実測値の差分に応じて車両の旋回挙動を検出する挙動検出手段と、を備える。
このように、ヨーレートの推定値を算出する際に、タイヤ横力を用いるので、路面摩擦係数の影響を受けることなく、正確に推定することができ、車両の旋回挙動も精度よく検出することができる。
"effect"
From the above, the vehicle speed sensor 14 corresponds to “vehicle speed detection means”, the hub sensor 13 corresponds to “lateral force detection means”, the estimated value calculation unit 31 corresponds to “estimated value calculation means”, and the yaw rate sensor 15 corresponds to “ The determination unit 32 corresponds to “behavior detection means”.
(1) According to vehicle speed detecting means for detecting vehicle speed, lateral force detecting means for detecting tire lateral force of a steered wheel, vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, and tire lateral force detected by the lateral force detecting means The estimated value calculating means for calculating the estimated value of the yaw rate, the measured value detecting means for detecting the measured value of the yaw rate, the estimated value calculated by the estimated value calculating means, and the measured value detected by the measured value detecting means. Behavior detecting means for detecting the turning behavior of the vehicle according to the difference.
Thus, since the tire lateral force is used when calculating the estimated value of the yaw rate, it can be accurately estimated without being affected by the road surface friction coefficient, and the turning behavior of the vehicle can be detected accurately. it can.

(2)前記推定値算出手段は、次式に従い、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出することを特徴とする請求項1に記載の旋回挙動検出装置。
γe={Yf×(L/Lr)}/(m×V)
γe :ヨーレートの推定値
Yf :操舵輪のタイヤ横力
L :ホイールベース
Lr :車両重心点と従動輪車軸との距離
m :車両重量
V :車速
このように、ヨーレートの推定値を算出する際に、タイヤ横力を用いるので、路面摩擦係数の影響を受けることなく、正確に推定することができ、車両の旋回挙動も精度よく検出することができる。
(2) The estimated value calculating means calculates an estimated value of the yaw rate according to the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means and the tire lateral force detected by the lateral force detecting means, according to the following equation. The turning behavior detection device according to claim 1.
γe = {Yf × (L / Lr)} / (m × V)
γe: Estimated value of yaw rate Yf: Tire lateral force of steered wheel L: Wheelbase Lr: Distance between vehicle center of gravity and driven wheel axle m: Vehicle weight V: Vehicle speed When calculating the estimated value of yaw rate in this way Since the tire lateral force is used, it can be accurately estimated without being influenced by the road surface friction coefficient, and the turning behavior of the vehicle can be detected with high accuracy.

(3)前記推定値算出手段は、前記車速検出手段の検出した車速が所定値以下であるときは、当該所定値、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出する。
このように、代入する車速に下限値を設けることで、推定値の極大化を防ぎ、実態に即した推定値を算出することができる。
(4)車両重量を検出する重量検出手段を備え、前記推定値算出手段は、前記重量検出手段が検出した車両重量、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出する。
このように、車両重量を検出し、推定値の算出に反映させることで、より正確な推定を行うことができる。
(3) When the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means is equal to or less than a predetermined value, the estimated value calculating means estimates the yaw rate according to the predetermined value and the tire lateral force detected by the lateral force detecting means. Is calculated.
Thus, by providing the lower limit value for the vehicle speed to be substituted, it is possible to prevent the estimated value from being maximized and to calculate the estimated value in accordance with the actual situation.
(4) It includes weight detection means for detecting vehicle weight, and the estimated value calculation means includes a vehicle weight detected by the weight detection means, a vehicle speed detected by the vehicle speed detection means, and a tire detected by the lateral force detection means. An estimated yaw rate is calculated according to the lateral force.
Thus, more accurate estimation can be performed by detecting the vehicle weight and reflecting it in the calculation of the estimated value.

(5)車両の重心点を検出する重心点検出手段を備え、前記推定値算出手段は、前記重心点検出手段が検出した車両重心点、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出する。
このように、車両重心点を検出し、推定値の算出に反映させることで、より正確な推定を行うことができる。
(5) Center-of-gravity point detection means for detecting the center-of-gravity point of the vehicle is provided, and the estimated value calculation means includes the vehicle center-of-gravity point detected by the center-of-gravity point detection means, the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means, and the lateral force detection An estimated value of the yaw rate is calculated according to the tire lateral force detected by the means.
Thus, more accurate estimation can be performed by detecting the center of gravity of the vehicle and reflecting it in the calculation of the estimated value.

