JP5910265B2 - Vehicle control device - Google Patents

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Description

本発明は、車両の状態を推定して車両を制御する車両制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle control apparatus that estimates a state of a vehicle and controls the vehicle.

従来より、走行車両の挙動を安定化するため、車両の走行状態にもとづいて車両を制御する車両の制御装置が広く知られている。たとえば、タイヤの回転を制御して空転を防止するシステム、車両の制動を制御するアンチロックブレーキシステム、旋回時における車両の姿勢を安定させるシステムなどの車両挙動安定化システムが知られている。車両挙動安定化システムでは車両の状態量として車両の横滑り量が用いられる。   Conventionally, in order to stabilize the behavior of a traveling vehicle, a vehicle control apparatus that controls the vehicle based on the traveling state of the vehicle is widely known. For example, there are known vehicle behavior stabilization systems such as a system that controls rotation of a tire to prevent idling, an antilock brake system that controls braking of the vehicle, and a system that stabilizes the posture of the vehicle during turning. In the vehicle behavior stabilization system, the side slip amount of the vehicle is used as the vehicle state quantity.

特許文献1には、車両の状態量であるすべり角を推定するすべり角推定装置が開示される。このすべり角推定装置は、車速センサから検出した車速と、操舵角センサから検出した運転者の操舵角と、ヨーレートセンサから検出した車両のヨーレートとにもとづいて推定したすべり角を、Gセンサで検出した実横加速度にもとづいて補償する技術が開示される。   Patent Document 1 discloses a slip angle estimation device that estimates a slip angle that is a state quantity of a vehicle. This slip angle estimation device uses a G sensor to detect a slip angle estimated based on a vehicle speed detected from a vehicle speed sensor, a driver's steering angle detected from a steering angle sensor, and a vehicle yaw rate detected from a yaw rate sensor. A technique for compensating based on the actual lateral acceleration is disclosed.

特開2011−235875号公報JP 2011-235875 A

ところで、ワゴン車やスポーツ用多目的車などの車高が高い車両では、一般的な乗用車と比べて重心の位置が高く、車両がロール方向に揺れた場合に重心でのロールの影響は大きくなる。ヨーレートセンサやGセンサは車両の重心の位置の近くに設けられ、Gセンサの検出結果はヨーレートセンサよりロールの影響を大きく受ける。   By the way, in a vehicle with a high vehicle height such as a wagon car or a sports multi-purpose vehicle, the position of the center of gravity is higher than that of a general passenger car, and the influence of the roll at the center of gravity increases when the vehicle shakes in the roll direction. The yaw rate sensor and the G sensor are provided near the position of the center of gravity of the vehicle, and the detection result of the G sensor is more greatly affected by the roll than the yaw rate sensor.

特許文献1の技術では、車両がロール方向に大きく揺れた場合にヨーレートセンサの検出結果とGセンサの検出結果に位相のずれが発生する可能性があり、ヨーレートセンサの検出結果にもとづいて推定されたすべり角に対してGセンサで検出した実横加速度にもとづいて補償をすると、位相のずれ分も補償されて、すべり角の推定精度が低くなるおそれがある。   In the technique of Patent Document 1, there is a possibility that a phase shift may occur between the detection result of the yaw rate sensor and the detection result of the G sensor when the vehicle is greatly shaken in the roll direction, and is estimated based on the detection result of the yaw rate sensor. If the slip angle is compensated based on the actual lateral acceleration detected by the G sensor, the phase shift amount is also compensated, and the slip angle estimation accuracy may be lowered.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の状態を精度良く推定することができる車両制御装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the vehicle control apparatus which can estimate the state of a vehicle accurately.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両制御装置は、車速を算出する車速検出手段と、車両のヨーレートを算出するヨーレート検出手段と、前輪の転舵力を検出する転舵力検出手段と、転舵力にもとづいて前輪に対して車幅方向へ加わる横力を算出する横力算出手段と、横力にもとづいて車両の車幅方向への横加速度を推定する横加速度推定手段と、車両に発生した横方向の横加速度を検出する横加速度検出手段と、車速、ヨーレートおよび横加速度にもとづいて後輪の車幅方向への横滑り量を推定する横滑り量推定手段と、を備え、横滑り量推定手段は、所定の条件を満たした場合に横加速度検出手段により検出した横加速度にもとづいて後輪の横滑り量を算出し、所定の条件を満たさない場合に横加速度推定手段により推定した横加速度にもとづいて後輪の横滑り量を算出するIn order to solve the above problems, a vehicle control device according to an aspect of the present invention includes a vehicle speed detection unit that calculates a vehicle speed, a yaw rate detection unit that calculates a yaw rate of the vehicle, and a steering force that detects a steering force of a front wheel. Detection means, lateral force calculation means for calculating lateral force applied to the front wheel in the vehicle width direction based on the steering force, and lateral acceleration estimation for estimating lateral acceleration in the vehicle width direction of the vehicle based on the lateral force Means, lateral acceleration detecting means for detecting lateral lateral acceleration generated in the vehicle, and side slip amount estimating means for estimating a side slip amount in the vehicle width direction of the rear wheel based on the vehicle speed, yaw rate and lateral acceleration. The side slip amount estimating means calculates a side slip amount of the rear wheel based on the lateral acceleration detected by the side acceleration detecting means when a predetermined condition is satisfied, and when the predetermined condition is not satisfied, Estimated Calculating the sideslip amount of the rear wheels based on the lateral acceleration a.

