JP2005255035A - Behavior control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輌の挙動制御装置に係り、更に詳細には操舵輪の舵角を制御することにより車輌の挙動を制御する挙動制御装置に係る。 The present invention relates to a vehicle behavior control device, and more particularly to a behavior control device that controls the behavior of a vehicle by controlling the steering angle of a steered wheel.
自動車等の車輌の挙動制御装置の一つとして、例えば下記の特許文献1に記載されている如く、運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵可能な転舵装置を備えた車輌に於いて、アンチスキッド制御中の左右輪の制動力差により車輌に作用するヨーモーメントが打ち消されるよう転舵手段により操舵輪を転舵する操舵制御による挙動制御と、左右輪の制動力差が小さくなるよう制動力を制御することによる挙動制御とを行う車輌の挙動制御装置であって、操舵制御による挙動制御が行われているときには制動力の制御による挙動制御を中止し、アンチスキッド制御が行われていない側の車輪の制動力を最大制動力に制御するよう構成された挙動制御装置が既に知られている。
As one of behavior control devices for vehicles such as automobiles, for example, as described in
かかる挙動制御装置によれば、例えば左右輪の一方についてアンチスキッド制御が行われることにより左右輪の制動力の差が大きくなり、該制動力差によるヨーモーメントが車輌に作用する場合にも、操舵輪が転舵されることによってヨーモーメントが打ち消されるので、車輌の偏向を防止し車輌の走行安定性を向上させることができると共に、路面の摩擦係数が高い側の車輪の制動力が最大制動力に制御されるので、車輌の減速度を高くして車輌の制動距離を短くすることができる。
しかし一般に、操舵制御による挙動制御の応答性は制動力制御による挙動制御の応答性よりも低いため、制動力差によるヨーモーメントを操舵輪の転舵によるヨーモーメントによって必ずしも効果的に打ち消すことができず、そのため車輌の偏向を効果的に防止し車輌の走行安定性を効果的に向上させることができないという問題がある。またこの問題を解消すべく、操舵制御による挙動制御の応答性を高くしようとすると、転舵装置の大型化や高性能化に伴う高コスト化が避けられない。 However, in general, the response of the behavior control by the steering control is lower than the response of the behavior control by the braking force control. Therefore, the yaw moment due to the braking force difference cannot always be effectively canceled by the yaw moment by the steering wheel steering. Therefore, there is a problem that it is impossible to effectively prevent the deflection of the vehicle and to effectively improve the running stability of the vehicle. Further, in order to solve this problem, if it is attempted to increase the responsiveness of the behavior control by the steering control, it is inevitable that the cost is increased due to the increase in size and performance of the steering device.
本発明は、左右輪の一方についてアンチスキッド制御が行われる場合には、左右輪の制駆動力差により車輌に作用するヨーモーメントが打ち消されるよう操舵輪を転舵すると共にアンチスキッド制御が行われていない側の車輪の制動力を最大制動力に制御する従来の挙動制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は操舵制御による挙動制御の応答性が制動力制御による挙動制御の応答性よりも低いことを考慮することにより、従来に比して左右輪の制駆動力差に起因する車輌の偏向を効果的に防止し車輌の走行安定性を確実に且つ効果的に向上させることである。 In the present invention, when anti-skid control is performed on one of the left and right wheels, the steered wheels are steered and anti-skid control is performed so that the yaw moment acting on the vehicle is canceled by the difference in braking / driving force between the left and right wheels. The present invention has been made in view of the above-described problems in the conventional behavior control device for controlling the braking force of the non-wheeled wheel to the maximum braking force, and the main problem of the present invention is the response of the behavior control by the steering control. By taking into account that the braking performance is lower than the response control of the behavior control by the braking force control, it is possible to effectively prevent the vehicle from being deflected due to the difference in braking / driving force between the left and right wheels as compared with the conventional case. Is to improve reliably and effectively.
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項1の構成、即ち運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵可能な転舵手段と、運転者の加減速操作に応じて各車輪の前後力を制御する前後力制御手段と、車輪のスリップが過大であるときには前記前後力制御手段によって当該車輪の前後力を制御することによりスリップ抑制制御を行うスリップ制御手段と、各車輪の前後力を推定する手段と、左右輪の前後力差により車輌に作用する前後力差起因ヨーモーメントを演算する手段と、前記前後力差起因ヨーモーメントとは逆方向のヨーモーメントを発生して車輌に作用するヨーモーメントを低減するための操舵輪の挙動制御目標舵角を演算する手段と、操舵輪の舵角が前記挙動制御目標舵角になるよう前記転舵手段により操舵輪を転舵する転舵制御手段とを有し、前記スリップ制御手段は車輌が左右の路面の摩擦係数が異なる走行路を走行中であるか否かを判定し、車輌が左右の路面の摩擦係数が異なる走行路を走行中であると判定したときには、路面の摩擦係数が高い側の車輪の前後力の変化度合を前記転舵手段による操舵輪の転舵の応答性に合せて制限することを特徴とする車輌の挙動制御装置によって達成される。
According to the present invention, the main problem described above is according to the configuration of
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記前後力制御手段は運転者の制動操作に応じた目標制動力になるよう各車輪の制動力を制御し、前記スリップ制御手段は前記路面の摩擦係数が高い側の車輪の目標制動力を前記転舵手段による操舵輪の転舵の応答性に応じた制動力制御用のフィルタ定数にてローパスフィルタ処理することにより前記路面の摩擦係数が高い側の車輪の目標制動力の変化度合を制限するよう構成される(請求項2の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration of
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1又は2の構成に於いて、前記スリップ制御手段は左右輪の一方についてのみ前記スリップ制御を行うときに車輌が左右の路面の摩擦係数が異なる走行路を走行中であると判定し、前記スリップ制御を行う車輪とは左右反対側の車輪を路面の摩擦係数が高い側の車輪と判定するよう構成される(請求項3の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, in the configuration of
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1又は2の構成に於いて、前記スリップ制御手段は左右輪の前後力差の大きさが基準値以上であるときに車輌が左右の路面の摩擦係数が異なる走行路を走行中であると判定し、前記左右輪の前後力の方向及び大きさに基づき路面の摩擦係数が高い側の車輪を判定するよう構成される(請求項4の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration of
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至4の構成に於いて、前記転舵制御手段は前記挙動制御目標舵角を前記転舵手段による操舵輪の転舵の応答性に応じた舵角制御用のフィルタ定数にてローパスフィルタ処理し、操舵輪の舵角がローパスフィルタ処理後の挙動制御目標舵角になるよう前記転舵手段により操舵輪を転舵するよう構成される(請求項5の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration of
上記請求項1の構成によれば、各車輪の前後力が推定され、左右輪の前後力差により車輌に作用する前後力差起因ヨーモーメントが演算され、前後力差起因ヨーモーメントとは逆方向のヨーモーメントを発生して車輌に作用するヨーモーメントを低減するための操舵輪の挙動制御目標舵角が演算され、操舵輪の舵角が挙動制御目標舵角になるよう転舵手段により操舵輪が転舵され、車輌が左右の路面の摩擦係数が異なる走行路を走行中であると判定されたときには、路面の摩擦係数が高い側の車輪の前後力の変化度合が転舵手段による操舵輪の転舵の応答性に合せて制限されるので、前後力差起因ヨーモーメントが急激に増大することを防止し、これにより操舵輪の転舵によるヨーモーメントによって応答遅れなく前後力差起因ヨーモーメントを確実に且つ効果的に相殺し、車輌に作用するヨーモーメントを確実に且つ効果的に低減することができる。 According to the configuration of the first aspect, the longitudinal force of each wheel is estimated, the longitudinal force difference-induced yaw moment acting on the vehicle is calculated from the longitudinal force difference between the left and right wheels, and the direction opposite to the longitudinal force difference-induced yaw moment is calculated. The steering wheel behavior control target rudder angle for reducing the yaw moment acting on the vehicle by generating the yaw moment is calculated, and the steered means steers the steered wheel so that the rudder angle of the steered wheel becomes the behavior control target rudder angle. Is turned, and it is determined that the vehicle is traveling on a road with different friction coefficients on the left and right road surfaces, the degree of change in the longitudinal force of the wheel on the side with the higher friction coefficient on the road surface is the steering wheel by the steering means. Therefore, the yaw moment due to the difference in the longitudinal force is prevented from increasing suddenly, so that the yaw moment due to the difference in the longitudinal force is not delayed by the yaw moment due to the steering of the steered wheels. The reliably and effectively cancel, it is possible to reliably and effectively reduce the yaw moment acting on the vehicle.
