JP2006248413A - Roll characteristic control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクチュエータを制御して車両のロールを抑制する車両のロール特性制御装置に関する。 The present invention relates to a roll characteristic control device for a vehicle that controls a roll of a vehicle by controlling an actuator.
従来から、例えば下記特許文献1に記載されているように、アクチュエータとしての油圧シリンダ装置を備えるとともに、同油圧シリンダ装置のピストンロッドに一端を接続したスタビライザバーを備えてなる車両のスタビライザ制御装置は知られている。このスタビライザ制御装置においては、車速検出手段により検出された車速および操舵角検出手段により検出された操舵ハンドルの操舵角に応じて車両の推定横加速度が計算され、計算された推定横加速度に応じてスタビライザバーの捩れ量が決定されて車両のロールが抑制される。
ところで、車両が、例えば積雪路、凍結路などの低摩擦係数路面を旋回走行している場合には、駆動輪の空転、車両の横滑りなどによって、実際の車速および操舵角が小さいにもかかわらず、検出された車速および操舵角は大きくなる。したがって、この場合に、検出された車速および操舵角のみに応じて推定横加速度を計算し、計算された推定横加速度に応じて車両のロールを抑制しようとすると、スタビライザ制御装置の制御量が過大になるおそれがある。 By the way, when the vehicle is turning on a low friction coefficient road surface such as a snowy road or a freezing road, the actual vehicle speed and steering angle are small due to idling of driving wheels, side slipping of the vehicle, and the like. The detected vehicle speed and steering angle are increased. Therefore, in this case, if the estimated lateral acceleration is calculated only according to the detected vehicle speed and the steering angle, and the vehicle roll is suppressed according to the calculated estimated lateral acceleration, the control amount of the stabilizer control device is excessive. There is a risk of becoming.
このため、上記した従来のスタビライザ制御装置においては、横加速度検出手段により検出された実横加速度に対する計算された推定横加速度の比に基づいて路面の摩擦状況を推定し、この比が所定比率を上回ったときに低摩擦係数路面であると推定して推定横加速度を減少補正することにより、スタビライザ制御装置の制御量が過大にならないようにしている。 For this reason, in the above-described conventional stabilizer control device, the frictional condition of the road surface is estimated based on the ratio of the calculated estimated lateral acceleration to the actual lateral acceleration detected by the lateral acceleration detecting means, and this ratio has a predetermined ratio. When the upper limit is exceeded, the road surface is estimated to have a low friction coefficient, and the estimated lateral acceleration is reduced and corrected so that the control amount of the stabilizer control device does not become excessive.
しかし、車両の低車速時における旋回走行においては、車両に発生する実横加速度が小さいために、横加速度検出手段により検出された実横加速度を外乱と区別することが困難である。したがって、車両の低車速時には、実横加速度を精度良く検出することが困難であるため、低摩擦係数路面を旋回走行している場合であっても、前記比が所定比率を下回って高摩擦係数路面であると推定されることもある。その結果、上記した従来のスタビライザ制御装置においては、車両が低車速で低摩擦係数路面を旋回走行しているときにスタビライザ制御装置の制御量が大きくなるおそれがあった。 However, when the vehicle is turning at a low vehicle speed, the actual lateral acceleration generated in the vehicle is small, so it is difficult to distinguish the actual lateral acceleration detected by the lateral acceleration detecting means from the disturbance. Therefore, since it is difficult to accurately detect the actual lateral acceleration at a low vehicle speed, the ratio falls below a predetermined ratio even when the vehicle is turning on a low friction coefficient road surface. It may be presumed to be a road surface. As a result, in the conventional stabilizer control device described above, the control amount of the stabilizer control device may increase when the vehicle is turning on a low friction coefficient road surface at a low vehicle speed.