この態様によると、車両の横滑り量を精度良く推定することができる。また、前輪に付与される転舵力から車両の車幅方向への横加速度を推定できる。 According to this aspect, it is possible to accurately estimate the amount of skid of the vehicle. Further, the lateral acceleration in the vehicle width direction of the vehicle can be estimated from the turning force applied to the front wheels.

横滑り量推定手段は、横加速度推定手段により推定された横加速度と、ヨーレートおよび車速から算出する車両の横加速度との比較にもとづいて後輪の横滑り量を推定してもよい。これにより、一方の横加速度は転舵力から推定され、他方の横加速度はヨーレートおよび車速から算出されているため、ロールの影響を大きく受ける加速度センサを用いることなく、横滑り量を推定することができる。横滑り量推定手段は、車両挙動安定化制御の実行を開始するまでは、横加速度推定手段により推定した横加速度にもとづいて後輪の横滑り量を算出し、車両挙動安定化制御を実行している間は、横加速度検出手段により検出した横加速度にもとづいて後輪の横滑り量を算出してよい。 The skid amount estimating means may estimate the skid amount of the rear wheel based on a comparison between the lateral acceleration estimated by the lateral acceleration estimating means and the lateral acceleration of the vehicle calculated from the yaw rate and the vehicle speed. As a result, one lateral acceleration is estimated from the steering force, and the other lateral acceleration is calculated from the yaw rate and the vehicle speed. it can. The side slip amount estimation means calculates the side slip amount of the rear wheel based on the lateral acceleration estimated by the side acceleration estimation means and executes the vehicle behavior stabilization control until execution of the vehicle behavior stabilization control is started. In the meantime, the side slip amount of the rear wheel may be calculated based on the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detecting means.

本発明によれば、車両の状態を精度良く推定することができる。   According to the present invention, it is possible to accurately estimate the state of the vehicle.

車両制御装置が搭載された車両を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the vehicle by which a vehicle control apparatus is mounted. 車両のロールについて説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the roll of a vehicle. 比較技術における車高が高い車両における後輪の横滑り量の算出について説明するための図である。It is a figure for demonstrating calculation of the amount of skid of the rear wheel in the vehicle with a high vehicle height in a comparison technique. ECUの機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of ECU. 実施形態に係る後輪の横滑り量を推定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having estimated the side slip amount of the rear wheel which concerns on embodiment.

図1は、車両制御装置2が搭載された車両1を概略的に示す図である。車両制御装置2は、操舵ハンドル10、操舵入力軸11、転舵出力軸12、舵角センサ14、ヨーレートセンサ16、Gセンサ18、ECU20、アクチュエータ21、モータ22、車速センサ30、および前輪転舵ユニット40を備える。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a vehicle 1 on which a vehicle control device 2 is mounted. The vehicle control device 2 includes a steering handle 10, a steering input shaft 11, a steering output shaft 12, a steering angle sensor 14, a yaw rate sensor 16, a G sensor 18, an ECU 20, an actuator 21, a motor 22, a vehicle speed sensor 30, and a front wheel steering. A unit 40 is provided.

運転者によって回動操作される操舵ハンドル10は、操舵入力軸11の上端に固定されており、操舵入力軸11の下端はFRアクチュエータ21に接続されている。FRアクチュエータ21は、伝達比可変アクチュエータであってよく、電動モータであるFRモータ22および減速機を有し、操舵入力軸11の回転量(または回転角)に対して、減速機に接続された転舵出力軸12の回転量(または回転角)を適宜変更する。   The steering handle 10 that is rotated by the driver is fixed to the upper end of the steering input shaft 11, and the lower end of the steering input shaft 11 is connected to the FR actuator 21. The FR actuator 21 may be a transmission ratio variable actuator, and includes an FR motor 22 that is an electric motor and a speed reducer, and is connected to the speed reducer with respect to the rotation amount (or rotation angle) of the steering input shaft 11. The rotation amount (or rotation angle) of the steering output shaft 12 is changed as appropriate.