また上記請求項2の構成によれば、運転者の制動操作に応じた目標制動力になるよう各車輪の制動力が制御され、路面の摩擦係数が高い側の車輪の目標制動力が転舵手段による操舵輪の転舵の応答性に応じた制動力制御用のフィルタ定数にてローパスフィルタ処理されることにより路面の摩擦係数が高い側の車輪の目標制動力の変化度合が制限されるので、路面の摩擦係数が高い側の車輪の前後力の変化度合を確実に且つ効果的に制限することができる。 Further, according to the configuration of the second aspect, the braking force of each wheel is controlled so that the target braking force according to the braking operation of the driver is obtained, and the target braking force of the wheel having a higher road friction coefficient is steered. Since the low-pass filter processing is performed with the filter constant for braking force control according to the response of the steering wheel to the steered wheel, the degree of change in the target braking force of the wheel having the higher road friction coefficient is limited. The degree of change in the longitudinal force of the wheel on the side having the higher friction coefficient of the road surface can be reliably and effectively limited.
また上記請求項3の構成によれば、左右輪の一方についてのみスリップ制御が行われるときに車輌が左右の路面の摩擦係数が異なる走行路を走行中であると判定され、スリップ制御が行われる車輪とは左右反対側の車輪が路面の摩擦係数が高い側の車輪と判定されるので、路面の摩擦係数が高い側の車輪を確実に判定することができ、これにより路面の摩擦係数が高い側の車輪の前後力の変化度合を確実に且つ効果的に制限することができる。 According to the third aspect of the present invention, when slip control is performed on only one of the left and right wheels, it is determined that the vehicle is traveling on a traveling road having different friction coefficients on the left and right road surfaces, and slip control is performed. Since the wheel on the opposite side to the wheel is determined to be the wheel with the higher friction coefficient on the road surface, the wheel with the higher friction coefficient on the road surface can be reliably determined, thereby increasing the friction coefficient of the road surface. The degree of change in the longitudinal force of the wheel on the side can be reliably and effectively limited.
また上記請求項4の構成によれば、左右輪の前後力差の大きさが基準値以上であるときに車輌が左右の路面の摩擦係数が異なる走行路を走行中であると判定され、左右輪の前後力の方向及び大きさに基づき路面の摩擦係数が高い側の車輪が判定されるので、路面の摩擦係数が高い側の車輪を確実に判定することができ、これにより路面の摩擦係数が高い側の車輪の前後力の変化度合を確実に且つ効果的に制限することができる。
According to the configuration of
また上記請求項5の構成によれば、挙動制御目標舵角が転舵手段による操舵輪の転舵の応答性に応じた舵角制御用のフィルタ定数にてローパスフィルタ処理され、操舵輪の舵角がローパスフィルタ処理後の挙動制御目標舵角になるよう転舵手段により操舵輪が転舵されるので、路面の摩擦係数の変化等に起因して挙動制御目標舵角が急激に変化することを防止し、これにより応答遅れなく確実に且つ効果的に操舵輪の舵角をローパスフィルタ処理後の挙動制御目標舵角に制御することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the behavior control target rudder angle is low-pass filtered with the rudder angle control filter constant corresponding to the steering wheel turning responsiveness of the steered wheel by the steered means, and the steered wheel steer The steering wheel is steered by the steering means so that the angle becomes the behavior control target rudder angle after the low pass filter processing, so that the behavior control target rudder angle suddenly changes due to a change in the friction coefficient of the road surface, etc. Thus, the steering angle of the steered wheel can be controlled to the behavior control target rudder angle after the low-pass filter processing reliably and effectively without a delay in response.
〔課題解決手段の好ましい態様〕
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5の構成に於いて、転舵手段は運転者により操作される操舵操作子に対し相対的に操舵輪を転舵駆動することにより、運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を転舵駆動するよう構成される(好ましい態様1)。
[Preferred embodiment of problem solving means]
According to one preferable aspect of the present invention, in the configuration of the first to fifth aspects, the steering means steers the steering wheel relative to the steering operator operated by the driver. The steering wheel is configured to be steered and driven independently of the driver's steering operation (preferred aspect 1).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5の構成に於いて、転舵制御手段は前後力差起因ヨーモーメントと大きさが同一であり且つ方向が逆のカウンタヨーモーメントを車輌に付与するための舵角として挙動制御目標舵角を演算するよう構成される(好ましい態様2)。
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration according to any one of
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5の構成に於いて、各車輪の前後力を推定する手段は各車輪の駆動力を推定すると共に各車輪の制動力を推定し、駆動力と制動力との和として各車輪の前後力を推定するよう構成される(好ましい態様3)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of the first to fifth aspects, the means for estimating the longitudinal force of each wheel estimates the driving force of each wheel and determines the braking force of each wheel. It is configured to estimate and to estimate the longitudinal force of each wheel as the sum of the driving force and the braking force (preferred aspect 3).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5の構成に於いて、転舵制御手段は運転者の操舵操作量及び所定の操舵特性に基づき操舵輪の暫定目標舵角を演算し、スリップ制御手段が作動していないときには、暫定目標舵角に基づき転舵手段により操舵輪の舵角を制御するよう構成される(好ましい態様4)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the above-described configuration of the first to fifth aspects, the steering control means is configured to determine the provisional target steering angle of the steered wheels based on the driver's steering operation amount and predetermined steering characteristics. When the slip control means is not operating, the steering angle of the steered wheels is controlled by the turning means based on the provisional target steering angle (preferred aspect 4).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5の構成に於いて、車輌は車輌の挙動が悪化しているときには各車輪の制駆動力を制御することにより車輌の挙動を安定化させる制駆動力の制御による挙動制御手段を有し、挙動制御目標舵角を演算する手段は挙動制御手段が作動していないときに挙動制御目標舵角を演算するよう構成される(好ましい態様5)。 According to another preferred embodiment of the present invention, in the configuration of the first to fifth aspects of the present invention, the vehicle behavior is controlled by controlling the braking / driving force of each wheel when the behavior of the vehicle is deteriorated. The behavior control means by controlling the braking / driving force to stabilize the behavior control means, and the means for calculating the behavior control target rudder angle is configured to calculate the behavior control target rudder angle when the behavior control means is not operating ( Preferred embodiment 5).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5の構成に於いて、車輌は車輌の旋回加減速時に車輪の制駆動力の配分を制御する制駆動力配分制御手段を有し、挙動制御目標舵角を演算する手段は制駆動力配分制御手段が作動していないときに挙動制御目標舵角を演算するよう構成される(好ましい態様6)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of the first to fifth aspects, the vehicle further includes braking / driving force distribution control means for controlling the distribution of braking / driving force of the wheels when the vehicle is turning accelerated / decelerated. And the means for calculating the behavior control target rudder angle is configured to calculate the behavior control target rudder angle when the braking / driving force distribution control means is not operating (preferred aspect 6).