JP2000062593A - 車体スリップアングル規範モデルに基づく車両挙動制御方法 - Google Patents
車体スリップアングル規範モデルに基づく車両挙動制御方法Info
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- JP2000062593A JP2000062593A JP10236016A JP23601698A JP2000062593A JP 2000062593 A JP2000062593 A JP 2000062593A JP 10236016 A JP10236016 A JP 10236016A JP 23601698 A JP23601698 A JP 23601698A JP 2000062593 A JP2000062593 A JP 2000062593A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Hydraulic Control Valves For Brake Systems (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 規範車体スリップアングルβRを目標とし
て、実又は推定車体スリップアングルを、車両に備えら
れたヨーモーメント制御装置により制御するような車両
挙動制御に於ける制御精度を高める。 【解決手段】 車体スリップアングル規範モデルの車輪
舵角δに対する規範車体スリップアングルβRを少なく
とも２次の伝達関数により定めることにより、最小限の
制御量をもって、実用上十分な応答性・安定性を得られ
る制御が可能となる。
て、実又は推定車体スリップアングルを、車両に備えら
れたヨーモーメント制御装置により制御するような車両
挙動制御に於ける制御精度を高める。 【解決手段】 車体スリップアングル規範モデルの車輪
舵角δに対する規範車体スリップアングルβRを少なく
とも２次の伝達関数により定めることにより、最小限の
制御量をもって、実用上十分な応答性・安定性を得られ
る制御が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のより一層高
い応答性及び安定性が得られるように運転者の運転操作
を支援するための車両挙動制御方法に関し、特に規範車
体スリップアングルβRを目標として、実又は推定車体
スリップアングルを、車両に備えられたヨーモーメント
制御装置により制御する方法に関する。
い応答性及び安定性が得られるように運転者の運転操作
を支援するための車両挙動制御方法に関し、特に規範車
体スリップアングルβRを目標として、実又は推定車体
スリップアングルを、車両に備えられたヨーモーメント
制御装置により制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】制動力や駆動力を前後もしくは左右各輪
で個々に制御することによって車両の旋回性を向上させ
る技術がこれまでに種々提案されてきているが、これら
従来技術の多くは、ヨーレイトのごとき車体の運動状態
量を検出し、これをフィードバックして所望の車両挙動
が得られるように制御するものである。しかしながら、
車両がタイヤを介して接地している以上は、車両の運動
性はタイヤの力学特性に支配され、特にコーナリングフ
ォースが飽和する領域では、車体の運動状態量のみに基
づいて所期の旋回性を車両に与えるように制御すること
はきわめて困難である。
で個々に制御することによって車両の旋回性を向上させ
る技術がこれまでに種々提案されてきているが、これら
従来技術の多くは、ヨーレイトのごとき車体の運動状態
量を検出し、これをフィードバックして所望の車両挙動
が得られるように制御するものである。しかしながら、
車両がタイヤを介して接地している以上は、車両の運動
性はタイヤの力学特性に支配され、特にコーナリングフ
ォースが飽和する領域では、車体の運動状態量のみに基
づいて所期の旋回性を車両に与えるように制御すること
はきわめて困難である。
【０００３】そこで本出願人は、タイヤの力学特性が線
形領域を外れている走行条件下にあっても、車両の応答
性、安定性を好ましい状態にすることのできる車両挙動
制御方法およびその装置を、特開平１０−９６５号並び
に、同日出願の特願平１０−２３５４１５号及び特願平
１０−２３５４１７号明細書で提案した。この技術は、
制動（または駆動）を伴う操舵に対し、タイヤの力学特
性が非線形領域であっても好ましい応答を示すヨーイン
グモーメントを、スライディングモード制御（コロナ社
刊・スライディングモード制御参照）でタイヤの前後力
を制御して発生させるものである。これにより、広範囲
な走行条件下に於いて、車両を応答良くかつ安定に制御
できる。しかしながら、発明者のその後の研究によれ
