JP2005218222A - Behavior controller for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、左右駆動輪の駆動力を独立して制御する車両用挙動制御装置の技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of a vehicle behavior control device that independently controls the driving force of left and right drive wheels.
従来の車両用挙動制御装置では、車両のステア特性がニュートラルステアから外れる傾向を示したとき、車両の加速度または角速度に基づいて、ステア特性がニュートラルステアに近づくよう、左右駆動輪に対する駆動力指令値をそれぞれ補正している(例えば、特許文献1参照)
しかしながら、上記従来技術にあっては、車速と操舵角に基づくモデル横加速度と実横加速度との差分に基づいて左右駆動輪の駆動力指令値を補正する構成であるため、操舵角に対する横加速度の応答遅れが車両挙動に現れないと、この応答遅れ分を補正する制御が開始されないという問題があった。 However, since the conventional technology is configured to correct the driving force command value of the left and right driving wheels based on the difference between the model lateral acceleration based on the vehicle speed and the steering angle and the actual lateral acceleration, the lateral acceleration with respect to the steering angle. If this response delay does not appear in the vehicle behavior, there is a problem that the control for correcting the response delay is not started.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、操舵入力に対する車両横加速度の応答遅れが発生する前に、応答遅れを補償でき、車両挙動の不安定化を抑制できる車両用挙動制御装置を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problem, and the object of the present invention is to compensate for the response delay before the vehicle lateral acceleration response delay to the steering input occurs, thereby destabilizing the vehicle behavior. An object of the present invention is to provide a vehicle behavior control device that can be suppressed.
上記目的を達成するため、本発明にあっては、左右駆動輪にそれぞれ独立して駆動力を発生させる駆動力発生手段と、運転者の加減速指令と車両状態に応じて前記駆動力発生手段に対し駆動力指令を出力する駆動力制御手段と、を備えた車両用挙動制御装置において、前記駆動力制御手段は、操舵角に対するタイヤ緩和長によるタイヤ横力の応答遅れを算出し、算出した応答遅れに応じて駆動力指令を補正することを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, the driving force generating means for generating driving force independently for the left and right driving wheels, and the driving force generating means according to the driver's acceleration / deceleration command and the vehicle state. Driving force control means for outputting a driving force command to the vehicle behavior control device, wherein the driving force control means calculates and calculates the response delay of the tire lateral force due to the tire relaxation length with respect to the steering angle. The driving force command is corrected according to the response delay.
ここで、「タイヤ緩和長」とは、タイヤが力(横力・前後力)を出すために必要な転がり距離をいう。 Here, the “tire relaxation length” refers to a rolling distance necessary for the tire to exert a force (lateral force / front / rear force).
本発明にあっては、駆動力制御手段は、操舵角に対するタイヤ緩和長によるタイヤ横力の応答遅れに応じて、駆動力発生手段に対する駆動力指令を補正するため、操舵入力に対する車両横加速度の応答遅れが発生する前に、応答遅れを補償でき、車両挙動の不安定化を抑制できる。 In the present invention, the driving force control means corrects the driving force command to the driving force generating means in accordance with the response delay of the tire lateral force due to the tire relaxation length with respect to the steering angle. Before the response delay occurs, the response delay can be compensated, and the instability of the vehicle behavior can be suppressed.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1〜3に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on Examples 1 to 3.
まず、構成を説明する。
図1は、実施例1の車両用挙動制御装置を適用した電気自動車のシステム構成図である。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a system configuration diagram of an electric vehicle to which the vehicle behavior control device of the first embodiment is applied.
