JP2005313770A - Steering control device - Google Patents

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JP2005313770A JP2004134056A JP2004134056A JP2005313770A JP 2005313770 A JP2005313770 A JP 2005313770A JP 2004134056 A JP2004134056 A JP 2004134056A JP 2004134056 A JP2004134056 A JP 2004134056A JP 2005313770 A JP2005313770 A JP 2005313770A
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Hiroshi Kobayashi
弘 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering control device capable of surely stabilizing behavior of a vehicle even when a road surface condition changes. <P>SOLUTION: The steering control device 1 comprises a vehicle model computation section 11, a tire characteristic model computation section 12 and a decision section 15. The vehicle model computation section 11 calculates a vehicle model lateral force characteristic V_Fy from traveling conditions such as lateral Gravity and vehicle specifications such as a wheel base. The tire characteristic model computation section 12 calculates a tire characteristic model M_Fy from various conditions such as a ground load and constants A0-A7 corresponding to tire classes on a dry road surface. The decision section 15 compares the vehicle mode lateral force characteristic V_Fy and the tire characteristic model M_Fy and increase or decreases steering torque when a difference between them exceeds a threshold. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両の操舵制御装置に関する。   The present invention relates to a steering control device for a vehicle.

パワーステアリング装置を備える車両においては、ドライバが操作したステアリングの切れ角に対して、所定のトルクを付加する操舵制御を行い、ドライバの負担軽減を図っている。このような操舵制御では、たとえば検知特性として車速や操舵速度を選定し、選定した検知特性に対応した目標操舵トルクを設定して、実際の操舵トルクと目標操舵トルクとの差分を０にするように操舵制御している。ところが、操舵制御を行うにあたり、操舵輪の滑り角によって操舵反力が変化するものの、上記の操舵制御では、車両の挙動に乱れを起こす可能性があった。   In a vehicle equipped with a power steering device, steering control is performed to add a predetermined torque to the steering angle operated by the driver to reduce the burden on the driver. In such steering control, for example, the vehicle speed and the steering speed are selected as detection characteristics, a target steering torque corresponding to the selected detection characteristics is set, and the difference between the actual steering torque and the target steering torque is set to zero. The steering is controlled. However, in performing the steering control, although the steering reaction force varies depending on the slip angle of the steered wheels, the above-described steering control may disturb the behavior of the vehicle.

このような問題に対して、特開２００３−１５４９６２号公報に開示された操舵反力制御装置では、操舵輪の路面に対する横滑り角を検出し、横滑り角が大きくなるにしたがって、操舵手段に付加する操舵トルクが大きくなるような制御を行っている。このような制御を行うことにより、タイヤの種別や磨耗状態、サスペンション形式、車重等の影響によらず、車両の挙動を安定させることができるというものである。
特開２００３−１５４９６２号公報 With respect to such a problem, the steering reaction force control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-154862 detects the side slip angle of the steered wheel with respect to the road surface, and adds it to the steering means as the side slip angle increases. Control is performed to increase the steering torque. By performing such control, the behavior of the vehicle can be stabilized regardless of the influence of tire type, wear state, suspension type, vehicle weight, and the like.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-154962

しかし、上記公報に開示された操舵反力制御装置では、操舵手段に付加する操舵トルクを大きくするにあたり、所定のマップに基づいた補正を行っている。このため、タイヤの種別等の影響を軽減することはできるものの、路面状況の変化に対して柔軟に対応することができない。このため、たとえば雪道などの路面抵抗が小さくなる場所などでは、車両の挙動の安定化を十分に得られないことが考えられるという問題があった。   However, in the steering reaction force control device disclosed in the above publication, correction based on a predetermined map is performed when increasing the steering torque applied to the steering means. For this reason, although it is possible to reduce the influence of the tire type and the like, it is not possible to flexibly cope with changes in road surface conditions. For this reason, there has been a problem that, for example, in a place where road resistance becomes small, such as a snowy road, it is considered that the vehicle behavior cannot be sufficiently stabilized.

そこで、本発明の課題は、路面状況が変化した場合であっても、車両の挙動を確実に安定させることができる操舵制御装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a steering control device that can reliably stabilize the behavior of a vehicle even when the road surface condition changes.

上記課題を解決した本発明に係る操舵制御装置は、走行中の車両の操舵制御を行う操舵制御装置において、走行中の車両の走行状態から、車両モデル式に基づいて、走行中の車両における車輪の車両モデル横力特性を求める車両モデル横力特性推定手段と、走行中の車両のタイヤ状態から、所定条件の路面を走行する車両のタイヤ特性モデル式に基づいて、タイヤ特性モデル横力特性を求めるタイヤ特性モデル横力特性算出手段と、車両モデル横力特性と、タイヤ特性モデル横力特性とを比較した結果に基づいて、操舵トルクの付加分を判定する判定手段と、を備えるものである。   A steering control device according to the present invention that has solved the above problems is a steering control device that performs steering control of a running vehicle. From the running state of the running vehicle, the wheel in the running vehicle is based on the vehicle model formula. Vehicle model lateral force characteristic estimating means for obtaining a vehicle model lateral force characteristic, and a tire characteristic model lateral force characteristic based on a tire characteristic model formula of a vehicle traveling on a road surface of a predetermined condition from a tire condition of a traveling vehicle. A tire characteristic model lateral force characteristic calculating means to be obtained; and a determination means for determining an additional amount of steering torque based on a result of comparing the vehicle model lateral force characteristic and the tire characteristic model lateral force characteristic. .

