JP2005145106A - Vehicle motion control device - Google Patents

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JP2005145106A JP2003381434A JP2003381434A JP2005145106A JP 2005145106 A JP2005145106 A JP 2005145106A JP 2003381434 A JP2003381434 A JP 2003381434A JP 2003381434 A JP2003381434 A JP 2003381434A JP 2005145106 A JP2005145106 A JP 2005145106A
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Makoto Uemura
誠 植村
Yoshiki Yasuno
芳樹 安野
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle motion control device capable of controlling the behavior of a vehicle in a stable direction even if a drive force difference occurs on right and left drive wheels. <P>SOLUTION: This vehicle motion control device comprises a vehicle motion control means which calculates the front wheel auxiliary steer angle or rear wheel auxiliary steer angle of a vehicle model based on the detected steering wheel steer angle and vehicle speed and outputs instruction signals to an auxiliary steer angle adding means. The device also comprises a drive force difference detection means detecting the drive force difference between the right and left drive wheels and an auxiliary steer angle correction means correcting the auxilary steer angle based on the detected drive force difference. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、前輪もしくは後輪に補助舵角を与える操舵制御装置を備え、車両の挙動制御を行う車両運動制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle motion control device that includes a steering control device that gives an auxiliary steering angle to a front wheel or a rear wheel, and controls behavior of the vehicle.

従来、駆動輪のスリップ時に車両挙動の安定を図る技術として、特許文献1に記載の技術が記載されている。この公報には、後輪に補助舵角を付与する構成において、駆動輪のスリップ時に、前輪駆動車の場合は後輪操舵角として前輪と逆相操舵を実行してアンダーステア傾向を緩和し、後輪駆動車の場合は後輪操舵角として前輪と同相操舵を実行してオーバーステア傾向を抑制する技術が開示されている。
特開平5−170122号公報。
Conventionally, a technique described in Patent Document 1 is described as a technique for stabilizing vehicle behavior when a drive wheel slips. In this publication, in a configuration in which an auxiliary rudder angle is given to the rear wheel, when the drive wheel slips, in the case of a front wheel drive vehicle, the rear wheel steering angle is used as a rear wheel steering angle to perform reverse-phase steering to alleviate the understeer tendency, In the case of a wheel drive vehicle, a technique is disclosed in which an in-phase steering with the front wheels is performed as the rear wheel steering angle to suppress the oversteer tendency.
JP-A-5-170122.

ここで、駆動力とは、作用反作用の関係から、路面摩擦係数によって上限値が制限される。駆動装置から駆動輪に出力される左右駆動力が同じであったとしても、一方の駆動輪の接地する路面摩擦係数のみが低い場合には、この駆動輪の駆動力は小さくなり、他方の駆動輪(路面摩擦係数が高い方)の駆動力は大きくなる。よって、左右駆動力差に起因するヨーモーメントが発生する。このような状況下において、特許文献1に記載の技術にあっては、駆動輪のスリップ量に基づいて補正しているのみであるため、所望の車両挙動を得るための操舵目標値を得ることができず、運転者に違和感を与える虞があった。   Here, the upper limit value of the driving force is limited by the road surface friction coefficient from the relationship of action and reaction. Even if the left and right driving forces output from the driving device to the driving wheels are the same, if only the road surface friction coefficient of one driving wheel is grounded, the driving force of the driving wheel is reduced and the other driving force is reduced. The driving force of the wheel (the one with the higher road surface friction coefficient) becomes larger. Therefore, a yaw moment is generated due to the left / right driving force difference. Under such circumstances, the technique described in Patent Document 1 only corrects based on the slip amount of the drive wheel, and therefore obtains a steering target value for obtaining a desired vehicle behavior. There was a risk that the driver could feel uncomfortable.

本発明は、左右駆動輪に駆動力差が発生した場合でも、車両の挙動を安定方向に制御可能な車両運動制御装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a vehicle motion control device capable of controlling the behavior of a vehicle in a stable direction even when a driving force difference occurs between left and right drive wheels.

上記目的を達成するため、検出されたハンドル操舵角及び車速に基づいて車両モデルから前輪補助舵角、若しくは後輪補助舵角を算出し、補助舵角付与手段に指令信号を出力する車両運動制御手段を備えた車両運動制御装置において、左右駆動輪の駆動力差を検出する駆動力差検出手段と、検出された駆動力差に基づいて、前記補助舵角を修正する補助舵角修正手段とを設けたことすることで、上記課題を解決するに至った。   In order to achieve the above object, vehicle motion control that calculates a front wheel auxiliary rudder angle or a rear wheel auxiliary rudder angle from a vehicle model based on the detected steering angle and vehicle speed, and outputs a command signal to the auxiliary rudder angle giving means. In the vehicle motion control apparatus comprising the means, a driving force difference detecting means for detecting a driving force difference between the left and right driving wheels, and an auxiliary steering angle correcting means for correcting the auxiliary steering angle based on the detected driving force difference. As a result, the above-mentioned problems have been solved.