FRモータ22は、そのモータハウジングが操舵入力軸11と一体的に接続されており、運転者による操舵ハンドル10の回動操作に従って一体的に回転するようになっている。また、FRモータ22の駆動シャフトは減速機に接続されており、FRモータ22の回転力が駆動シャフトを介して減速機に伝達される。減速機は、所定のギア機構によって構成されており、転舵出力軸12は上端にてこのギア機構に接続されている。これにより減速機は、FRモータ22の回転力が駆動シャフトを介して伝達されると、ギア機構によって駆動シャフトの回転を減速して転舵出力軸12に伝達する。したがってFRアクチュエータ21は、FRモータ22の駆動シャフトを介して、操舵入力軸11と転舵出力軸12とを相対回転可能に連結している。   The FR motor 22 has a motor housing that is integrally connected to the steering input shaft 11, and rotates integrally in accordance with a turning operation of the steering handle 10 by the driver. The drive shaft of the FR motor 22 is connected to a speed reducer, and the rotational force of the FR motor 22 is transmitted to the speed reducer via the drive shaft. The reduction gear is configured by a predetermined gear mechanism, and the turning output shaft 12 is connected to the gear mechanism at the upper end. Thus, when the rotational force of the FR motor 22 is transmitted through the drive shaft, the speed reducer decelerates the rotation of the drive shaft by the gear mechanism and transmits it to the steered output shaft 12. Therefore, the FR actuator 21 connects the steering input shaft 11 and the steered output shaft 12 via the drive shaft of the FR motor 22 so as to be relatively rotatable.

また車両制御装置2は、転舵出力軸12の下端に接続された前輪側転舵機構である前輪転舵ユニット40を備えている。前輪転舵ユニット40は、例えば、ラックアンドピニオン式を採用したギアユニットであり、転舵出力軸12の下端に一体的に組み付けられたピニオンギアの回転がラックバーに伝達されるようになっている。また、前輪転舵ユニット40には、運転者によって操舵ハンドル10に入力される操舵力(より具体的には、操舵トルク)を軽減するための電動モータであるEPS(Electric Power Steering)モータ24が設けられており、EPSモータの発生するトルク(所謂、アシスト力)がラックバーに伝達されるようになっている。EPSモータのアシスト力はEPSモータに設けられたトルクセンサ25により検出される。操舵力およびアシスト力を合わせて転舵力といい、前輪転舵ユニット40に転舵力が付与されて、前輪が転舵される。   The vehicle control device 2 also includes a front wheel steering unit 40 that is a front wheel side steering mechanism connected to the lower end of the steering output shaft 12. The front wheel steering unit 40 is, for example, a gear unit adopting a rack and pinion type, and the rotation of the pinion gear integrally assembled to the lower end of the steering output shaft 12 is transmitted to the rack bar. Yes. Further, the front wheel steering unit 40 has an EPS (Electric Power Steering) motor 24 that is an electric motor for reducing a steering force (more specifically, a steering torque) input to the steering handle 10 by the driver. The torque (so-called assist force) generated by the EPS motor is transmitted to the rack bar. The assist force of the EPS motor is detected by a torque sensor 25 provided on the EPS motor. The steering force and the assist force are collectively referred to as a steering force, and a steering force is applied to the front wheel steering unit 40 to steer the front wheels.

この構成により、転舵出力軸12の回転力がピニオンギアを介してラックバーに伝達されるとともに、EPSモータのアシスト力がラックバーに伝達される。これによりラックバーは、ピニオンギアからの回転力およびEPSモータのアシスト力によって軸線方向に変位し、ラックバーの両端に接続された左右前輪FW1,FW2が左右に転舵されるようになっている。車両制御装置2は、左右前輪FW1,FW2の転舵に関連して左右後輪RW1,RW2を転舵させてもよい。   With this configuration, the rotational force of the steering output shaft 12 is transmitted to the rack bar via the pinion gear, and the assist force of the EPS motor is transmitted to the rack bar. As a result, the rack bar is displaced in the axial direction by the rotational force from the pinion gear and the assist force of the EPS motor, and the left and right front wheels FW1, FW2 connected to both ends of the rack bar are steered left and right. . The vehicle control device 2 may steer the left and right rear wheels RW1 and RW2 in relation to the steering of the left and right front wheels FW1 and FW2.