ば、車両挙動制御に於ける目標となるべき規範車体スリ
ップアングルβRが必ずしも最適でない場合があり、制
御量が必要以上に大きくなる場合があることが見出され
た。
形領域を外れている走行条件下にあっても、車両の応答
性、安定性を好ましい状態にすることのできる車両挙動
制御方法およびその装置を、特開平１０−９６５号並び
に、同日出願の特願平１０−２３５４１５号及び特願平
１０−２３５４１７号明細書で提案した。この技術は、
制動（または駆動）を伴う操舵に対し、タイヤの力学特
性が非線形領域であっても好ましい応答を示すヨーイン
グモーメントを、スライディングモード制御（コロナ社
刊・スライディングモード制御参照）でタイヤの前後力
を制御して発生させるものである。これにより、広範囲
な走行条件下に於いて、車両を応答良くかつ安定に制御
できる。しかしながら、発明者のその後の研究によれ
ば、車両挙動制御に於ける目標となるべき規範車体スリ
ップアングルβRが必ずしも最適でない場合があり、制
御量が必要以上に大きくなる場合があることが見出され
た。
【０００４】これが、図１のブロック図及び図２のグラ
フに示されている。即ち、従来は、与えられた車速Ｖに
於いて、車輪舵角δを入力として、一次の伝達関数で表
される車体スリップアングル規範モデル１１により、規
範車体スリップアングルβRを求め、該規範車体スリッ
プアングルを目標値として、左右輪トルク分配装置や４
輪操舵装置等からなるヨーモーメント制御装置１２によ
り車体に対してヨーモーメントを加え、車両１３の挙動
をフィードバックループの一部として、実車体スリップ
アングルβを制御するようにしている。これによれば、
例えば、車速５０〜８０ｋｍ／ｈ以上で或る程度の車体
スリップアングルを伴って旋回を開始したとき、実車体
スリップアングルが２次遅れ的特徴を強く持つため、規
範モデル１１として一次遅れ系を用いた場合には、不必
要なときに、しかも過剰な制御がなされる場合が少なか
らず生じることが見出された。
フに示されている。即ち、従来は、与えられた車速Ｖに
於いて、車輪舵角δを入力として、一次の伝達関数で表
される車体スリップアングル規範モデル１１により、規
範車体スリップアングルβRを求め、該規範車体スリッ
プアングルを目標値として、左右輪トルク分配装置や４
輪操舵装置等からなるヨーモーメント制御装置１２によ
り車体に対してヨーモーメントを加え、車両１３の挙動
をフィードバックループの一部として、実車体スリップ
アングルβを制御するようにしている。これによれば、
例えば、車速５０〜８０ｋｍ／ｈ以上で或る程度の車体
スリップアングルを伴って旋回を開始したとき、実車体
スリップアングルが２次遅れ的特徴を強く持つため、規
範モデル１１として一次遅れ系を用いた場合には、不必
要なときに、しかも過剰な制御がなされる場合が少なか
らず生じることが見出された。
【０００５】このような先行技術の問題点及び発明者の
知見に基づき、本発明の第１の目的は、車両挙動制御に
於ける目標となるべき規範車体スリップアングルβRを
必要かつ充分な精度をもって求めることができるように
改良された車両挙動制御方法を提供することにある。
知見に基づき、本発明の第１の目的は、車両挙動制御に
於ける目標となるべき規範車体スリップアングルβRを
必要かつ充分な精度をもって求めることができるように
改良された車両挙動制御方法を提供することにある。
【０００６】本発明の第２の目的は、車両挙動制御に於
いて、僅かな変更を加えるのみで、制御量が過剰となる
ことを効果的に防止することある。
いて、僅かな変更を加えるのみで、制御量が過剰となる
ことを効果的に防止することある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明は、車輪舵角δ及び車速Ｖに基づき所定
の車体スリップアングル規範モデルから得られる規範車
体スリップアングルβ Rを目標値として、実又は推定車
体スリップアングルを、車両に備えられたヨーモーメン
ト制御装置により制御する方法に於いて、前記車体スリ
ップアングル規範モデルの車輪舵角δに対する規範車体
スリップアングルβRを少なくとも２次の伝達関数によ
り定めることを特徴とする車両挙動制御方法を提供す
る。
ために、本発明は、車輪舵角δ及び車速Ｖに基づき所定
の車体スリップアングル規範モデルから得られる規範車
体スリップアングルβ Rを目標値として、実又は推定車
体スリップアングルを、車両に備えられたヨーモーメン
ト制御装置により制御する方法に於いて、前記車体スリ
ップアングル規範モデルの車輪舵角δに対する規範車体
スリップアングルβRを少なくとも２次の伝達関数によ
り定めることを特徴とする車両挙動制御方法を提供す
る。
【０００８】これによると、車両挙動制御の目的に良く
合致した車体スリップアングル規範モデルが得られ、車