実施例1の左右輪独立駆動車101は、左右前輪102FL,102FRを各々駆動する左右電動モータ(駆動力発生手段)104L,104Rと、左右前輪102FL,102FRを転舵させる操舵力アシスト機構付きの転舵機構106と、左右電動モータ104L,104Rの駆動力を制御するECU(駆動力制御手段)103と、を備えている。
The left and right wheel
ECU103は、運転者の加減速指令と車両状態に応じて左右電動モータ104L,104Rに対する駆動力指令を算出し、この駆動力指令に応じて左右電動モータ104L,104Rの回転を制御する。
The ECU 103 calculates a driving force command for the left and right
ECU103には、車両状態を示す車速センサ105(左右後輪102RL,102RRにそれぞれ設けた2つの車輪速センサ105L,105R)および操舵角センサ108の出力と、運転者の加減速指令を示すブレーキペダル操作量センサ109およびアクセルペダル操作量センサ110の出力が入力される。
The ECU 103 includes a
車速センサ105は、車両の車速を検出する。操舵角センサ108は、転舵機構106に対する、運転者によるステアリングホイール107の入力角である操舵角を検出する。ブレーキペダル操作量センサ109は、運転者のブレーキペダル踏み込み量を検出する。アクセルペダル操作量センサ110は、運転者のアクセルペダル踏み込み量を検出する。
The
図2は、ECU103の制御ブロック図である。
ECU103は、目標制駆動力算出部103aと、タイヤ緩和長による操舵応答遅れ
分算出部103bと、ヨーモーメント算出部103cと、駆動力配分算出部103dと、右モータ駆動部103eと、左モータ駆動部103fと、を備えている。
FIG. 2 is a control block diagram of the
The ECU 103 includes a target braking / driving
目標制駆動力算出部103aは、アクセルペダル操作量センサ110とブレーキペダル操作量センサ109の各出力から、車両全体としての制駆動力を算出し、駆動力配分算出部103dに出力する。
The target braking / driving
タイヤ緩和長による操舵応答遅れ分算出部103bは、車速に応じて操舵角に対するタイヤ緩和長によるタイヤ応答遅れを算出する。「タイヤ緩和長」とは、タイヤが力(横力,前後力)を出すために必要な転がり距離のことをいう。
The steering response
タイヤ緩和長は、
・速度に依存せずほぼ一定の距離
・一般に、前後力に対しては数cm、横力に対してはおよそタイヤの1/3周(約0.6m)
であることが知られている。つまり、タイヤ横力の応答性は、図4に示すように車速によって異なる応答性を示すことになる。しかし、タイヤ緩和長の距離そのものは一定とみなしてよいので、車速と操舵角から図4のような応答遅れ分を算出することができる。すなわち、タイヤ緩和長を、0.6m、車速をVm/secとすれば、応答遅れ時間は0.6/Vsecとなる。
Tire relaxation length is
・ Almost constant distance regardless of speed ・ Generally, several centimeters for longitudinal force and about 1/3 of tire (about 0.6m) for lateral force
It is known that That is, the responsiveness of the tire lateral force shows different responsiveness depending on the vehicle speed as shown in FIG. However, since the distance of the tire relaxation length itself may be considered constant, the response delay as shown in FIG. 4 can be calculated from the vehicle speed and the steering angle. That is, if the tire relaxation length is 0.6 m and the vehicle speed is Vm / sec, the response delay time is 0.6 / Vsec.
ヨーモーメント算出部103cは、車速センサ105と操舵角センサ108の各出力と、タイヤ緩和長による応答遅れ時間に基づいて、目標ヨーモーメントを算出し、駆動力配分算出部103dに出力する。
The yaw
ここで、タイヤ横力Gyの操舵角θに対する応答が、
Gy/θ=a/(1+τs) …(1)
ただし、a:操舵角に対する横力のゲイン、τ:応答遅れの時定数、s:ラプラス演算子
で表せたとすると、左右の電動モータ104L,104Rの駆動輪差による発生モーメントMが、
M={lfa(τ-τnew)s}/{(1+τs)(1+τnews)} …(2)
となるようにヨーモーメントを算出すれば、タイヤ緩和長による操舵応答遅れτをτnewに補正した操舵応答性を実現できる。lfは車両101の重心から前輪102FL,102FRまでのホイールベース長で、τはタイヤ緩和長による操舵応答遅れ分算出部103bの出力から算出できるため、式(2)から発生モーメントMをオンラインで算出できる。
Here, the response of the tire lateral force Gy to the steering angle θ is
Gy / θ = a / (1 + τs) (1)
However, if a is a lateral force gain with respect to the steering angle, τ is a time constant of response delay, and s is a Laplace operator, the generated moment M due to the difference between the driving wheels of the left and right
M = {l f a (τ-τ new ) s} / {(1 + τs) (1 + τ new s)}… (2)
If the yaw moment is calculated such that the steering response delay τ due to the tire relaxation length is corrected to τ new , the steering response can be realized. l f is the wheelbase length from the center of gravity of the
ここで、駆動力配分によるヨーモーメントの応答性は、タイヤの前後力の応答性に依存する。すなわち、図4で示したタイヤ前後力の応答性のもとで作用する。また、左右電動モータ104L,104Rの発生する駆動力の応答性も数10msec以内であるため、駆動力配分による応答性はτnewをτよりも十分早く設定することができる。以上の算出結果により、タイヤ緩和長による操舵応答遅れを、車速に依らず一定値τnewとすることができる。