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項2の構成に於いて、スリップ制御手段は車輪のスリップが過大であるときには当該車輪の制動力を制御することによりスリップを低減するよう構成される(好ましい態様7)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 2, the slip control means reduces the slip by controlling the braking force of the wheel when the slip of the wheel is excessive. Constructed (preferred embodiment 7).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様7の構成に於いて、スリップ制御手段は車輪のスリップが過大であるときには当該車輪のスリップを所定の範囲にするための目標制動力を演算し、当該車輪の制動力を目標制動力に制御することによりスリップを低減するよう構成される(好ましい態様8)。 According to another preferred embodiment of the present invention, in the configuration of the preferred embodiment 7, when the slip of the wheel is excessive, the target braking force for bringing the slip of the wheel into a predetermined range is provided. Is calculated and slip is reduced by controlling the braking force of the wheel to the target braking force (preferred aspect 8).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項2の構成に於いて、目標制動力用のフィルタ定数は路面の摩擦係数が高い側の車輪の制動力がローパスフィルタ処理後の目標制動力になるよう制御された場合に、左右輪の前後力差により車輌に作用する前後力差起因ヨーモーメントとは逆方向のヨーモーメントを転舵手段による操舵輪の転舵により応答遅れなく発生させることを可能にする値であるよう構成される(好ましい態様9)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 2, the filter constant for the target braking force is the target after the low-pass filtering of the braking force of the wheel having the higher friction coefficient on the road surface. When the braking force is controlled, the yaw moment caused by the difference in the longitudinal force acting on the vehicle due to the difference in the longitudinal force between the left and right wheels is generated without the response delay by the steering wheel turning by the steering means. It is comprised so that it may be a value which enables it to make it (preferable aspect 9).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項4の構成に於いて、スリップ制御手段は車輌の制動時には左右輪の制動力差の大きさが基準値以上であるときに車輌が左右の路面の摩擦係数が異なる走行路を走行中であると判定し、当該左右輪のうち制動力が大きい側の車輪を路面の摩擦係数が高い側の車輪と判定するよう構成される(好ましい態様10)。
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項4の構成に於いて、スリップ制御手段は車輌の駆動時には左右輪の駆動力差の大きさが基準値以上であるときに車輌が左右の路面の摩擦係数が異なる走行路を走行中であると判定し、当該左右輪のうち駆動力が大きい側の車輪を路面の摩擦係数が高い側の車輪と判定するよう構成される(好ましい態様11)。
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of
一般に、車速をVとし、車輌のヨーレートをγとし、車輌のスリップ角をβとし、前輪の舵角をδfとし、車輌の重量をMとし、車輌のヨー慣性モーメントをIzとし、前輪のコーナリングパワーをCpfとし、後輪のコーナリングパワーをCprとし、車輌の重心と前輪車軸との間の車輌前後方向の距離をLfとし、車輌の重心と後輪車軸との間の車輌前後方向の距離をLrとし、左右輪の前後力差によるヨーモーメントをMfとし、車輌のヨーレートγの変化率をγdとし、車輌のスリップ角βの変化率をβdとし、a11、a12、a21、a22、b1、b2、c2をそれぞれ下記の式2〜8にて表される値とすると、下記の式1が成立する。
In general, the vehicle speed is V, the vehicle yaw rate is γ, the vehicle slip angle is β, the front wheel rudder angle is δf, the vehicle weight is M, the vehicle yaw moment of inertia is Iz, and the front wheel cornering power is Is Cpf, the cornering power of the rear wheel is Cpr, the distance in the vehicle front-rear direction between the center of gravity of the vehicle and the front wheel axle is Lf, and the distance in the vehicle front-rear direction between the center of gravity of the vehicle and the rear wheel axle is Lr. , Mf is the yaw moment due to the difference in the longitudinal force between the left and right wheels, γd is the rate of change of the yaw rate γ of the vehicle, βd is the rate of change of the slip angle β of the vehicle, and a11, a12, a21, a22, b1, b2, When c2 is a value represented by the following formulas 2 to 8, the following
またラプラス演算子をsとして、車輌のヨーレートγ(s)に対する前輪舵角δf(s)の伝達関数Hγδは及び車輌のヨーレートγ(s)に対する左右輪の前後力差によるヨーモーメントMf(s)の伝達関数HγMはそれぞれ下記の式9及び10にて表される。
Further, assuming that the Laplace operator is s, the transfer function H γδ of the front wheel steering angle δf (s) with respect to the vehicle yaw rate γ (s) and the yaw moment Mf (s ) Transfer function H γM is expressed by the following
上記式9及び10より下記の式11が成立するので、下記の式11より左右輪の前後力差によるヨーモーメントMf(s)を打ち消すための操舵輪としての前輪の舵角δf(s)を下記の式12により求めることができることが解る。
Since the following formula 11 is established from the
また上記式12より、左右輪の前後力差によるヨーモーメントMfを打ち消すための操舵輪としての前輪のδfを簡易的には過渡応答を考慮せずに静的に下記の式13により求めることができることが解る。 Further, from the above equation 12, the δf of the front wheel as a steered wheel for canceling the yaw moment Mf due to the difference between the front and rear force of the left and right wheels can be simply obtained statically by the following equation 13 without considering the transient response. I understand what I can do.
従って本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至5の構成に於いて、挙動制御目標舵角を演算する手段は上記式12又は13に従って挙動制御目標舵角を演算するよう構成される(好ましい態様12)。 Therefore, according to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of the first to fifth aspects, the means for calculating the behavior control target rudder angle calculates the behavior control target rudder angle according to the equation 12 or 13. (Preferred embodiment 12).
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施例について詳細に説明する。 The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は自動転舵装置として機能する転舵角可変装置を備えたセミステアバイワイヤ式の後輪駆動車に適用された本発明による車輌の挙動制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a vehicle behavior control device according to the present invention applied to a semi-steer-by-wire rear wheel drive vehicle equipped with a turning angle varying device functioning as an automatic turning device. is there.
図1に於いて、10FL及び10FRはそれぞれ車輌12の従動操舵輪としての左右の前輪を示し、10RL及び10RRはそれぞれ車輌の駆動輪としての左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪10FL及び10FRは運転者によるステアリングホイール14の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型のパワーステアリング装置16によりラックバー18及びタイロッド20L及び20Rを介して転舵される。
In FIG. 1, 10FL and 10FR respectively indicate left and right front wheels as driven steering wheels of the vehicle 12, and 10RL and 10RR respectively indicate left and right rear wheels as drive wheels of the vehicle. The left and right front wheels 10FL and 10FR, which are steering wheels, are rotated via a
ステアリングホイール14は第一のステアリングシャフトとしてのアッパステアリングシャフト22、転舵角可変装置24、第二のステアリングシャフトとしてのロアステアリングシャフト26、ユニバーサルジョイント28を介してパワーステアリング装置16のピニオンシャフト30に駆動接続されている。図示の実施例に於いては、転舵角可変装置24はハウジング24Aの側にてアッパステアリングシャフト22の下端に連結され、回転子24Bの側にてロアステアリングシャフト26の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機32を含んでいる。
The
かくして転舵角可変装置24はアッパステアリングシャフト22に対し相対的にロアステアリングシャフト26を回転駆動することにより、ステアリングホイール14の回転角度に対する操舵輪である左右の前輪10FL及び10FRの舵角の比、即ちステアリングギヤ比を変化させるステアリングギヤ比可変装置として機能すると共に、挙動制御の目的で左右の前輪10FL及び10FRをステアリングホイール14に対し相対的に補助転舵駆動する自動転舵装置としても機能し、電子制御装置34の転舵制御部により制御される。