両挙動制御のために必要かつ充分な精度をもって規範車
体スリップアングルを設定することができる。その結果
として、必要最小限の制御量をもって、安定に車両挙動
制御を行うことができる。
合致した車体スリップアングル規範モデルが得られ、車
両挙動制御のために必要かつ充分な精度をもって規範車
体スリップアングルを設定することができる。その結果
として、必要最小限の制御量をもって、安定に車両挙動
制御を行うことができる。
【０００９】この制御の基礎となる転舵角に対する車体
スリップアングルの伝達関数は、次の式により与えられ
る。 βR（ｓ）／δ（ｓ）＝ＧB（１＋ＴBｓ）／（１＋Ｑｓ＋Ｐｓ2）…（１） 但し、 Ｐ＝ｍＩＶ2／４Ｌ2ＫFＫR（１＋ＡＶ2） Ｑ＝｛２ｍ（ＬF 2ＫF＋ＬR 2ＫR）＋２Ｉ（ＫF＋ＫR）｝
／ｍＩＶ ＧB＝｛〔１−（ｍ／２Ｌ）・（ＬF／ＬRＫR）Ｖ2〕／
（１＋ＡＶ2）｝・（ＬR／ＬF） ＧBＴB＝ＩＶ／２Ｌ2ＫR（１＋ＡＶ2） Ａ＝−（ｍ／２Ｌ2）・（ＬFＫF−ＬRＫR）／ＫFＫR ｍ：車両質量、Ｉ：車両の慣性モーメント、Ｖ：車速、
Ｌ：ホイールベース、ＬF：前車軸〜重心間距離、ＬR：
後車軸〜重心間距離、ＫF：前輪のコーナリングパワ
ー、ＫR：後輪のコーナリングパワー
スリップアングルの伝達関数は、次の式により与えられ
る。 βR（ｓ）／δ（ｓ）＝ＧB（１＋ＴBｓ）／（１＋Ｑｓ＋Ｐｓ2）…（１） 但し、 Ｐ＝ｍＩＶ2／４Ｌ2ＫFＫR（１＋ＡＶ2） Ｑ＝｛２ｍ（ＬF 2ＫF＋ＬR 2ＫR）＋２Ｉ（ＫF＋ＫR）｝
／ｍＩＶ ＧB＝｛〔１−（ｍ／２Ｌ）・（ＬF／ＬRＫR）Ｖ2〕／
（１＋ＡＶ2）｝・（ＬR／ＬF） ＧBＴB＝ＩＶ／２Ｌ2ＫR（１＋ＡＶ2） Ａ＝−（ｍ／２Ｌ2）・（ＬFＫF−ＬRＫR）／ＫFＫR ｍ：車両質量、Ｉ：車両の慣性モーメント、Ｖ：車速、
Ｌ：ホイールベース、ＬF：前車軸〜重心間距離、ＬR：
後車軸〜重心間距離、ＫF：前輪のコーナリングパワ
ー、ＫR：後輪のコーナリングパワー
【００１０】この場合の最終的に実現したい好ましい応
答を定義するスライディング面Ｓは、次式で表される。 Ｓ＝Ｐ（ｄ2β／ｄｔ2）＋Ｑ（ｄβ／ｄｔ）＋β −ＧBＴB（ｄδ／ｄｔ）−ＧBδ＝０ …（２）
答を定義するスライディング面Ｓは、次式で表される。 Ｓ＝Ｐ（ｄ2β／ｄｔ2）＋Ｑ（ｄβ／ｄｔ）＋β −ＧBＴB（ｄδ／ｄｔ）−ＧBδ＝０ …（２）
【００１１】（２）式は車体スリップアングルβを０に
収束させるものであり、これを実現するスライディング
条件は次式で表される。
収束させるものであり、これを実現するスライディング
条件は次式で表される。
【００１２】ｄＳ／ｄｔ＝−ｋＳ …（３）
【００１３】また、この制御の基礎となる車体重心回り
のヨーイングモーメントを考慮した車両の平面運動の基
本的な運動方程式は次式で与えられる。
のヨーイングモーメントを考慮した車両の平面運動の基
本的な運動方程式は次式で与えられる。
【００１４】
ｍＶ（ｄβ／ｄｔ＋γ）＝ＹF＋ＹR
Ｉ（ｄγ／ｄｔ）＝ＬFＹF−ＬRＹR＋Ｍｚ …（４）
但し、ＹF：前輪のコーナリングフォース（左右和）、
ＹR：後輪のコーナリングフォース（左右和）、Ｍｚ：
駆動力又は制動力によって発生する重心回りのヨーイン
グモーメント、とする（図７参照）。（２）（３）
（４）式より、 Ｍｚ／Ｉ＝−（ＬFＹF−ＬRＹR）／Ｉ＋（ｓＹF＋ｓＹR）／ｍＶ＋ｃ1ｓδ ＋｛１／（ｓ＋ｃ2）｝・〔ｃ3｛（ＹF＋ＹR）／ｍＶ−γ｝ ＋ｃ4β＋（ｃ5ｓ＋ｃ6）δ｝〕 …（５） 但し、ｃ1〜ｃ6は、Ｐ、Ｑ、ＧB、ＴB及びｋにより表さ
れる定数である。
ＹR：後輪のコーナリングフォース（左右和）、Ｍｚ：
駆動力又は制動力によって発生する重心回りのヨーイン
グモーメント、とする（図７参照）。（２）（３）
（４）式より、 Ｍｚ／Ｉ＝−（ＬFＹF−ＬRＹR）／Ｉ＋（ｓＹF＋ｓＹR）／ｍＶ＋ｃ1ｓδ ＋｛１／（ｓ＋ｃ2）｝・〔ｃ3｛（ＹF＋ＹR）／ｍＶ−γ｝ ＋ｃ4β＋（ｃ5ｓ＋ｃ6）δ｝〕 …（５） 但し、ｃ1〜ｃ6は、Ｐ、Ｑ、ＧB、ＴB及びｋにより表さ
れる定数である。
【００１５】上式より、前後輪のコーナリングフォース
ＹF、ＹR、ヨーレイトγ、車速Ｖ並びに車体スリップア
ングルβの各パラメータを求めれば、好ましい応答を実
現するためのヨーイングモーメントＭｚが求まる。ここ
でトレッド寸法ＬTRは固定値なので、ヨーイングモーメ
ントＭｚが求まれば、最終的に制御するべきタイヤの前
後力Ｘ、即ち制動力（或いは駆動力）の左右比は次式か
ら決定される。
ＹF、ＹR、ヨーレイトγ、車速Ｖ並びに車体スリップア
ングルβの各パラメータを求めれば、好ましい応答を実
現するためのヨーイングモーメントＭｚが求まる。ここ
でトレッド寸法ＬTRは固定値なので、ヨーイングモーメ
ントＭｚが求まれば、最終的に制御するべきタイヤの前