本願発明にあっては、左右駆動輪の駆動力差に基づいて補助舵角を修正することで車両挙動の変動を抑制することが可能となり、運転者の違和感を抑制することができる。   In the present invention, by correcting the auxiliary steering angle on the basis of the driving force difference between the left and right driving wheels, it is possible to suppress fluctuations in the vehicle behavior and to suppress the driver's uncomfortable feeling.

以下、本発明における車両用操舵制御装置の実施形態について実施例をもとに説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, although the embodiment of the steering control device for vehicles in the present invention is described based on an example, the present invention is not limited to the example.

本発明の車両用操舵制御装置は、前後輪に補助舵角を与える前後輪補助舵角制御装置と、4輪のブレーキ力を制御することで車両挙動を制御するブレーキ制御装置が備えられている。   The vehicle steering control device of the present invention includes a front and rear wheel auxiliary steering angle control device that gives auxiliary steering angles to the front and rear wheels, and a brake control device that controls vehicle behavior by controlling the braking force of four wheels. .

図1は実施例1における前後輪補助操舵制御装置及びブレーキ制御装置を備えた車両挙動制御装置の基本構成を示す全体システム図である。実施例1の車両用操舵制御装置が適用される車両の前輪12L,12Rには、運転者の操舵入力に基づき前輪12L,12Rを操舵するステアリングユニット14が設けられている。更に、ステアリングユニット14には、電動モータにより前輪12L,12Rに補助舵角を与える前輪操舵アクチュエータ7が設けられている。また、後輪13L,13Rに補助舵角を与える後輪操舵アクチュエータ8が設けられている。   FIG. 1 is an overall system diagram illustrating a basic configuration of a vehicle behavior control device including a front and rear wheel auxiliary steering control device and a brake control device according to a first embodiment. A steering unit 14 for steering the front wheels 12L and 12R based on a driver's steering input is provided on the front wheels 12L and 12R of the vehicle to which the vehicle steering control device of the first embodiment is applied. Further, the steering unit 14 is provided with a front wheel steering actuator 7 that gives an auxiliary steering angle to the front wheels 12L and 12R by an electric motor. Further, a rear wheel steering actuator 8 for providing an auxiliary steering angle to the rear wheels 13L and 13R is provided.

前輪操舵アクチュエータ7及び後輪操舵アクチュエータ8は、前輪操舵コントローラ4及び後輪操舵コントローラ5からの指令に基づいて、電動モータにより前輪12L,12R及び後輪13L,13Rに所望の舵角を付与するよう構成されている。このとき、前輪操舵コントローラ4には、前輪の実舵角を検出する前輪側舵角センサ41からの前輪舵角が入力され、目標前輪舵角に一致するようにフィードバック制御が実行される。同様に後輪操舵コントローラ5には、後輪の実舵角を検出する後輪側舵角センサ51からの後輪舵角が入力され、目標後輪舵角に一致するようにフィードバック制御が実行される。尚、具体的な付与機構については周知技術であるため説明を省略する。   The front wheel steering actuator 7 and the rear wheel steering actuator 8 give desired steering angles to the front wheels 12L and 12R and the rear wheels 13L and 13R by an electric motor based on commands from the front wheel steering controller 4 and the rear wheel steering controller 5. It is configured as follows. At this time, the front wheel steering controller 4 receives the front wheel steering angle from the front wheel side steering angle sensor 41 that detects the actual steering angle of the front wheels, and executes feedback control so as to match the target front wheel steering angle. Similarly, the rear wheel steering controller 5 receives the rear wheel steering angle from the rear wheel side steering angle sensor 51 that detects the actual steering angle of the rear wheel, and executes feedback control so as to match the target rear wheel steering angle. Is done. Note that a specific providing mechanism is a well-known technique and will not be described.

また、各車輪のブレーキ液圧を独立に制御可能なブレーキアクチュエータ9が設けられている。ブレーキコントローラ6からの指令に基づいて、四輪のブレーキ液圧を所望の液圧に制御するよう構成されている。ブレーキコントローラ6には、各輪のブレーキ液圧を検出する圧力センサ10からの圧力が入力され、目標液圧に一致するようにフィードバック制御が実行される。尚、具体的な液圧制御機構については周知技術であるため説明を省略する。   A brake actuator 9 is provided that can independently control the brake hydraulic pressure of each wheel. Based on a command from the brake controller 6, the brake fluid pressure of the four wheels is controlled to a desired fluid pressure. The brake controller 6 receives the pressure from the pressure sensor 10 that detects the brake fluid pressure of each wheel, and executes feedback control so as to match the target fluid pressure. Note that a specific hydraulic pressure control mechanism is a well-known technique and will not be described.

