JP2006056388A - Estimation method of road surface friction coefficient - Google Patents
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- B60T2220/00—Monitoring, detecting driver behaviour; Signalling thereof; Counteracting thereof
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Abstract
Description
本発明は、路面摩擦係数(以下、路面μ)の推定方法に関する。特に、演算が容易で且つ実用上の精度が確保できる路面μの推定方法に関する。 The present invention relates to a method for estimating a road surface friction coefficient (hereinafter, road surface μ). In particular, the present invention relates to a method for estimating the road surface μ that is easy to calculate and can ensure practical accuracy.
従来、車両の旋回運動等の運動状態を制御する際に、車両の進行方向と車両の前後方向の中心線とのなす角度(以下、スリップ角β)を用いて、車両の最適なトルク分配制御等を行うことにより運動性能を向上させる制御が知られている。 Conventionally, when controlling the motion state of a vehicle such as a turning motion, the optimal torque distribution control of the vehicle is performed using an angle (hereinafter referred to as a slip angle β) formed by the vehicle traveling direction and the center line of the vehicle longitudinal direction. The control which improves exercise | movement performance by performing etc. is known.
従来、スリップ角βを推定する方法として、タイヤ力学モデルに基づいて、後輪に横方向に作用する横力を用いて、スリップ角を推定する方法が以下のように特許文献1に記載されている。
Conventionally, as a method of estimating the slip angle β, a method of estimating the slip angle using a lateral force acting on the rear wheel in the lateral direction based on a tire dynamic model is described in
横加速度(横G)センサにより検出された横Gと直前の推定スリップ角微分値β’、車速V、ヨーレートrより推定された横G推定値との差がゼロとなるように、比例・積分・微分(PID)動作によって、路面μの初期値を調整するための調整値を算出し、この調整値に1近傍を初期値とする路面μ初期値を加算して、路面μを推定する。 Proportional / integral so that the difference between the lateral G detected by the lateral acceleration (lateral G) sensor and the lateral G estimated value estimated from the previous estimated slip angle differential value β ′, vehicle speed V, and yaw rate r becomes zero. An adjustment value for adjusting the initial value of the road surface μ is calculated by differentiation (PID) operation, and the road surface μ is estimated by adding the initial value of the road surface μ having the vicinity of 1 to the adjusted value.
推定された路面μ及び直前に推定されたスリップ角βよりタイヤ力学モデルに基づいて後輪に作用する横力(以下、タイヤ横力Yr)を算出し、ヨーレートセンサより検知された車両重心の上下方向軸回りの回転角速度(以下、ヨーレートr)、その微分値r’及び車速センサより検知された車速Vを次式(1)に代入して、スリップ角βの時間方向の微分値(スリップ角微分値β’)を推定する。 A lateral force acting on the rear wheel (hereinafter referred to as tire lateral force Y r ) is calculated based on the tire dynamic model from the estimated road surface μ and the slip angle β estimated immediately before, and the vehicle center of gravity detected by the yaw rate sensor is calculated. The rotational angular velocity about the vertical axis (hereinafter referred to as the yaw rate r), its differential value r ′, and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor are substituted into the following equation (1) to differentiate the slip angle β in the time direction (slip The angular differential value β ′) is estimated.
β’=−2(Lf+Lr)Yr/mVLf+Ir’/mVLf−r−M/mVLf
・・・ (1)
但し、Lfは車両重心から前輪側車軸までの距離、Lrは車両重心から後輪側車軸までの距離、Yrはタイヤ横力、r’はヨーレート微分値、mは車両の全質量、Iはヨーイング慣性モーメント、Mはヨーイングモーメントである。
β ′ = − 2 (L f + L r ) Y r / mVL f + Ir ′ / mVL f −r−M / mVL f
(1)
Where L f is the distance from the vehicle center of gravity to the front wheel side axle, L r is the distance from the vehicle center of gravity to the rear wheel side axle, Y r is the tire lateral force, r ′ is the yaw rate differential value, m is the total mass of the vehicle, I is the yawing moment of inertia and M is the yawing moment.
推定されたスリップ角微分値β’を時間積分して、現在のスリップ角βを推定する。現在の推定スリップ角微分値β’を用いて、横加速度を推定し、現在の推定スリップ角βを回帰的に用いて次回のタイヤ横力Yrを算出し、このタイヤ横力Yrを用いてスリップ角微分値β’及びスリップ角βを推定する。
上記のように、路面μを推定する際に、PID調整器に設けられた積分器により積分を行い、また、スリップ角βを推定する際に、積分器によりスリップ角微分値β’の積分を行っており、2個の積分器を用いている。 As described above, when the road surface μ is estimated, the integration is performed by the integrator provided in the PID adjuster, and when the slip angle β is estimated, the integration of the slip angle differential value β ′ is performed by the integrator. It uses two integrators.
積分される信号には車両からのセンサ信号も含まれることから積分結果にはノイズや誤差が含まれ、それらが積分により蓄積されることで、推定精度が大きく悪化することがある。特に、路面μ及びスリップ角のそれぞれの推定に積分器を2個用いており且つそれぞれの積分結果は他方の推定に利用されているため、数学的にスリップ角β及び路面μのどちらもが真値に収束しないことも考えられる。 Since the integrated signal includes the sensor signal from the vehicle, the integration result includes noise and error, and these are accumulated by integration, which may greatly deteriorate the estimation accuracy. In particular, since two integrators are used for estimating each of the road surface μ and the slip angle and each integration result is used for the estimation of the other, both the slip angle β and the road surface μ are mathematically true. It is also possible that the value does not converge.
スリップ角βが正確に推定できない場合には、スリップ角を用いて制御される車両の運動状態の制御が正確に行うことができないという問題がある。 When the slip angle β cannot be accurately estimated, there is a problem that the motion state of the vehicle controlled using the slip angle cannot be accurately controlled.
従って、路面μの推定に推定されたスリップ角βの値を用いない又は用いてもその影響が大きくならないようにすることが望ましいものといえる。 Therefore, it can be said that it is desirable not to use the value of the slip angle β estimated for the estimation of the road surface μ or to increase the influence even if it is used.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、路面μを演算が容易で且つ実用上の精度が確保できる路面μの推定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for estimating the road surface μ, which can easily calculate the road surface μ and can ensure practical accuracy.
請求項1記載の発明によると、路面摩擦係数μを推定する路面摩擦係数の推定方法において、舵角センサにより舵角を検出するステップと、横加速度センサにより横加速度を検出するステップと、複数の路面μi(i=1〜n,nは2以上の整数)について、前記各路面μiにおける舵角と横加速度の組み合わせの中で各舵角についての横加速度の下限値にて導出された境界線に基づいて各路面μi(i=1〜n)に対して舵角と横加速度から成る領域が定義された路面μ判定テーブルを参照して、前記舵角センサにより検出された舵角及び前記横加速度センサにより検出された横加速度に対応する領域を求め、前記複数の路面μi(i=1〜n)の中で該領域に該当する路面μに基づいて概算のμを算出するステップとを具備したことを特徴とする路面摩擦係数の推定方法が提供される。 According to the first aspect of the present invention, in the road surface friction coefficient estimating method for estimating the road surface friction coefficient μ, a step of detecting a steering angle by a steering angle sensor, a step of detecting a lateral acceleration by a lateral acceleration sensor, and a plurality of steps For road surface μi (i = 1 to n, n is an integer of 2 or more), a boundary line derived from the lower limit value of the lateral acceleration for each rudder angle in the combination of the rudder angle and lateral acceleration on each road surface μi Based on the road surface μi (i = 1 to n), with reference to the road surface μ determination table in which a region composed of the steering angle and the lateral acceleration is defined, the steering angle detected by the steering angle sensor and the lateral Obtaining a region corresponding to the lateral acceleration detected by the acceleration sensor, and calculating an approximate μ based on the road surface μ corresponding to the region among the plurality of road surfaces μi (i = 1 to n). Characterized by A method for estimating a road surface friction coefficient is provided.