Thus, the steering
特に転舵角可変装置24は、通常時にはステアリングギヤ比が所定の操舵特性を達成するギヤ比になるよう電動機32によりアッパステアリングシャフト22に対し相対的にロアステアリングシャフト26を回転させ、挙動制御による補助転舵駆動時には電動機32によりアッパステアリングシャフト22に対し相対的にロアステアリングシャフト26を積極的に回転させ、これにより運転者の操舵操作に依存せずに左右の前輪10FL及び10FRを自動的に転舵する。
In particular, the turning angle
尚アッパステアリングシャフト22に対し相対的にロアステアリングシャフト26を回転駆動することができない異常が転舵角可変装置24に発生すると、図1には示されていないロック装置が作動し、アッパステアリングシャフト22に対するロアステアリングシャフト26の相対回転角度が変化しないよう、ハウジング24A及び回転子24Bの相対回転が機械的に阻止される。
If an abnormality in which the
またパワーステアリング装置16は油圧式パワーステアリング装置及び電動式パワーステアリング装置の何れであってもよいが、転舵角可変装置24による前輪の補助転舵駆動により発生されステアリングホイール14に伝達される反力トルクを低減する補助操舵トルクが発生されるよう、例えば電動機と、電動機の回転トルクをラックバー18の往復動方向の力に変換するボールねじ式の如き変換機構とを有するラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であることが好ましい。
The
各車輪の制動力は制動装置36の油圧回路38によりホイールシリンダ40FL、40FR、40RL、40RR内の圧力Pi(i=fl、fr、rl、rr)、即ち制動圧が制御されることによって制御されるようになっている。図には示されていないが、油圧回路38はオイルリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置等を含み、各ホイールシリンダの制動圧は通常時には運転者によるブレーキペダル42の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ44により制御され、また必要に応じて後に詳細に説明する如く電子制御装置34により個別に制御される。
The braking force of each wheel is controlled by controlling the pressure Pi (i = fl, fr, rl, rr) in the wheel cylinders 40FL, 40FR, 40RL, 40RR, that is, the braking pressure, by the
図示の実施例に於いては、アッパステアリングシャフト22には該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ50が設けられており、転舵角可変装置24にはハウジング24A及び回転子24Bの相対回転角度をアッパステアリングシャフト22に対するロアステアリングシャフト26の相対回転角度θreとして検出する回転角度センサ52が設けられており、これらのセンサの出力は電子制御装置34へ供給される。
In the illustrated embodiment, the
また電子制御装置34には前後加速度センサ54により検出された車輌の前後加速度Gxを示す信号、横加速度センサ56により検出された車輌の横加速度Gyを示す信号、車輪速度センサ58FL〜58RRにより検出された各車輪の車輪速度Vwi(i=fl、fr、rl、rr)を示す信号、圧力センサ60FL〜60RRにより検出された各車輪の制動圧Piを示す信号、圧力センサ62により検出されたマスタシリンダ圧力Pmを示す信号、エンジン制御装置64よりスロットル開度φ及びエンジン回転数Neを示す信号等が入力される。
Further, the
尚図1には詳細に示されていないが、電子制御装置34は転舵角可変装置24を制御する転舵制御部と、各車輪の制動力を制御する制動力制御部と、車輌の挙動を制御する挙動制御部とよりなり、各制御部はそれぞれCPUとROMとRAMと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含むものであってよい。また操舵角センサ50、回転角度センサ52、横加速度センサ54、ヨーレートセンサ56はそれぞれ車輌の左旋回方向への操舵又は転舵又は旋回の場合を正として操舵角θ、相対回転角度θre、横加速度Gy、ヨーレートγを検出する。
Although not shown in detail in FIG. 1, the
後述の如く、電子制御装置34は通常時には各車輪の車輪速度Vwiに基づき車速Vを推定し、車速Vに基づき所定の操舵特性を達成するためのステアリングギヤ比Rgを演算し、運転者の操舵操作量を示す操舵角θ及びステアリングギヤ比Rgに基づき暫定目標舵角δstを演算し、左右前輪の舵角が暫定目標舵角δstになるよう転舵角可変装置24を制御し、これにより運転者の操舵操作に応じて所定の操舵特性にて左右の前輪10FL及び10FRを転舵する。
As will be described later, the
また電子制御装置34は通常の制動時にはマスタシリンダ圧力Pmに所定の増圧係数Ki(i=fl、fr、rl、rr)を乗算した値を各車輪の目標制動圧Pti(i=fl、fr、rl、rr)として演算し、制動圧Piが目標制動圧Ptiになるよう制御するが、後述のアンチスキッド制御(ABS制御)又はトラクション制御(TRC制御)又は制動力の制御による挙動制御による目標制動圧Ptiが演算されたときには、当該車輪の制動圧を各制御の目標制動圧Ptiになるよう制御する。
The
また電子制御装置34は各車輪の車輪速度Vwiに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて車体速度Vb及び各車輪の制動スリップ量SBi(i=fl、fr、rl、rr)を演算し、制動スリップ量SBiがアンチスキッド制御開始の基準値よりも大きくなり、アンチスキッド制御の開始条件が成立すると、アンチスキッド制御の終了条件が成立するまで、当該車輪の制動スリップ量を所定の範囲内にするための当該車輪の目標制動圧Pti(i=fl、fr、rl、rr)を演算し、制動圧Piが目標制動圧Ptiになるよう制御することによってアンチスキッド制御を行う。
The
尚電子制御装置34は左右輪の一方についてのみアンチスキッド制御を行う場合に、当該車輪とは左右反対側の車輪の制動力をアンチスキッド制御を行う側の車輪の制動力に合せることにより左右輪の制動力差が過大になることを防止する所謂ローセレクト制御は行わない。
When the
また電子制御装置34は各車輪の車輪速度Vwiに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて車体速度Vb及び各車輪の加速スリップ量SAi(i=fl、fr、rl、rr)を演算し、加速スリップ量SAiがトラクション制御開始の基準値よりも大きくなり、トラクション制御の開始条件が成立すると、トラクション制御の終了条件が成立するまで、当該車輪の加速スリップ量を所定の範囲内にするための当該車輪の目標制動圧Pti(i=fl、fr、rl、rr)を演算し、制動圧Piが目標制動圧Ptiになるよう制御することによってトラクション制御を行う。
The
尚電子制御装置34は左右輪の一方についてのみトラクション制御を行う場合に、当該車輪とは左右反対側の車輪の駆動力をトラクション制御を行う側の車輪の制動力に合せることにより左右輪の制動力差が過大になることを防止する所謂ローセレクト制御は行わない。
When the
また電子制御装置34は車輌の走行に伴い変化する車輌の横加速度Gyの如き車輌状態量に基づき車輌のスピンの程度を示すスピン状態量SS及び車輌のドリフトアウトの程度を示すドリフトアウト状態量DSを演算し、スピン状態量SS及びドリフトアウト状態量DSに基づき車輌の挙動を安定化させるための各車輪の目標制動圧Pti(i=fl、fr、rl、rr)を演算し、各車輪の制動圧Piが目標制動圧Ptiになるよう制御することによって車輌の挙動を安定化させる制動力の制御による挙動制御を行う。
The
尚、上述のアンチスキッド制御、トラクション制御、制動力の制御による挙動制御自体は本発明の要旨をなすものではなく、これらの制御は当技術分野に於いて公知の任意の要領にて実行されてよい。 The above-described behavior control by the anti-skid control, the traction control, and the braking force control itself does not form the gist of the present invention, and these controls are executed in any manner known in the art. Good.
更に電子制御装置34は制動力の制御による挙動制御が実行されておらず且つアンチスキッド制御又はトラクション制御が実行されているときには、各車輪の前後力Fxiを推定により演算し、左右輪の前後力差ΔFxが基準値Fxo(正の定数)以上であるときには、即ち車輌が左右の路面の摩擦係数が異なる走行路を走行し、左右輪の一方についてアンチスキッド制御又はトラクション制御が実行されているときには、左右輪の前後力差により車輌に作用する前後力差起因ヨーモーメントMfを演算し、前後力差起因ヨーモーメントを相殺するカウンタヨーモーメントMcを車輌に付与するための左右前輪の挙動制御目標転舵角Δδctを演算する。
Further, when the behavior control by the braking force control is not executed and the anti-skid control or the traction control is executed, the
また電子制御装置34は左右輪の前後力差ΔFxが基準値Fxo(正の定数)以上であり左右輪の一方についてアンチスキッド制御又はトラクション制御が実行されているときには、アンチスキッド制御又はトラクション制御が実行されている車輪とは左右反対側の車輪の前後力の変化率を転舵角可変装置24による左右前輪の舵角制御の応答性に応じて制限し、これにより前後力差起因ヨーモーメントMfが急激に増大してカウンタヨーモーメントMcがこれに追従できなくなることを防止する。
Further, when the
次に図2に示されたフローチャートを参照して図示の実施例に於いて電子制御装置34により達成される左右前輪の舵角制御による車輌の挙動制御ルーチンについて説明する。尚図2に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。
Next, a vehicle behavior control routine based on the steering angle control of the left and right front wheels achieved by the
まずステップ10に於いては操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ20に於いては各車輪の車輪速度Vwiに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて車速Vが推定され、車速Vに基づき図3に示されたグラフに対応するマップよりステアリングギヤ比Rgが演算され、下記の式14に従って所定の操舵特性を達成するための左右前輪の暫定目標舵角δstが演算される。
δst=θ/Rg ……(14)
First, at
δst = θ / Rg (14)
尚暫定目標舵角δstは運転者の操舵操作に対応する舵角δw(=θ/Rgo)と所定の操舵特性を達成するための制御転舵角δcとの和である。また操舵特性自体は本発明の要旨をなすものではなく、ステアリングギヤ比Rgは当技術分野に於いて公知の任意の要領にて演算されてよく、例えば操舵に対する車輌の過渡応答性を向上させるべく操舵速度によっても変化されてよい。 The provisional target rudder angle δst is the sum of the rudder angle δw (= θ / Rgo) corresponding to the driver's steering operation and the control turning angle δc for achieving a predetermined steering characteristic. Further, the steering characteristic itself does not form the gist of the present invention, and the steering gear ratio Rg may be calculated in an arbitrary manner known in the art, for example, to improve the transient response of the vehicle to the steering. It may be changed by the steering speed.
ステップ30に於いては制動力の制御による挙動制御、即ちスピン抑制制御又はドリフトアウト抑制制御が実行されているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ80へ進み、否定判別が行われたときにはステップ40へ進む。
In
ステップ40に於いては何れかの車輪についてアンチスキッド制御が実行されているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ60へ進み、否定判別が行われたときにはステップ50へ進む。 In step 40, it is determined whether or not anti-skid control is being performed for any of the wheels. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step 60. If a negative determination is made, the process proceeds to step 50. .