Here, the responsiveness of the yaw moment due to the driving force distribution depends on the responsiveness of the longitudinal force of the tire. That is, it operates under the responsiveness of the tire longitudinal force shown in FIG. In addition, since the response of the driving force generated by the left and right
駆動力配分算出部103dは、目標制駆動力算出部103aとヨーモーメント算出部103cの各出力に基づき、左右前輪102FL,102FRの目標駆動力を算出し、右モータ駆動部103eと左モータ駆動部103fに出力する。
ここでは、例えば目標ヨーモーメントをM、左右前輪102FL,102FRの目標駆動力をFl,Frとすると、
M=ll-Fr
F=Fl+Fr …(3)
を満たす左右輪の目標駆動力を算出すればよい。ここでllは車体中心から左前輪までのトレッド長、lrは車体中心から右前輪までのトレッド長である。
The driving force
Here, for example, if the target yaw moment is M and the target driving forces of the left and right front wheels 102FL and 102FR are F 1 and F r ,
M = l l -F r
F = F l + F r (3)
What is necessary is just to calculate the target driving force of the left and right wheels that satisfy Here, l l is the tread length from the vehicle center to the left front wheel , and l r is the tread length from the vehicle center to the right front wheel.
右モータ駆動部103eと左モータ駆動部103fは、駆動力配分算出部103dにより算出された左右前輪102FL,102FRの目標駆動力に基づいて、右電動モータ104Rと左電動モータ104Lに対し駆動力指令を出力する。
The right
次に、作用を説明する。
[駆動力算出制御処理]
図3は、ECU103で実行される駆動力算出制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
Next, the operation will be described.
[Driving force calculation control process]
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the driving force calculation control process executed by the
ステップS300では、車両のイグニッションキースイッチのONなどにより、本システムが起動され、ステップS301へ移行する。 In step S300, the present system is activated, for example, by turning on the ignition key switch of the vehicle, and the process proceeds to step S301.
ステップS301では、車速センサ105より車速を入力し、ステップS302へ移行する。実施例1では、駆動輪でない後輪102RR,102RLに取り付けた車速センサ105(車輪速センサ105L,105R)の平均を車速として算出している。
In step S301, the vehicle speed is input from the
ステップS302では、現在の車速でのタイヤの緩和長による操舵応答の遅れ時間を算出し、ステップS303へ移行する。算出方法については、前述したのでここでは省略する。 In step S302, the delay time of the steering response due to the tire relaxation length at the current vehicle speed is calculated, and the process proceeds to step S303. Since the calculation method has been described above, it is omitted here.
S303では、操舵角センサ108より操舵角を入力し、ステップS304へ移行する。
In S303, the steering angle is input from the
S304では、車速、操舵角、タイヤの緩和長による操舵応答の遅れ時間より、目標ヨーモーメントMを算出し、ステップS305へ移行する。算出方法については、前述したのでここでは省略する。 In S304, the target yaw moment M is calculated from the delay time of the steering response due to the vehicle speed, the steering angle, and the tire relaxation length, and the process proceeds to step S305. Since the calculation method has been described above, it is omitted here.
S305では、アクセルペダル操作量センサ110およびブレーキペダル操作量センサ111より、それぞれの運転者の操舵量を入力し、ステップS306へ移行する。
In S305, the steering amount of each driver is input from the accelerator pedal
S306では、アクセルペダルおよびブレーキペダルの操舵量より、車両挙動としての目標制駆動力Fを算出し、ステップS307へ移行する。 In S306, the target braking / driving force F as the vehicle behavior is calculated from the steering amounts of the accelerator pedal and the brake pedal, and the process proceeds to Step S307.
S307では、目標制駆動力Fおよび目標ヨーモーメントMより、駆動輪ごとの目標駆動力Fl,Frを算出し、ステップS308へ移行する。 In S307, target drive forces F 1 and F r for each drive wheel are calculated from the target braking / driving force F and target yaw moment M, and the process proceeds to step S308.