本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、車両が低車速で低摩擦係数路面を旋回走行している場合であっても、例えばスタビライザ制御装置に代表されるロール特性制御装置の制御量を適切な大きさに設定し得る車両のロール特性制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to cope with the above-described problem, and the object thereof is represented by, for example, a stabilizer control device even when the vehicle is turning on a low friction coefficient road surface at a low vehicle speed. An object of the present invention is to provide a roll characteristic control device for a vehicle that can set the control amount of the roll characteristic control device to an appropriate size.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両のロールを抑制するアクチュエータを備えた車両のロール特性制御装置において、車速を検出する車速検出手段と、操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、ステアリングシャフトの捩れ量を検出する捩れ量検出手段と、前記検出された車速および操舵角に応じて車両の推定横加速度を計算する推定横加速度計算手段と、前記検出されたステアリングシャフトの捩れ量に応じて路面の摩擦状況を反映させた車両の路面摩擦反映横加速度を計算する路面摩擦反映横加速度計算手段と、前記計算された路面摩擦反映横加速度を用いて前記計算された推定横加速度を補正する補正手段と、前記補正された推定横加速度に応じて前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段とを設けたことにある。この場合、例えば、前記ステアリングシャフトは、操舵ハンドルに上端を接続した操舵入力軸とステアリングギヤに下端を接続した操舵出力軸を備えるとともに、前記操舵入力軸の下端と前記操舵出力軸の上端間に一体的に介装されたトーションバーを備えたものであり、前記捩れ量検出手段は、前記トーションバーの捩れ量を前記ステアリングシャフトの捩れ量として検出するものであるとよい。また、例えば、操舵ハンドルの操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段をさらに設け、前記路面摩擦反映横加速度計算手段は、前記検出された車速および操舵角速度に応じて車両が所定の高摩擦係数路面を走行するときの前記トーションバーの基準捩れ量を計算する基準捩れ量計算手段を備えるとともに、前記計算された基準捩れ量および前記検出された捩れ量を用いて路面摩擦反映横加速度を計算するものであるとよい。また、例えば、前記補正手段は、前記計算された路面摩擦反映横加速度と推定横加速度との比に基づいて車両が所定の低摩擦係数路面を走行しているか否かを判定する判定手段を備え、かつ、前記判定手段により車両が所定の低摩擦係数路面を走行していると判定されたとき前記比を補正係数として設定するものであるとよい。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that in a vehicle roll characteristic control device having an actuator for suppressing vehicle roll, vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed and steering for detecting a steering angle of a steering wheel. Angle detection means, twist amount detection means for detecting the twist amount of the steering shaft, estimated lateral acceleration calculation means for calculating the estimated lateral acceleration of the vehicle according to the detected vehicle speed and steering angle, and the detected steering The road surface friction reflecting lateral acceleration calculating means for calculating the road surface friction reflecting lateral acceleration of the vehicle reflecting the road surface friction state according to the amount of twist of the shaft, and the calculated using the calculated road surface friction reflecting lateral acceleration. Correction means for correcting the estimated lateral acceleration, and drive control means for driving and controlling the actuator according to the corrected estimated lateral acceleration are provided. In the door. In this case, for example, the steering shaft includes a steering input shaft having an upper end connected to a steering handle and a steering output shaft having a lower end connected to a steering gear, and between the lower end of the steering input shaft and the upper end of the steering output shaft. It is preferable that the torsion bar is provided integrally, and the torsion amount detecting means detects the torsion amount of the torsion bar as the torsion amount of the steering shaft. In addition, for example, a steering angular velocity detection unit that detects a steering angular velocity of the steering wheel is further provided, and the road surface friction reflected lateral acceleration calculation unit is configured so that the vehicle has a predetermined high friction coefficient road surface according to the detected vehicle speed and steering angular velocity. A reference torsion amount calculating means for calculating a reference torsion amount of the torsion bar when traveling is provided, and a road surface friction reflecting lateral acceleration is calculated using the calculated reference torsion amount and the detected torsion amount. There should be. In addition, for example, the correction unit includes a determination unit that determines whether or not the vehicle is traveling on a predetermined low friction coefficient road surface based on the ratio of the calculated road friction reflected lateral acceleration and the estimated lateral acceleration. In addition, when the determination means determines that the vehicle is traveling on a predetermined low friction coefficient road surface, the ratio may be set as a correction coefficient.