車速センサ30は、車速に換算可能な車軸の時間当りの回転量、またはディファレンシャルギアの時間当りの回転量などを検出し、その検出結果をECU20に送信する。ヨーレートセンサ16は、車両1に発生したヨーレートを検出し、その検出結果をECU20に送信する。Gセンサ18は、車両1に発生した横方向の加速度および前後方向の加速度を検出し、その検出結果をECU20に送信する。横方向とは、車軸に沿った車幅方向をいう。   The vehicle speed sensor 30 detects the amount of rotation of the axle per time that can be converted into the vehicle speed, or the amount of rotation of the differential gear per time, and transmits the detection result to the ECU 20. The yaw rate sensor 16 detects the yaw rate generated in the vehicle 1 and transmits the detection result to the ECU 20. The G sensor 18 detects the lateral acceleration and the longitudinal acceleration generated in the vehicle 1, and transmits the detection result to the ECU 20. The lateral direction refers to the vehicle width direction along the axle.

車両制御装置2において、ECU(electronic control unit)20が、FRアクチュエータ21の動作を制御し、具体的にはFRモータ22の回転を制御して、前輪FW1,FW2に対して転舵トルクを与える。ECUはCPUを含むマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に各種プログラムを記憶するROM、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートおよび通信ポート等を備えている。   In the vehicle control device 2, an ECU (electronic control unit) 20 controls the operation of the FR actuator 21, specifically, controls the rotation of the FR motor 22 to give a steering torque to the front wheels FW 1 and FW 2. . The ECU is configured as a microprocessor including a CPU, and includes a ROM for storing various programs, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, a communication port, and the like in addition to the CPU.

図2は、車両のロールについて説明するための説明図である。図2(a)は一般的な乗用車1aのロールを示し、図2(b)は車高が高い車両1bのロールを示す。   FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the roll of the vehicle. FIG. 2A shows a roll of a general passenger car 1a, and FIG. 2B shows a roll of a vehicle 1b having a high vehicle height.

図2(b)に示すワンボックス車やワゴン車などの車両1bは、一般的な乗用車1aと比べて車高が高く、その車両1bの重心位置4bも高くなる。そのため、車両1bを運転する場合に、重心位置4bでは乗用車1aの重心位置4aと比べて大きなロールが発生する。   A vehicle 1b such as a one-box vehicle or a wagon vehicle shown in FIG. 2B has a higher vehicle height than a general passenger car 1a, and the center of gravity position 4b of the vehicle 1b also increases. Therefore, when driving the vehicle 1b, a larger roll is generated at the center of gravity position 4b than at the center of gravity position 4a of the passenger car 1a.

ここで、ヨーレートセンサ16およびGセンサ18は、重心位置4bの近くにひとまとめで設けられる。Gセンサ18を低い位置に設ければロールの影響を抑えることができるが、Gセンサ18を車外に設けると耐久性が低くなるため少なくとも車内に設ける必要があり、低い位置に設けるとしても限度がある。したがって、一般的な乗用車1aと比べて、車高が高い車両1bでは、Gセンサ18を設ける位置が高くなりロールの影響を大きく受けることになる。たとえば、ヨーレートセンサ16およびGセンサ18は、運転席と助手席の間のパーキングブレーキやサイドボックスの下方に設けられる。   Here, the yaw rate sensor 16 and the G sensor 18 are collectively provided near the gravity center position 4b. If the G sensor 18 is provided at a low position, the influence of the roll can be suppressed. However, if the G sensor 18 is provided outside the vehicle, the durability becomes low, so it is necessary to provide at least the inside of the vehicle. is there. Therefore, compared with the general passenger car 1a, in the vehicle 1b with a high vehicle height, the position where the G sensor 18 is provided becomes higher and is greatly affected by the roll. For example, the yaw rate sensor 16 and the G sensor 18 are provided below the parking brake and the side box between the driver seat and the passenger seat.

図3は、比較技術における車高が高い車両1bにおける後輪の横滑り量の算出について説明するための図である。比較技術は実施形態と比較するための技術である。図3の縦軸は横加速度であり、横軸は時間である。図3には、Gセンサ18により算出した車両1bの第1横加速度42と、ヨーレートセンサ16および車速センサ30により算出した車両1bの第2横加速度44と、それらをもとに算出した後輪の横滑り量46が示される。図3では、車両1bにロールが発生した状態で車両1bがまっすぐ進んでいる場合を示す。横滑り量は、車両の車幅方向への滑り度合を示し、車両がグリップ走行していればゼロとなる。   FIG. 3 is a diagram for explaining the calculation of the amount of skid of the rear wheels in the vehicle 1b having a high vehicle height according to the comparative technique. The comparison technique is a technique for comparing with the embodiment. The vertical axis in FIG. 3 is the lateral acceleration, and the horizontal axis is time. 3 shows the first lateral acceleration 42 of the vehicle 1b calculated by the G sensor 18, the second lateral acceleration 44 of the vehicle 1b calculated by the yaw rate sensor 16 and the vehicle speed sensor 30, and the rear wheel calculated based on them. The side slip amount 46 is shown. FIG. 3 shows a case where the vehicle 1b is traveling straight in a state where a roll is generated in the vehicle 1b. The side slip amount indicates the degree of slip of the vehicle in the vehicle width direction, and is zero if the vehicle is gripping.