ステップ50に於いては駆動輪である左後輪若しくは右後輪についてトラクション制御が実行されているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ80へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ60へ進む。
In
ステップ60に於いてはJiを車輪の慣性モーメントとし、Vwdiを車輪の回転角速度とし、Rを車輪の有効半径とし、Txiを車輪の制動トルクTbi(負の値)と駆動トルクTdi(正の値)との和として、下記の式15に従って各車輪の前後力(制駆動力)Fxi(i=fl、fr、rl、rr)が演算される。
Ji・Vwdi=R・Fxi+Txi
Fxi=(Ji・Vwdi−Txi)/R ……(15)
In
Ji ・ Vwdi = R ・ Fxi + Txi
Fxi = (Ji · Vwdi−Txi) / R (15)
尚車輪の回転角速度Vwiは車輪速度Vwiの微分値として演算される。また制動トルクTbiは図には示されていない圧力センサにより検出されるマスタシリンダ圧力Pm及び制動装置36の諸元により定まる圧力−制動トルク変換係数に基づいて演算される。更に駆動トルクTdiはエンジン制御装置62より入力されるスロットル開度φ及びエンジン回転数Neに基づきエンジンの駆動トルクTeが演算され、エンジントルクTe及び駆動系の諸元により決定される定数に基づいて演算される。また制動トルクTbi及び駆動トルクTdiは例えば力センサ等により直接検出されてもよい。
The rotational angular velocity Vwi of the wheel is calculated as a differential value of the wheel velocity Vwi. The braking torque Tbi is calculated based on a master cylinder pressure Pm detected by a pressure sensor (not shown) and a pressure-braking torque conversion coefficient determined by the specifications of the
ステップ70に於いては各車輪の前後力Fxiに基づき下記の式16に従って左右輪の前後力差ΔFxが演算されると共に、左右輪の前後力差ΔFxの絶対値が基準値Fxo(正の定数)以上であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ80に於いてフラグFcが0にリセットされ、ステップ90に於いて左右前輪の目標舵角δtが暫定目標舵角δstに設定された後ステップ150へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ100に於いてフラグFcが1にセットされる。
ΔFx=(Fxfr+Fxrr)−(Fxfl+Fxrl) ……(16)
In step 70, the front-rear force difference ΔFx between the left and right wheels is calculated according to the following
ΔFx = (Fxfr + Fxrr) − (Fxfl + Fxrl) (16)
ステップ110に於いてはTを車輌のトレッドとして左右輪の前後力差ΔFxに基づき下記の式17に従って左右輪の前後力差に起因して車輌に作用する前後力差起因ヨーモーメントMfが演算される。
Mf=ΔFx・T/2 ……(17)
In
Mf = ΔFx · T / 2 (17)
ステップ120に於いては前後力差起因ヨーモーメントMfを相殺するためのカウンタヨーモーメントをMc(=−Mf)とすると、左右前輪の転舵によりカウンタヨーモーメントMcを車輌に付与するための左右前輪の挙動制御目標転舵角Δδctが上記式13に対応する下記の式18に従って演算される。尚この場合挙動制御目標転舵角Δδctは上記式12に対応する式に従って演算されてもよい。また下記の式18又は上記式12に対応する式に従って挙動制御目標転舵角Δδctが演算される際の前輪のコーナリングパワーCpf及び後輪のコーナリングパワーCprは、そのときの各車輪のスリップ率に応じて補正された値が使用される。
In step 120, if the counter yaw moment for canceling the longitudinal force difference-induced yaw moment Mf is Mc (= -Mf), the left and right front wheels for applying the counter yaw moment Mc to the vehicle by turning the left and right front wheels. The behavior control target turning angle Δδct is calculated according to the following
ステップ130に於いては左右前輪の目標舵角δtが暫定目標舵角δstと挙動制御目標転舵角Δδctとの和に設定され、ステップ140に於いては現在及び前回の左右前輪の目標舵角δtをそれぞれδtai、δtfiとし、舵角制御用のフィルタ定数をRs(0<Rs<1)として、下記の式19に従って左右前輪の目標舵角δtのローパスフィルタ処理が行われ、ステップ150に於いては左右前輪の舵角がローパスフィルタ処理後の目標舵角δtになるよう転舵角可変装置24が制御されることによって左右前輪の舵角が制御される。尚フィルタ定数Rsはローパスフィルタ処理後の目標舵角δtに車輌のヨー共振周波数以上の成分が含まれないようにする値に設定される。
δt=Rsδta+(1−Rs)δtf ……(19)
In step 130, the target rudder angle δt of the left and right front wheels is set to the sum of the provisional target rudder angle δst and the behavior control target turning angle Δδct. In step 140, the current and previous target rudder angles of the left and right front wheels are set. δt is δtai and δtfi, respectively, and the filter constant for steering angle control is Rs (0 <Rs <1), and the low-pass filter processing of the target steering angle δt of the left and right front wheels is performed according to the following equation 19; In this case, the steering
δt = Rsδta + (1-Rs) δtf (19)
次に図3に示されたフローチャートを参照して図示の実施例に於けるアンチスキッド制御について説明する。尚図3に示されたフローチャートによるアンチスキッド制御は、例えば左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の順に各車輪について実行される。 Next, the anti-skid control in the illustrated embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that the anti-skid control according to the flowchart shown in FIG. 3 is executed for each wheel in the order of the left front wheel, the right front wheel, the left rear wheel, and the right rear wheel, for example.
まずステップ210に於いては車輪速度Vwiを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ220に於いては車輪速度Vwiに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて推定車体速度Vbが演算され、ステップ230に於いては各車輪について推定車体速度Vb及び各車輪の車輪速度Vwiに基づきこれらの偏差を推定車体速度Vwbにて除算した値として制動スリップ率SBi(i=fl、fr、rl、rr)が演算される。 First, in step 210, a signal indicating the wheel speed Vwi is read, and in step 220, an estimated vehicle speed Vb is calculated based on the wheel speed Vwi in a manner known in the art, In step 230, the braking slip ratio SBi (i = fl, fr, rl, rr) is obtained by dividing these deviations by the estimated vehicle speed Vwb based on the estimated vehicle speed Vb and the wheel speed Vwi of each wheel. ) Is calculated.
ステップ240に於いては当該車輪についてアンチスキッド制御による制動力の制御が行われているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ260へ進み、否定判別が行われたときにはステップ250へ進む。 In step 240, it is determined whether or not the braking force is controlled by the anti-skid control for the wheel. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step 260. If a negative determination is made, the process proceeds to step 260. Proceed to 250.
ステップ250に於いては例えば推定車体速度Vbが制御開始基準値Vbs(正の定数)以上であり且つ当該車輪の制動スリップ率SBiが基準値SLo(正の定数)以上であるか否かの判別により、当該車輪についてアンチスキッド制御の開始条件が成立しているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ280へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ270へ進む。 In step 250, for example, it is determined whether or not the estimated vehicle speed Vb is equal to or higher than the control start reference value Vbs (positive constant) and the braking slip ratio SBi of the wheel is equal to or higher than the reference value SLo (positive constant). Thus, it is determined whether or not the anti-skid control start condition is satisfied for the wheel. If a negative determination is made, the process proceeds to step 280. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step 270.
ステップ260に於いては当該車輪についてアンチスキッド制御の終了条件が成立しているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはそのまま図3に示された制御ルーチンを一旦終了し、否定判別が行われたときにはステップ270へ進む。 In step 260, it is determined whether or not the anti-skid control termination condition is satisfied for the wheel, and if an affirmative determination is made, the control routine shown in FIG. When the determination is made, the process proceeds to step 270.
ステップ270に於いては例えば車輪速度Vwiの時間微分値として演算される車輪加速度、前後加速度センサ54により検出された車輌の前後加速度Gxに基づき演算される車輌の減速度Gxb、車輪の制動スリップ率SBiに基づき当該車輪の制動スリップ率SBiを所定の範囲内にするための目標制動圧Pti(i=fl、fr、rl、rr)が当技術分野に於いて公知の要領にて演算される。
In step 270, for example, the wheel acceleration calculated as a time differential value of the wheel speed Vwi, the vehicle deceleration Gxb calculated based on the vehicle longitudinal acceleration Gx detected by the
ステップ280に於いてはフラグFcが1であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのまま図3に示された制御ルーチンを一旦終了し、肯定判別が行われたときにはステップ290へ進む。 In step 280, it is determined whether or not the flag Fc is 1. When a negative determination is made, the control routine shown in FIG. Proceed to 290.