S308では、駆動輪ごとの指令値を算出し、各電動モータへ出力し、ステップS301へ移行する。 In S308, a command value for each drive wheel is calculated and output to each electric motor, and the process proceeds to step S301.
[操舵応答遅れに応じた目標ヨーモーメント算出作用]
従来の車両駆動制御装置では、車両に加わる横加速度を検出または推定し、この横加速度と、車速と操舵角に基づいた下式、
Vγ*=[γt-Vδt/{L(1+AV2)}]V …(4)
ただし、Vγ*:モデル横加速度、γt:車両のヨーレート、V:車速、δt:操舵角、L:ホイールベース、A:スタビリティファクタ
で求められるモデル横加速度との差分から、車両走行用モータのトルク指令値を補正する構成になっていた。
[Target yaw moment calculation action according to steering response delay]
In the conventional vehicle drive control device, the lateral acceleration applied to the vehicle is detected or estimated, and the following formula based on the lateral acceleration, the vehicle speed and the steering angle,
V γ * = [γ t -Vδ t / {L (1 + AV 2)}] V ... (4)
However, V γ *: Model lateral acceleration, γ t : Vehicle yaw rate, V: Vehicle speed, δ t : Steering angle, L: Wheelbase, A: Difference from model lateral acceleration obtained by stability factor. The torque command value of the motor for use was corrected.
すなわち、実際の横加速度をモデル横加速度に近付けるフィードバック制御であるため、横加速度の応答遅れが車両挙動に現れないと、この応答遅れ分を補正する制御が開始されず、車両挙動の不安定化を未然に防ぐことができない。 In other words, feedback control that brings the actual lateral acceleration closer to the model lateral acceleration. If the response delay of the lateral acceleration does not appear in the vehicle behavior, the control to correct this response delay is not started and the vehicle behavior becomes unstable. Can not be prevented.
これに対し、実施例1では、操舵角に対するタイヤ緩和長による応答遅れ時間に基づいて、目標ヨーモーメントを算出し、目標ヨーモーメントに基づいて前輪102FL,102FRを駆動するため、応答遅れの発生を抑制する目標ヨーモーメントを設定でき、車両挙動の不安定化を未然に防ぐことができる。 On the other hand, in the first embodiment, the target yaw moment is calculated based on the response delay time due to the tire relaxation length with respect to the steering angle, and the front wheels 102FL and 102FR are driven based on the target yaw moment. A target yaw moment to be suppressed can be set, and instability of vehicle behavior can be prevented in advance.
次に、効果を説明する。
実施例1の車両用挙動制御装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle behavior control apparatus according to the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) ECU103は、操舵角に対するタイヤ緩和長によるタイヤ横力の応答遅れを算出し、算出した応答遅れに応じて左右前輪102FL,102FRに対する各駆動力指令を補正するため、タイヤ横力の応答遅れが発生する前に、応答遅れを補償できるため、車両挙動の不安定化を防止できる。
(1) The
(2) ECU103は、運転者の加減速指令に応じた目標制駆動力を算出する目標制駆動力算出部103aと、車速に応じてタイヤ横力の応答遅れを算出するタイヤ緩和長による操舵応答遅れ分算出部103bと、車速と操舵角、タイヤ横力の応答遅れに基づいて目標ヨーモーメントを算出するヨーモーメント算出部103cと、目標駆動力と目標ヨーモーメントに基づいて左右前輪102FL,102FRの目標駆動力配分を算出する駆動力配分算出部103dと、目標駆動力配分に基づいて右電動モータ104L,左電動モータ104Rに対し駆動力指令を出力する右モータ駆動部103e,左モータ駆動部103fと、を備えるため、応答遅れの発生を抑制する目標ヨーモーメントを設定でき、車両挙動の不安定化を未然に防ぐことができる。
(2) The
実施例2は、実施例1の車両用挙動制御装置に対し、操舵トルクに応じたゲインを目標ヨーモーメントの算出に用いる点で実施例1と異なる。 The second embodiment is different from the first embodiment in that a gain corresponding to the steering torque is used for calculating the target yaw moment with respect to the vehicle behavior control apparatus of the first embodiment.
まず、構成を説明する。
図5は、実施例2の車両用挙動制御装置を適用した電気自動車のシステム構成図であり、実施例2では、図1に示した実施例1の構成に加え、ステアリングホイール107の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ111が設けられている。
First, the configuration will be described.