請求項2記載の発明によると、前記概算のμに基づいて、推定横加速度と前記横加速度センサにより検出された横加速度との横加速度差分がゼロによるように路面μを微調整するステップを更に具備したことを特徴とする請求項1記載の路面摩擦係数の推定方法が提供される。
According to the second aspect of the present invention, the step of finely adjusting the road surface μ based on the approximate μ so that the lateral acceleration difference between the estimated lateral acceleration and the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor is zero. The road surface friction coefficient estimation method according to
請求項3記載の発明によると、前記概算のμを算出するステップは、前記舵角センサにより検出された舵角に対し、前記横加速度センサにより検出された横加速度に対するよりも、より信号の遅れ特性の大きいフィルタ処理をすることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法が提供される。
According to a third aspect of the present invention, the step of calculating the approximate μ is more delayed in signal relative to the steering angle detected by the steering angle sensor than to the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor. 3. A road surface friction coefficient estimating method according to
請求項4記載の発明によると、車速センサにより車両速度を検出するステップを含み、前記路面μ判定テーブルは、車両速度毎に複数設定されたテーブルを前記車速センサにより検出された車両速度に応じて使い分けるか、または概算のμを算出する際に用いる舵角として、前記舵角センサにより検出された舵角に前記車速センサにより検出された車両速度に応じた補正係数により補正したものを用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, the method includes a step of detecting a vehicle speed by a vehicle speed sensor, wherein the road surface μ determination table includes a plurality of tables set for each vehicle speed according to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. As a steering angle used when calculating properly or μ, the steering angle detected by the steering angle sensor is corrected with a correction coefficient corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. The estimation method of the road surface friction coefficient in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned is provided.
請求項5記載の発明によると、車速センサにより車両速度を検出するステップを含み、前記概算のμを算出するステップは、前記車速センサにより検出された車両速度が規定値以下の時は概算のμの変更を休止することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法が提供される。
According to a fifth aspect of the present invention, the method includes the step of detecting the vehicle speed by a vehicle speed sensor, wherein the step of calculating the approximate μ is an approximate μ when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is equal to or less than a specified value. The method of estimating a road surface friction coefficient according to any one of
請求項6記載の発明によると、前記概算のμを算出するステップは、現在推定されている概算のμよりも前記舵角センサにより検出された舵角及び前記横加速度センサにより検出された横加速度に対応する領域に該当する路面μが小さい領域に一定時間以上継続しているときに、前記概算のμの値を低減させるステップを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法が提供される。
According to a sixth aspect of the present invention, the step of calculating the approximate μ includes a steering angle detected by the steering angle sensor and a lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor rather than the currently estimated approximate μ. 6. The method according to
請求項7記載の発明によると、前記複数の路面μi(i=1〜n)は一定のステップサイズで定義されており、前記路面μを微調整するステップは、微調整値の上限値及び下限値の絶対値が前記ステップサイズと同等かそれ以上であることを特徴とする請求項2に記載の路面摩擦係数の推定方法が提供される。
According to the invention of claim 7, the plurality of road surfaces μi (i = 1 to n) are defined with a constant step size, and the step of finely adjusting the road surface μ includes an upper limit value and a lower limit of a fine adjustment value. The method for estimating a road surface friction coefficient according to
請求項8記載の発明によると、前記路面μを微調整するステップは、前記横加速度センサにより検出される横加速度が現在の概算のμの値の一定倍以上であるときに、微調整を行うことを特徴とする請求項2又は7記載の路面摩擦係数の推定方法が提供される。
According to an eighth aspect of the present invention, the step of finely adjusting the road surface μ performs fine adjustment when the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor is equal to or larger than a predetermined multiple of the current estimated value of μ. A method for estimating a road surface friction coefficient according to
請求項9記載の発明によると、前記路面μを微調整するステップは、前記概算のμの値が変化したか否かを判定するステップと、概算のμの値が変化したときには、微調整値を0にリセットするステップとを含むことを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法が提供される。 According to the ninth aspect of the present invention, the step of finely adjusting the road surface μ includes a step of determining whether or not the value of the approximate μ has changed, and a fine adjustment value when the value of the approximate μ has changed. The method for estimating the road surface friction coefficient according to any one of claims 7 to 9 is provided.
請求項10記載の発明によると、前記路面μを微調整するステップは、カウンタステアが検知されたときには、微調整を停止することを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法が提供される。 The road surface friction according to any one of claims 7 to 9, wherein the step of finely adjusting the road surface μ stops the fine adjustment when a counter steer is detected. A coefficient estimation method is provided.
請求項11記載の発明によると、前記概算のμを算出するステップは、直進状態を検知するステップと、一定時間以上の直進状態が検知されたときには、概算のμの値を増大させるステップとを更に含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法が提供される。 According to an eleventh aspect of the present invention, the step of calculating the approximate μ includes a step of detecting a straight traveling state, and a step of increasing the value of the approximate μ when a straight traveling state of a certain time or more is detected. Furthermore, the estimation method of the road surface friction coefficient in any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned is provided.
請求項12記載の発明によると、前記概算のμを算出するステップは、前記横加速度センサにより検出された横加速度が現在の概算のμの値より大きくなったときには、概算のμの値を増大させるステップを含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法が提供される。
According to a twelfth aspect of the present invention, the step of calculating the approximate μ increases the approximate μ value when the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor becomes larger than the current approximate μ value. A method for estimating a road surface friction coefficient according to any one of
請求項1記載の発明によると、走行中の路面μに比較的近い概算のμを車体のスリップ角βの推定値を用いずに算出するので、スリップ角と路面μともに積分を用いて推定する場合のような推定精度の悪化が防止でき、また演算が容易に路面μの推定を行うことが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, since the approximate μ that is relatively close to the road surface μ that is running is calculated without using the estimated value of the slip angle β of the vehicle body, both the slip angle and the road surface μ are estimated using integration. As a result, the estimation accuracy can be prevented from deteriorating, and the road surface μ can be estimated easily.
請求項2記載の発明によると、スリップ角βの推定結果は路面μの推定に微調整として利用されるだけなので、スリップ角βの推定結果が路面μの推定に大きく影響することがなく、推定精度が保たれる。 According to the second aspect of the present invention, since the estimation result of the slip angle β is only used as a fine adjustment for estimating the road surface μ, the estimation result of the slip angle β does not greatly affect the estimation of the road surface μ. Accuracy is maintained.
請求項3記載の発明によると、舵角に対して横加速度に対するよりも、より信号の遅れ特性の大きいフィルタ処理をすることにより、もともと車両特性が持つ舵角に対する横加速度の遅れ特性がキャンセルされることになり、急操舵等を行った場合の推定精度の悪化を緩和することが可能である。 According to the third aspect of the invention, the delay characteristic of the lateral acceleration with respect to the rudder angle originally possessed by the vehicle characteristic is canceled by performing the filter process having a larger signal delay characteristic than the lateral acceleration with respect to the rudder angle. As a result, it is possible to mitigate the deterioration of the estimation accuracy in the case of sudden steering or the like.