本発明に係る操舵制御装置では、車両モデル式に基づいて推定した車両モデル横力特性と、所定条件の路面を走行するタイヤ特性モデル式に基づいて算出したタイヤ特性モデル横力特性とを比較することにより、操舵トルクの負荷分を判定している。ここで、所定条件の路面状況を走行する車両のタイヤ特性モデル式を用いているので、路面状況が変化した場合でも、その路面状況の変化に応じた操舵トルクを確実に付加することができる。したがって、雪道などの路面抵抗が小さい場所でも、車両の挙動の安定化を図ることができる。   In the steering control device according to the present invention, the vehicle model lateral force characteristic estimated based on the vehicle model formula is compared with the tire characteristic model lateral force characteristic calculated based on the tire characteristic model formula traveling on the road surface of a predetermined condition. Thus, the steering torque load is determined. Here, since the tire characteristic model formula of the vehicle traveling on the road surface condition of the predetermined condition is used, even when the road surface condition changes, it is possible to reliably add the steering torque according to the change of the road surface condition. Therefore, it is possible to stabilize the behavior of the vehicle even in a place with low road surface resistance such as a snowy road.

また、車両モデル横力特性およびタイヤ特性モデル横力特性は、車両の操舵輪について比較する態様とすることができる。   Further, the vehicle model lateral force characteristic and the tire characteristic model lateral force characteristic may be compared for the steered wheels of the vehicle.

車両の操舵輪は、実際の操舵が行われる車輪は、操舵制御による影響を直接受ける。このため、車両モデル横力特性およびモデルタイヤ特性を車両の操舵輪について比較することにより、簡素な処理によって安定した制御結果を得ることができる。   As for the steering wheel of the vehicle, the wheel on which actual steering is performed is directly affected by the steering control. For this reason, a stable control result can be obtained by a simple process by comparing the vehicle model lateral force characteristics and the model tire characteristics for the steered wheels of the vehicle.

さらに、車両モデル横力特性およびタイヤ特性モデル横力特性は、車両の４輪について比較する態様とすることもできる。   Further, the vehicle model lateral force characteristic and the tire characteristic model lateral force characteristic may be compared with respect to four wheels of the vehicle.

さらに、車両モデル横力特性およびタイヤ特性モデル横力特性は、車両の４輪について比較することにより、さらに精度の高い操舵制御を行うことができ、車両の挙動のさらなる安定化を図ることができる。   Further, by comparing the vehicle model lateral force characteristics and the tire characteristic model lateral force characteristics with respect to the four wheels of the vehicle, it is possible to perform steering control with higher accuracy, and to further stabilize the behavior of the vehicle. .

他方、車両モデル横力特性を、自車の左右方向の加速度および回転速度に基づいて求める態様とすることができ、タイヤ特性モデル横力特性を、車輪に掛かる荷重、タイヤ切れ角、およびタイヤキャンバ角に基づいて求める態様とすることもできる。   On the other hand, the vehicle model lateral force characteristics can be obtained on the basis of the lateral acceleration and rotational speed of the host vehicle, and the tire characteristic model lateral force characteristics can be calculated based on the load applied to the wheels, the tire turning angle, and the tire camber. It can also be set as a mode obtained based on a corner.

これらの検出結果により、車両モデル横力特性およびタイヤ特性モデル横力特性を正確に算出することができる。   From these detection results, the vehicle model lateral force characteristic and the tire characteristic model lateral force characteristic can be accurately calculated.

本発明に係る操舵制御装置によれば、路面状況が変化した場合であっても、車両の挙動を確実に安定させることができる。   With the steering control device according to the present invention, the behavior of the vehicle can be reliably stabilized even when the road surface condition changes.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略することがある。まず、本発明の第一の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る操舵制御装置のブロック構成図である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is used for the same element and the overlapping description may be abbreviate | omitted. First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram of a steering control device according to an embodiment of the present invention.

図１に示すように、本実施形態に係る操舵制御装置１は、車両モデル横力特性推定手段である車両モデル演算部１１、タイヤ特性モデル横力特性算出手段であるタイヤ特性モデル演算部１２、車両諸元記憶部１３、タイヤ諸元記憶部１４、および判定部１５を備えている。また、操舵制御装置１には、Ｇセンサ２、ヨーレートセンサ３、荷重センサ４、操舵角センサ５、および変位センサ６が接続されている。   As shown in FIG. 1, the steering control device 1 according to the present embodiment includes a vehicle model calculation unit 11 that is a vehicle model lateral force characteristic estimation unit, a tire characteristic model calculation unit 12 that is a tire characteristic model lateral force characteristic calculation unit, A vehicle specification storage unit 13, a tire specification storage unit 14, and a determination unit 15 are provided. Further, a G sensor 2, a yaw rate sensor 3, a load sensor 4, a steering angle sensor 5, and a displacement sensor 6 are connected to the steering control device 1.