後輪の横滑り量46は、比較技術では下記式(1)により算出されていた。
後輪の横滑り量=Gセンサの横加速度−(ヨーレート×車速)・・・(1)
式(1)の(ヨーレート×車速)の項は、ヨーレートセンサ16および車速センサ30の検出結果から算出した車両1bの第2横加速度44である。
The side slip amount 46 of the rear wheel was calculated by the following equation (1) in the comparative technique.
Side slip amount of rear wheel = lateral acceleration of G sensor− (yaw rate × vehicle speed) (1)
The term (yaw rate × vehicle speed) in the equation (1) is the second lateral acceleration 44 of the vehicle 1 b calculated from the detection results of the yaw rate sensor 16 and the vehicle speed sensor 30.

ロールの影響を大きく受けたGセンサ18はヨーレートセンサ16の出力と比べて位相が遅れる傾向にあり、それぞれのセンサからほぼ同じ横滑り量を算出したとしても、Gセンサ18とヨーレートセンサ16との位相差により後輪の横滑り量46が大きく算出される場合がある。   The G sensor 18 greatly influenced by the roll tends to be delayed in phase as compared with the output of the yaw rate sensor 16, and even if the almost same amount of side slip is calculated from each sensor, the position of the G sensor 18 and the yaw rate sensor 16 is the same. The side slip amount 46 of the rear wheel may be calculated to be large due to the phase difference.

たとえば車両1bの横滑り量46が所定値以上に大きければ、車両状態制御手段により、車両1bの挙動が安定化するように車両1bの横滑りを抑える制御が実行される。そのため、車高の高い車両1bでは後輪の横滑りが発生していなくとも、ロールの影響により車両挙動安定化制御が作動開始される可能性がある。これに対し車両挙動安定化制御の早期の作動を抑えるため、車両挙動安定化制御を開始するまでの横滑り量の不感帯を大きくとるなどの処理をした場合、車両挙動安定化制御の開始が遅れることがあった。   For example, if the side slip amount 46 of the vehicle 1b is larger than a predetermined value, the vehicle state control means executes control for suppressing the side slip of the vehicle 1b so that the behavior of the vehicle 1b is stabilized. For this reason, in the vehicle 1b having a high vehicle height, the vehicle behavior stabilization control may be started due to the influence of the roll even if the rear wheel does not skid. On the other hand, in order to suppress the early operation of the vehicle behavior stabilization control, the start of the vehicle behavior stabilization control will be delayed when processing such as increasing the dead zone of the side slip amount until the vehicle behavior stabilization control is started. was there.

そこで、実施形態の車両制御装置2は、Gセンサ18の代わりに、前輪の転舵力により車両の横加速度を推定して、車両の横滑り量を推定する。これにより、ロールの影響を受けずに、精度良く横滑り量を推定することができる。   Therefore, the vehicle control apparatus 2 according to the embodiment estimates the lateral slip of the vehicle by estimating the lateral acceleration of the vehicle based on the steering force of the front wheels instead of the G sensor 18. Thereby, it is possible to accurately estimate the amount of skid without being affected by the roll.

図4は、ECU20の機能ブロックを示す図である。ECU20は、情報受取部50、車速算出部52、ヨーレート算出部54、転舵力算出部56、横力算出部58、横加速度推定部59、横滑り量推定部60および車両状態制御部62を備える。   FIG. 4 is a diagram illustrating functional blocks of the ECU 20. The ECU 20 includes an information receiving unit 50, a vehicle speed calculation unit 52, a yaw rate calculation unit 54, a turning force calculation unit 56, a lateral force calculation unit 58, a lateral acceleration estimation unit 59, a side slip amount estimation unit 60, and a vehicle state control unit 62. .

情報受取部50は、車両1に設けられた各センサから検出結果を示す信号を受け取り、車速算出部52、ヨーレート算出部54および転舵力算出部56に送出する。車速算出部52は、車速センサ30の検出結果にもとづいて車両の車速を算出する。   The information receiving unit 50 receives a signal indicating the detection result from each sensor provided in the vehicle 1 and sends it to the vehicle speed calculating unit 52, the yaw rate calculating unit 54, and the turning force calculating unit 56. The vehicle speed calculation unit 52 calculates the vehicle speed of the vehicle based on the detection result of the vehicle speed sensor 30.