操舵制御コントローラ3には、パルスエンコーダ等を用いて運転者の操舵角度θを検出する操舵角センサ1(ハンドル操舵角検出手段に相当),車両の実車速Vを検出する車速センサ2(車速検出手段に相当),各輪のホイルシリンダ圧を検出する圧力センサ10、各輪の車輪速を検出する車輪速センサ11からの検出信号が入力される。これらの入力信号に基づいて、前輪補助舵角、後輪補助舵角及びブレーキ液圧を演算し、各アクチュエータに対して指令信号を出力する。以下、操舵制御コントローラ3の構成について説明する。   A steering control controller 3 includes a steering angle sensor 1 (corresponding to a steering wheel angle detection means) that detects a driver's steering angle θ using a pulse encoder or the like, and a vehicle speed sensor 2 (vehicle speed detection) that detects an actual vehicle speed V of the vehicle. The detection signals from the pressure sensor 10 for detecting the wheel cylinder pressure of each wheel and the wheel speed sensor 11 for detecting the wheel speed of each wheel are inputted. Based on these input signals, the front wheel auxiliary rudder angle, the rear wheel auxiliary rudder angle and the brake fluid pressure are calculated, and command signals are output to the actuators. Hereinafter, the configuration of the steering control controller 3 will be described.

図2は操舵制御コントローラ3の構成を表すブロック図である。操舵制御コントローラ3は、目標値生成部31、目標出力値生成部32から構成されている。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the steering control controller 3. The steering control controller 3 includes a target value generation unit 31 and a target output value generation unit 32.

目標値生成部31は、図3の目標値生成部31の構成を表すブロック図に示すように、車両モデル演算部311と目標値演算部312から構成されている。
車両モデル演算部311は、操舵角度θと車体速Vから2輪モデルを用いて車両パラメータを演算する。車両パラメータの演算については後で詳細に説明する。
目標値演算部312は、操舵角度θ、車体速V及び車両パラメータから、車両の目標ヨーレイトψ'*と目標横速度V*yを決定する。
The target value generation unit 31 includes a vehicle model calculation unit 311 and a target value calculation unit 312 as shown in the block diagram showing the configuration of the target value generation unit 31 in FIG.
The vehicle model calculation unit 311 calculates vehicle parameters from the steering angle θ and the vehicle body speed V using a two-wheel model. The vehicle parameter calculation will be described in detail later.
The target value calculation unit 312 determines the target yaw rate ψ ′ * and the target lateral velocity V * y of the vehicle from the steering angle θ, the vehicle body speed V, and the vehicle parameters.

目標出力値生成部32は、図4の目標出力値生成部32の構成を表すブロック図に示すように、目標後輪舵角演算部321,目標前輪舵角及び目標ブレーキ液圧演算部322及び目標前後輪修正操舵角演算部323から構成されている。
目標前輪舵角演算部321は、車両の目標ヨーレイトψ'*と目標横速度V*yから目標後輪舵角δ*を決定する。
目標前輪舵角及び目標ブレーキ液圧演算部322は、車両の目標ヨーレイトψ'*,目標横速度V*y,目標後輪舵角δ*とから目標前輪舵角θ*及び各輪の目標ブレーキ液圧P* brを決定する。
目標前後輪修正操舵角演算部323は、左駆動輪回転角速度ωL,右駆動輪回転角速度ωR,左駆動輪ブレーキ液圧PBL,右駆動輪ブレーキ液圧PBR,目標後輪舵角δ*及び目標前輪舵角θ*から、路面摩擦係数の異なる路面を走行した場合の後輪舵角目標値δ* s、路面摩擦係数の異なる路面を走行した場合の前輪舵角目標値θ* s、最終的な後輪舵角目標値δ* f、最終的な前輪舵角目標値θ* fを決定する。
As shown in the block diagram showing the configuration of the target output value generation unit 32 in FIG. 4, the target output value generation unit 32 has a target rear wheel steering angle calculation unit 321, a target front wheel steering angle and target brake hydraulic pressure calculation unit 322, and The target front / rear wheel correction steering angle calculation unit 323 is configured.
The target front wheel steering angle calculation unit 321 determines the target rear wheel steering angle δ * from the target yaw rate ψ ′ * of the vehicle and the target lateral speed V * y.
The target front wheel steering angle and target brake hydraulic pressure calculation unit 322 calculates the target front wheel steering angle θ * and the target brake of each wheel from the target yaw rate ψ ′ * , the target lateral speed V * y, and the target rear wheel steering angle δ * of the vehicle. Determine the hydraulic pressure P * br .
The target front and rear wheel correction steering angle calculation unit 323 includes a left driving wheel rotation angular velocity ω L , a right driving wheel rotation angular velocity ω R , a left driving wheel brake hydraulic pressure P BL , a right driving wheel brake hydraulic pressure P BR , and a target rear wheel steering angle. From δ * and target front wheel steering angle θ * , rear wheel steering angle target value δ * s when driving on road surfaces with different road surface friction coefficients, and front wheel steering angle target value θ * when driving on road surfaces with different road surface friction coefficients s , the final rear wheel steering angle target value δ * f , and the final front wheel steering angle target value θ * f are determined.