請求項4記載の発明によると、車速センサにより車両速度を検出するステップを含み、路面μ判定テーブルは、車両速度毎に複数設定されたテーブルを車速センサにより検出された車両速度に応じて使い分ける場合、設定するテーブルの数を増加することにより、概算のμの精度を向上させることができ、概算のμを算出する際に用いる舵角として、舵角センサにより検出された舵角に車速センサにより検出された車両速度に応じた補正係数により補正したものを用いることにより、テーブルを容易に作成することができるとともに精度良く概算のμを算出することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the method includes the step of detecting the vehicle speed by the vehicle speed sensor, and the road surface μ determination table uses a plurality of tables set for each vehicle speed according to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. By increasing the number of tables to be set, the accuracy of the approximate μ can be improved, and as the steering angle used when calculating the approximate μ, the steering angle detected by the steering angle sensor is adjusted by the vehicle speed sensor. By using a corrected value corresponding to the detected vehicle speed, it is possible to easily create a table and calculate the approximate μ with high accuracy.
請求項5記載の発明によると、車速センサにより検出された車両速度が規定値以下の時は概算のμの変更を休止するので、例えば、停止している状態で舵角を切り込んでも横Gセンサにより検出される横加速度は0のままなので、推定を停止することにより概算の推定μが最小値まで減少することが回避できる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor is equal to or lower than the specified value, the approximate μ change is paused. For example, even if the steering angle is cut in a stopped state, the lateral G sensor Since the lateral acceleration detected by is kept at 0, it can be avoided that the estimated μ is reduced to the minimum value by stopping the estimation.
請求項6記載の発明によると、概算のμを推定するステップは、現在推定されている概算のμよりも舵角センサにより検出された舵角及び横加速度センサにより検出された横加速度に対応する領域に該当する路面μが小さい領域に一定時間以上継続しているときに、概算のμの値を低減させるので、センサのノイズの影響や走行方法による影響を回避でき、精度良く概算のμを推定できる。
According to the invention described in
請求項7記載の発明によると、複数の路面μi(i=1〜n)は一定のステップサイズで定義されており、路面μを微調整するステップは、微調整値の上限値及び下限値の絶対値がステップサイズと同等かそれ以上であるので、微調整値の範囲が小さくなり、路面μの推定精度を向上させることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the plurality of road surfaces μi (i = 1 to n) are defined with a constant step size, and the step of finely adjusting the road surface μ includes the upper limit value and the lower limit value of the fine adjustment value. Since the absolute value is equal to or larger than the step size, the range of the fine adjustment value is reduced, and the estimation accuracy of the road surface μ can be improved.
請求項8記載の発明によると、横加速度センサにより検出される横加速度が現在の概算のμの値の一定倍以上であるときには、タイヤの非線形性の影響が大きくμ微調整による効果があり、その他の場合はμ微調整を停止することにより、大幅な精度低下を防止できる。
According to the invention of
請求項9記載の発明によると、概算のμの値が変化したときには、微調整値を0にリセットするので、概算のμ変動時の精度が向上する。 According to the ninth aspect of the present invention, when the approximate value of μ changes, the fine adjustment value is reset to 0, so that the accuracy when the approximate μ changes is improved.
請求項10記載の発明によると、カウンタステア時には推定した横加速度の精度が大きく悪化するのでμの微調整は期待できないので、カウンタステアが検知されたときには、微調整を停止することにより路面μの推定精度の悪化を防止できる。 According to the tenth aspect of the present invention, since the accuracy of the estimated lateral acceleration is greatly deteriorated at the time of counter steer, fine adjustment of μ cannot be expected. Deterioration of estimation accuracy can be prevented.
請求項11記載の発明によると、一定時間以上の直進状態が検知されたときには、概算のμの値を増大させるので、概算のμの推定値が過小になることを防止でき、概算のμの推定精度の悪化を防止できる。 According to the eleventh aspect of the present invention, when the straight traveling state for a certain time or longer is detected, the estimated value of μ is increased. Therefore, it is possible to prevent the estimated value of the estimated μ from becoming too small. Deterioration of estimation accuracy can be prevented.
請求項12記載の発明によると、通常、路面μより大きな横加速度が発生することがありえないので、横加速度センサにより検出された横加速度が現在の概算のμの値より大きくなったときには、概算のμの値を増大させることにより、概算のμの過小推定を防止できる。 According to the twelfth aspect of the present invention, since a lateral acceleration larger than the road surface μ cannot normally occur, when the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor becomes larger than the current estimated μ value, the estimated By increasing the value of μ, an underestimation of the approximate μ can be prevented.
図1は、本発明の車体スリップ角推定方法が実施可能なフロントエンジン・フロントドライブ(FF)車ベースの4輪駆動車両の動力伝達装置の概略構成を示す図である。図1に示すように、動力伝達系は、車両前方に配置されたエンジン2の動力がトランスミッション4の出力軸4aから伝達されるフロントデファレンシャル装置6と、このフロントデファレンシャル装置6からの動力が車両の前後軸であるプロペラシャフト8を介して伝達される増速装置(変速装置)10と、増速装置10からの動力が伝達されるリヤデファレンシャル装置12を主に含んでいる。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power transmission device for a four-wheel drive vehicle based on a front engine / front drive (FF) vehicle in which the vehicle body slip angle estimation method of the present invention can be implemented. As shown in FIG. 1, the power transmission system includes a front
フロントデファレンシャル装置6は従来周知の構造となっており、トランスミッション4の出力軸4aからの動力をデフケース6a内の複数のギヤ14と出力軸16,18を介して左右の前輪駆動軸20,22に伝達することにより、各前輪が駆動される。前輪の左右輪29FR,29FLのトルク制御は、例えば、電磁アクチュエータにより制御される。
The front
リヤデファレンシャル装置12は、一対のプラネリギヤセットと、それぞれ多板ブレーキ機構(多板クラッチ機構)の締結を制御する一対の電磁アクチュエータを含んでおり、電磁アクチュエータを制御して左右の後輪駆動軸に動力を伝達することにより、各後輪29RR,29RLが駆動される。
The rear
前輪29FL,29FR及び後輪29RR,29RLに対して、それぞれ車輪速センサ30が設けられ、各車輪の回転速度が検知される。車速センサ32は複数の車輪速センサ30より検知された各車輪速から車両の速度(車速V)を検出して、車速Vに対応する電気信号、例えば、電圧レベルを出力する。