Ｇセンサ２は、自車の左右方向の加速度（横Ｇ）を検出しており、検出した横Ｇを操舵制御装置１における車両モデル演算部１１に出力している。ヨーレートセンサ３は、自車の回転する速度（ヨーレート）を検出しており、検出したヨーレートを操舵制御装置１における車両モデル演算部１１に出力している。   The G sensor 2 detects the acceleration (lateral G) in the left-right direction of the host vehicle, and outputs the detected lateral G to the vehicle model calculation unit 11 in the steering control device 1. The yaw rate sensor 3 detects the rotation speed (yaw rate) of the host vehicle, and outputs the detected yaw rate to the vehicle model calculation unit 11 in the steering control device 1.

荷重センサ４は、自車における接地荷重を検出しており、検出した接地荷重を操舵制御装置１におけるタイヤ特性モデル演算部１２に出力している。操舵角センサ５は、ステアリング操作によって操舵されるステアリングシャフトの操舵角を検出しており、検出した操舵角を操舵制御装置１におけるタイヤ特性モデル演算部１２に出力している。タイヤ特性モデル演算部１２では、出力された操舵角から、タイヤ切れ角を求める。変位センサ６は、車輪のキャンバ角を検出しており、検出したキャンバ角をタイヤ特性モデル演算部１２に出力している。これらの接地荷重、操舵角、およびタイヤ切れ角は、走行中のタイヤ状態を示している。   The load sensor 4 detects a ground contact load on the host vehicle, and outputs the detected ground load to the tire characteristic model calculation unit 12 in the steering control device 1. The steering angle sensor 5 detects the steering angle of the steering shaft that is steered by the steering operation, and outputs the detected steering angle to the tire characteristic model calculation unit 12 in the steering control device 1. The tire characteristic model calculation unit 12 obtains the tire turning angle from the output steering angle. The displacement sensor 6 detects the camber angle of the wheel, and outputs the detected camber angle to the tire characteristic model calculation unit 12. These ground load, steering angle, and tire turning angle indicate the tire condition during traveling.

操舵制御装置１における車両モデル演算部１１には、車両諸元記憶部１３が接続されている。車両諸元記憶部１３には、ホイールベース、車重、重心位置などの車両諸元が記憶されており、これらの車両諸元を車両モデル演算部１１に出力している。また、タイヤ特性モデル演算部１２には、タイヤ諸元記憶部１４が接続されている。   A vehicle specification storage unit 13 is connected to the vehicle model calculation unit 11 in the steering control device 1. The vehicle specification storage unit 13 stores vehicle specifications such as wheelbase, vehicle weight, and center of gravity, and outputs these vehicle specifications to the vehicle model calculation unit 11. In addition, a tire specification storage unit 14 is connected to the tire characteristic model calculation unit 12.

タイヤ諸元記憶部１４には、所定の路面条件、たとえばドライ路面で用いた場合の所定の定数Ａ０〜Ａ１７が、タイヤの種類ごとに記憶されている。タイヤ諸元記憶部１４は、車両が装着するタイヤの種類に対応する定数Ａ０〜Ａ１７をタイヤ特性モデル演算部１２に出力している。これらの定数Ａ０〜Ａ１７は、車両が装着するタイヤをドライ路面で使用した場合にタイヤに生じる横力を測定することによって求めたものである。   In the tire specification storage unit 14, predetermined road surface conditions, for example, predetermined constants A0 to A17 when used on a dry road surface are stored for each type of tire. The tire specification storage unit 14 outputs constants A0 to A17 corresponding to the type of tire mounted on the vehicle to the tire characteristic model calculation unit 12. These constants A0 to A17 are obtained by measuring the lateral force generated in the tire when the tire mounted on the vehicle is used on a dry road surface.

車両モデル演算部１１は、下記（１）式に示す横Ｇ算出式および下記（２）式に示すヨーレート算出式を記憶している。車両モデル演算部１１では、Ｇセンサ２から出力された横Ｇ、ヨーレートセンサ３から出力されたヨーレート、および車両諸元記憶部１３から出力された車両諸元と、記憶している横Ｇ算出式およびヨーレート算出式を用いて、タイヤに掛かる下記（３）式に示す車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙを算出している。また、車両モデル演算部１１は、算出した車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙを判定部１５に出力する。なお、本実施形態では、車両モデル横力特性として、操舵輪である前輪の横力特性を用いている。これらの（１）式〜（３）式が、本発明の車両モデル式である。   The vehicle model calculation unit 11 stores a lateral G calculation formula shown in the following formula (1) and a yaw rate calculation formula shown in the following formula (2). In the vehicle model calculation unit 11, the lateral G output from the G sensor 2, the yaw rate output from the yaw rate sensor 3, the vehicle specifications output from the vehicle specification storage unit 13, and the stored lateral G calculation formula The vehicle model lateral force characteristic V_Fy shown in the following equation (3) applied to the tire is calculated using the yaw rate calculation formula. Further, the vehicle model calculation unit 11 outputs the calculated vehicle model lateral force characteristic V_Fy to the determination unit 15. In the present embodiment, the lateral force characteristics of the front wheels that are the steered wheels are used as the vehicle model lateral force characteristics. These formulas (1) to (3) are vehicle model formulas of the present invention.