車両が低摩擦係数路面を旋回走行している場合には、高摩擦係数路面を旋回走行している場合に比して、車輪が路面から受ける摩擦力が小さくなるので、同一の操舵ハンドルの回転操作量に対して、ステアリングシャフトの捩れ量は小さくなる。したがって、ステアリングシャフトの捩れ量に着目すれば、低車速時であっても、路面の摩擦状況を反映させた路面摩擦反映横加速度を計算することができる。この路面摩擦反映横加速度を用いて推定横加速度を補正することにより、推定横加速度の精度を高めることができるので、車両が低車速で低摩擦係数路面を旋回走行している場合であっても、ロール特性制御装置の制御量を適切な大きさに設定することが可能である。 When the vehicle is turning on a low friction coefficient road surface, the frictional force that the wheels receive from the road surface is smaller than when the vehicle is turning on a high friction coefficient road surface. The amount of twisting of the steering shaft becomes smaller with respect to the operation amount. Therefore, if attention is paid to the amount of twisting of the steering shaft, the road surface friction reflecting lateral acceleration reflecting the road surface friction state can be calculated even at a low vehicle speed. By correcting the estimated lateral acceleration using this road friction reflected lateral acceleration, the accuracy of the estimated lateral acceleration can be increased, so even if the vehicle is turning on a road surface with a low friction coefficient at a low vehicle speed. The control amount of the roll characteristic control device can be set to an appropriate size.
また、ステアリングシャフト(トーションバー)は、操舵ハンドルの回転操作に応答して捩られる。したがって、ステアリングシャフト(トーションバー)の捩れ量を検出することにより、車両に発生する横加速度に対して路面摩擦反映横加速度を早期に計算することができるので、ロール特性制御装置の応答遅れを防止することが可能である。 Further, the steering shaft (torsion bar) is twisted in response to the rotation operation of the steering handle. Therefore, by detecting the amount of twisting of the steering shaft (torsion bar), the road surface friction reflecting lateral acceleration can be calculated at an early stage with respect to the lateral acceleration generated in the vehicle, thereby preventing response delay of the roll characteristic control device. Is possible.
前記本発明をより具体的にした発明の特徴は、前記補正手段が、新たに求められた前記比が既に補正係数として設定されている比より小さくなったときは新たに求められた前記比を補正係数として変更設定するとともに、新たに求められた前記比が既に補正係数として設定されている比より大きくなったときは同設定されている比を補正係数として維持設定するものであることにある。 A feature of the invention that makes the present invention more specific is that the correction means determines the newly obtained ratio when the newly obtained ratio becomes smaller than the ratio that is already set as the correction coefficient. The correction coefficient is changed and set, and when the newly obtained ratio becomes larger than the ratio already set as the correction coefficient, the set ratio is maintained and set as the correction coefficient. .
これによれば、補正係数の変更の頻度が減少するので、ロール抑制時における車両の動きを滑らかにすることが可能である。また、補正された推定横加速度に基づいてロール抑制制御されるまでには所定の応答時間を要する。このため、例えば、低摩擦係数路面と高摩擦係数路面とが繰り返されるような場合に、路面の摩擦状況の変化に合わせて補正係数を頻繁に小さくしたり大きくしたりすると、ロール特性制御装置の制御量が路面の摩擦状況にそぐわない場合が生じて、ロール抑制時における車両の動きが不自然になるおそれがある。しかし、この具体的な発明によれば、路面の摩擦状況の変化に合わせて補正係数が逐一変更されないので、ロール抑制時における車両の不自然な動きが低減されるとともに、車両の動きが安定化して操縦安定性を向上させることが可能である。 According to this, since the frequency of changing the correction coefficient is reduced, it is possible to smooth the movement of the vehicle when the roll is suppressed. Further, a predetermined response time is required until the roll suppression control is performed based on the corrected estimated lateral acceleration. For this reason, for example, when a low friction coefficient road surface and a high friction coefficient road surface are repeated, if the correction coefficient is frequently reduced or increased in accordance with the change in the frictional condition of the road surface, the roll characteristic control device There is a case where the control amount does not match the frictional condition of the road surface, and the movement of the vehicle at the time of roll suppression may become unnatural. However, according to this specific invention, since the correction coefficient is not changed one by one in accordance with the change in the frictional condition of the road surface, the unnatural movement of the vehicle at the time of roll suppression is reduced and the movement of the vehicle is stabilized. It is possible to improve the steering stability.