ヨーレート算出部54は、ヨーレートセンサ16の検出結果にもとづいて車両のヨーレートを算出する。転舵力算出部56は、舵角センサ14の検出結果およびトルクセンサ25の検出結果にもとづいて前輪の転舵トルクを算出する。転舵力算出部56は、運転者による操舵力とEPSによるアシスト力とにより前輪に付与される転舵力を算出する。   The yaw rate calculation unit 54 calculates the yaw rate of the vehicle based on the detection result of the yaw rate sensor 16. The turning force calculation unit 56 calculates the turning torque of the front wheels based on the detection result of the steering angle sensor 14 and the detection result of the torque sensor 25. The turning force calculation unit 56 calculates the turning force applied to the front wheels by the steering force by the driver and the assist force by EPS.

横力算出部58は、転舵力算出部56により算出された転舵力にもとづいて前輪に対して車幅方向に加わる横力を算出する。横力算出部58は、ピニオンギアの半径などの前輪転舵ユニット40の特性をもとに転舵力から前輪の横力を算出する。   The lateral force calculation unit 58 calculates the lateral force applied to the front wheels in the vehicle width direction based on the steering force calculated by the steering force calculation unit 56. The lateral force calculation unit 58 calculates the lateral force of the front wheels from the steering force based on the characteristics of the front wheel steering unit 40 such as the radius of the pinion gear.

横加速度推定部59は、横力算出部58により算出された横力と、ヨーレート算出部54により算出されたヨーレートと、にもとづいて車両1に対して車幅方向に加わる横加速度を推定する。すなわち、横加速度推定部59は、後輪の状態の検出値を含まない前輪の横力にもとづいて車両1全体の横加速度を推定する。   The lateral acceleration estimating unit 59 estimates the lateral acceleration applied to the vehicle 1 in the vehicle width direction based on the lateral force calculated by the lateral force calculating unit 58 and the yaw rate calculated by the yaw rate calculating unit 54. That is, the lateral acceleration estimation unit 59 estimates the lateral acceleration of the entire vehicle 1 based on the lateral force of the front wheels that does not include the detected value of the rear wheel state.

横滑り量推定部60は、車速算出部52、ヨーレート算出部54および横加速度推定部59からそれぞれ車速、ヨーレート、横加速度を受け取って、車速、ヨーレートおよび横加速度にもとづいて後輪の車幅方向への横滑り量を推定する。横加速度推定部59により算出される横加速度は、前輪の転舵力にもとづいているため、横滑り量推定部60は、車速、車両1のヨーレート、および前輪の転舵力にもとづいて後輪の横滑り量を推定している。   The side slip amount estimation unit 60 receives the vehicle speed, yaw rate, and lateral acceleration from the vehicle speed calculation unit 52, the yaw rate calculation unit 54, and the lateral acceleration estimation unit 59, respectively, and moves in the vehicle width direction of the rear wheels based on the vehicle speed, yaw rate, and lateral acceleration. Estimate the amount of skidding. Since the lateral acceleration calculated by the lateral acceleration estimating unit 59 is based on the steering force of the front wheels, the skid amount estimating unit 60 determines the rear wheel based on the vehicle speed, the yaw rate of the vehicle 1, and the steering force of the front wheels. The amount of skidding is estimated.

横滑り量推定部60は、下記式(2)により後輪の横滑り量を算出する。
後輪の横滑り量=前輪の転舵力からの横加速度−(ヨーレート×車速)・・・(2)
この(ヨーレート×車速)の項は、ヨーレートセンサ16および車速センサ30の検出結果から算出した車両1の横加速度であり、実際にGセンサで検出した値ではなく、推定値である。
The skid amount estimating unit 60 calculates the skid amount of the rear wheel by the following equation (2).
Rear wheel side slip amount = lateral acceleration from steering force of front wheel− (yaw rate × vehicle speed) (2)
The term (yaw rate × vehicle speed) is the lateral acceleration of the vehicle 1 calculated from the detection results of the yaw rate sensor 16 and the vehicle speed sensor 30, and is not an actual value detected by the G sensor but an estimated value.

横滑り量推定部60の横滑り量の推定方法は、式(1)と比べて、Gセンサ18の検出結果を用いず、前輪の転舵力にもとづいて推定した横加速度を用いる点が異なる。これによって、車両1のロールの影響を受けたGセンサ18以外の方法で算出した横加速度をもとに、後輪の横滑り量を推定することができる。   The side slip amount estimating method of the side slip amount estimating unit 60 is different from the equation (1) in that the side acceleration estimated based on the steering force of the front wheels is used without using the detection result of the G sensor 18. As a result, the side slip amount of the rear wheel can be estimated based on the lateral acceleration calculated by a method other than the G sensor 18 influenced by the roll of the vehicle 1.