横Gセンサ33は、車両に対して横方向に加わる加速度である横加速度Gyを検出し、検出結果の大きさに応じた電気信号、例えば電圧レベルを出力する。ヨーレートセンサ34は、例えば、水平面内での車両の向きや鉛直方向に対する傾斜角度の角度変化量等を検出する圧電素子やジャイロセンサ等からなる、ヨーレートrの大きさに応じた電気信号、例えば、電圧レベルを出力する。
The
ヨーレート微分値算出部36は、ヨーレートセンサ34より出力されるヨーレートrを時間微分して、ヨーレート微分値r’を算出する。エンジンECU40は、エンジン40の回転数より駆動トルク等を算出する。舵角センサ38は、例えば、ステアリング軸に設けられたロータリエンコーダ等を備え、運転者が入力した操舵角の方向と大きさに応じた電気信号、例えば、符号及びレベルを示す電圧信号を出力する。
The yaw rate differential
カウンタステア検知装置40は、横Gの方向と操舵角の方向とは逆方向であるカウンタステアを検知して、カウンタステアであるか否かを示すカウンタステアフラグCSを出力する装置である。例えば、横Gセンサ33により検出された横Gの方向と舵角センサ38により検出された舵角の方向が逆向き、即ち、横Gと舵角の符号が反対であるとき、カウンタステアであると判定して、カウンタステアフラグCSを出力する。
The counter
図2は、車両の運動状態の制御に係わる装置ブロック図である。車体スリップ角推定装置42は、路面μを推定し、車両力学モデルに基づいて、推定した路面μ及び現在の推定車体スリップ角を算出する際に直前の推定車体スリップ角を回帰的に用いて車体スリップ角を推定する車体スリップ角推定方法を実施する装置である。
FIG. 2 is an apparatus block diagram related to the control of the motion state of the vehicle. The vehicle body slip
本実施形態では、後述するように、横加速度センサ33より検出された横方向加速度Gyと、ヨーレートセンサ34より検出されたヨーレートr、ヨーレート微分算出部36より算出されたヨーレート微分値r’、及び車速センサ32より検出された車速Vに基づき推定された推定横方向加速度Gyeとの差がゼロなるよう路面μの推定方法が実施される。そして、タイヤ力学モデルに基づいて、推定した路面μ及び直前のスリップ角βの推定値等を回帰的に用いて現在のスリップ角βを推定する。
In the present embodiment, as will be described later, the lateral acceleration G y detected by the
エンジンECU44は、エンジン2の回転数より駆動トルク等を算出する。目標配分トルク設定装置46は、スリップ角推定装置42にて推定されたスリップ角β、ヨーレートセンサ34で検知された車両のヨーレートr、横Gセンサ33で検知された車両の横加速度Gy、車速センサ32で検出された車速V、カウンタステア検知装置40により出力されるカウンタステアフラグCS、及びエンジンECU44で算出された駆動トルクから、車両の前後の左右輪29FL,29FR,29RR,29RLに配分される配分トルクの目標値を設定し、算出した前後の左右輪トルクを目標配分トルク制御装置48に出力する。
The
目標配分トルク制御装置48は、目標配分トルク制御装置46より出力された左右輪トルクに基づいて、目標トルクに一致するように、前後輪の左右輪29FL,29FR,29RR,29RLに対応して設けられた電磁アクチュエータに流す電流を制御する。
The target distribution
図3は、スリップ角推定装置42のブロック図である。スリップ角推定装置42は、横加速度推定部60、減算器62、概算のμ推定演算部64、μ微調整演算部66、加算器68、タイヤ横力演算部70、スリップ角微分値演算部72、積分器74及びスリップ角β記憶手段76を有する。
FIG. 3 is a block diagram of the slip
横加速度推定部60は、次式(2)に、スリップ角微分値演算部72より入力されたスリップ角微分値β’、車速V、ヨーレートrを代入して、車両の推定横加速度Gyeを算出し、減算器52に出力する。
The lateral
Gye=V(r+β’) ・・・ (2)
減算器62は、横Gセンサ33から入力される横加速度(横G)Gyから横加速度推定部60から入力される推定横加速度Gyeを減算して、減算結果をμ微調整演算部66に出力する。
G ye = V (r + β ′) (2)
本実施形態による路面μの推定方法は、初期値路面μを元にPID演算により路面μを推定するのではなく、後述する概算のμ推定テーブル86から概算のμを求め、概算のμを元にμ微調整演算部66によりμを微調整推定するものである。
The road surface μ estimation method according to the present embodiment does not estimate the road surface μ by PID calculation based on the initial value road surface μ, but obtains an approximate μ from an approximate μ estimation table 86 to be described later. Further, μ is finely estimated by the μ fine
図4は、本発明の第1実施形態による概算のμ推定演算部64のブロック図である。概算のμ推定演算部64は、乗算器80、補正テーブル82、遅れ補正手段84、絶対値手段85、概算のμ判定テーブル86、タイマ88、概算のμ初期値設定手段90、概算のμ変更休止制御手段91、概算のμ減少制御手段92、概算のμ増加制御手段94及び概算のμ記憶手段96を有する。
FIG. 4 is a block diagram of the approximate μ
乗算器80は、横Gセンサ36により検出される横Gは舵角センサ34に検出される舵角が同じであっても、車速Vが大きくなるにつれて大きくなることから、横Gが車速Vに依存しないように、補正テーブル82を参照して、車速Vに対応する補正係数を求めて、舵角に補正係数を掛け合わせることにより、舵角を補正する。補正係数は、ある車速を基準VREF(基準車速)として、車速Vにおいて、舵角θVと横GVの組み合わせについて、基準車速VREFにおける同一の横GVとなる舵角θREFに対する舵角θVの比である。
The multiplier 80 detects that the lateral G detected by the
図5は、補正テーブル82を示す図である。横軸が車速、縦軸が補正係数を示している。図5に示すように、補正テーブル82には、基準車速VREFに対応する補正係数を1とし、各車速に対応する補正係数が記憶されている。車速が大きくなると、同じ舵角でも横Gが大きくなることから、補正係数は車速に対して単調増加する。 FIG. 5 is a diagram showing the correction table 82. The horizontal axis indicates the vehicle speed, and the vertical axis indicates the correction coefficient. As shown in FIG. 5, the correction table 82 stores a correction coefficient corresponding to each vehicle speed with a correction coefficient corresponding to the reference vehicle speed V REF set to 1. As the vehicle speed increases, the lateral G increases even at the same steering angle, so the correction coefficient increases monotonously with respect to the vehicle speed.
遅れ補正手段84は、最大の路面μであっても操舵に対して車両の挙動は通常若干遅れるため、急操舵時では横Gセンサ33により検出される横Gが舵角センサ38より検出される舵角に対する追従が遅れることから、横Gセンサ33の出力を舵角センサ33より検出された舵角に追従させて、舵角と横G間の遅れ特性をキャンセルする。
The
これにより、例えば、急操舵時に横Gセンサ33により検出される横Gの値は、車両の遅れがない場合の横Gの値と同じ舵角の値で比較すると、小さくなる。このことにより、後述する、横Gと舵角との関係により求めた概算のμが過小となることを防止できる。
Thereby, for example, the value of the lateral G detected by the
図6は、図4中の遅れ補正手段84の一例を示す図である。遅れ補正手段84は、ローパスフィルタ100#1,100#2を有する。ローパスフィルタ100#1は舵角センサ38の出力を遅延させる。ローパスフィルタ100#2は横Gセンサ33の出力を遅延させる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the delay correction means 84 in FIG. The
横Gセンサ33の出力は、舵角センサ38の出力に対して遅れる特性があることから、ローパスフィルタ100#1の遅延時間がローパスフィルタ100#2の遅延時間よりも短いものとし、横Gの舵角に対する遅れをキャンセルするために、ローパスフィルタ100#1のカットオフ周波数がローパスフィルタ100#2のカットオフ周波数よりも小さい。尚、ローバスフィルタ100#1,100#2の代わりに、他の遅延素子であっても良い。絶対値手段85は、遅れ補正手段84より入力される横G及び舵角に対して絶対値を取る。
Since the output of the
各路面μについて、舵角を横軸、横Gを縦軸にして第1象限(舵角及び横Gが正)に走行データの絶対値をプロットすると、各舵角について横Gの下限値にて境界線が導出される。この境界線は、路面μについてユニークとなり、路面μの値が増加するにつれて上方にシフトする。 For each road surface μ, the absolute value of the travel data is plotted in the first quadrant (the steering angle and the lateral G are positive) with the steering angle as the horizontal axis and the horizontal G as the vertical axis. The boundary line is derived. This boundary line is unique for the road surface μ and shifts upward as the value of the road surface μ increases.