FIG. 5 is a system configuration diagram of an electric vehicle to which the vehicle behavior control apparatus of the second embodiment is applied. In the second embodiment, the steering torque of the
図6は、実施例2のECU103'の制御ブロック図であり、図2に示した実施例1の構成に加え、直進走行を判断する直進走行判断部103gが設けられている。直進走行判断部103gは、操舵トルクセンサ111の出力に基づいて、車両101が直進走行であるか否かを判定する。
FIG. 6 is a control block diagram of the
駆動力配分算出部103dは、目標制駆動力算出部103aとヨーモーメント算出部103cと、直進走行判断部103gの各出力に基づき、左右前輪102FL,102FRの目標駆動力を算出し、右モータ駆動部103eと左モータ駆動部103fに出力する。
The driving force
次に、作用を説明する。
[駆動力算出制御処理]
図7は、ECU103'で実行される駆動力算出制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。なお、図3と同一内容のステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
Next, the operation will be described.
[Driving force calculation control process]
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the driving force calculation control process executed by the
ステップS701では、操舵トルクセンサ111より運転者の操舵トルクTを入力し、ステップS702へ移行する。
In step S701, the steering torque T of the driver is input from the
ステップS702では、操舵トルクTの絶対値が、あらかじめ設定したしきい値Tth以下であるかどうか判定する。YESの場合にはステップS703へ移行し、NOの場合にはステップS307へ移行する。 In step S702, it is determined whether the absolute value of the steering torque T is equal to or less than a preset threshold value Tth . If YES, the process moves to step S703, and if NO, the process moves to step S307.
ステップS703では、目標ヨーモーメントMをゼロとし、ステップS307へ移行する。 In step S703, the target yaw moment M is set to zero, and the process proceeds to step S307.
[直進走行時におけるヨーモーメント制御の問題点]
特開2001−88674号公報には、ECUにて目標ヨーレートと実ヨーレートとから車両のヨーレート挙動を推定して挙動制御を実施する技術が記載されている。ECUは、オーバーステア制御中に終了条件が成立すればその挙動制御を終了する。いくつかの終了条件の一つとして、車両が直進状態で安定しているという条件があり、この直進状態は舵角が略中立位置で安定しているか否かで判定する。
[Problems of yaw moment control during straight running]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-88674 describes a technique for performing behavior control by estimating the yaw rate behavior of a vehicle from a target yaw rate and an actual yaw rate by an ECU. The ECU ends the behavior control if the end condition is satisfied during the oversteer control. As one of several end conditions, there is a condition that the vehicle is stable in a straight traveling state, and this straight traveling state is determined by whether or not the rudder angle is stable at a substantially neutral position.
ここで、タイヤ緩和長による操舵応答遅れの補償では、運転者による操舵の初期応答に対して補正量を付加するので、微小な補正量を付加する場合もある。したがって、直進走行時に運転者のステアリング操作がブレた場合でも、その操舵角変化、操舵角速度変化に応じたヨーモーメントを付加してしまい、直進走行しづらくなる、もしくは直進走行時の乗り心地が悪化するおそれがある。 Here, in the compensation of the steering response delay due to the tire relaxation length, a correction amount is added to the initial steering response by the driver, and therefore a minute correction amount may be added. Therefore, even if the driver's steering operation is blurred during straight running, a yaw moment corresponding to the change in the steering angle and the change in the steering angular velocity is added, making it difficult to go straight, or the ride comfort during straight running is deteriorated. There is a risk.
このとき、直進走行時(操舵角が中立位置付近にある)には、制御ゲインを下げたり、制御を禁止したりすることもできるが、この場合、以下に述べるような問題点がある。 At this time, during straight running (the steering angle is in the vicinity of the neutral position), the control gain can be lowered or the control can be prohibited. However, in this case, there are problems as described below.
(a) タイヤ緩和長による操舵応答遅れの補償では、緩やかなカーブを走行している場合でも、操舵角、操舵角速度に応じてヨーモーメントを付加するので、操舵角に応じて制御ON/OFFを判断すると、判断のしきい値を超えるまでヨーモーメントを付加しなくなり、例えば、運転者が横風や片勾配などの車両にかかる外力に抗するように操舵した場合、その操舵角が直進走行と判断する範囲内ではタイヤ緩和長による操舵応答遅れの補償が得られなくなる。 (a) In the compensation for the delay in steering response due to the tire relaxation length, yaw moment is added according to the steering angle and steering angular speed even when driving on a gentle curve. If it is determined, the yaw moment is not added until the determination threshold is exceeded. Within this range, it is impossible to compensate for the steering response delay due to the tire relaxation length.