後力Ｘ、即ち制動力（或いは駆動力）の左右比は次式か
ら決定される。
【００１６】Ｍｚ＝（ＸR−ＸL）ＬTR …（６）
【００１７】そして左右のタイヤの前後力ＸR、ＸLを公
知手段（制動力制御：特開平７−６９１９０号公報参
照、駆動力制御：特開平７−１７２７７号公報参照）で
個々に制御することにより、タイヤの力学特性が線形領
域を外れた走行条件下において車両の応答性、安定性を
高めることが可能となる。また、上記アルゴリズムにお
いては、タイヤと路面間の摩擦係数μ、および車体スリ
ップアングルβの値を求めるための手段が備えられてい
れば、特開平１０−９６５号明細書に記載された方法に
より、またそれらの値を求めるための手段が備えられて
いなければ、特願平９−３２６５４０号及び特願平１０
−０６７１９２号を国内優先権主張の基礎とする前記同
日出願の明細書に記載された方法により、実車体スリッ
プアングルβの値を求めることができる。
知手段（制動力制御：特開平７−６９１９０号公報参
照、駆動力制御：特開平７−１７２７７号公報参照）で
個々に制御することにより、タイヤの力学特性が線形領
域を外れた走行条件下において車両の応答性、安定性を
高めることが可能となる。また、上記アルゴリズムにお
いては、タイヤと路面間の摩擦係数μ、および車体スリ
ップアングルβの値を求めるための手段が備えられてい
れば、特開平１０−９６５号明細書に記載された方法に
より、またそれらの値を求めるための手段が備えられて
いなければ、特願平９−３２６５４０号及び特願平１０
−０６７１９２号を国内優先権主張の基礎とする前記同
日出願の明細書に記載された方法により、実車体スリッ
プアングルβの値を求めることができる。
【００１８】図３のブロック図は、本発明の一実施態様
を示すもので、与えられた車速Ｖに於いて、車輪舵角δ
を入力とする車体スリップアングル規範モデル２１を二
次の伝達関数で構成している。この場合の伝達関数の各
項の係数は、上記した理論式又は制御された条件下に於
ける車体の挙動に基づいて同定されたものであって良
い。この規範モデル２１により得られた規範車体スリッ
プアングルを目標値として、左右輪トルク分配装置や４
輪操舵装置等からなるヨーモーメント制御装置２２によ
り車体に対してヨーモーメントを加え、車両２３の挙動
をフィードバックループの一部として、実車体スリップ
アングルを制御するようにしている。これによれば、図
４のグラフに示されるように、規範車体スリップアング
ルを、標準条件下に於ける実車体スリップアングルに良
く近似させることができ、広い範囲の走行条件下に於い
て、必要なときに、適切な制御量をもって制御を行うこ
とができる。
を示すもので、与えられた車速Ｖに於いて、車輪舵角δ
を入力とする車体スリップアングル規範モデル２１を二
次の伝達関数で構成している。この場合の伝達関数の各
項の係数は、上記した理論式又は制御された条件下に於
ける車体の挙動に基づいて同定されたものであって良
い。この規範モデル２１により得られた規範車体スリッ
プアングルを目標値として、左右輪トルク分配装置や４
輪操舵装置等からなるヨーモーメント制御装置２２によ
り車体に対してヨーモーメントを加え、車両２３の挙動
をフィードバックループの一部として、実車体スリップ
アングルを制御するようにしている。これによれば、図
４のグラフに示されるように、規範車体スリップアング
ルを、標準条件下に於ける実車体スリップアングルに良
く近似させることができ、広い範囲の走行条件下に於い
て、必要なときに、適切な制御量をもって制御を行うこ
とができる。
【００１９】一次の伝達関数を組み合わせて二次の伝達
関数を構成することができる。図５に示されるように、
2つの一次の伝達関数の差又は和により車体スリップア
ングル規範モデル１１を構成しても、結果的には、図６
のグラフにより示されるように、二次の伝達関数と等価
な構成を実現することができる。また、系がやや複雑と
なるが、３次以上の高次の伝達関数により車体スリップ
アングル規範モデルを構成することもできる。
関数を構成することができる。図５に示されるように、
2つの一次の伝達関数の差又は和により車体スリップア
ングル規範モデル１１を構成しても、結果的には、図６
のグラフにより示されるように、二次の伝達関数と等価
な構成を実現することができる。また、系がやや複雑と
なるが、３次以上の高次の伝達関数により車体スリップ
アングル規範モデルを構成することもできる。
【００２０】特願平１０−２３５４１５号明細書で提案
した方法に於いて、車体スリップアングル規範モデルを
二次の伝達関数で構成した場合について、以下に図８に
示すフロー図および図９に示すブロック図を参照して説
明する。
した方法に於いて、車体スリップアングル規範モデルを
二次の伝達関数で構成した場合について、以下に図８に
示すフロー図および図９に示すブロック図を参照して説