概算のμ判定テーブル86は、基準速度VREFにおいて、一定のステップで複数の路面μi(i=1〜n,nは2以上の整数,μi>μ(i+1),μi−μ(i+1)=S(i=1〜n−1))について、各路面μi(i=1〜n)における上記境界線に基づいて、舵角と横加速度から成る領域A1〜Anが定義されたテーブルである。 The approximate μ determination table 86 is a plurality of road surfaces μi (i = 1 to n, n is an integer of 2 or more, μi> μ (i + 1), μi−μ (i + 1) = at a predetermined step at the reference speed V REF . S (i = 1 to n−1)) is a table in which areas A1 to An including steering angles and lateral accelerations are defined based on the boundary lines on the respective road surfaces μi (i = 1 to n).
図7は概算のμ判定テーブル86の一例を示す図である。概算のμ判定テーブル86は、複数の路面μi(i=1〜5)に対して、該路面μi(i=1〜5)に該当するハッチング種でハッチングされている範囲Ai(i=1〜5)が予め設定されたテーブルである。図7では、μ1>μ2>μ3>μ4>μ5であり、一定のステップS(S=μi−μ(i+1)(i=1〜4))で、範囲A1〜A5が設定されている。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the approximate μ determination table 86. The approximate μ determination table 86 is a range Ai (i = 1 to 1) hatched with a hatching type corresponding to the road surface μi (i = 1 to 5) with respect to a plurality of road surfaces μi (i = 1 to 5). 5) is a preset table. In FIG. 7, [mu] 1> [mu] 2> [mu] 3> [mu] 4> [mu] 5, and the range A1-A5 is set in a certain step S (S = [mu] i- [mu] (i + 1) (i = 1-4)).
範囲A1〜A5について、範囲AiとA(i+1)(i=1〜4)の境界線は路面μiにおける上記境界線である。これにより範囲Aj(j>i)には、路面μ(μi≦μ)における、舵角と横Gの組み合わせは存在せず、範囲Aj(j>i)にある舵角と横Gについては、路面μがμiよりも小さいことが推定される。即ち、範囲A(i+1)にある舵角と横Gについて、路面μがμi以下であることが推定される。 Regarding the ranges A1 to A5, the boundary line between the ranges Ai and A (i + 1) (i = 1 to 4) is the boundary line on the road surface μi. Thereby, in the range Aj (j> i), there is no combination of the steering angle and the lateral G on the road surface μ (μi ≦ μ), and the steering angle and the lateral G in the range Aj (j> i) It is estimated that the road surface μ is smaller than μi. That is, it is estimated that the road surface μ is equal to or less than μi for the steering angle and the lateral G in the range A (i + 1).
例えば、μ1=1.0,μ2=0.8,μ3=0.6,μ4=0.4,μ5=0.2,S=0.2であるとき、範囲A2では、路面μ≦1.0、範囲A3では、路面μ≦0.8、範囲A4では、路面μ≦0.6、範囲A5では、路面μ≦0.4であることが推定される。即ち、各範囲Ai(i=2〜5)のμは、μ≦μi+0.2となる。 For example, when μ1 = 1.0, μ2 = 0.8, μ3 = 0.6, μ4 = 0.4, μ5 = 0.2, and S = 0.2, the road surface μ ≦ 1. 0, in the range A3, it is estimated that the road surface μ ≦ 0.8, in the range A4, the road surface μ ≦ 0.6, and in the range A5, the road surface μ ≦ 0.4. That is, μ in each range Ai (i = 2 to 5) is μ ≦ μi + 0.2.
各範囲Ai(i=1〜4)には、路面μについての舵角と横Gとの関係より、(μi−S)よりも小さい路面μが含まれうるが、後述するように、μ微調整演算部66により調整するμ微調整値の上限をS、下限を−Sとすることにより、推定精度の向上を図ることから、例えば、各範囲Aiでのμの推定範囲の下限を(μi−S)としている。範囲Aiに含まれる(μi−S)よりも小さい路面μは、範囲Aj(j>i)において、推定する。範囲Ai(i=2〜5)でのμの推定範囲は、μi−S≦μ≦μi+Sである。
Each range Ai (i = 1 to 4) may include a road surface μ smaller than (μi−S) due to the relationship between the steering angle and the lateral G with respect to the road surface μ. Since the upper limit of the μ fine adjustment value adjusted by the
図4中のタイマ88は、現在の概算のμ推定値よりも小さいμの領域に規定時間いるか否か、直進状態が規定時間以上検知されたか否かを判定するためのものである。センサ誤差による誤判定を防止するためである。
The
概算のμ初期値設定手段90は、イグニッシュONのときに、概算のμの初期値、例えば、ドライ路面μ(=1)を設定する手段である。 The approximate μ initial value setting means 90 is a means for setting an approximate initial value of μ, for example, a dry road surface μ (= 1) when the ignition is ON.
概算のμ変更休止制御手段91は、速度センサ32により検出された車速が規定値以下の時は概算μの変更を休止する。例えば、停止している状態で舵角を切込んでも横Gセンサ33の値は0のままなので、推定を停止しないと概算の推定μは最小値まで減少することになる。上記を回避するために低速での推定は休止する。また、低速では路面μの低下による挙動上の問題が中速以上ほど大きくないためにこの処置が可能となる。規定値は例えば10km/h程度とする。
The approximate μ change pause control means 91 pauses the change of the approximate μ when the vehicle speed detected by the
概算のμ減少制御手段92は、規定時間よりも長時間現在の概算のμ推定値より小さいμの領域にいる場合に、概算のμを1段階低減して設定する。現在の概算のμ推定値より小さいμの領域にいる場合は、上述のように、現在走行している路面μがこの領域により推定される上限の路面μ以下であるので、概算のμを1段階低減して、微調整後のμの推定範囲の下限を小さくする。 The approximate μ reduction control means 92 sets the approximate μ by reducing it by one step when it is in a region of μ smaller than the current approximate μ estimate value for a longer time than the specified time. When the vehicle is in a region of μ smaller than the current estimated value of μ, as described above, since the road surface μ that is currently traveling is less than or equal to the upper limit road surface μ estimated by this region, the approximate μ is set to 1. Reduce the step to reduce the lower limit of the estimated range of μ after fine adjustment.
概算のμ増加制御手段94は、規定時間よりも長時間直進状態が検知されたとき、概算のμが横Gセンサ33の値よりも小さいとき、概算のμを1段階増大して設定する。直進時には、μの相違による横Gと舵角の関係に顕著な差がないことから、直進時のμ推定は困難であること、概算のμ減少手段92により概算のμが減少する傾向にあり概算のμが過小推定される恐れがあることから、μの過小推定防止するために直進時にμ増大させる。
The approximate μ increase control means 94 increases the approximate μ by one step and sets it when the approximate μ is smaller than the value of the
直進状態は、例えば、横Gセンサ33より検出される横Gの値が0の近傍であること、又はヨーレートセンサ34により検出されるヨーレートが0の近傍であること、又は横Gの値が0の近傍且つヨーレートが0の近傍であることにより検知される。
In the straight traveling state, for example, the value of the lateral G detected by the
また、通常路面μより大きな横Gが発生することはありえない。この場合は、路面μが過小推定されていることが原因として考えられることから、概算のμ推定値を1段階増大することによりμの過小推定を回避する。規定時間より長時間現在の概算のμの推定値より大きいμの領域にいる場合に、概算のμを1段階増大させない理由は以下による。 Also, a lateral G larger than the normal road surface μ cannot occur. In this case, since it is considered that the road surface μ is underestimated, the underestimation of μ is avoided by increasing the approximate μ estimated value by one step. The reason why the estimated μ is not increased by one step when it is in the region of μ that is longer than the estimated value of the estimated current for a longer time than the specified time is as follows.