図5は、実施形態に係る後輪の横滑り量を推定した結果を示す図である。図5の縦軸は横加速度であり、横軸は時間である。図5には、転舵力をもとに推定した車両1の第1横加速度70と、ヨーレートセンサ16および車速センサ30により算出した車両1の第2横加速度72と、それらをもとに推定した後輪の横滑り量74が示される。   FIG. 5 is a diagram illustrating a result of estimating the side slip amount of the rear wheel according to the embodiment. The vertical axis in FIG. 5 is the lateral acceleration, and the horizontal axis is the time. FIG. 5 shows the first lateral acceleration 70 of the vehicle 1 estimated based on the steering force, the second lateral acceleration 72 of the vehicle 1 calculated by the yaw rate sensor 16 and the vehicle speed sensor 30, and the estimation based on them. The rear wheel skid amount 74 is shown.

図5では図3に示す条件と同じ条件で横滑り量74が算出されている。すなわち、車高が高い車両1にロールが発生している状態で、横滑り量74を算出している。横加速度推定部59により算出される第1横加速度70は、前輪の転舵力をもとに算出しているため車両のロールの影響は少ない。また、ヨーレートセンサ16および車速センサ30の検出結果から算出した車両1の第2横加速度72も、車両1のロールの影響は少ない。   In FIG. 5, the skid amount 74 is calculated under the same conditions as those shown in FIG. That is, the skid amount 74 is calculated in a state where a roll is generated in the vehicle 1 having a high vehicle height. The first lateral acceleration 70 calculated by the lateral acceleration estimator 59 is calculated based on the steering force of the front wheels, so that the influence of the vehicle roll is small. Further, the second lateral acceleration 72 of the vehicle 1 calculated from the detection results of the yaw rate sensor 16 and the vehicle speed sensor 30 is also less influenced by the roll of the vehicle 1.

したがって、それらの横加速度の位相がロールの影響でずれることを抑え、横滑り量74の推定精度を高めることができる。この横滑り量74をもとに車両挙動安定化制御を実行することで、制御フィーリングを向上することができる。   Accordingly, it is possible to suppress the shift of the phase of the lateral acceleration due to the influence of the roll, and to increase the estimation accuracy of the side slip amount 74. By executing the vehicle behavior stabilization control based on the side slip amount 74, the control feeling can be improved.

実施形態では、転舵力から推定した横加速度を用いて後輪の横滑り量を推定して車両挙動安定化制御に用いる態様を説明したが、この態様に限られず、たとえばGセンサ18から算出した横加速度と、転舵力から推定した横加速度を使い分けてよい。すなわち、式(1)で算出した横滑り量と、式(2)で算出した横滑り量を場合により使い分ける。   In the embodiment, the aspect in which the side slip amount of the rear wheel is estimated using the lateral acceleration estimated from the steering force and used for the vehicle behavior stabilization control is described. However, the present invention is not limited to this aspect. The lateral acceleration and the lateral acceleration estimated from the steering force may be properly used. That is, the side slip amount calculated by the equation (1) and the side slip amount calculated by the equation (2) are properly used depending on the case.

横滑り量推定部60は、所定の条件を満たした場合にGセンサ18から算出した横加速度にもとづいて後輪の横滑り量を算出し、所定の条件を満たさない場合に転舵力から推定した横加速度にもとづいて後輪の横滑り量を算出する。所定の条件は、車両挙動安定化制御を実行の有無であってよい。   The side slip amount estimating unit 60 calculates the side slip amount of the rear wheel based on the lateral acceleration calculated from the G sensor 18 when a predetermined condition is satisfied, and the side slip estimated from the steering force when the predetermined condition is not satisfied. The side slip amount of the rear wheel is calculated based on the acceleration. The predetermined condition may be whether or not the vehicle behavior stabilization control is executed.

つまり、車両挙動安定化制御を実行開始を判定する場合には、前輪の転舵力から推定した横加速度にもとづいて算出した横滑り量を用い、車両挙動安定化制御を実行する間はGセンサ18から算出した横加速度にもとづいて算出した後輪の横滑り量を用いる。これにより、車両挙動安定化制御を適切なタイミングで実行開始しつつ、車両挙動安定化制御を実行している際には推定値ではなくGセンサ18により検出された横加速度を用いることができるため横滑りを抑える制御の性能を向上させることができる。   That is, when it is determined to start the vehicle behavior stabilization control, the G sensor 18 is used during the vehicle behavior stabilization control using the side slip amount calculated based on the lateral acceleration estimated from the steering force of the front wheels. The side slip amount calculated based on the lateral acceleration calculated from the above is used. As a result, the lateral acceleration detected by the G sensor 18 can be used instead of the estimated value when the vehicle behavior stabilization control is being executed while the vehicle behavior stabilization control is being started at an appropriate timing. It is possible to improve the control performance to suppress the side slip.