明する。
【００２１】まず、ステアリングホイールの操舵角θSW
が前輪操舵装置１および後輪操舵装置２に伝達されて前
輪舵角δFおよび後輪舵角δRに変換される。この時の各
種車両状態量（ヨーレイトγ、車速Ｖ、車輪の舵角δ）
を検出する（ステップ１）。次に舵角情報および車速情
報に基づいてタイヤスリップアングル演算器３・４に内
蔵された次式により前後輪のタイヤスリップアングルα
を求める（ステップ２）。
が前輪操舵装置１および後輪操舵装置２に伝達されて前
輪舵角δFおよび後輪舵角δRに変換される。この時の各
種車両状態量（ヨーレイトγ、車速Ｖ、車輪の舵角δ）
を検出する（ステップ１）。次に舵角情報および車速情
報に基づいてタイヤスリップアングル演算器３・４に内
蔵された次式により前後輪のタイヤスリップアングルα
を求める（ステップ２）。
【００２２】
αF＝βe＋（ＬF／Ｖ）γ−δF（前輪） …（７−１）
αR＝βe−（ＬR／Ｖ）γ−δR（後輪） …（７−２）
【００２３】但し、αF：前輪スリップアングル、αR：
後輪スリップアングル、βe：仮想車体スリップアング
ル（前述の規範車体スリップアングルβRに対応す
る）、δF：前輪舵角、δR：後輪舵角、とする。ここで
タイヤスリップアングルαおよび仮想車体スリップアン
グルβeの初期値は、舵角δ＝０、ヨーレイトγ＝０の
時に共に０にリセットされるものとする。
後輪スリップアングル、βe：仮想車体スリップアング
ル（前述の規範車体スリップアングルβRに対応す
る）、δF：前輪舵角、δR：後輪舵角、とする。ここで
タイヤスリップアングルαおよび仮想車体スリップアン
グルβeの初期値は、舵角δ＝０、ヨーレイトγ＝０の
時に共に０にリセットされるものとする。
【００２４】次にコーナリングフォース演算器５・６に
内蔵されたタイヤ力学モデルの式（８）にタイヤスリッ
プアングルαを代入して前後輪のコーナリングフォース
Ｙを求める（ステップ３）。
内蔵されたタイヤ力学モデルの式（８）にタイヤスリッ
プアングルαを代入して前後輪のコーナリングフォース
Ｙを求める（ステップ３）。
【００２５】
【数１】
…（８）
【００２６】但し、μ：タイヤと路面間の摩擦係数、
Ｃ：コーナリングパワー、Ｗ：接地荷重、Ｘ：前後力、
とする。またμは１近傍の適宜な固定値あるいは公知の
手段で求めた推定値であり、ＣはμおよびＷの関数とし
て予め設定されたマップから求めた値であり、Ｗは設計
値を前後および左右加速度で補正した値あるいは懸架装
置に設けたロードセルの出力から求めた値であり、Ｘは
加速度（減速度）から推定するか、あるいは制動液圧ま
たはエンジン出力から求めた値である。なお、前後力Ｘ
を常に０に固定したり、接地荷重Ｗを固定値としたりし
て、タイヤ力学モデルの式（８）からコーナリングフォ
ースＹを求めても良い。この場合は、仮想車体スリップ
アングルβeの推定精度が低下するが、車両挙動制御の
安定性が大幅に低下することはない。
Ｃ：コーナリングパワー、Ｗ：接地荷重、Ｘ：前後力、
とする。またμは１近傍の適宜な固定値あるいは公知の
手段で求めた推定値であり、ＣはμおよびＷの関数とし
て予め設定されたマップから求めた値であり、Ｗは設計
値を前後および左右加速度で補正した値あるいは懸架装
置に設けたロードセルの出力から求めた値であり、Ｘは
加速度（減速度）から推定するか、あるいは制動液圧ま
たはエンジン出力から求めた値である。なお、前後力Ｘ
を常に０に固定したり、接地荷重Ｗを固定値としたりし
て、タイヤ力学モデルの式（８）からコーナリングフォ
ースＹを求めても良い。この場合は、仮想車体スリップ
アングルβeの推定精度が低下するが、車両挙動制御の
安定性が大幅に低下することはない。
【００２７】次に上記のようにして求めた前輪コーナリ
ングフォースＹFおよび後輪コーナリングフォースＹRに
基づいて仮想車体スリップアングル演算器７で、以下の
式（９）、（１０）、（１１）に基づき、仮想車体スリ
ップアングルβeを得ることができる。（ステップ
４）。 ｄＶy／ｄｔ＝（ＹF＋ＹR）／ｍ−γＶx …（９） Ｖy＝∫｛〔（ＹF＋ＹR）／ｍ〕−γＶx｝ｄｔ …（１０） βe＝ｔａｎ-1（Ｖy／Ｖx） …（１１） この場合、通常、車速は車輪の回転速度を検出する車速
センサにより測定するのが一般的であることから、車体
前後速Ｖxとしては、車速センサの出力をそのまま用い
ると良い。また、前記式（７‐１）、（７‐２）に於け
る車速Ｖも、車体前後速Ｖxで置き換えた方が精度は高
くなる。
ングフォースＹFおよび後輪コーナリングフォースＹRに
基づいて仮想車体スリップアングル演算器７で、以下の
式（９）、（１０）、（１１）に基づき、仮想車体スリ
ップアングルβeを得ることができる。（ステップ