(b) また、車速によって概略直進走行とみなせる操舵角範囲は低速では広く、高速では狭くなるので、低速にあわせると高速で制御応答性が遅れ、高速に合わせると低速で直進走行時にヨーモーメントが付加されてしまう。 (b) In addition, the steering angle range that can be regarded as roughly straight traveling depending on the vehicle speed is wide at low speeds and narrow at high speeds. It will be added.
(c) さらに、操舵力アシスト付き操舵機構を具備する車両においては、一般に中立付近の操舵力が低速では軽く、高速では重くなるように制御されるので、運転者が直進走行時に低速でも高速でも同じ操舵角範囲内に収めようとする場合に、低速では困難な傾向になってしまう。 (c) Furthermore, in a vehicle equipped with a steering mechanism with steering force assist, the steering force in the vicinity of neutral is generally controlled to be light at low speed and heavy at high speed, so that the driver can drive at low speed or high speed when traveling straight ahead. When trying to fit within the same steering angle range, it tends to be difficult at low speeds.
[直進走行時におけるヨーモーメント制御キャンセル作用]
これに対し、実施例2では、車両が直進走行している場合、目標ヨーモーメントMをゼロに設定することで、上記問題点を解決した。
[Yaw moment control canceling action during straight running]
On the other hand, in the second embodiment, when the vehicle is traveling straight, the above problem is solved by setting the target yaw moment M to zero.
実施例2の操舵トルクセンサ111は、車両が平坦路で外乱のない状況では直進する中立位置ではゼロになり、左右どちらかに操舵し始めるとトルクが発生するよう設定されている。また、転舵機構106の操舵力アシストにより、低速では操舵角増加による操舵トルク増加量が少なく、高速では操舵角増加による操舵トルク増加量が多くなるように調整される。
The
したがって、操舵トルクの絶対値が所定値(しきい値)以下であれば直進状態と判断するようにすれば、低速では直進走行と判断される操舵角範囲が広く、高速では狭く設定される。これは、運転者の操作も低速では操舵角増加による操舵トルク増加量が少なく、また操舵角の微修正に対する車両応答性が高速に比べて遅いので中立位置に保持するのが難しくなり、また修正操舵角に対する車両挙動の変化が高速より少なくかつ穏やかになるので、運転者の操舵感覚に合ったしきい値を設定することができる。 Therefore, if the absolute value of the steering torque is equal to or less than a predetermined value (threshold value), if it is determined that the vehicle is traveling straight, the steering angle range that is determined to travel straight ahead at a low speed is wide and narrow at a high speed. This is because the amount of increase in steering torque due to an increase in steering angle is small when the driver's operation is also low, and the vehicle responsiveness to fine correction of the steering angle is slower than high speed, making it difficult to hold in the neutral position, and correction Since the change in the vehicle behavior with respect to the steering angle is smaller and gentler than the high speed, a threshold value that matches the driver's steering feeling can be set.
さらに、運転者が横風や路面の片勾配などの外乱に抗して操舵している場合は、外力が操舵系に作用するため操舵角が中立付近でも相応の操舵トルクが発生することがある。この場合、中立位置からわずかに操舵する範囲においてもタイヤ緩和長による操舵応答遅れを補正することができるので、運転者の外乱に対する修正操舵に対しても有効に作用することができる。 Furthermore, when the driver is steering against a disturbance such as a crosswind or a single slope of the road surface, an external force acts on the steering system, so that a corresponding steering torque may be generated even when the steering angle is near neutral. In this case, since the steering response delay due to the tire relaxation length can be corrected even in a slight steering range from the neutral position, it is possible to effectively act on the correction steering for the driver's disturbance.
次に、効果を説明する。
実施例2の車両駆動制御装置にあっては、実施例1の(1),(2)の効果に加え、下記の効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle drive control apparatus of the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment.