ｍＧ＝Ｙｆ１＋Ｙｆ２＋Ｙｒ１＋Ｙｒ２ ・・・（１）
但し、
ｍ：車両の質量（慣性質量）
Ｇ：横Ｇ
Ｙｆ１：右前輪に働くコーナーフォース
Ｙｆ２：左前輪に働くコーナーフォース
Ｙｒ１：右後輪に働くコーナーフォース
Ｙｒ２：左後輪に働くコーナーフォース
Ｉ＝ｌｆ（Ｙｆ１＋Ｙｆ２）−ｌｒ（Ｙｒ１＋Ｙｒ２） ・・・（２）
但し、
Ｉ：ヨーレート
ｌｆ：車両重心と前輪軸間の距離
ｌｒ：車両重心と後輪軸間の距離
Ｖ＿Ｆｙ＝Ｙｆ１＋Ｙｆ２ ・・・（３）
タイヤ特性モデル演算部１２は、下記（４）式に示すタイヤ特性モデル式を記憶している。タイヤ特性モデル演算部１２では、荷重センサ４から出力された接地荷重、操舵角センサ５から出力された操舵角、および変位センサ６から出力されたキャンバ角と、下記（４）式から、タイヤ特性モデルにおける横力特性（以下「タイヤ特性モデル横力特性」という）Ｍ＿Ｆｙを算出している。また、タイヤ特性モデル演算部１２は、算出したタイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙを判定部１５に出力する。なお、（４）式の詳細は後に説明する。 mG = Y f1 + Y f2 + Y r1 + Y r2 (1)
However,
m: vehicle mass (inertial mass)
G: Horizontal G
Y f1 : Corner force acting on the right front wheel Y f2 : Corner force acting on the left front wheel Y r1 : Corner force acting on the right rear wheel Y r2 : Corner force acting on the left rear wheel I = l f (Y f1 + Y f2 ) −l r (Y r1 + Y r2 ) (2)
However,
I: Yaw rate l f : Distance between vehicle center of gravity and front wheel axis l r : Distance between vehicle center of gravity and rear wheel axis V_Fy = Y f1 + Y f2 (3)
The tire characteristic model calculation unit 12 stores a tire characteristic model formula shown in the following formula (4). The tire characteristic model calculation unit 12 calculates the tire characteristic from the ground load output from the load sensor 4, the steering angle output from the steering angle sensor 5, the camber angle output from the displacement sensor 6, and the following equation (4). A lateral force characteristic (hereinafter referred to as “tire characteristic model lateral force characteristic”) M_Fy in the model is calculated. Further, the tire characteristic model calculation unit 12 outputs the calculated tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy to the determination unit 15. Details of equation (4) will be described later.

Ｍ＿Ｆｙ＝ＦＭＡＧＩＣ１＋ＳＶ１ ・・・（４）
判定部１５では、車両モデル演算部１１から出力された車両モデル横力特性およびタイヤ特性モデル演算部１２から出力されたタイヤ特性モデル横力特性とを比較し、補助操舵トルクを算出する。判定部１５には、車両モデル横力特性とタイヤ特性モデル横力特性との差の絶対値を比較した際のしきい値が記憶されている。また、判定部１５には、操舵トルク制御を行う際の操舵トルク初期値ＴＭ０および操舵トルクを補正する際に、操舵トルク初期値に付加する付加トルクを求めるためのマップが記憶されている。 M_Fy = FMAGIC1 + SV1 (4)
The determination unit 15 compares the vehicle model lateral force characteristic output from the vehicle model calculation unit 11 and the tire characteristic model lateral force characteristic output from the tire characteristic model calculation unit 12 to calculate an auxiliary steering torque. The determination unit 15 stores a threshold value when an absolute value of a difference between the vehicle model lateral force characteristic and the tire characteristic model lateral force characteristic is compared. Further, the determination unit 15, when correcting the steering torque initial value TM 0 and the steering torque when performing steering torque control map for determining the additional torque applied to the steering torque initial value is stored.

判定部１５では、車両モデル横力特性とタイヤ特性モデル横力特性とを比較し、その比較結果に基づいて、操舵トルクを補正するか否かを判断し、補正が必要であると判断したときには、その補正量を算出する。   The determination unit 15 compares the vehicle model lateral force characteristic and the tire characteristic model lateral force characteristic, determines whether or not to correct the steering torque based on the comparison result, and determines that the correction is necessary. The correction amount is calculated.