４）。 ｄＶy／ｄｔ＝（ＹF＋ＹR）／ｍ−γＶx …（９） Ｖy＝∫｛〔（ＹF＋ＹR）／ｍ〕−γＶx｝ｄｔ …（１０） βe＝ｔａｎ-1（Ｖy／Ｖx） …（１１） この場合、通常、車速は車輪の回転速度を検出する車速
センサにより測定するのが一般的であることから、車体
前後速Ｖxとしては、車速センサの出力をそのまま用い
ると良い。また、前記式（７‐１）、（７‐２）に於け
る車速Ｖも、車体前後速Ｖxで置き換えた方が精度は高
くなる。
【００２８】この仮想車体スリップアングルβeをタイ
ヤスリップアングル演算器３・４に帰還することによ
り、結果として実用上十分な擬似的車体スリップアング
ル値が得られるので、これを上記（５）式で定義される
スライディングモード演算器８に入力することにより、
車体スリップアングルを、（１）式に従う２次の伝達関
数の特性で操舵角に応答したものに収束させる制御の基
礎となるヨーイングモーメントＭｚが得られる（ステッ
プ５）。この値から上記（６）式について前記したのと
同様にして左右のタイヤの前後力ＸR・ＸLを決定し（ス
テップ６）、車両９を制御する。
ヤスリップアングル演算器３・４に帰還することによ
り、結果として実用上十分な擬似的車体スリップアング
ル値が得られるので、これを上記（５）式で定義される
スライディングモード演算器８に入力することにより、
車体スリップアングルを、（１）式に従う２次の伝達関
数の特性で操舵角に応答したものに収束させる制御の基
礎となるヨーイングモーメントＭｚが得られる（ステッ
プ５）。この値から上記（６）式について前記したのと
同様にして左右のタイヤの前後力ＸR・ＸLを決定し（ス
テップ６）、車両９を制御する。
【００２９】ところで、本制御アルゴリズムにおいて
は、タイヤと路面間の摩擦係数μを変数とせずに例えば
１に固定しても車両挙動制御の安定性が確保される。こ
の点の妥当性について以下にシミュレーションによっ
て、無制御の場合と対比して以下に検証する。
は、タイヤと路面間の摩擦係数μを変数とせずに例えば
１に固定しても車両挙動制御の安定性が確保される。こ
の点の妥当性について以下にシミュレーションによっ
て、無制御の場合と対比して以下に検証する。
【００３０】＜比較例２‐１＞実μ＝１．０の路面で、
本発明の制御を行うことなく、初速１２０ｋｍ／ｈから
−０．４Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に
６０°ずつ操舵した場合を図１０に示す。この場合、車
体がスピンし、車両挙動が車不安定となることが分か
る。
本発明の制御を行うことなく、初速１２０ｋｍ／ｈから
−０．４Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に
６０°ずつ操舵した場合を図１０に示す。この場合、車
体がスピンし、車両挙動が車不安定となることが分か
る。
【００３１】＜実施例２‐１＞実μ＝１．０の路面で、
設定μ＝１．０とし、初速１２０ｋｍ／ｈから−０．４
Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に６０°ず
つ操舵した場合を図１１に示す。これの場合、車体スリ
ップアングルの仮想値βeと実値βとが一致しており、
ヨーレイトγ、横加速度ＹGが共にステアリングホイー
ルの操舵に位相遅れなく追従している。つまり設定μと
実μとが等しいと限界車両運動性の向上に大きな効果の
あることが分かる。
設定μ＝１．０とし、初速１２０ｋｍ／ｈから−０．４
Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に６０°ず
つ操舵した場合を図１１に示す。これの場合、車体スリ
ップアングルの仮想値βeと実値βとが一致しており、
ヨーレイトγ、横加速度ＹGが共にステアリングホイー
ルの操舵に位相遅れなく追従している。つまり設定μと
実μとが等しいと限界車両運動性の向上に大きな効果の
あることが分かる。
【００３２】＜実施例２‐２＞実μ＝１．０の路面で、
設定μ＝０．２とし、初速１２０ｋｍ／ｈから−０．４
Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に６０°ず
つ操舵した場合を図１２に示す。この場合、実μよりも
設定μが低いにもかかわらず、仮想車体スリップアング
ルβeと実車体スリップアングルβとの間にやや偏差が
生じるものの、安定性は損なわれないことが分かる。
設定μ＝０．２とし、初速１２０ｋｍ／ｈから−０．４
Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に６０°ず
つ操舵した場合を図１２に示す。この場合、実μよりも
設定μが低いにもかかわらず、仮想車体スリップアング
ルβeと実車体スリップアングルβとの間にやや偏差が
生じるものの、安定性は損なわれないことが分かる。