前輪操舵コントローラ4は、前輪側舵角センサ41から検出された前輪の実舵角が目標前輪舵角θ*と一致するように前輪操舵アクチュエータ7を制御する。 The front wheel steering controller 4 controls the front wheel steering actuator 7 so that the actual front wheel steering angle detected by the front wheel side steering angle sensor 41 matches the target front wheel steering angle θ * .

後輪操舵コントローラ5は、後輪側舵角センサ51から検出された後輪の実舵角が目標前輪舵角δ*と一致するように後輪操舵アクチュエータ8を制御する。 The rear wheel steering controller 5 controls the rear wheel steering actuator 8 so that the actual steering angle of the rear wheel detected from the rear wheel side steering angle sensor 51 coincides with the target front wheel steering angle δ * .

ブレーキコントローラ6は、圧力センサ10から検出された各輪のホイルシリンダ圧を各輪の目標ブレーキ液圧P* brと一致するようにブレーキアクチュエータ9を制御する。 The brake controller 6 controls the brake actuator 9 so that the wheel cylinder pressure of each wheel detected from the pressure sensor 10 matches the target brake fluid pressure P * br of each wheel.

〔車両モデル演算部311における車両モデル演算〕
車両モデル演算部311は、以下に示す車両モデルから、車両パラメータを演算する。
一般に、2輪モデルを仮定すると、車両のヨーレイトと横速度は、下記式1で表せる。
(式1)

Figure 2005145106
ここで、
Figure 2005145106
(式2)
Figure 2005145106
である。 [Vehicle Model Calculation in Vehicle Model Calculation Unit 311]
The vehicle model calculation unit 311 calculates vehicle parameters from the vehicle model shown below.
In general, assuming a two-wheel model, the yaw rate and lateral speed of the vehicle can be expressed by the following equation (1).
(Formula 1)
Figure 2005145106
here,
Figure 2005145106
(Formula 2)
Figure 2005145106
It is.

状態方程式より前輪操舵に対するヨーレイト、横速度の伝達関数を求めると、下記式(3)及び式(4)で表される。
(式3)

Figure 2005145106
(式4)
Figure 2005145106
となる。
Figure 2005145106
When the transfer function of the yaw rate and the lateral speed with respect to the front wheel steering is obtained from the state equation, it is expressed by the following equations (3) and (4).
(Formula 3)
Figure 2005145106
(Formula 4)
Figure 2005145106
It becomes.
Figure 2005145106

ヨーレイト伝達関数は、式3より下記式(5)と表される。
(式5)

Figure 2005145106
ここで、
(式6)
Figure 2005145106
The yaw rate transfer function is expressed by the following equation (5) from equation 3.
(Formula 5)
Figure 2005145106
here,
(Formula 6)
Figure 2005145106

同様に横速度伝達関数は、式4より下記式7と表される。
(式7)

Figure 2005145106
ここで、
(式8)
Figure 2005145106
Similarly, the lateral velocity transfer function is expressed by the following equation 7 from equation 4.
(Formula 7)
Figure 2005145106
here,
(Formula 8)
Figure 2005145106

以上から、車両パラメータ

Figure 2005145106
が求められる。 From the above, vehicle parameters
Figure 2005145106
Is required.

〔目標値演算部312における目標値演算〕
目標値演算部312における車速、車両パラメータと後述する目標値パラメータから目標ヨーレイトと目標横速度を求める。
[Target Value Calculation in Target Value Calculation Unit 312]
A target yaw rate and a target lateral speed are obtained from the vehicle speed and vehicle parameters in the target value calculation unit 312 and a target value parameter described later.

目標ヨーレイトは、式5から下記式9により表される。
(式9)

Figure 2005145106
The target yaw rate is expressed by the following equation 9 from equation 5.
(Formula 9)
Figure 2005145106

目標横速度は、式7から下記式10により表される。
(式10)

Figure 2005145106
The target lateral velocity is expressed by the following equation 10 from equation 7.
(Formula 10)
Figure 2005145106

ここで、目標ヨーレイトのパラメータは、下記式11で表される。
(式11)

Figure 2005145106
ただし、yrate_gain_map,yrate_omegn_map,yrate_zeta_map,yrate_zero_mapはそれぞれ図5,図6,図7及び図8に示す車速に応じて設定されたマップから算出されるチューニングパラメータである。 Here, the parameter of the target yaw rate is expressed by the following equation 11.
(Formula 11)
Figure 2005145106
However, yrate_gain_map, yrate_omegn_map, yrate_zeta_map, and yrate_zero_map are tuning parameters calculated from maps set in accordance with the vehicle speeds shown in FIGS. 5, 6, 7 and 8, respectively.