以上の構成を有する本実施形態に係る操舵制御装置の制御手順について説明する。図２は、本実施形態に係る操舵制御装置の制御手順を示すフローチャートである。   A control procedure of the steering control device according to the present embodiment having the above configuration will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure of the steering control device according to the present embodiment.

操舵制御を行うにあたり、Ｇセンサ２およびヨーレートセンサ３は、車両の挙動を検出する（Ｓ１）。ここでの車両の挙動には、車両の横Ｇおよびヨーレートが含まれる。Ｇセンサ２は、車両の挙動として検出した横Ｇを操舵制御装置１における車両モデル演算部１１に出力し、ヨーレートセンサ３は、検出したヨーレートを車両モデル演算部１１に出力する。また、車両諸元記憶部１３は、車両モデル演算部１１にホイールベース、車重、重心位置などの車両の諸元を出力する。   In performing the steering control, the G sensor 2 and the yaw rate sensor 3 detect the behavior of the vehicle (S1). The behavior of the vehicle here includes the lateral G of the vehicle and the yaw rate. The G sensor 2 outputs the lateral G detected as the behavior of the vehicle to the vehicle model calculation unit 11 in the steering control device 1, and the yaw rate sensor 3 outputs the detected yaw rate to the vehicle model calculation unit 11. Further, the vehicle specification storage unit 13 outputs vehicle specifications such as a wheel base, a vehicle weight, and a center of gravity position to the vehicle model calculation unit 11.

車両モデル演算部１１では、Ｇセンサ２およびヨーレートセンサ３から車両の挙動および車両諸元記憶部１３から出力された車両の諸元に基づいて、上記（１）式〜（３）式を用いて、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙを算出する（Ｓ２）。（１）式および（２）式において、車両の質量ｍは諸元として記憶され、車両の挙動として横ＧＧは検出されている。さらに、ヨーレートＩは、車両の挙動として検出され、車両重心と前輪軸間の距離ｌｆおよび車両重心と後輪軸間の距離ｌｒはホイールベースと車両重心とから算出される。 The vehicle model calculation unit 11 uses the above equations (1) to (3) based on the behavior of the vehicle from the G sensor 2 and the yaw rate sensor 3 and the vehicle specifications output from the vehicle specification storage unit 13. Then, the vehicle model lateral force characteristic V_Fy is calculated (S2). In the expressions (1) and (2), the vehicle mass m is stored as specifications, and the lateral GG is detected as the behavior of the vehicle. Furthermore, yaw rate I is detected as the behavior of the vehicle, the distance l r between the rear wheel axle and the distance l f and the vehicle center of gravity between the center of gravity of the vehicle and the front axle is calculated from the wheel base and the center of gravity of the vehicle.

また、上記（１）式および（２）式では４つの変数を有しているが、前輪のコーナーフォース（Ｙｆ１＋Ｙｆ２）と後輪のコーナーフォース（Ｙｒ１＋Ｙｆ２）は求めることができる。したがって、（１）式および（２）式から、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙ（＝Ｙｆ１＋Ｙｆ２）を求めることができる。車両モデル演算部１１は、算出した車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙを判定部１５に出力する。 Further, although the above equations (1) and (2) have four variables, the front wheel corner force (Y f1 + Y f2 ) and the rear wheel corner force (Y r1 + Y f2 ) can be obtained. . Therefore, the vehicle model lateral force characteristic V_Fy (= Y f1 + Y f2 ) can be obtained from the equations (1) and (2). The vehicle model calculation unit 11 outputs the calculated vehicle model lateral force characteristic V_Fy to the determination unit 15.

こうして車両モデル式によって車両モデル横力特性を求める一方、荷重センサ４は、車両の接地荷重を検出し、操舵制御装置１におけるタイヤ特性モデル演算部１２に出力する。また、操舵角センサ５は、ステアリングの操舵角を検出し、操舵制御装置１におけるタイヤ特性モデル演算部１２に出力する。タイヤ特性モデル演算部１２では、出力されたステアリングの操舵角からタイヤ切れ角を算出する。さらに、変位センサ６は、キャンバ角を検出し、操舵制御装置１におけるタイヤ特性モデル演算部１２に出力する。   In this way, the vehicle model lateral force characteristic is obtained by the vehicle model formula, while the load sensor 4 detects the ground contact load of the vehicle and outputs it to the tire characteristic model calculation unit 12 in the steering control device 1. The steering angle sensor 5 detects the steering angle of the steering and outputs it to the tire characteristic model calculation unit 12 in the steering control device 1. The tire characteristic model calculation unit 12 calculates the tire turning angle from the output steering angle. Further, the displacement sensor 6 detects the camber angle and outputs it to the tire characteristic model calculation unit 12 in the steering control device 1.