(3) ヨーモーメント算出部103cは、操舵トルクがしきい値Tth以下のとき、目標ヨーモーメントをゼロとするため、直進走行時に運転者のステアリング操作がブレた場合でも、直進走行しづらくなる、もしくは直進走行時の乗り心地が悪化することを減少させることができる。
(3) Since the yaw
図8は、実施例3のECU103"の制御ブロック図であり、実施例3の車両駆動制御装置は、図6の直進走行判断部103gに代えて、ヨーモーメントゲイン算出部103hを設けた点で実施例2と異なる。
FIG. 8 is a control block diagram of the
ヨーモーメントゲイン算出部103hは、操舵トルクに応じてヨーモーメントゲインを設定し、ヨーモーメント算出部103cに出力する。ヨーモーメント算出部103cは、目標ヨーモーメントにヨーモーメントゲインを乗算した値を目標ヨーモーメントとし、駆動力配分算出部103dへ出力する。
The yaw moment
次に、作用を説明する。
[駆動力算出制御処理]
図9は、ECU103"で実行される駆動力算出制御処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。なお、図3または図7と同一内容のステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
Next, the operation will be described.
[Driving force calculation control process]
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the driving force calculation control process executed by the
ステップS901では、操舵トルクTの絶対値に比例したヨーモーメントゲインGを算出し、ステップS902へ移行する。 In step S901, a yaw moment gain G proportional to the absolute value of the steering torque T is calculated, and the process proceeds to step S902.
ステップS902では、目標ヨーモーメントMにヨーモーメントゲインGを掛けた値を新しい目標ヨーモーメントM'とし、ステップS307へ移行する。 In step S902, a value obtained by multiplying the target yaw moment M by the yaw moment gain G is set as a new target yaw moment M ′, and the process proceeds to step S307.
[操舵トルクに応じたヨーモーメントゲイン設定作用]
操舵角と操舵トルクとの関係は、転舵機構106の操舵力アシスト機構により、図10に示すような関係にある。したがって、この操舵トルク特性の絶対値に比例したゲインをヨーモーメント付加量にかけることにより、実施例2と同様の効果を得ることができる。さらに、ヨーモーメント付加量が操舵トルクに応じて滑らかに変化するので、運転者にとって違和感の少ない制御を実現することができる。
[Yaw moment gain setting action according to steering torque]
The relationship between the steering angle and the steering torque is as shown in FIG. 10 by the steering force assist mechanism of the
次に、効果を説明する。
実施例3の車両駆動制御装置にあっては、実施例1の(1),(2)の効果に加え、下記の効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle drive control apparatus of the third embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment.
(4) ヨーモーメント算出部103cは、操舵トルクに応じたヨーモーメントゲインGを目標ヨーモーメントの算出に用いるため、直進走行時に運転者のステアリング操作がブレた場合でも、直進走行しづらくなる、もしくは直進走行時の乗り心地が悪化するのを減少させることができる。
また、運転者が横風や片勾配などの車両にかかる外力に抗するように操舵した場合、その操舵角が直進走行と判断する範囲内であっても外力に抗することにより、操舵トルクは直進走行よりも大きくなるので、タイヤ緩和長による操舵応答遅れの補償を得ることができる。
さらに、車速に応じて中立操舵角付近の操舵角−操舵トルク特性が変化するので、車速に依らずに操舵トルクのしきい値を設定しても、概略直進走行とみなせる操舵角範囲が低速では広く、高速では狭く設定できる。
加えて、運転者の操舵力に応じてヨーモーメントが変化するので、車速によるヨーモーメントの変化が運転者にとって違和感の少ないものに設定できる。
(4) Since the yaw
In addition, when the driver steers to resist the external force applied to the vehicle such as a crosswind or a single slope, even if the steering angle is within the range where it is determined that the vehicle is traveling straight, the steering torque is linearly moved by resisting the external force. Since it becomes larger than the running, it is possible to obtain a compensation for the steering response delay due to the tire relaxation length.
Further, since the steering angle-steering torque characteristic near the neutral steering angle changes according to the vehicle speed, even if the steering torque threshold value is set regardless of the vehicle speed, the steering angle range that can be regarded as approximately straight traveling is low. Wide and can be set narrow at high speed.
In addition, since the yaw moment changes according to the steering force of the driver, the change of the yaw moment due to the vehicle speed can be set so that the driver does not feel uncomfortable.
(他の実施例)
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1〜3に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例1〜3に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
(Other examples)
As mentioned above, although the best form for implementing this invention was demonstrated based on Examples 1-3, the concrete structure of this invention is not limited to Examples 1-3, and the summary of invention Any design change or the like within a range that does not deviate from the above is included in the present invention.