ステップ290に於いてはフラグFcが0より1へ変化した直後であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのままステップ310へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ300に於いて当該車輪の前回の目標制動圧Ptfiが当該車輪とは左右反対側の車輪の制動圧Popに設定される。
In
ステップ310に於いてはマスタシリンダ圧力に基づく当該車輪の目標制動圧Pti(=KiPm)をPtaiとし、アンチスキッド制御による制動力制御用のフィルタ定数をRb1(0<Rb1<1)として、下記の式20に従って当該車輪の目標制動圧Ptiのローパスフィルタ処理が行われることにより、当該車輪のローパスフィルタ処理後の目標制動圧Ptiが演算される。
Pti=Rb1Ptai+(1−Rb1)Ptfi ……(20)
In step 310, the target braking pressure Pti (= KiPm) of the wheel based on the master cylinder pressure is set as Ptai, and the filter constant for braking force control by anti-skid control is set as Rb1 (0 <Rb1 <1). By performing low-pass filter processing of the target braking pressure Pti of the wheel according to Equation 20, the target braking pressure Pti after the low-pass filter processing of the wheel is calculated.
Pti = Rb1Ptai + (1-Rb1) Ptfi (20)
尚フィルタ定数Rb1はアンチスキッド制御による制動力の制御が行われていない側、即ち路面の摩擦係数が高い側の車輪の制動力がローパスフィルタ処理後の目標制動力になるよう制御された場合に、左右輪の前後力差(制動力差)により車輌に作用する前後力差起因ヨーモーメントとは逆方向のヨーモーメントを転舵手段による操舵輪の転舵により応答遅れなく発生させることを可能にする値に設定される。 The filter constant Rb1 is set so that the braking force of the wheel on the side where the braking force is not controlled by the anti-skid control, that is, the wheel having the higher friction coefficient of the road surface, becomes the target braking force after the low-pass filter process. , It is possible to generate yaw moments in the opposite direction to the front / rear force difference acting on the vehicle due to the front / rear force difference (braking force difference) between the left and right wheels by turning the steered wheels by the steering means without delay in response. Is set to the value to be
次に図4に示されたフローチャートを参照して図示の実施例に於けるトラクション制御について説明する。尚図4に示されたフローチャートによるトラクション制御は駆動輪である左右後輪の各々について実行される。 Next, traction control in the illustrated embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that the traction control according to the flowchart shown in FIG. 4 is executed for each of the left and right rear wheels as drive wheels.
まずステップ410に於いては車輪速度Vwiを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ420に於いては車輪速度Vwiに基づき当技術分野に於いて公知の要領にて推定車体速度Vbが演算され、ステップ430に於いては各車輪について推定車体速度Vb及び各車輪の車輪速度Vwiに基づきこれらの偏差を推定車体速度Vbにて除算した値として加速スリップ率SAi(i=fl、fr、rl、rr)が演算される。 First, at step 410, a signal indicating the wheel speed Vwi is read, and at step 420, an estimated vehicle speed Vb is calculated based on the wheel speed Vwi in a manner known in the art, In step 430, the acceleration slip ratio SAi (i = fl, fr, rl, rr) is obtained by dividing these deviations by the estimated vehicle speed Vb based on the estimated vehicle speed Vb and the wheel speed Vwi of each wheel. ) Is calculated.
ステップ440に於いては当該車輪についてトラクション制御による制動力の制御が行われているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ460へ進み、否定判別が行われたときにはステップ450へ進む。 In step 440, it is determined whether or not the braking force is controlled by traction control for the wheel. If an affirmative determination is made, the process proceeds to step 460. If a negative determination is made, step 450 is performed. Proceed to
ステップ450に於いては例えば推定車体速度Vbが制御開始基準値Vbs(正の定数)以上であり且つ当該車輪の加速スリップ率SAiが基準値SAo(正の定数)以上であるか否かの判別により、当該車輪についてトラクション制御の開始条件が成立しているか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはステップ480へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ470へ進む。
In
ステップ460に於いては当該車輪についてトラクション制御の終了条件が成立しているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはそのまま図4に示された制御ルーチンを一旦終了し、否定判別が行われたときにはステップ470へ進む。 In step 460, it is determined whether or not the traction control end condition is satisfied for the wheel. When an affirmative determination is made, the control routine shown in FIG. When the operation is performed, the process proceeds to step 470.
ステップ470に於いては例えば車輪速度Vwiの時間微分値として演算される車輪加速度、前後加速度センサ54により検出された車輌の前後加速度Gxに基づき演算される車輌の加速度Gxa、車輪の加速スリップ率SAiに基づき当該車輪の加速スリップ率SAiを所定の範囲内にするための目標制動圧Pti(i=fl、fr、rl、rr)が当技術分野に於いて公知の要領にて演算される。
In step 470, for example, the wheel acceleration calculated as a time differential value of the wheel speed Vwi, the vehicle acceleration Gxa calculated based on the vehicle longitudinal acceleration Gx detected by the
ステップ480に於いてはフラグFcが1であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのまま図4に示された制御ルーチンを一旦終了し、肯定判別が行われたときにはステップ490へ進む。
In
ステップ490に於いてはフラグFcが0より1へ変化した直後であるか否かの判別が行われ、否定判別が行われたときにはそのままステップ510へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ500に於いて当該車輪の前回の目標制動圧Ptfiが当該車輪とは左右反対側の車輪の制動圧Popに設定される。
In
ステップ510に於いてはマスタシリンダ圧力に基づく当該車輪の目標制動圧Pti(=KiPm=0)をPtaiとし、トラクション制御による制動力制御用のフィルタ定数をRb2(0<Rb2<1)として、下記の式21に従って当該車輪の目標制動圧Ptiのローパスフィルタ処理が行われることにより、当該車輪の目標制動圧Ptiが演算される。
Pti=Rb2Ptai+(1−Rb2)Ptfi ……(21)
In step 510, the target braking pressure Pti (= KiPm = 0) of the wheel based on the master cylinder pressure is set as Ptai, and the filter constant for braking force control by traction control is set as Rb2 (0 <Rb2 <1). The target braking pressure Pti of the wheel is calculated by performing the low-pass filter processing of the target braking pressure Pti of the wheel according to the following equation (21).
Pti = Rb2Ptai + (1-Rb2) Ptfi (21)
尚フィルタ定数Rb2はトラクション制御による制動力の制御が行われていない側、即ち路面の摩擦係数が高い側の車輪の制動力がローパスフィルタ処理後の目標制動力になるよう制御された場合に、左右輪の前後力差(駆動力差)により車輌に作用する前後力差起因ヨーモーメントとは逆方向のヨーモーメントを転舵手段による操舵輪の転舵により応答遅れなく発生させることを可能にする値に設定される。 The filter constant Rb2 is controlled so that the braking force of the wheel on the side where the braking force is not controlled by the traction control, that is, the wheel having the higher friction coefficient on the road surface becomes the target braking force after the low-pass filter processing. It is possible to generate a yaw moment in the opposite direction to the yaw moment caused by the difference in the longitudinal force acting on the vehicle due to the difference in the longitudinal force between the left and right wheels (drive force difference) by turning the steered wheels by the steering means without response delay. Set to a value.