また、タイヤ諸元記憶部１４は、タイヤ特性モデル演算部１２に対して、タイヤの種類に対応する定数Ａ０〜Ａ１７を出力し、タイヤ特性モデル演算部１２は、これらの定数Ａ０〜Ａ１７を読み込む（Ｓ３）。タイヤ特性モデル演算部１２では、タイヤの接地荷重、タイヤ切れ角、キャンバ角、および定数Ａ０〜Ａ１７を用いて、上記（４）式で示されるモデル式によって、タイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙを求める（Ｓ４）。   The tire specification storage unit 14 outputs constants A0 to A17 corresponding to the tire type to the tire characteristic model calculation unit 12, and the tire characteristic model calculation unit 12 reads these constants A0 to A17. (S3). The tire characteristic model calculation unit 12 obtains the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy from the model expression shown in the above expression (4) using the tire ground contact load, the tire turning angle, the camber angle, and the constants A0 to A17. (S4).

タイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙは、上記（４）式が用いられるが、上記（４）式は、以下の条件式によって求められる。   As the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy, the above expression (4) is used, and the above expression (4) is obtained by the following conditional expression.

ＦＭＡＧＩＣ１＝Ｄ１*sin（Ｃ１*atn（Ｂ１*Ｘ１−Ｅ１*（Ｂ１*Ｘ１−atan（Ｂ１*Ｘ１））））
Ｃ１＝Ａ０
Ｄ１＝（Ａ１*Ｆｚ２＋Ａ２*Ｆｚ）*（１．０−Ａ１５*γ２）*μ
ＢＣＤ１＝Ａ３*sin（２*atan（Ｆｚ／Ａ４））*（１．０−Ａ５*abs（γ））
Ｂ１＝ＢＣＤ１／（Ｃ１*Ｄ１）
ＳＨ１＝（Ａ８*Ｆｚ＋Ａ９＋Ａ１０*γ）*Ｆｚ
ＳＶ１＝Ａ１１*Ｆｚ２＋Ａ１２*Ｆｚ＋（Ａ１３*Ｆｚ２＋Ａ１４*Ｆｚ）*γ
Ｘ１＝ＳＡ＋ＳＨ１
Ｅ１＝（Ａ６*Ｆｚ＋Ａ７）−（Ａ１６*γ＋Ａ１７）*sign（Ｘ１）
但し、上記の条件式において、Ｆｚは接地荷重、γはキャンバ角、ＳＡはタイヤ切れ角である。 FMAGIC1 = D1 * sin (C1 * atn (B1 * X1-E1 * (B1 * X1-atan (B1 * X1))))
C1 = A0
D1 = (A1 * Fz 2 + A2 * Fz) * (1.0−A15 * γ 2 ) * μ
BCD1 = A3 * sin (2 * atan (Fz / A4)) * (1.0−A5 * abs (γ))
B1 = BCD1 / (C1 * D1)
SH1 = (A8 * Fz + A9 + A10 * γ) * Fz
SV1 = A11 * Fz 2 + A12 * Fz + (A13 * Fz 2 + A14 * Fz) * γ
X1 = SA + SH1
E1 = (A6 * Fz + A7) − (A16 * γ + A17) * sign (X1)
However, in the above conditional expression, Fz is a ground contact load, γ is a camber angle, and SA is a tire turning angle.

上記の上記の条件式から、上記（４）式によって、タイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙを求める。タイヤ特性モデル演算部１２は、算出したタイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙを判定部１５に出力する。   From the above conditional expression, the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy is obtained by the above expression (4). The tire characteristic model calculation unit 12 outputs the calculated tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy to the determination unit 15.

このようにして、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙおよびタイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙが算出されたら、判定部１５において、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙおよびタイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙの差の絶対値｜ΔＦｙ｜を算出する。それから、下記（５）式により、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙおよびタイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙの差の絶対値｜ΔＦｙ｜が所定のしきい値Ｑを超えるか否かを判断する（Ｓ５）。   When the vehicle model lateral force characteristic V_Fy and the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy are thus calculated, the determination unit 15 determines the absolute value | ΔFy of the difference between the vehicle model lateral force characteristic V_Fy and the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy. | Is calculated. Then, it is determined whether or not the absolute value | ΔFy | of the difference between the vehicle model lateral force characteristic V_Fy and the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy exceeds a predetermined threshold value Q according to the following equation (5) (S5).

｜ΔＦｙ｜＝｜（Ｖ＿Ｆｙ）−（Ｍ＿Ｆｙ）｜＞Ｑ ・・・（５）
その結果、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙおよびタイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙの差の絶対値｜ΔＦｙ｜がしきい値Ｑを超えていない場合には、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙは、タイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙに近似した状態にあると考えられる。タイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙは、既知の路面であるドライ路面を走行する際の横力を示すものであるので、タイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙを用いた操舵制御を行うことにより、車両の挙動を非常に安定したものとすることができる。 | ΔFy | = | (V_Fy) − (M_Fy) |> Q (5)
As a result, when the absolute value | ΔFy | of the difference between the vehicle model lateral force characteristic V_Fy and the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy does not exceed the threshold value Q, the vehicle model lateral force characteristic V_Fy is It is considered that the force characteristic M_Fy is approximated. The tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy indicates a lateral force when traveling on a dry road surface that is a known road surface. Therefore, by performing steering control using the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy, the behavior of the vehicle is determined. Can be made very stable.