(6)車速、操舵輪のタイヤ横力、及びヨーレートの実測値を検出し、検出した車速、及びタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出し、算出した推定値、及び検出した実測値の差分に応じて車両の旋回挙動を検出する。
このように、ヨーレートの推定値を算出する際に、タイヤ横力を用いるので、路面摩擦係数の影響を受けることなく、正確に推定することができ、車両の旋回挙動も精度よく検出することができる。
(7)車速、及び操舵輪のタイヤ横力を検出し、検出した車速、及び操舵輪のタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出する。
このように、ヨーレートの推定値を算出する際に、タイヤ横力を用いるので、路面摩擦係数の影響を受けることなく、正確に推定することができる。
(6) The actual values of the vehicle speed, the tire lateral force of the steered wheel, and the yaw rate are detected, the estimated value of the yaw rate is calculated according to the detected vehicle speed and the tire lateral force, and the calculated estimated value and the detected actual value are detected. The turning behavior of the vehicle is detected according to the difference.
Thus, since the tire lateral force is used when calculating the estimated value of the yaw rate, it can be accurately estimated without being affected by the road surface friction coefficient, and the turning behavior of the vehicle can be detected accurately. it can.
(7) The vehicle speed and the tire lateral force of the steered wheel are detected, and an estimated value of the yaw rate is calculated according to the detected vehicle speed and the tire lateral force of the steered wheel.
Thus, since the tire lateral force is used when calculating the estimated value of the yaw rate, it can be accurately estimated without being influenced by the road surface friction coefficient.

《第2実施形態》
《構成》
この第2実施形態は、推定値γeの算出処理に、一次遅れのローパスフィルタを追加したものである。すなわち、推定値算出部31は、下記(5)式に従い、ヨーレートの推定値γeを算出する。
γe={{Yf×(L/Lr)}/(m×V)}
×(1/1+Ts) …………(5)
<< Second Embodiment >>
"Constitution"
In the second embodiment, a first-order lag low-pass filter is added to the process of calculating the estimated value γe. That is, the estimated value calculation unit 31 calculates the estimated value γe of the yaw rate according to the following equation (5).
γe = {{Yf × (L / Lr)} / (m × V)}
× (1/1 + Ts) ………… (5)

《作用》
ハブセンサ13は、バネ下となるハブユニットに取り付けられているが、ヨーレートセンサ15は、バネ上となる車体に取り付けられている。したがって、厳密には、タイヤ横力Yfに応じて算出したヨーレートの推定値γeに対して、ヨーレートセンサ15で検出するヨーレートの実測値γsには、位相遅れが発生することになる。すなわち、この位相ずれが、旋回挙動の判定に影響を及ぼすことになる。
そこで、本実施形態では、前記(5)式に従い、推定値γeの算出処理に、一次遅れのローパスフィルタを追加することで、推定値γeの位相を実測値γsの位相に一致させている。これにより、推定値γeと実測値γsとの位相ずれを解消し、旋回挙動の判定精度を向上させることができる。
<Action>
The hub sensor 13 is attached to a hub unit that is unsprung, while the yaw rate sensor 15 is attached to a vehicle body that is sprung. Therefore, strictly speaking, a phase delay occurs in the actual yaw rate value γs detected by the yaw rate sensor 15 with respect to the estimated yaw rate value γe calculated according to the tire lateral force Yf. That is, this phase shift affects the determination of the turning behavior.
Therefore, in the present embodiment, the phase of the estimated value γe is made to coincide with the phase of the actually measured value γs by adding a first-order lag low-pass filter to the calculation process of the estimated value γe in accordance with the equation (5). Thereby, the phase shift between the estimated value γe and the actually measured value γs can be eliminated, and the determination accuracy of the turning behavior can be improved.

《効果》
(1)前記推定値算出手段は、算出する推定値の位相を、前記実測値検出手段の検出する実測値の位相に一致させるフィルタを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の旋回挙動検出装置。
これにより、推定値と実測値との位相ずれを解消し、旋回挙動の判定精度を向上させることができる。
"effect"
(1) The swivel according to claim 1 or 2, wherein the estimated value calculation means includes a filter that matches the phase of the estimated value to be calculated with the phase of the actual value detected by the actual value detection means. Behavior detection device.
Thereby, the phase shift between the estimated value and the actually measured value can be eliminated, and the determination accuracy of the turning behavior can be improved.