また、目標横速度のパラメータは、下記式12で表される。
(式12)

Figure 2005145106
ただし、vy_gain_map,vy_omegn_map,vy_zeta_map,vy_zero_mapはそれぞれ図9,図10,図11及び図12に示す車速に応じて設定されたマップから算出されるチューニングパラメータである。 The parameter of the target lateral speed is expressed by the following formula 12.
(Formula 12)
Figure 2005145106
However, vy_gain_map, vy_omegn_map, vy_zeta_map, and vy_zero_map are tuning parameters calculated from maps set in accordance with the vehicle speeds shown in FIGS. 9, 10, 11, and 12, respectively.

〔目標出力値生成部32における目標操舵角演算〕
(目標後輪舵角演算部321における目標後輪舵角演算)
目標ヨーレイトψ'*,目標横速度Vy*から目標後輪舵角δ*を算出する。ここで、式1の2輪モデルから、下記式13を得る。
(式13)

Figure 2005145106
このモデルから下記式14を得る。
(式14)
Figure 2005145106
よって、目標前輪舵角δ*は、下記式15により表される。
(式15)
Figure 2005145106
[Target Steering Angle Calculation in Target Output Value Generation Unit 32]
(Target rear wheel steering angle calculation in the target rear wheel steering angle calculation unit 321)
The target rear wheel steering angle δ * is calculated from the target yaw rate ψ ′ * and the target lateral velocity Vy * . Here, the following equation 13 is obtained from the two-wheel model of equation 1.
(Formula 13)
Figure 2005145106
From this model, the following equation 14 is obtained.
(Formula 14)
Figure 2005145106
Therefore, the target front wheel steering angle δ * is expressed by the following formula 15.
(Formula 15)
Figure 2005145106

ただし、一般に後輪舵角には操舵角度に制限があるため、目標後輪舵角を下記式により上限付きの値として下記式16から得られる値δ* limとする。
(式16)

Figure 2005145106
ここで、δ* maxは、後輪最大操舵角とする。また、sign(a)とは、aの符号のみを出力するもので、a=10であれば、+1を出力し、a=-10であれば−1を出力する関数である。 However, since the steering angle of the rear wheel steering angle is generally limited, the target rear wheel steering angle is set to a value δ * lim obtained from the following equation 16 as a value with an upper limit by the following equation.
(Formula 16)
Figure 2005145106
Here, δ * max is the rear wheel maximum steering angle. Sign (a) is a function that outputs only the sign of a, and outputs +1 if a = 10 and outputs -1 if a = -10.

〔目標前輪舵角及び目標ブレーキ液圧演算部322における目標前輪舵角及びブレーキ液圧演算〕
後輪操舵角制御が飽和した場合は、前輪操舵角制御と制動力制御により車両運動制御を実行する。すなわち、前輪操舵角と左右ブレーキ液圧差により発生させるヨー角加速度に基づく運動方程式を用いる。そして、目標ヨーレイトψ'*,目標横速度Vy*,制限された目標後輪舵角δ* limから、目標前輪舵角θ*、各輪の目標ブレーキ液圧P* brを算出する。
[Target Front Wheel Steering Angle and Target Brake Fluid Pressure Calculation Unit 322 Target Front Wheel Steering Angle and Brake Fluid Pressure Calculation]
When the rear wheel steering angle control is saturated, vehicle motion control is executed by front wheel steering angle control and braking force control. That is, an equation of motion based on the yaw angular acceleration generated by the front wheel steering angle and the left and right brake hydraulic pressure difference is used. Then, the target front wheel steering angle θ * and the target brake hydraulic pressure P * br of each wheel are calculated from the target yaw rate ψ ′ * , the target lateral speed Vy * , and the limited target rear wheel steering angle δ * lim .

左右ブレーキ液圧差により発生させるヨー角加速度をψ''* brと置くと、車両の運動方程式は下記式(17)により表される。
(式17)

Figure 2005145106
If the yaw angular acceleration generated by the left and right brake fluid pressure difference is set as ψ ″ * br , the equation of motion of the vehicle is expressed by the following equation (17).
(Formula 17)
Figure 2005145106

ここで、制限された目標後輪舵角δ* limが既知の場合(基本的には後輪操舵角が飽和した場合に本制御を行うため、δ* lim=δ* maxとなる)に、目標ヨーレイトψ'*、目標横加速度Vy*を実現するための目標前輪舵角θ*、左右ブレーキ液圧差によるヨー角加速度ψ''* brは下記式(18),(19)により表される。
(式18)

Figure 2005145106
(式19)
Figure 2005145106
Here, when the limited target rear wheel steering angle δ * lim is known (basically, this control is performed when the rear wheel steering angle is saturated, so δ * lim = δ * max ). The target front wheel rudder angle θ * for realizing the target yaw rate ψ ′ * , the target lateral acceleration Vy *, and the yaw angular acceleration ψ ″ * br due to the left and right brake hydraulic pressure difference are expressed by the following equations (18) and (19). .
(Formula 18)
Figure 2005145106
(Formula 19)
Figure 2005145106

次に、前後輪の目標ブレーキ液圧差P* brf,P* brrは、左右ブレーキ液圧差により発生させるヨー角加速度ψ''* brから下記式(20),(21)により表される。
(式20)