したがって、この場合には、判定部１５に記憶される操舵トルク初期値ＴＭ０を用いた制御を行うことにより、車両の挙動を安定させることができる。したがって、判定部１５では、付加トルクを与えることなく、操舵トルクとして設定された操舵トルク初期値ＴＭ０を用いて、操舵トルク制御を行うと判断する。 Therefore, in this case, the behavior of the vehicle can be stabilized by performing control using the steering torque initial value TM 0 stored in the determination unit 15. Therefore, the determination unit 15, without providing additional torque, using a steering torque initial value TM 0 set as the steering torque, determines to perform the steering torque control.

一方、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙおよびタイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙの差の絶対値｜ΔＦｙ｜がしきい値Ｑを超えている場合には、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙは、タイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙと大きく異なることになる。この状態では、操舵トルクの調整を行わないと、車両の挙動が安定しない状態となる。この場合には操舵トルクの制御を行うが、操舵トルクの制御を行うにあたり、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙとタイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙとの差を求める（Ｓ６）。   On the other hand, when the absolute value | ΔFy | of the difference between the vehicle model lateral force characteristic V_Fy and the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy exceeds the threshold value Q, the vehicle model lateral force characteristic V_Fy is the tire characteristic model lateral force. This is very different from the characteristic M_Fy. In this state, if the steering torque is not adjusted, the behavior of the vehicle becomes unstable. In this case, the steering torque is controlled. When the steering torque is controlled, the difference between the vehicle model lateral force characteristic V_Fy and the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy is obtained (S6).

その結果、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙが、タイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙよりも大きい場合には、ステアリングの操作量に対して、車輪に付与されるトルクが大きくなっている。この場合には、図３に示すマップ１を選択し（Ｓ７）、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙおよびタイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙの差ΔＦｙをマップ１に参照して、負の付加トルクΔＴＭを求める。   As a result, when the vehicle model lateral force characteristic V_Fy is larger than the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy, the torque applied to the wheel is larger than the steering operation amount. In this case, the map 1 shown in FIG. 3 is selected (S7), and the difference ΔFy between the vehicle model lateral force characteristic V_Fy and the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy is referred to the map 1 to obtain the negative additional torque ΔTM. .

一方、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙが、タイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙよりも小さい場合には、ステアリングの操作量に対して、車輪に付与されるトルクが小さくなっている。この場合には、図３に示すマップ２を選択し（Ｓ８）、車両モデル横力特性Ｖ＿Ｆｙおよびタイヤ特性モデル横力特性Ｍ＿Ｆｙの差ΔＦｙをマップ１に参照して、正の付加トルクΔＴＭを求める。   On the other hand, when the vehicle model lateral force characteristic V_Fy is smaller than the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy, the torque applied to the wheel is smaller than the steering operation amount. In this case, the map 2 shown in FIG. 3 is selected (S8), and the difference ΔFy between the vehicle model lateral force characteristic V_Fy and the tire characteristic model lateral force characteristic M_Fy is referred to the map 1 to obtain the positive additional torque ΔTM. .

こうして、マップ１またはマップ２を用いて付加トルクΔＴＭを求めたら、下記（６）式に示すように、操舵トルク初期値ＴＭ０に付加トルクΔＴＭを加算することにより、操舵トルクＴＭを求める。このようにして求めた操舵トルクＴＭを用いて、操舵トルク制御を行う。 Thus, when asked for additional torque ΔTM using the map 1 or map 2, as shown in the following equation (6), by adding the additional torque ΔTM the steering torque initial value TM 0, obtains the steering torque TM. Steering torque control is performed using the steering torque TM thus obtained.

ＴＭ＝ＴＭ０＋ΔＴＭ ・・・（６）
上記（６）式によって求められた操舵トルクＴＭを用いた操舵制御を行うことにより、タイヤ特性モデル横力特性に対応する操舵トルクと同様の操舵トルクによって、操舵制御を行うことができる。したがって、ドライ路面での操舵制御と同等の操舵制御を行うことができるので、路面状況が異なる場合であっても車両の挙動の安定化を図ることができる。 TM = TM 0 + ΔTM (6)
By performing the steering control using the steering torque TM obtained by the above equation (6), the steering control can be performed by the same steering torque as the steering torque corresponding to the tire characteristic model lateral force characteristic. Accordingly, since the steering control equivalent to the steering control on the dry road surface can be performed, the behavior of the vehicle can be stabilized even when the road surface condition is different.