一般的な車両の特性から、いかなる路面を走行している場合でも、安定した定常走行をしている場合には、舵角と横Gの関係は大きな差異を持たない。すなわち、実際の路面μより大きい概算のμの領域で走行することもありえる。このことから現在より大きい概算のμの領域にいる場合に概算のμを増大すると、μの過大推定の恐れがあるためである。概算のμ記憶手段96は、概算のμを記憶するメモリである。 From the general characteristics of the vehicle, the relationship between the rudder angle and the lateral G does not vary greatly when the vehicle is traveling stably on any road surface. In other words, it is possible to travel in an approximate μ region larger than the actual road surface μ. For this reason, if the estimated μ is increased when the estimated μ is in a larger region than the current value, there is a risk of overestimating μ. The approximate μ storage means 96 is a memory for storing the approximate μ.
図8は図3中のμ微調整演算部66のブロック図である。μ微調整演算部66は、概算のμ記憶手段96に記憶された概算のμを元に一定の範囲でμを調整して、路面μを推定するものであり、μ微調整値リセット手段110、μ微調整値リセット制御手段112、μ微調整制御手段114、μ微調整手段116、μ微調整上下限規制手段118及びμ微調整値記憶手段120を有する。
FIG. 8 is a block diagram of the μ fine
μ微調整値リセット手段110は、μ微調整値リセット制御手段112の指示に従って、μ微調整値をゼロにリセットする。μ微調整値リセット制御手段112は、概算のμ記憶手段96に記憶された概算のμ変動があるとき、μ微調整値リセット手段110にμ微調整値をリセットするよう指示する。概算のμが変動すれば、μ微調整値が変動するので、概算のμの変動に合わせてリセットすることにより、変動時の精度が向上できる。
The μ fine adjustment
μ微調整制御手段114は、概算のμ記憶手段96に記憶された概算のμ×Kが横Gセンサ33の値よりも大きいとき、カウンタステア検知装置40より出力されるカウンタステアフラグCSによりカウンタステアであるとき、μ微調整手段116に微調整を停止するよう指示する。
When the approximate μ × K stored in the approximate
概算のμ×K≧横Gセンサ33の値であるときは、タイヤが線形領域内での走行と考えられることから、微調整による効果が小さいことより、μ微調整を停止することにより精度低下が防止できる。また、カウンタステア時には、横Gセンサ33により検出した横Gの精度が大きく悪化するので、μの微調整は期待できないため、μ微調整を停止することにより、精度の悪化が防止できる。
When the approximate value of μ × K ≧ the
μ微調整手段116は、後述するように、概算のμ記憶手段96に記憶された概算のμを元に、比例積分微分(PID)動作によって、横加速度Gyと推定横加速度Gyeとの差がゼロとなるように、推定路面μを微調整するための調整値を算出する。 As will be described later, the μ fine adjustment means 116 calculates the lateral acceleration G y and the estimated lateral acceleration G ye by a proportional-integral-derivative (PID) operation based on the approximate μ stored in the approximate μ storage means 96. An adjustment value for finely adjusting the estimated road surface μ is calculated so that the difference becomes zero.
μ微調整上下限規制手段118は、μ微調整制御手段116により微調整された調整値の上下限を概算のμ判定テーブル86に定義されたμi(i=1〜n)のステップSに規制してμ微調整値記憶手段120に記憶する。尚、規制する上限及び下限の絶対値はS以上であっても良い。μ微調整値記憶手段120はμ微調整値を記憶するメモリであり、加算器68に出力する。
The μ fine adjustment upper / lower limit regulating means 118 regulates the upper and lower limits of the adjustment value finely adjusted by the μ fine adjustment control means 116 to step S of μi (i = 1 to n) defined in the approximate μ determination table 86. And stored in the μ fine adjustment value storage means 120. The absolute values of the upper and lower limits to be regulated may be S or more. The μ fine adjustment value storage means 120 is a memory for storing the μ fine adjustment value and outputs it to the
図3中の加算器68は、μ微調整演算部66より入力されるμ微調整値と概算のμ推定演算部64より出力される概算のμを加算して、加算結果μを推定路面μとしてタイヤ横力演算部70に出力する。
The
タイヤ横力演算部70は、タイヤ力学モデルより導出される次式(3),(4)に基づいて、タイヤ横力Yrを算出し、スリップ角微分値演算部72に出力する。
Tire lateral
スリップ角微分値演算部72は、車両横方向の力の釣り合い式及び車両上下軸回りのモーメントの釣り合い式を、前輪タイヤに作用する横力Yf及び後輪タイヤに作用する横力Yrに基づいて記述した次式(5),(6)より、前輪タイヤに作用する横力Yfを消去することにより求めた次式(7)に代入することによりスリップ角微分値β’を算出する。
The slip angle differential
mV(r+β’)=−2Yf−2Yr ・・・ (5)
Ir’=−2YfLf+2Yr Lr+M ・・・ (6)
β’=−2(Lf+Lr)Yr/mVLf+Ir’/mVLf−r−M/mVLf
・・・ (7)
但し、Lfは車両重心から前輪側車軸までの距離、Lrは車両重心から後輪側車軸までの距離、Yrはタイヤ横力、r’はヨーレート微分値、mは車両の全質量、Iはヨーイング慣性モーメント、Mはヨーイングモーメントである。
mV (r + β ′) = − 2Y f −2Y r (5)
Ir '= - 2Y f L f + 2Y r L r + M ··· (6)
β ′ = − 2 (L f + L r ) Y r / mVL f + Ir ′ / mVL f −r−M / mVL f
(7)
Where L f is the distance from the vehicle center of gravity to the front wheel side axle, L r is the distance from the vehicle center of gravity to the rear wheel side axle, Y r is the tire lateral force, r ′ is the yaw rate differential value, m is the total mass of the vehicle, I is the yawing moment of inertia and M is the yawing moment.