Figure 2005145106
(式21)
Figure 2005145106
Next, the target brake fluid pressure differences P * brf and P * brr between the front and rear wheels are expressed by the following equations (20) and (21) from the yaw angular acceleration ψ ″ * br generated by the left and right brake fluid pressure difference.
(Formula 20)
Figure 2005145106
(Formula 21)
Figure 2005145106

よって、各輪の目標ブレーキ液圧は下記の関係となる。

Figure 2005145106
Therefore, the target brake fluid pressure of each wheel has the following relationship.
Figure 2005145106

〔修正操舵量演算〕
路面摩擦係数が左右で異なる路面で駆動を行った場合、摩擦係数の左右差に起因して摩擦係数が低い側の駆動輪に空転が発生する。駆動力は、路面摩擦係数の高い側の駆動輪で発生しているため、駆動力に起因した車両ヨーレイトが発生する。
[Correction steering amount calculation]
When driving is performed on road surfaces having different road surface friction coefficients on the left and right, idling occurs on the drive wheel having the lower friction coefficient due to the difference between the left and right friction coefficients. Since the driving force is generated on the driving wheel having the higher road surface friction coefficient, vehicle yaw rate due to the driving force is generated.

左輪の駆動力をFL、右輪の駆動力をFRとし、左右差により発生する車両のヨー角加速度ψ''sは、下記式22により表される。
(式22)

Figure 2005145106
ここで、Ttは駆動軸トレッドである。 The left wheel driving force is FL, the right wheel driving force is FR, and the yaw angular acceleration ψ ″ s of the vehicle generated by the left / right difference is expressed by the following equation (22).
(Formula 22)
Figure 2005145106
Here, T t is a drive shaft tread.

(駆動輪にコンベンショナルディファレンシャルギヤを装着する場合)
車輪の運動方程式から下記式23,24の関係を得る。
(式23)

Figure 2005145106
(式24)
Figure 2005145106
よって、上記式23,24から左右駆動力差は下記式25の関係を得る(特許請求の範囲に記載の駆動力差検出手段に相当)。
(式25)
Figure 2005145106
ここで、
Figure 2005145106
(When installing a conventional differential gear on the drive wheel)
The following equations 23 and 24 are obtained from the equation of motion of the wheel.
(Formula 23)
Figure 2005145106
(Formula 24)
Figure 2005145106
Therefore, the right and left driving force difference from the above equations 23 and 24 obtains the relationship of the following equation 25 (corresponding to the driving force difference detecting means described in the claims).
(Formula 25)
Figure 2005145106
here,
Figure 2005145106

(駆動輪にコンベンショナルディファレンシャルギヤを装着し、ブレーキによるリミテッドスリップディファレンシャルギヤ(ブレーキLSD)機能を有する場合)
左右のブレーキLSDにより発生したブレーキトルクTBL、右輪のブレーキLSDにより発生したブレーキトルクTBRと車輪の運動方程式から下記式26,27の関係を得る。
(式26)

Figure 2005145106
(式27)
Figure 2005145106
よって、上記式26,27から左右駆動力差は下記式28の関係を得る(特許請求の範囲に記載の駆動力差検出手段に相当)。
(式28)
Figure 2005145106
ここで、
(式29)
Figure 2005145106
ただし、
Figure 2005145106
(When a conventional differential gear is mounted on the drive wheel and the brake has a limited slip differential gear (brake LSD) function)
From the brake torque T BL generated by the left and right brake LSD, the brake torque T BR generated by the right wheel brake LSD, and the equation of motion of the wheel, the following relations 26 and 27 are obtained.
(Formula 26)
Figure 2005145106
(Formula 27)
Figure 2005145106
Therefore, the right and left driving force difference from the above equations 26 and 27 obtains the relationship of the following equation 28 (corresponding to the driving force difference detecting means described in the claims).
(Formula 28)
Figure 2005145106
here,
(Formula 29)
Figure 2005145106
However,
Figure 2005145106

上述の関係から、左右駆動力差により発生する車両のヨー角加速度ψ''s が求められる。 From the above relationship, the yaw angular acceleration ψ ″ s of the vehicle generated by the difference between the left and right driving forces is obtained.

一方、路面摩擦係数が左右で異なる路面で駆動を行った場合に発生する車両ヨーレイトを抑制するための車両目標値ψ'*、Vy* は、
ψ'*=0,Vy*=0
であることと、発生した車両ヨーレイトを抑制するために必要な車両のヨー角加速度の目標値ψ''s * は、
ψ''s *=-ψ''s
であることから、式14に代入すると、下記式30を得る。
(式30)

Figure 2005145106
ここで、θs * は路面摩擦係数の異なる路面を走行した場合の前輪舵角目標値、δs * は路面摩擦係数の異なる路面を走行した場合の後輪舵角目標値である。 On the other hand, vehicle target values ψ ′ * and Vy * for suppressing vehicle yaw rate generated when driving on road surfaces having different road surface friction coefficients on the left and right are:
ψ ' * = 0, Vy * = 0
And the target value ψ '' s * of the vehicle yaw angular acceleration necessary to suppress the generated vehicle yaw rate is
ψ '' s * = -ψ '' s
Therefore, when substituting into the equation 14, the following equation 30 is obtained.
(Formula 30)
Figure 2005145106
Here, θ s * is the front wheel steering angle target value when traveling on road surfaces with different road surface friction coefficients, and δ s * is the rear wheel steering angle target value when traveling on road surfaces with different road surface friction coefficients.