かくして図示の実施例によれば、ステップ20に於いて車速Vに基づき所定の操舵特性を達成するためのステアリングギヤ比Rgが演算されると共に、運転者の操舵操作量を示す操舵角θ及びステアリングギヤ比Rgに基づき暫定目標舵角δstが演算され、通常時にはステップ90及び150に於いて左右前輪の舵角が暫定目標舵角δstと同一の目標舵角δtになるよう転舵角可変装置24が制御され、これにより運転者の操舵操作に応じて所定の操舵特性にて左右の前輪10FL及び10FRが転舵される。
Thus, according to the illustrated embodiment, in step 20, the steering gear ratio Rg for achieving a predetermined steering characteristic is calculated based on the vehicle speed V, and the steering angle .theta. Based on the gear ratio Rg, the provisional target rudder angle δst is calculated. In normal times, in
これに対し制動力の制御による挙動制御が実行されておらず且つアンチスキッド制御又はトラクション制御が実行されているときには、ステップ30に於いて否定判別が行われ、ステップ40又は50に於いて肯定判別が行われ、ステップ60に於いて各車輪の前後力Fxiが推定により演算され、左右輪の前後力差ΔFxの絶対値が基準値Fxo以上であるときにはステップ70に於いて肯定判別が行われ、ステップ100に於いてフラグFcが1にセットされ、ステップ110に於いて左右輪の前後力差により車輌に作用する前後力差起因ヨーモーメントMfが演算される。
On the other hand, when the behavior control by the braking force control is not executed and the anti-skid control or the traction control is executed, a negative determination is made in
そしてステップ120に於いて前後力差起因ヨーモーメントMfを相殺するためのカウンタヨーモーメントMcを車輌に付与するための左右前輪の挙動制御目標転舵角Δδctが演算され、ステップ130に於いて左右前輪の目標舵角δtが暫定目標舵角δstと挙動制御目標転舵角Δδctとの和に設定され、ステップ140に於いて左右前輪の目標舵角δtのローパスフィルタ処理が行われ、ステップ150に於いて左右前輪の舵角がローパスフィルタ処理後の目標舵角δtになるよう転舵角可変装置24が制御されることによって左右前輪の舵角が制御される。
In step 120, the left and right front wheel behavior control target turning angle Δδct for applying the counter yaw moment Mc for canceling the longitudinal force difference-induced yaw moment Mf to the vehicle is calculated. In step 130, the left and right front wheels are calculated. Is set to the sum of the provisional target steering angle δst and the behavior control target steering angle Δδct. In step 140, the target steering angle δt of the left and right front wheels is subjected to low-pass filter processing. Then, the steering
従って図示の実施例によれば、制動力の制御による挙動制御が実行されておらず且つアンチスキッド制御又はトラクション制御が実行されているときには、前後力差起因ヨーモーメントMfを相殺するためのカウンタヨーモーメントを車輌に付与し、左右輪の制駆動力差に起因する車輌の偏向を効果的に防止して車輌の走行安定性を確実に向上させることができると共に、左右輪の一方についてのみアンチスキッド制御又はトラクション制御が実行され、左右輪の前後力差ΔFxの大きさが大きいときには、アンチスキッド制御又はトラクション制御が実行されている車輪とは左右反対側の車輪のマスタシリンダ圧力に基づく目標制動圧Ptiがローパスフィルタ処理されることにより、当該車輪の制動力の変化度合が低減されるので、前後力差起因ヨーモーメントMfを左右前輪の転舵によるカウンタヨーモーメントにより応答遅れなく効果的に且つ確実に相殺することができる。 Therefore, according to the illustrated embodiment, when the behavior control based on the braking force control is not executed and the anti-skid control or the traction control is executed, the counter yaw moment Mf for canceling the yaw moment Mf caused by the longitudinal force difference is canceled. Moment can be applied to the vehicle to effectively prevent the vehicle from deflecting due to the difference in braking / driving force between the left and right wheels, thereby reliably improving the running stability of the vehicle and anti-skid only on one of the left and right wheels. When the control or traction control is executed and the front / rear force difference ΔFx between the left and right wheels is large, the target braking pressure based on the master cylinder pressure of the wheel on the opposite side to the wheel on which the anti-skid control or traction control is executed Since Pti is subjected to low-pass filter processing, the degree of change in braking force of the wheel is reduced. Yaw moment Mf to be able to effectively and reliably canceled without a delay in response by the counter yaw moment due to the left and right front wheels steered.
図6は上記式12に対応する下記の式22、即ち前後力差起因ヨーモーメントMf(s)に対する左右前輪の舵角δf(s)の伝達関数の周波数応答特性の一例を示している。図6より、左右前輪の転舵により前後力差起因ヨーモーメントMf(s)を効果的に相殺するカウンタヨーモーメントを発生させるためには、左右前輪の転舵系の応答性が制動系の応答性と同等でなければならないことが解る。
FIG. 6 shows an example of the frequency response characteristic of the transfer function of the steering angle δf (s) of the left and right front wheels with respect to the following
図示の実施例によれば、フィルタ定数Rb1はアンチスキッド制御による制動力の制御が行われていない側、即ち路面の摩擦係数が高い側の車輪の制動力がローパスフィルタ処理後の目標制動力になるよう制御された場合に、左右輪の前後力差(制動力差)により車輌に作用する前後力差起因ヨーモーメントとは逆方向のヨーモーメントを転舵手段による操舵輪の転舵により応答遅れなく発生させることを可能にする値に設定され、フィルタ定数Rb2はトラクション制御による制動力の制御が行われていない側、即ち路面の摩擦係数が高い側の車輪の制動力がローパスフィルタ処理後の目標制動力になるよう制御された場合に、左右輪の前後力差(駆動力差)により車輌に作用する前後力差起因ヨーモーメントとは逆方向のヨーモーメントを転舵手段による操舵輪の転舵により応答遅れなく発生させることを可能にする値に設定されるので、左右前輪の転舵によるカウンタヨーモーメントにより前後力差起因ヨーモーメントMf(s)を応答遅れなく効果的に且つ確実に相殺することができる。 According to the illustrated embodiment, the filter constant Rb1 is set so that the braking force of the wheel on which the braking force is not controlled by the anti-skid control, that is, the wheel having the higher friction coefficient on the road surface is the target braking force after the low-pass filter processing. When controlled, the yaw moment in the direction opposite to the front / rear force difference acting on the vehicle due to the front / rear force difference (braking force difference) between the left and right wheels is delayed by the steering wheel turning by the steering means. The filter constant Rb2 is set to a value that allows the wheel to be generated without any loss, and the braking force of the wheel on the side where the braking force is not controlled by the traction control, that is, the side with the higher friction coefficient of the road surface, is subjected to the low-pass filter processing. When controlled to achieve the target braking force, the yaw moment in the direction opposite to the yaw moment caused by the difference in the longitudinal force acting on the vehicle due to the difference in the longitudinal force between the left and right wheels (drive force difference) is steered. Because it is set to a value that enables the steering wheel to be generated without response delay by means of steering by means, the counter yaw moment due to the steering of the left and right front wheels is effective for the yaw moment Mf (s) due to the longitudinal force difference without response delay. And surely cancel.
また図7は上記式9、即ち左右前輪の舵角δf(s)に対する車輌のヨーレートγ(s)の伝達関数のボード線図の一例を示している。図7より、ゲインは車速により変化するが、高車速域に於いては周波数が2Hz以上になるとゲインが小さくなり、制御が振動的になることが解る。左右前輪の転舵により車輌のヨー運動を制御する場合に、左右前輪の転舵の周波数を高くすると、制御効果が低下するだけでなく、転舵角可変装置24の大型化や高性能化に伴う高コスト化がさけられず、更には転舵角可変装置24による左右前輪の転舵により急激に変化する反力がステアリングホイール14に伝達され、運転者が異和感を覚える。
FIG. 7 shows an example of a Bode diagram of the transfer function of the vehicle yaw rate γ (s) with respect to the above formula 9, that is, the steering angle δf (s) of the left and right front wheels. FIG. 7 shows that the gain varies depending on the vehicle speed, but in the high vehicle speed range, when the frequency becomes 2 Hz or more, the gain decreases and the control becomes oscillating. When controlling the yaw motion of the vehicle by turning the left and right front wheels, increasing the steering frequency of the left and right front wheels not only reduces the control effect, but also increases the size and performance of the turning
図示の実施例によれば、左右輪の一方についてのみアンチスキッド制御又はトラクション制御が実行され、左右輪の前後力差ΔFxの大きさが大きいときには、前後力差起因ヨーモーメントMfを相殺するためのカウンタヨーモーメントMcを車輌に付与するための左右前輪の挙動制御目標転舵角Δδctが演算され、ステップ130に於いて左右前輪の目標舵角δtが暫定目標舵角δstと挙動制御目標転舵角Δδctとの和に設定され、ステップ140に於いて左右前輪の目標舵角δtのローパスフィルタ処理が行われ、ステップ150に於いて左右前輪の舵角がローパスフィルタ処理後の目標舵角δtになるよう転舵角可変装置24が制御されるので、目標舵角δtに高周波成分が含まれることを確実に防止することができ、従って転舵角可変装置24の大型化や高性能化に伴う高コスト化を確実に回避することができ、急激に変化する反力がステアリングホイール14に伝達され運転者が異和感を覚えることを確実に回避することができる。
According to the illustrated embodiment, the anti-skid control or the traction control is executed for only one of the left and right wheels, and when the magnitude of the front / rear force difference ΔFx between the left and right wheels is large, The left and right front wheel behavior control target turning angle Δδct for applying the counter yaw moment Mc to the vehicle is calculated. In step 130, the target steering angle δt of the left and right front wheels is set to the provisional target steering angle δst and the behavior control target turning angle. In step 140, a low-pass filter process is performed on the target steering angle δt of the left and right front wheels, and in step 150, the steering angle of the left and right front wheels becomes the target steering angle δt after the low-pass filter process. Since the turning