積分器74は、スリップ角微分値演算部72より入力されるスリップ角微分値β’を時間軸に積分して、積分値βをタイヤ横力演算部70及びスリップ角β記憶手段76に出力する。
The
図9は本発明の実施形態による概算のμ推定方法を示すフローチャートである。ステップS2において、イグニッションONのとき、概算の推定μ、例えば、ドライ路面相当のμ=1の初期値を概算のμ記憶手段96に設定する。ステップS4において、以下の概算のμの変更休止制御を行う。
FIG. 9 is a flowchart illustrating an approximate μ estimation method according to an embodiment of the present invention. In step S2, when the ignition is ON, an approximate estimated μ, for example, an initial value of μ = 1 corresponding to a dry road surface is set in the approximate
図10は概算のμの変更休止制御を示すフローチャートである。ステップS9において、概算のμ変更休止制御手段91は、車速センサ32により検出された車速が規定値よりも大きいか否かを判定する。車速が規定値よりも大きいとき、図9中のステップS6にリターンする。車速が規定値以下であるとき、ステップS9に戻る。図9中のステップS6において、以下の概算のμ低減制御を行う。
FIG. 10 is a flowchart showing the approximate μ change suspension control. In step S9, the approximate μ change suspension control means 91 determines whether or not the vehicle speed detected by the
図11は概算のμの低減制御を示すフローチャートである。図12は走行データについて、概算のμの低減制御を示す図である。乗算器80により舵角が補正され、遅れ補正手段84により舵角に対する横Gセンサ33より出力された横Gの遅れキャンセルされ、絶対値手段85により舵角及び横Gの絶対値がとられる。
FIG. 11 is a flowchart showing the approximate μ reduction control. FIG. 12 is a diagram showing an approximate reduction control of μ for travel data. The steering angle is corrected by the multiplier 80, the delay of the lateral G output from the
ステップS10において、概算のμ減少制御手段92は、絶対値手段85より入力された舵角及び横Gに対して概算のμ判定テーブル86を参照して該当する領域に対応する概算のμを求め、概算のμ記憶手段96に記憶された現在の概算のμ推定値より小さいμの領域であるか否かを判定する。
In step S <b> 10, the approximate μ
現在の概算のμ推定値より小さいμの領域であれば、ステップS14に進む。現在の概算のμ推定値よりも小さいμの領域でなければ、ステップS12に進む。ステップS12において、タイマ88をストップ(時間リセット)して、ステップS10に戻る。
If it is a region of μ smaller than the current approximate μ estimated value, the process proceeds to step S14. If it is not an area of μ smaller than the current estimated μ estimated value, the process proceeds to step S12. In step S12, the
ステップS14において、タイマ88がスタートしているか否かを判定する。タイマ88がスタートしていなければ、ステップS16に進む。ステップS16において、タイマ88をスタート(時間リセット)する。
In step S14, it is determined whether or not the
タイマ88がスタートしていれば、ステップS18に進む。ステップS18において、規定時間を越えたか否かを判定する。規定時間を越えていれば、ステップS20に進む。規定時間を越えていなければ、ステップS10に戻る。ステップS20において、概算のμを1段階低減して概算のμ記憶手段96に設定して、タイマ88をストップ(時間リセット)して、図9中のステップS8にリターンする。
If the
例えば、図12中の符号bで示される走行データに対して、領域A1の概算のμ1から概算のμ1よりも小さい概算のμ2の領域A2に規定時間以上いたことが判別される符号cにおいて、概算のμがμ1からμ2に低減される。図9中のステップS8において、以下の概算のμ増大制御を行う。 For example, with respect to the traveling data indicated by the symbol b in FIG. 12, in the symbol c that is determined that the region A2 of the approximate μ2 that is smaller than the approximate μ1 from the approximate μ1 of the region A1 has exceeded the specified time, The approximate μ is reduced from μ1 to μ2. In step S8 in FIG. 9, the following approximate μ increase control is performed.
図13は概算のμの増大制御を示すフローチャートである。ステップS30において、概算のμ増大制御手段94は、横G、ヨーレート、横G及びヨーレートにより、直進状態が検知されたか否かを判定する。直進状態が検知されたならば、ステップS32に進む。ステップS32において、タイマ88がスタートしているか否かを判定する。
FIG. 13 is a flowchart showing an approximate increase control of μ. In step S30, the approximate μ increase control means 94 determines whether or not a straight traveling state is detected based on the lateral G, yaw rate, lateral G and yaw rate. If a straight traveling state is detected, the process proceeds to step S32. In step S32, it is determined whether or not the
タイマ88がスタートしていなければ、ステップS34に進む。ステップS34において、タイマ88をスタート(時間リセット)して、ステップS36に進む。タイマ88がスタートしていれば、ステップS36に進む。ステップS36において、規定時間越えたか否かを判定する。
If the
規定時間が越えてなければ、ステップS30に戻る。規定時間が越えたならば、ステップS38に進む。ステップS38において、概算のμを1段階増大して、概算のμ記憶手段96に設定するとともに、タイマ88をストップ(時間リセット)して、ステップS46に進む。
If the specified time has not been exceeded, the process returns to step S30. If the specified time is exceeded, the process proceeds to step S38. In step S38, the approximate μ is increased by one step and set in the approximate μ storage means 96, and the
ステップS40において、タイマ88をストップ(時間リセット)する。ステップS42において、概算のμ<横Gセンサ33の値であるか否かを判定する。概算のμ<横Gセンサ33の値ならば、ステップS44に進む。概算のμ<横Gセンサ33の値でなければ、ステップS46に進む。ステップS44において、概算のμを1段階増大して、概算のμ記憶手段96に設定して、ステップS46に進む。
In step S40, the
ステップS46において、非直進状態であるか否かを判定する。非直進状態ならば、図9中のステップS4にリターンする。直進状態ならば、ステップS46に戻る。これにより、直進状態で概算のμが1段階増大されると、その後、直進状態が継続しても、非直進状態が検知されるまでは、概算のμを増大しないので、直進状態が長時間継続することにより概算のμが過大となることを防止できる。 In step S46, it is determined whether or not the vehicle is in a non-straight running state. If it is a non-straight running state, the process returns to step S4 in FIG. If it is a straight traveling state, the process returns to step S46. As a result, when the estimated μ is increased by one step in the straight traveling state, the estimated μ is not increased until the non-straight traveling state is detected even if the straight traveling state continues thereafter. By continuing, it is possible to prevent the approximate μ from becoming excessive.
図14は本発明の実施形態によるμ微調整方法を示すフローチャートである。ステップS50において、μ微調整値リセット手段110は、μ微調整値リセット(PIDリセット)して、μ微調整値記憶手段120に記憶する。ステップS52において、μ微調整制御手段116は、概算のμ×K<横Gセンサ33の値であるか否かを判定する。概算のμ×K<横Gセンサ33の値でなければ、ステップS52に戻る。概算のμ×K<横Gセンサ33の値であれば、ステップS54に進む。
FIG. 14 is a flowchart showing the μ fine adjustment method according to the embodiment of the present invention. In step S50, the μ fine adjustment
ステップS54において、μ微調整制御手段114は、カウンタステアフラグCSによりカウンタステアであるか否かを判定する。カウンタステアならば、ステップS52に戻る。カウンタステアでなければ、μ微調整制御手段114は、μ微調整手段116にμ微調整を行うよう指示し、ステップS56に進む。
In step S54, the μ fine adjustment control means 114 determines whether or not the counter steer is based on the counter steer flag CS. If it is counter steer, the process returns to step S52. If not the counter steer, the μ fine
ステップS56において、μ微調整手段116は、概算のμ記憶手段96に記憶された概算のμを元に、比例積分微分(PID)動作によって、横加速度Gyと推定横加速度Gyeとの差がゼロとなるように、推定路面μを微調整するためのμ微調整値を算出する。
In step S56, the μ
ステップS58において、μ微調整上下限規制手段118は、ステップS56で算出されたμ微調整値の下限が−S,上限値が+Sとなるように、μ微調整値の上限・下限を制限して、μ微調整値記憶手段120に記憶する。
In step S58, the μ fine adjustment upper / lower
ステップS60において、μ微調整値リセット制御手段112は、概算のμ記憶手段96に記憶された概算のμの変動があったか否かを判定する。概算のμの変動があれば、μ微調整値リセット手段110にリセットを指示して、ステップS50に戻る。ステップS50において、μ微調整値リセット手段110は、μ微調整値をゼロにリセットして、μ微調整値記憶手段120に記憶する。概算のμの変動がなければ、ステップS52に戻る。ステップS50〜ステップS60が繰り返されて、μ微調整値と概算のμとの加算値により推定さる路面μの精度が向上する。
In step S <b> 60, the μ fine adjustment value reset