ステアリングバイワイヤの概略構成である。It is a schematic structure of a steering-by-wire. コントローラのブロック図である。It is a block diagram of a controller. 操舵反力の算出に用いるマップである。It is a map used for calculation of steering reaction force. 旋回挙動検出部のブロック図である。It is a block diagram of a turning behavior detection unit. オーバーステア傾向の具体例である。It is a specific example of an oversteer tendency.

符号の説明Explanation of symbols

3L、3R 操舵輪
8 反力モータ
9 転舵モータ
11 操舵角センサ
12 転舵角センサ
13 ハブセンサ
14 車速センサ
15 ヨーレートセンサ
20 コントローラ
21 転舵角制御部
22 操舵反力制御部
23 旋回挙動検出部
24 旋回挙動制御部
31 推定値算出部
32 判定部
3L, 3R Steering wheel 8 Reaction force motor 9 Steering motor 11 Steering angle sensor 12 Steering angle sensor 13 Hub sensor 14 Vehicle speed sensor 15 Yaw rate sensor 20 Controller 21 Steering angle control unit 22 Steering reaction force control unit 23 Turning behavior detection unit 24 Turning behavior control unit 31 Estimated value calculation unit 32 Determination unit

Claims (10)

車速を検出する車速検出手段と、操舵輪のタイヤ横力を検出する横力検出手段と、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出する推定値算出手段と、ヨーレートの実測値を検出する実測値検出手段と、前記推定値算出手段が算出した推定値、及び前記実測値検出手段が検出した実測値の差分に応じて車両の旋回挙動を検出する挙動検出手段と、を備え
前記推定値算出手段は、前記車速検出手段の検出した車速が所定値以下であるときは、当該所定値、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出することを特徴とする旋回挙動検出装置。
A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, a lateral force detecting means for detecting a tire lateral force of a steered wheel, a vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, and a yaw rate according to a tire lateral force detected by the lateral force detecting means. According to an estimated value calculating means for calculating an estimated value, an actual value detecting means for detecting an actual value of yaw rate, an estimated value calculated by the estimated value calculating means, and a difference between the actual values detected by the actual value detecting means And a behavior detecting means for detecting the turning behavior of the vehicle ,
The estimated value calculating means calculates an estimated value of the yaw rate according to the predetermined value and the tire lateral force detected by the lateral force detecting means when the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means is less than or equal to a predetermined value. A turning behavior detecting device characterized by that.
車速を検出する車速検出手段と、操舵輪のタイヤ横力を検出する横力検出手段と、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出する推定値算出手段と、ヨーレートの実測値を検出する実測値検出手段と、前記推定値算出手段が算出した推定値、及び前記実測値検出手段が検出した実測値の差分に応じて車両の旋回挙動を検出する挙動検出手段と、車両の重心点を検出する重心点検出手段と、を備え
前記推定値算出手段は、前記重心点検出手段が検出した車両重心点、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出することを特徴とする旋回挙動検出装置。
A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, a lateral force detecting means for detecting a tire lateral force of a steered wheel, a vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, and a yaw rate according to a tire lateral force detected by the lateral force detecting means. According to an estimated value calculating means for calculating an estimated value, an actual value detecting means for detecting an actual value of yaw rate, an estimated value calculated by the estimated value calculating means, and a difference between the actual values detected by the actual value detecting means A behavior detecting means for detecting the turning behavior of the vehicle, and a center of gravity detecting means for detecting the center of gravity of the vehicle ,
The estimated value calculating means calculates an estimated value of the yaw rate according to the vehicle gravity center detected by the gravity center detecting means, the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, and the tire lateral force detected by the lateral force detecting means. A turning behavior detecting device characterized by that.
車速を検出する車速検出手段と、操舵輪のタイヤ横力を検出する横力検出手段と、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出する推定値算出手段と、ヨーレートの実測値を検出する実測値検出手段と、前記推定値算出手段が算出した推定値、及び前記実測値検出手段が検出した実測値の差分に応じて車両の旋回挙動を検出する挙動検出手段と、を備え
前記推定値算出手段は、次式に従い、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出することを特徴とする旋回挙動検出装置。
γe={Yf×(L/Lr)}/(m×V)
γe :ヨーレートの推定値
Yf :操舵輪のタイヤ横力
L :ホイールベース
Lr :車両重心点と従動輪車軸との距離
m :車両重量
V :車速
A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, a lateral force detecting means for detecting a tire lateral force of a steered wheel, a vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, and a yaw rate according to a tire lateral force detected by the lateral force detecting means. According to an estimated value calculating means for calculating an estimated value, an actual value detecting means for detecting an actual value of yaw rate, an estimated value calculated by the estimated value calculating means, and a difference between the actual values detected by the actual value detecting means And a behavior detecting means for detecting the turning behavior of the vehicle ,