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The present invention has been described above based on the embodiment. It should be understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are also within the scope of the present invention.

実施形態では車速センサ30として車軸やディファレンシャルギアの回転速度を検出するものを示したが、その態様に限られない。たとえば、車輪にそれぞれ設けられ、車輪の回転速度を検出するセンサであってもよい。   In the embodiment, the vehicle speed sensor 30 is a sensor that detects the rotational speed of an axle or a differential gear, but is not limited thereto. For example, it may be a sensor that is provided on each wheel and detects the rotational speed of the wheel.

また、操舵力およびアシスト力を合わせた転舵力を検出する転舵トルク検出センサが前輪転舵ユニット40に設けられてよい。   Further, a steering torque detection sensor that detects a steering force that combines the steering force and the assist force may be provided in the front wheel steering unit 40.

1 車両、 2 車両制御装置、 4 重心、 10 操舵ハンドル、 11 操舵入力軸、 12 転舵出力軸、 14 舵角センサ、 16 ヨーレートセンサ、 18 Gセンサ、 20 ECU、 21 アクチュエータ、 22 FRモータ、 24 EPSモータ、 25 トルクセンサ、 30 車速センサ、 40 前輪転舵ユニット、 50 情報受取部、 52 車速算出部、 54 ヨーレート算出部、 56 転舵力算出部、 58 横力算出部、 59 横加速度推定部、 60 横滑り量推定部、 62 車両状態制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle, 2 Vehicle control apparatus, 4 Center of gravity, 10 Steering handle, 11 Steering input shaft, 12 Steering output shaft, 14 Steering angle sensor, 16 Yaw rate sensor, 18 G sensor, 20 ECU, 21 Actuator, 22 FR motor, 24 EPS motor, 25 torque sensor, 30 vehicle speed sensor, 40 front wheel steering unit, 50 information receiving unit, 52 vehicle speed calculation unit, 54 yaw rate calculation unit, 56 steering force calculation unit, 58 lateral force calculation unit, 59 lateral acceleration estimation unit 60 Side slip amount estimation part, 62 Vehicle state control part.

Claims (2)

車速を算出する車速検出手段と、
車両のヨーレートを算出するヨーレート検出手段と、
前輪に付与される転舵力を検出する転舵力検出手段と、
前記転舵力にもとづいて前輪に対して車幅方向へ加わる横力を算出する横力算出手段と、
前記横力にもとづいて車両の車幅方向への横加速度を推定する横加速度推定手段と、
車両に発生した横方向の横加速度を検出する横加速度検出手段と、
前記車速、前記ヨーレートおよび横加速度にもとづいて後輪の車幅方向への横滑り量を推定する横滑り量推定手段と、を備え、
前記横滑り量推定手段は、車両挙動安定化制御の実行を開始するまでは、前記横加速度推定手段により推定した横加速度にもとづいて前記後輪の横滑り量を算出し、前記車両挙動安定化制御を実行している間は、前記横加速度検出手段により検出した横加速度にもとづいて前記後輪の横滑り量を算出することを特徴とする車両制御装置。
Vehicle speed detecting means for calculating the vehicle speed;
Yaw rate detection means for calculating the yaw rate of the vehicle;
A turning force detecting means for detecting a turning force applied to the front wheels;
Lateral force calculation means for calculating lateral force applied to the front wheels in the vehicle width direction based on the steering force;
Lateral acceleration estimating means for estimating lateral acceleration in the vehicle width direction of the vehicle based on the lateral force;
Lateral acceleration detecting means for detecting lateral lateral acceleration generated in the vehicle;
A side slip amount estimating means for estimating a side slip amount in the vehicle width direction of the rear wheel based on the vehicle speed, the yaw rate, and the side acceleration,
The side slip amount estimating means calculates the side slip amount of the rear wheel based on the lateral acceleration estimated by the side acceleration estimating means until the execution of the vehicle behavior stabilization control, and performs the vehicle behavior stabilization control. During execution , the vehicle control apparatus is characterized in that the amount of side slip of the rear wheel is calculated based on the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detecting means.
前記横滑り量推定手段は、前記横加速度推定手段により推定された横加速度と、前記ヨーレートおよび前記車速から算出する車両の横加速度との比較にもとづいて前記後輪の横滑り量を推定することを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。   The side slip amount estimation means estimates the side slip amount of the rear wheel based on a comparison between the lateral acceleration estimated by the lateral acceleration estimation means and the lateral acceleration of the vehicle calculated from the yaw rate and the vehicle speed. The vehicle control device according to claim 1.
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