図3中の加算器68は、μ微調整演算部66より入力されるμ微調整値と概算のμ推定演算部64より出力される概算のμを加算して、加算結果μをタイヤ横力演算部70に出力する。タイヤ横力演算部70は、タイヤ力学モデルより導出される上記式(3),(4)に基づいて、タイヤ横力Yrを算出し、スリップ角微分値演算部72に出力する。
The
スリップ角微分値演算部72は、車両横方向の力の釣り合い式及び車両上下軸回りのモーメントの釣り合い式を、前輪タイヤに作用する横力Yf及び後輪タイヤに作用する横力Yrに基づいて記述した上記式(5),(6)より、前輪タイヤに作用する横力Yfを消去することにより求めた上記式(7)に代入することによりスリップ角微分値β’を算出する。積分器74は、スリップ角微分値演算部72より入力されるスリップ角微分値β’を時間軸に積分して、積分値βをタイヤ横力演算部70及びスリップ角β記憶手段76に出力する。
The slip angle differential
このように、路面μが精度より推定されることから、スリップ角微分値β’やスリップ角βの精度が向上する。スリップ角推定装置42にて推定されたスリップ角β、ヨーレートセンサ34で検知された車両のヨーレートr、横Gセンサ33で検知された車両の横加速度Gy、車速センサ32で検出された車速V、カウンタステア検知装置40により出力されるカウンタステアフラグCS、エンジンECU44で算出された駆動トルクから、目標配分トルク設定装置46により車両の前後の左右輪29FL,29FR,29RR,29RLに配分される配分トルクの目標値が設定される。
Thus, since the road surface μ is estimated from the accuracy, the accuracy of the slip angle differential value β ′ and the slip angle β is improved. The slip angle β estimated by the slip
更に、目標配分トルク制御装置46より出力された左右輪トルクに基づいて目標配分トルク制御装置48により、目標トルクに一致するように、前後輪の左右輪29FL,29FR,29RR,29RLに対応して設けられた電磁アクチュエータに流す電流が制御されるので、車両の運動状態が精度良く制御できる。
Further, the left and right wheels 29 FL , 29 FR , 29 RR , 29 RL of the front and rear wheels are matched with the target torque by the target distribution
図15は本発明の第2実施形態による概算のμ推定演算部64のブロック図であり、図4中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。図15に示すように、本実施形態の概算のμ推定演算部64は、図4中から乗算器80及び補正テーブル82を無くしたことが異なり、概算のμ判定テーブル200が図4中の概算のμ判定テーブル86と異なり、概算のμ減少制御手段202及び概算のμ増加制御手段204が図4中の概算のμ制御手段92及び概算のμ増加制御手段204と異なる。
FIG. 15 is a block diagram of the approximate μ
図16は図15中の概算のμ判定テーブル200の構成図である。図16に示すように、概算のμ判定テーブル200には、複数の車速について、当該車速における舵角を横軸と横Gを縦軸とする座標空間において、路面μi(i=1〜5)の範囲Ai(i=1〜5)が定義されている。 FIG. 16 is a configuration diagram of the approximate μ determination table 200 in FIG. As shown in FIG. 16, the approximate μ determination table 200 includes road surface μi (i = 1 to 5) for a plurality of vehicle speeds in a coordinate space in which the steering angle at the vehicle speed is the horizontal axis and the horizontal G is the vertical axis. Range Ai (i = 1 to 5) is defined.
例えば、図16に示すように、車速V1〜V4について、概算のμ判定テーブルが定義されている。図16中の舵角は、図8の概算のμ判定テーブル86のように基準車速に対して補正された舵角でなく、舵角センサ38により検出された舵角である。定義する車速の数を増加することにより、舵角及び横Gに対応する領域が精度よく検出でき、概算のμの推定精度が向上する。
For example, as shown in FIG. 16, an approximate μ determination table is defined for vehicle speeds V1 to V4. The steering angle in FIG. 16 is not the steering angle corrected with respect to the reference vehicle speed as in the approximate μ determination table 86 in FIG. 8, but the steering angle detected by the
概算のμ減少手段202は、車速センサ32より検出された車速Vに最も近い車速に対して定義された概算のμ判定テーブル200を参照して、絶対値手段85から入力される舵角及び横Gに対応する範囲より概算のμを算出する。概算のμ減少手段202の他の処理については、概算のμ減少手段92と同じである。
The approximate μ reduction means 202 refers to the approximate μ determination table 200 defined for the vehicle speed closest to the vehicle speed V detected by the
概算のμ増加手段204は、車速センサ32より検出された車速Vに最も近い車速に対して定義された概算のμ判定テーブル200を参照して、絶対値手段85から入力される舵角及び横Gに対応する範囲より概算のμを算出する。概算のμ増加手段204の他の処理については、概算のμ増加手段94と同じである。
The approximate μ increase means 204 refers to the approximate μ determination table 200 defined for the vehicle speed closest to the vehicle speed V detected by the
このように、舵角センサ38により検出された舵角を基準速度に合わせて補正せずに、車速毎に概算のμ判定テーブル200を作成して、車速センサ32より検出された車速Vに最も近い車速に対して定義された概算のμ判定テーブル200を参照して、絶対値手段85から出力される舵角及び横Gに対応する範囲より概算のμを算出することも可能である。
In this way, the approximate μ determination table 200 is created for each vehicle speed without correcting the rudder angle detected by the
10 増速装置(変速装置)
12 リヤデファレンシャル装置
24,26 後ろ車軸
32 車速センサ
33 横加速度センサ
34 ヨーレートセンサ
36 ヨーレート微分値算出部
38 舵角センサ
40 カウンタステア検知装置
42 車体スリップ角推定装置
60 横加速度推定部
64 概算のμ推定演算部
70 タイヤ横力演算部
72 スリップ角微分値演算部
74 積分器
10 Speed increaser (transmission)
12
Claims (12)
舵角センサにより舵角を検出するステップと、
横加速度センサにより横加速度を検出するステップと、
複数の路面μi(i=1〜n,nは2以上の整数)について、前記各路面μiにおける舵角と横加速度の組み合わせの中で各舵角についての横加速度の下限値にて導出された境界線に基づいて各路面μi(i=1〜n)に対して舵角と横加速度から成る領域が定義された路面μ判定テーブルを参照して、前記舵角センサにより検出された舵角及び前記横加速度センサにより検出された横加速度に対応する領域を求め、前記複数の路面μi(i=1〜n)の中で該領域に該当する路面μに基づいて概算のμを算出するステップとを具備したことを特徴とする路面摩擦係数の推定方法。 In the road friction coefficient estimation method for estimating the road surface friction coefficient μ,
Detecting a rudder angle with a rudder angle sensor;
Detecting lateral acceleration by a lateral acceleration sensor;
With respect to a plurality of road surfaces μi (i = 1 to n, n is an integer of 2 or more), among the combinations of the steering angle and the lateral acceleration on each of the road surfaces μi, it was derived with the lower limit value of the lateral acceleration for each steering angle. The steering angle detected by the steering angle sensor with reference to the road surface μ determination table in which a region composed of the steering angle and the lateral acceleration is defined for each road surface μi (i = 1 to n) based on the boundary line, and Obtaining a region corresponding to the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor, and calculating an approximate μ based on the road surface μ corresponding to the region among the plurality of road surfaces μi (i = 1 to n); A method for estimating a road surface friction coefficient.
前記路面μ判定テーブルは、車両速度毎に複数設定されたテーブルを前記車速センサにより検出された車両速度に応じて使い分けるか、または概算のμを算出する際に用いる舵角として、前記舵角センサにより検出された舵角に前記車速センサにより検出された車両速度に応じた補正係数により補正したものを用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の路面摩擦係数の推定方法。 Detecting vehicle speed with a vehicle speed sensor,
The road surface μ determination table uses a plurality of tables set for each vehicle speed depending on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor, or uses the steering angle sensor as a steering angle used when calculating an approximate μ. The road friction coefficient estimation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the steering angle detected by the vehicle speed sensor is corrected with a correction coefficient corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor.
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JP2011235876A (en) * | 2010-04-12 | 2011-11-24 | Honda Motor Co Ltd | Slip angle estimation device |
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