このように、本実施形態に係る操舵制御装置１においては、車両モデル横力特性を求め、ドライ路面を走行する状態にあるタイヤ特性モデル横力特性と比較して、操舵制御を行っている。このため、雪道などの悪条件の路面上を走行する場合でも、ドライ路面を走行する場合と同様の条件で操舵制御を行うことができるので、車両の挙動を安定させる操舵制御を行うことができる。   As described above, in the steering control device 1 according to the present embodiment, the vehicle model lateral force characteristics are obtained, and the steering control is performed in comparison with the tire characteristic model lateral force characteristics in a state of traveling on a dry road surface. For this reason, even when traveling on an unfavorable road surface such as a snowy road, steering control can be performed under the same conditions as when traveling on a dry road surface, so that it is possible to perform steering control that stabilizes the behavior of the vehicle. it can.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、車両モデル横力特性とタイヤ特性モデル横力特性とを、操舵輪である前輪についてのみ求めて比較しているが、４輪のすべてについて車両モデル横力特性とタイヤ特性モデル横力特性とを求めて比較することもできる。また、上記実施形態では、車両がドライ路面を走行した場合に基づいてモデルタイヤ横力を求めるようにしているが、ドライ路面でなく、路面状況が既知である路面であれば、他の路面を走行した場合に基づいてモデルタイヤ横力を求めるようにすることもできる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the vehicle model lateral force characteristic and the tire characteristic model lateral force characteristic are obtained and compared only for the front wheels that are the steered wheels. However, the vehicle model lateral force characteristic and the tire characteristic for all four wheels are compared. The model lateral force characteristics can be obtained and compared. In the above embodiment, the model tire lateral force is obtained based on the case where the vehicle travels on the dry road surface. However, if the road surface condition is known instead of the dry road surface, other road surfaces are used. It is also possible to obtain the model tire lateral force based on the case of running.

操舵制御装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of a steering control apparatus. 操舵制御装置の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of a steering control apparatus. 車両モデル横力特性およびタイヤ特性モデル横力特性の差と付加トルクとの関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the difference of a vehicle model lateral force characteristic and a tire characteristic model lateral force characteristic, and an additional torque.

符号の説明Explanation of symbols

１…操舵制御装置、２…Ｇセンサ、３…ヨーレートセンサ、４…荷重センサ、５…操舵角センサ、６…変位センサ、１１…車両モデル演算部、１２…タイヤ特性モデル演算部、１３…車両諸元記憶部、１４…タイヤ諸元記憶部、１５…判定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering control apparatus, 2 ... G sensor, 3 ... Yaw rate sensor, 4 ... Load sensor, 5 ... Steering angle sensor, 6 ... Displacement sensor, 11 ... Vehicle model calculating part, 12 ... Tire characteristic model calculating part, 13 ... Vehicle Specification storage unit, 14 ... tire specification storage unit, 15 ... determination unit.

Claims (5)

走行中の車両の操舵制御を行う操舵制御装置において、
走行中の車両の走行状態から、車両モデル式に基づいて、走行中の車両における車輪の車両モデル横力特性を求める車両モデル横力特性推定手段と、
走行中の車両のタイヤ状態から、所定条件の路面を走行する車両のタイヤ特性モデル式に基づいて、タイヤ特性モデル横力特性を求めるタイヤ特性モデル横力特性算出手段と、
前記車両モデル横力特性と、前記タイヤ特性モデル横力特性とを比較した結果に基づいて、操舵トルクの付加分を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする操舵制御装置。 In a steering control device that performs steering control of a running vehicle,
Vehicle model lateral force characteristic estimating means for obtaining a vehicle model lateral force characteristic of a wheel in a traveling vehicle based on a vehicle model equation from a traveling state of the traveling vehicle;
A tire characteristic model lateral force characteristic calculating means for obtaining a tire characteristic model lateral force characteristic based on a tire characteristic model formula of a vehicle traveling on a road surface of a predetermined condition from a tire state of the traveling vehicle;
A determination means for determining an additional amount of steering torque based on a result of comparing the vehicle model lateral force characteristics and the tire characteristic model lateral force characteristics;
A steering control device comprising: 前記車両モデル横力特性および前記タイヤ特性モデル横力特性は、車両の操舵輪について比較する請求項１に記載の操舵制御装置。   The steering control device according to claim 1, wherein the vehicle model lateral force characteristic and the tire characteristic model lateral force characteristic are compared for a steered wheel of a vehicle. 前記車両モデル横力特性および前記タイヤ特性モデル横力特性は、車両の４輪について比較する請求項１に記載の操舵制御装置。   The steering control device according to claim 1, wherein the vehicle model lateral force characteristic and the tire characteristic model lateral force characteristic are compared for four wheels of the vehicle. 前記車両モデル横力特性を、自車の左右方向の加速度および回転速度に基づいて求める請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の操舵制御装置。   The steering control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the vehicle model lateral force characteristic is obtained based on a lateral acceleration and a rotational speed of the host vehicle. 前記タイヤ特性モデル横力特性を、車輪に掛かる荷重、タイヤ切れ角、およびタイヤキャンバ角に基づいて求める請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の操舵制御装置。   The steering control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the tire characteristic model lateral force characteristic is obtained based on a load applied to a wheel, a tire cutting angle, and a tire camber angle.
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