例えば、実施例1〜3では、本発明の車両用挙動制御装置を電気自動車に適用し、駆動力発生手段として2つの電動モータを設けた例を示したが、本発明は、エンジン駆動力を左右駆動輪に配分する差動制限装置を備えた車両にも適用可能である。 For example, in the first to third embodiments, an example in which the vehicle behavior control device of the present invention is applied to an electric vehicle and two electric motors are provided as driving force generation means has been described. The present invention can also be applied to a vehicle provided with a differential limiting device that distributes the left and right drive wheels.
101 左右輪独立駆動車
102FR 右前輪
102FL 左前輪
102RR 右後輪
102RL 左後輪
103,103',103" ECU
103a 目標制駆動力算出部
103b タイヤ緩和長による操舵応答遅れ分算出部
103c ヨーモーメント算出部
103d 駆動力配分算出部
103e 右モータ駆動部
103f 左モータ駆動部
103g 直進走行判断部
103h ヨーモーメントゲイン算出部
104R 右電動モータ
104L 左電動モータ
105R 右車輪速センサ
105L 左車輪速センサ
106 転舵機構
107 ステアリングホイール
108 操舵角センサ
109 ブレーキペダル操作量センサ
110 アクセルペダル操作量センサ
101 Left and right wheel independent drive vehicle 102FR Right front wheel 102FL Left front wheel 102RR Right rear wheel 102RL Left
103a Target braking / driving
Claims (4)
前記駆動力制御手段は、操舵角に対するタイヤ緩和長によるタイヤ横力の応答遅れを算出し、算出した応答遅れに応じて駆動力指令を補正することを特徴とする車両用挙動制御装置。 Driving force generating means for generating driving force independently for each of the left and right driving wheels; driving force control means for outputting a driving force command to the driving force generating means in accordance with a driver's acceleration / deceleration command and vehicle state; In a vehicle behavior control apparatus comprising:
The driving force control means calculates a response delay of the tire lateral force due to the tire relaxation length with respect to the steering angle, and corrects the driving force command according to the calculated response delay.
前記駆動力発生手段は、駆動輪毎に付与され独立に駆動力を発生する電動モータであり、
前記駆動力制御手段は、
運転者の加減速指令に応じた車両の目標制駆動力を算出する目標制駆動力算出部と、
車速に応じて前記タイヤ横力の応答遅れを算出する応答遅れ算出部と、
車速と操舵角、および前記タイヤ横力の応答遅れに基づいて車両の目標ヨーモーメントを算出する目標ヨーモーメント算出部と、
前記目標制駆動力と目標ヨーモーメントに基づいて左右駆動輪の目標駆動力配分を算出する駆動力配分算出部と、
前記目標駆動力配分に基づいて各電動モータに対し駆動力指令を出力するモータ駆動部と、
を備えることを特徴とする車両用挙動制御装置。 The vehicle behavior control apparatus according to claim 1,
The driving force generating means is an electric motor that is applied to each driving wheel and independently generates a driving force,
The driving force control means includes
A target braking / driving force calculation unit for calculating a target braking / driving force of the vehicle according to the acceleration / deceleration command of the driver;
A response delay calculating unit that calculates a response delay of the tire lateral force according to a vehicle speed;
A target yaw moment calculator for calculating a target yaw moment of the vehicle based on a vehicle speed and a steering angle, and a response delay of the tire lateral force;
A driving force distribution calculating unit that calculates a target driving force distribution of the left and right driving wheels based on the target braking / driving force and the target yaw moment;
A motor drive unit that outputs a drive force command to each electric motor based on the target drive force distribution;
A vehicle behavior control device comprising:
前記目標ヨーモーメント算出部は、操舵トルクに応じたゲインを目標ヨーモーメントの算出に用いることを特徴とすることを特徴とする車両用挙動制御装置。 In the vehicle behavior control device according to claim 2,
The target yaw moment calculation unit uses a gain according to a steering torque for calculation of a target yaw moment.
前記目標ヨーモーメント算出部は、操舵トルクがしきい値以下のとき、目標ヨーモーメントをゼロとすることを特徴とする車両用挙動制御装置。 In the vehicle behavior control device according to claim 3,
The target yaw moment calculation unit sets the target yaw moment to zero when the steering torque is equal to or less than a threshold value.
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