よって、左右駆動輪の路面摩擦係数が異なる路面を走行した場合の後輪舵角目標値δs * は、下記式31で表される。
(式31)

Figure 2005145106
Therefore, the rear wheel steering angle target value δ s * when traveling on road surfaces with different road surface friction coefficients of the left and right drive wheels is expressed by the following equation 31.
(Formula 31)
Figure 2005145106

ここで、最終的な後輪舵角目標値δf * は、下記式32により表される。
(式32)

Figure 2005145106
しかしながら、後輪の制御可能舵角には制限があるため、制限された最終的な後輪舵角目標値δs * lim は、下記式33により表される。
(式33)
Figure 2005145106
Here, the final rear wheel steering angle target value δ f * is expressed by the following equation 32.
(Formula 32)
Figure 2005145106
However, since the controllable steering angle of the rear wheels is limited, the limited final rear wheel steering angle target value δ s * lim is expressed by the following equation 33.
(Formula 33)
Figure 2005145106

よって、最終的な後輪舵角目標値δf * は、制限された最終的な後輪舵角目標値δs * lim より、下記式34により表される。
(式34)

Figure 2005145106
よって、制限された路面摩擦係数の異なる路面を走行した場合の後輪舵角目標値δsf * は下記式35により表される。
(式35)
Figure 2005145106
Therefore, the final rear wheel steering angle target value δ f * is expressed by the following equation 34 from the limited final rear wheel steering angle target value δ s * lim .
(Formula 34)
Figure 2005145106
Therefore, the rear wheel steering angle target value δ sf * when traveling on road surfaces with different limited road surface friction coefficients is expressed by the following Expression 35.
(Formula 35)
Figure 2005145106

制限された路面摩擦係数の異なる路面を走行した場合の後輪舵角目標値δsf * に基づいた、前輪舵角目標値θs * は、下記式36により表される。
(式36)

Figure 2005145106
The front wheel steering angle target value θ s * based on the rear wheel steering angle target value δ sf * when traveling on road surfaces with different limited road surface friction coefficients is expressed by the following Expression 36.
(Formula 36)
Figure 2005145106

以上から、最終的な前輪舵角目標値θf *、最終的な後輪舵角目標値δf * は、下記式37として算出される。
(式37)

Figure 2005145106
From the above, the final front wheel steering angle target value θ f * and the final rear wheel steering angle target value δ f * are calculated as the following Expression 37.
(Formula 37)
Figure 2005145106

以上説明したように、実施例1の車両運動制御装置にあっては、駆動輪の左右駆動力差に基づいて、目標前輪舵角及び目標後輪舵角を修正することで、路面摩擦係数が左右で異なる路面を走行する場合であっても、車両に発生するヨーレイトを抑制することができる。   As described above, in the vehicle motion control apparatus of the first embodiment, the road surface friction coefficient is obtained by correcting the target front wheel steering angle and the target rear wheel steering angle based on the difference between the left and right driving forces of the driving wheels. Even when traveling on different road surfaces on the left and right, the yaw rate generated in the vehicle can be suppressed.

尚、実施例1では、前輪操舵アクチュエータ、後輪操舵アクチュエータ、ブレーキアクチュエータをそれぞれ備え、目標前輪舵角及び目標後輪舵角を修正する構成について説明したが、この構成に限られるものではない。例えば、少なくともいずれか1つのアクチュエータを備えた構成であって、それぞれアクチュエータに対する目標値を左右駆動力差に基づいて修正してもよい。   In the first embodiment, the front wheel steering actuator, the rear wheel steering actuator, and the brake actuator are provided to correct the target front wheel steering angle and the target rear wheel steering angle. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, it may be configured to include at least one of the actuators, and the target value for each actuator may be corrected based on the left-right driving force difference.

(シミュレーション)
図13には、右側駆動輪がドライ路面(摩擦係数:約1.0)、左側駆動輪が低μ路(摩擦係数:約0.3)の状況で、ステアリングを直進で保舵した場合の、停止から発進におけるタイムチャートである。
(simulation)
In FIG. 13, when the right driving wheel is on a dry road surface (friction coefficient: about 1.0) and the left driving wheel is on a low μ road (friction coefficient: about 0.3), the steering starts straight from the stop. It is a time chart in.