【００３３】＜比較例２‐２＞実μ＝０．２の路面で、
本発明の制御を行うことなく、初速１００ｋｍ／ｈから
−０．１Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に
６０°ずつ操舵した場合を図１３に示す。この場合も、
車体がスピンし、車両挙動が不安定となることが分か
る。
本発明の制御を行うことなく、初速１００ｋｍ／ｈから
−０．１Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に
６０°ずつ操舵した場合を図１３に示す。この場合も、
車体がスピンし、車両挙動が不安定となることが分か
る。
【００３４】＜実施例２‐３＞実μ＝０．２の路面で、
設定μ＝０．２とし、初速１００ｋｍ／ｈから−０．１
Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に６０°ず
つ操舵した場合を図１４に示す。これの場合、車体スリ
ップアングルの仮想値βeと実値βとが一致しており、
ヨーレイトγ、横加速度ＹGが共にステアリングホイー
ルの操舵に位相遅れなく追従している。つまり設定μと
実μとが等しいと限界車両運動性の向上に大きな効果の
あることが分かる。
設定μ＝０．２とし、初速１００ｋｍ／ｈから−０．１
Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に６０°ず
つ操舵した場合を図１４に示す。これの場合、車体スリ
ップアングルの仮想値βeと実値βとが一致しており、
ヨーレイトγ、横加速度ＹGが共にステアリングホイー
ルの操舵に位相遅れなく追従している。つまり設定μと
実μとが等しいと限界車両運動性の向上に大きな効果の
あることが分かる。
【００３５】＜実施例２‐４＞実μ＝０．２の路面で、
設定μ＝１．０とし、初速１００ｋｍ／ｈから−０．１
Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に６０°ず
つ操舵した場合を図１５に示す。この場合、実施例２‐
２の場合とは逆に、実μよりも設定μが高いことから、
仮想車体スリップアングルβeと実車体スリップアング
ルβとの間の偏差が一層小さく、かなり高い安定性が得
られることが分かる。
設定μ＝１．０とし、初速１００ｋｍ／ｈから−０．１
Ｇで減速しつつステアリングホイールを左右に６０°ず
つ操舵した場合を図１５に示す。この場合、実施例２‐
２の場合とは逆に、実μよりも設定μが高いことから、
仮想車体スリップアングルβeと実車体スリップアング
ルβとの間の偏差が一層小さく、かなり高い安定性が得
られることが分かる。
【００３６】以上から、設定μが実μよりも高い分には
応答性・安定性にさしたる実害は生じないので、実用上
は１に固定しても支障ないと言えるが、例えば晴天、降
雨、降雪程度に幾段階かにμの設定値を変えても良い。
また、以上は４輪操舵車両に本発明を適用した場合につ
いて説明したが、本発明は前輪のみを操舵する車両にも
適用できる。その場合は、図８に示すように、単純に後
輪舵角に関する項がなくなり、つまり後輪舵角を０（δ
R＝０）とおくだけで他は全く同様に扱うことができ
る。
応答性・安定性にさしたる実害は生じないので、実用上
は１に固定しても支障ないと言えるが、例えば晴天、降
雨、降雪程度に幾段階かにμの設定値を変えても良い。
また、以上は４輪操舵車両に本発明を適用した場合につ
いて説明したが、本発明は前輪のみを操舵する車両にも
適用できる。その場合は、図８に示すように、単純に後
輪舵角に関する項がなくなり、つまり後輪舵角を０（δ
R＝０）とおくだけで他は全く同様に扱うことができ
る。
【００３７】
【発明の効果】このように本発明によれば、車両挙動制
御において、車体スリップアングル規範モデルの設定を
僅かに改善することにより、制御精度を格段に高め、最
小限の制御量をもって、実用上十分な応答性・安定性を
得られる制御が可能となる。
御において、車体スリップアングル規範モデルの設定を
僅かに改善することにより、制御精度を格段に高め、最
小限の制御量をもって、実用上十分な応答性・安定性を
得られる制御が可能となる。
【図１】従来技術に基づく車両挙動のため制御系の簡略
ブロック図。
ブロック図。
【図２】図１の制御系の応答偏差を示すグラフ。
【図３】本発明に基づく車両挙動のため制御系の簡略ブ
ロック図。
ロック図。
【図４】図３の制御系の応答偏差を示すグラフ。
【図５】本発明の別の実施態様に基づく車両挙動のため
制御系の簡略ブロック図。
制御系の簡略ブロック図。
【図６】図５の制御系の応答偏差を示すグラフ。
【図７】車両の平面運動を表す説明図。
【図８】本発明による制御の基本的フローチャート。
【図９】本発明の好適実施態様に於ける４輪操舵車両の
制御系のブロック図。
制御系のブロック図。