The estimated value calculating means calculates an estimated value of a yaw rate according to the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means and the tire lateral force detected by the lateral force detecting means according to the following equation: apparatus.
γe = {Yf × (L / Lr)} / (m × V)
γe: Estimated value of yaw rate
Yf: Tire lateral force of steered wheels
L: Wheel base
Lr: Distance between the vehicle center of gravity and the driven wheel axle
m: vehicle weight
V: Vehicle speed
前記推定値算出手段は、次式に従い、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の旋回挙動検出装置。
γe={Yf×(L/Lr)}/(m×V)
γe :ヨーレートの推定値
Yf :操舵輪のタイヤ横力
L :ホイールベース
Lr :車両重心点と従動輪車軸との距離
m :車両重量
V :車速
2. The estimated value calculating means calculates an estimated value of a yaw rate according to a vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means and a tire lateral force detected by the lateral force detecting means according to the following equation. Or the turning behavior detection apparatus of 2.
γe = {Yf × (L / Lr)} / (m × V)
γe: Estimated yaw rate Yf: Steering wheel tire lateral force L: Wheelbase Lr: Distance between vehicle center of gravity and driven wheel axle m: Vehicle weight V: Vehicle speed
前記推定値算出手段は、算出する推定値の位相を、前記実測値検出手段の検出する実測値の位相に一致させるフィルタを有することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の旋回挙動検出装置。 The estimated value calculation means, wherein the phase of the estimated value calculated in any one of claims 1-4, characterized in that it comprises a filter to match the measured value of the phase detecting of the actually measured value detecting means Swivel behavior detector. 前記推定値算出手段は、前記車速検出手段の検出した車速が所定値以下であるときは、当該所定値、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出することを特徴とする請求項2〜5の何れか一項に記載の旋回挙動検出装置。 The estimated value calculating means calculates an estimated value of the yaw rate according to the predetermined value and the tire lateral force detected by the lateral force detecting means when the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means is less than or equal to a predetermined value. The turning behavior detection device according to any one of claims 2 to 5 , wherein 車両重量を検出する重量検出手段を備え、
前記推定値算出手段は、前記重量検出手段が検出した車両重量、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出することを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の旋回挙動検出装置。
Comprising weight detection means for detecting vehicle weight;
The estimated value calculating means calculates an estimated value of the yaw rate according to the vehicle weight detected by the weight detecting means, the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, and the tire lateral force detected by the lateral force detecting means. The turning behavior detecting device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the turning behavior detecting device is a turning behavior detecting device.
車両の重心点を検出する重心点検出手段を備え、
前記推定値算出手段は、前記重心点検出手段が検出した車両重心点、前記車速検出手段が検出した車速、及び前記横力検出手段が検出したタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出することを特徴とする請求項1、3〜7の何れか一項に記載の旋回挙動検出装置。
It has a center of gravity detection means for detecting the center of gravity of the vehicle,
The estimated value calculating means calculates an estimated value of the yaw rate according to the vehicle gravity center detected by the gravity center detecting means, the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means, and the tire lateral force detected by the lateral force detecting means. turning behavior detecting apparatus according to any one of claims 1,3~7, characterized in that.
車速、操舵輪のタイヤ横力、及びヨーレートの実測値を検出し、検出した車速が所定値以下であるときに、当該所定値、及びタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出し、算出したヨーレートの推定値、及び検出したヨーレートの実測値の差分に応じて車両の旋回挙動を検出することを特徴とする旋回挙動検出方法。
Measure actual values of vehicle speed, tire lateral force of steered wheels, and yaw rate. When the detected vehicle speed is less than or equal to a predetermined value , calculate an estimated value of yaw rate according to the predetermined value and tire lateral force. A turning behavior detection method comprising detecting a turning behavior of a vehicle according to a difference between an estimated value of a measured yaw rate and a measured value of the detected yaw rate.
車速、及び操舵輪のタイヤ横力を検出し、検出した車速が所定値以下であるときに、当該所定値、及び操舵輪のタイヤ横力に応じてヨーレートの推定値を算出することを特徴とするヨーレート推定方法。
The vehicle speed and the tire lateral force of the steering wheel are detected, and when the detected vehicle speed is equal to or less than a predetermined value , an estimated value of the yaw rate is calculated according to the predetermined value and the tire lateral force of the steering wheel. Yaw rate estimation method.
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