尚、図13(a)は車両に発生するヨー角を表し、図13(b)は車両に発生するヨーレイトを表し、図13(c)は後輪補助舵角を表し、図13(d)は前輪補助舵角を表す。   13A shows the yaw angle generated in the vehicle, FIG. 13B shows the yaw rate generated in the vehicle, FIG. 13C shows the rear wheel auxiliary steering angle, and FIG. Represents the front wheel auxiliary rudder angle.

車両発進時において、左右の駆動力差に起因して車両にヨーレイトが発生するが、実施例1における演算に基づいて後輪補助舵角及び前輪補助舵角を与えることで、ヨーレイト=0を実現できることが分かる。   When the vehicle starts, yaw rate is generated in the vehicle due to the difference between the left and right driving forces, but yaw rate = 0 is realized by giving the rear wheel auxiliary rudder angle and the front wheel auxiliary rudder angle based on the calculation in the first embodiment. I understand that I can do it.

実施例1における車両運動制御装置の基本構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the basic composition of the vehicle motion control apparatus in Example 1. FIG. 実施例1における、操舵制御コントローラの構成を表すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a configuration of a steering control controller in Embodiment 1. FIG. 実施例1における、目標値生成部の構成を表すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a target value generation unit in the first embodiment. 実施例1における、目標出力値生成部の構成を表すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a target output value generation unit in the first embodiment. 実施例1におけるヨーレイトパラメータを表すマップである。3 is a map showing a yaw rate parameter in the first embodiment. 実施例1におけるヨーレイトパラメータを表すマップである。3 is a map showing a yaw rate parameter in the first embodiment. 実施例1におけるヨーレイトパラメータを表すマップである。3 is a map showing a yaw rate parameter in the first embodiment. 実施例1におけるヨーレイトパラメータを表すマップである。3 is a map showing a yaw rate parameter in the first embodiment. 実施例1における横速度パラメータを表すマップである。3 is a map showing a lateral speed parameter in the first embodiment. 実施例1における横速度パラメータを表すマップである。3 is a map showing a lateral speed parameter in the first embodiment. 実施例1における横速度パラメータを表すマップである。3 is a map showing a lateral speed parameter in the first embodiment. 実施例1における横速度パラメータを表すマップである。3 is a map showing a lateral speed parameter in the first embodiment. 実施例1における左右駆動力差を考慮したシミュレーション結果を表すタイムチャートである。6 is a time chart showing a simulation result in consideration of a difference in right and left driving force in Example 1.

符号の説明Explanation of symbols

1 操舵角センサ
2 車速センサ
3 操舵制御コントローラ
4 前輪操舵コントローラ
5 後輪操舵コントローラ
6 ブレーキコントローラ
7 前輪操舵アクチュエータ
8 後輪操舵アクチュエータ
9 ブレーキアクチュエータ
10 圧力センサ
11 車輪速センサ
12 前輪
13 後輪
14 ステアリングユニット
41 前輪側舵角センサ
51 後輪側舵角センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering angle sensor 2 Vehicle speed sensor 3 Steering control controller 4 Front wheel steering controller 5 Rear wheel steering controller 6 Brake controller 7 Front wheel steering actuator 8 Rear wheel steering actuator 9 Brake actuator 10 Pressure sensor 11 Wheel speed sensor 12 Front wheel 13 Rear wheel 14 Steering unit 41 Front wheel side steering angle sensor 51 Rear wheel side steering angle sensor

Claims (2)

ハンドル操舵角を検出するハンドル操舵角検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前輪もしくは後輪に補助舵角を付与する補助舵角付与手段と、
検出されたハンドル操舵角及び車速に基づいて車両モデルから前輪補助舵角、若しくは後輪補助舵角を算出し、前記補助舵角付与手段に指令信号を出力する車両運動制御手段と、
を備えた車両運動制御装置において、
左右駆動輪の駆動力差を検出する駆動力差検出手段と、
検出された駆動力差に基づいて、前記補助舵角を修正する補助舵角修正手段と、
を設けたことを特徴とする車両運動制御装置。
A steering wheel angle detecting means for detecting a steering wheel angle;
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
An auxiliary rudder angle giving means for giving an auxiliary rudder angle to the front wheel or the rear wheel;
Vehicle motion control means for calculating a front wheel auxiliary rudder angle or a rear wheel auxiliary rudder angle from a vehicle model based on the detected steering wheel steering angle and vehicle speed, and outputting a command signal to the auxiliary rudder angle giving means;
In a vehicle motion control device comprising:
A driving force difference detecting means for detecting a driving force difference between the left and right driving wheels;
Auxiliary steering angle correction means for correcting the auxiliary steering angle based on the detected driving force difference;
A vehicle motion control device characterized by comprising:
請求項1に記載の車両運動制御装置において、
前記補助舵角修正手段は、左右駆動力差から求めたヨー角加速度に基づき修正することを特徴とする車両運動制御装置。
The vehicle motion control device according to claim 1,
The auxiliary rudder angle correcting means corrects the vehicle based on a yaw angular acceleration obtained from a left / right driving force difference.
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