また図示の実施例によれば、制動力の制御による挙動制御が実行されているときには、ステップ30に於いて肯定判別が行われ、ステップ40〜140は実行されないので、車輌の挙動を安定化させるべく各車輪の制動力が積極的に制御されている状況に於いて、挙動制御による左右輪の前後力差に基づいて不必要な前後力差起因ヨーモーメントMfが演算され、左右の前輪10FL及び10FRが不必要に転舵されること、及びこれに起因して車輌挙動の安定化が阻害されることを確実に防止することができる。
Further, according to the illustrated embodiment, when the behavior control by the control of the braking force is being executed, an affirmative determination is made in
また図示の実施例によれば、ステップ40又は50に於いてそれぞれアンチスキッド制御又はトラクション制御が実行されていると判別され、ステップ70に於いて左右輪の前後力差ΔFxの絶対値が基準値Fxo以上であると判別された場合にステップ100〜140が実行されるので、ステップ40及び50の判別が行われない場合に比して、不必要なカウンタヨーモーメントが車輌に付与される虞れを低減することができる。
Further, according to the illustrated embodiment, it is determined that the anti-skid control or the traction control is executed in
また図示の実施例によれば、ステップ20に於いて所定の操舵特性を達成するためのステアリングギヤ比Rgが演算されると共に、運転者の操舵操作量を示す操舵角θ及びステアリングギヤ比Rgに基づき暫定目標舵角δstが演算され、車輌に前後力差起因ヨーモーメントMfが作用しない通常時にはステップ90に於いて左右前輪の目標舵角δtが暫定目標舵角δstに設定されるので、通常時には所定の操舵特性を確実に達成することができる。
Further, according to the illustrated embodiment, the steering gear ratio Rg for achieving a predetermined steering characteristic is calculated in step 20, and the steering angle θ and the steering gear ratio Rg indicating the steering operation amount of the driver are calculated. Based on this, the provisional target rudder angle δst is calculated, and the normal rudder difference yaw moment Mf does not act on the vehicle. In normal times, the target rudder angle δt of the left and right front wheels is set to the provisional target rudder angle δst in
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。 Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
例えば上述の実施例に於いては、転舵手段としての転舵角可変装置24はアッパステアリングシャフト22に対し相対的にロアステアリングシャフト26を回転させることにより運転者の操舵操作に依存せずに左右の前輪10FL及び10FRを自動的に転舵するようになっているが、転舵手段は運転者の操舵操作とは独立に操舵輪を操舵し得る限り、例えばタイロッド20L及び20Rを伸縮させる型式の転舵角可変装置やステアバイワイヤ式の転舵装置の如く当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよく、転舵手段は補助操舵輪としての後輪を転舵するものであってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the turning
また上述の実施例に於いては、前後力差起因ヨーモーメントを相殺するために車輌に付与されるカウンタヨーモーメントMcは−Mf、即ち前後力差起因ヨーモーメントMfと大きさが同一であり且つ方向が逆のヨーモーメントであるが、カウンタヨーモーメントMcの大きさは前後力差起因ヨーモーメントMfの大きさより小さくてもよい。 In the above embodiment, the counter yaw moment Mc applied to the vehicle to cancel the longitudinal force difference-induced yaw moment is -Mf, that is, the magnitude of the longitudinal force difference-induced yaw moment Mf is the same. Although the yaw moment is the reverse direction, the magnitude of the counter yaw moment Mc may be smaller than the magnitude of the yaw moment Mf resulting from the longitudinal force difference.
また上述の実施例に於いては、アンチスキッド制御又はトラクション制御が実行されていても、制動力の制御による挙動制御が実行されているときには、ステップ40〜140が実行されないようになっているが、車輌の旋回加減速時に少なくとも左右輪間にて制駆動力の配分を制御する制駆動力配分制御が行われる車輌の場合には、制駆動力配分制御が実行されているときにもステップ40〜140が実行されないよう構成されることが好ましい。 Further, in the above-described embodiment, even if the anti-skid control or the traction control is executed, when the behavior control by the control of the braking force is executed, the steps 40 to 140 are not executed. In the case of a vehicle in which braking / driving force distribution control for controlling the distribution of braking / driving force is performed at least between the left and right wheels during turning acceleration / deceleration of the vehicle, step 40 is also performed when the braking / driving force distribution control is being executed. It is preferable that ~ 140 is not executed.
また上述の実施例に於いては、制動力の制御による挙動制御が実行されているときには、ステップ40〜140が実行されないようになっているが、制動力の制御による挙動制御又は制駆動力配分制御が実行されているときには、それらの制御により発生されるヨーモーメントに基づいてカウンタヨーモーメントMcが補正されるよう修正されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, when the behavior control by the braking force control is executed, the steps 40 to 140 are not executed, but the behavior control by the braking force control or the braking / driving force distribution is performed. When the control is being executed, the counter yaw moment Mc may be corrected so as to be corrected based on the yaw moment generated by the control.
また上述の実施例に於いては、車速Vに基づき所定の操舵特性を達成するためのステアリングギヤ比Rgが演算され、運転者の操舵操作量を示す操舵角θ及びステアリングギヤ比Rgに基づき暫定目標舵角δstが演算され、通常時には左右前輪の舵角が暫定目標舵角δstになるよう制御されるようになっているが、所定の操舵特性を達成するためのステアリングギヤ比Rgの可変制御は省略されてもよい。 In the above-described embodiment, the steering gear ratio Rg for achieving a predetermined steering characteristic is calculated based on the vehicle speed V, and provisional based on the steering angle θ indicating the driver's steering operation amount and the steering gear ratio Rg. The target rudder angle δst is calculated, and normally, the rudder angle of the left and right front wheels is controlled to become the provisional target rudder angle δst, but the steering gear ratio Rg is controlled to achieve a predetermined steering characteristic. May be omitted.
また上述の実施例に於いては、挙動制御は各車輪の制動力が制御され車輌に所要のヨーモーメントが付与されることにより車輌の挙動を制御するようになっているが、挙動制御は各車輪の制動力及び駆動力が制御されることにより行われるものであってもよい。 In the above-described embodiment, the behavior control is such that the braking force of each wheel is controlled and the vehicle's behavior is controlled by applying a required yaw moment to the vehicle. It may be performed by controlling the braking force and driving force of the wheels.
更に上述の実施例に於いては、車輌はエンジンにより後輪が駆動される後輪駆動車であるが、本発明は前輪駆動車や四輪駆動車に適用されてもよく、また例えばホイールインモータ式の車輌の如く、駆動輪がそれぞれ対応する駆動装置により駆動される車輌に適用されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the vehicle is a rear wheel drive vehicle in which the rear wheels are driven by an engine. However, the present invention may be applied to a front wheel drive vehicle or a four wheel drive vehicle. The present invention may be applied to a vehicle in which driving wheels are driven by corresponding driving devices, such as a motor type vehicle.
特にホイールインモータ式の車輌の如く、各車輪の制駆動力を相互に独立に制御可能な車輌の場合には、運転者の加減速操作に応じた目標前後力になるよう各車輪の前後力が制御され、路面の摩擦係数が高い側の車輪の目標前後力が転舵手段による操舵輪の転舵の応答性に応じた前後力制御用のフィルタ定数にてローパスフィルタ処理されることにより、路面の摩擦係数が高い側の車輪の目標前後力の変化度合が制限されるよう構成させることが好ましい。 Especially in the case of a vehicle in which the braking / driving force of each wheel can be controlled independently of each other, such as a wheel-in-motor type vehicle, the longitudinal force of each wheel is adjusted so as to achieve the target longitudinal force according to the driver's acceleration / deceleration operation. Is controlled, and the target longitudinal force of the wheel with the higher friction coefficient on the road surface is low-pass filtered with the longitudinal force control filter constant corresponding to the steering wheel steering response by the steering means, It is preferable that the degree of change in the target longitudinal force of the wheel on the side with the higher friction coefficient of the road surface is limited.
16 パワーステアリング装置
14 ステアリングホイール
24 転舵角可変装置
34 電子制御装置
36 制動装置
44 マスタシリンダ
50 操舵角センサ
52 回転角センサ
54 前後加速度センサ
56 横加速度センサ
58FL〜58RR 車輪速度センサ
60FL〜60RR 圧力センサ
62 圧力センサ
64 エンジン制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The steering control means low-pass-filters the behavior control target steering angle with a filter constant for steering angle control according to the response of steering of the steering wheel by the steering means, and the steering angle of the steering wheel is low-pass. The vehicle behavior control device according to any one of claims 1 to 4, wherein a steered wheel is steered by the steering means so as to have a behavior control target rudder angle after filtering.
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