【図１０】本発明の第１参考例の車両挙動特性線図。
【図１１】本発明の第１実施例の車両挙動特性線図。
【図１２】本発明の第２実施例の車両挙動特性線図。
【図１３】本発明の第２参考例の車両挙動特性線図。
【図１４】本発明の第３実施例の車両挙動特性線図。
【図１５】本発明の第４実施例の車両挙動特性線図。
１・２ 操舵装置
３・４ タイヤスリップアングル演算器
５・６ コーナリングフォース演算器
７ 車体スリップアングル演算器
８ スライディングモード演算器
９ 車両
１１・２１ 車体スリップアングル規範モデル
１２・２２ ヨーモーメント制御装置
１３・２３ 車両
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 芝端 康二
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
Ｆターム(参考） 3D045 BB37 EE21 GG26 GG27
3D046 BB25 GG10 HH08 HH22 KK11
KK12
Claims (3)
- 【請求項１】 車輪舵角δ及び車速Ｖに基づき所定の車
体スリップアングル規範モデルから得られる規範車体ス
リップアングルβRを目標値として、実又は推定車体ス
リップアングルβを、車両に備えられたヨーモーメント
制御装置により制御する方法に於いて、前記車体スリッ
プアングル規範モデルの車輪舵角δに対する規範車体ス
リップアングルβRを少なくとも２次の伝達関数により
定めることを特徴とする車両挙動制御方法。 - 【請求項２】 前記ヨーモーメント制御装置が左右輪ト
ルク分配装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の
車両挙動制御方法。 - 【請求項３】 前記ヨーモーメント制御装置が４輪操舵
装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両挙動
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10236016A JP2000062593A (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 車体スリップアングル規範モデルに基づく車両挙動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10236016A JP2000062593A (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 車体スリップアングル規範モデルに基づく車両挙動制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000062593A true JP2000062593A (ja) | 2000-02-29 |
Family
ID=16994533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10236016A Pending JP2000062593A (ja) | 1998-08-21 | 1998-08-21 | 車体スリップアングル規範モデルに基づく車両挙動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000062593A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003531066A (ja) * | 2000-04-19 | 2003-10-21 | コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト | 自動車用のドライビングダイナミクス量をオンラインで決定する方法 |
-
1998
- 1998-08-21 JP JP10236016A patent/JP2000062593A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003531066A (ja) * | 2000-04-19 | 2003-10-21 | コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト | 自動車用のドライビングダイナミクス量をオンラインで決定する方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050121 |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060124 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060523 |