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図1は、本発明に係る車両のロール特性制御装置としてのスタビライザ制御装置を示している。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a stabilizer control device as a vehicle roll characteristic control device according to the present invention.
スタビライザ制御装置は、二つに分割されたスタビライザバー11,12を備えている。スタビライザバー11,12は、各外側端部にて車輪側部材を介して左右前輪FW1,FW2にそれぞれ組み付けられるとともに、各中間部にてそれぞれ軸受13,14を介して車体BDに軸線回りに回転可能に組み付けられている。
The stabilizer control device includes
スタビライザ11,12間には、アクチュエータとしての電動モータ15および減速機構16が介装されている。電動モータ15の固定子にはスタビライザバー11の内側端部が接続され、減速機構16の出力軸にはスタビライザバー12の内側端部が接続されている。これにより、電動モータ15は、その回転により減速機構16を介してスタビライザバー12をスタビライザバー11に対して軸線回りに相対回転させて、車両のロールを抑制する。
Between the
次に、電動モータ15の作動を制御する電気制御装置について説明する。この電気制御装置は、車速センサ31、操舵角センサ32および捩れ角センサ33を備えるとともに、電子制御ユニット34および駆動回路35からなる電気制御回路も備えている。ここで、操舵角センサ32、捩れ角センサ33は、ステアリングシャフト21に組み付けられているので、先にステアリングシャフト21について説明する。
Next, an electric control device that controls the operation of the
ステアリングシャフト21は、操舵ハンドル22に上端を一体回転するように接続した操舵入力軸21aを備えるとともに、ピニオンギヤ23に下端を一体回転するように接続した操舵出力軸21bを備えている。操舵入力軸21aと操舵出力軸21b間にはトーションバー21cが一体的に介装されている。トーションバー21cは、操舵入力軸21aと操舵出力軸21bとの相対回転に伴って捩られる。ピニオンギヤ23は、ラックバー24に形成されたラック歯と噛み合ってステアリングギヤを構成する。ラックバー24の両端には左右前輪FW1,FW2が操舵可能に接続されており、左右前輪FW1,FW2は操舵入力軸21a、トーションバー21cおよび操舵出力軸21bの軸線回りの回転に伴うラックバー24の軸線方向の変位に応じて左右に転舵される。
The steering shaft 21 includes a
車速センサ31は、車速Vを検出して出力する。操舵角センサ32は、操舵入力軸21aに組み付けられていて、操舵ハンドル22の操舵角θhを検出する。捩れ角センサ33は、回転角センサ33a,33bで構成されている。回転角センサ33aは、トーションバー21cの上部外周上に組み付けられていて、同トーションバー21cの上部の回転角θuを検出する。回転角センサ33bは、トーションバー21cの下部外周上に組み付けられていて、同トーションバー21cの下部の回転角θdを検出する。なお、操舵角θhは、正負の値により操舵ハンドル22の左方向および右方向の操舵時の操舵角をそれぞれ表し、回転角θu,θdは、トーションバー21cの左方向および右方向の回転角をそれぞれ表す。
The
電子制御ユニット34は、CPU,ROM,RAMなどを主要構成部品とするマイクロコンピュータにより構成されている。この電子制御ユニット34は、図2のロール抑制制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し、駆動回路35を介して電動モータ15を駆動制御する。駆動回路35は、電子制御ユニット34からの指示に従って電動モータ15に駆動電流を流す。
The
次に、上記のように構成した実施形態の動作について説明する。電子制御ユニット34は、図2のロール抑制制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。このロール抑制制御プログラムは、ステップS10にて開始され、ステップS11にて車速センサ31によって検出された車速V、操舵角センサ32によって検出された操舵角θh、回転角センサ33a,33bによって検出されたトーションバー21cの回転角θu,θdをそれぞれ入力する。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. The
まず、車両が直進走行している場合について説明する。この場合には、ステップS11で入力した操舵角θhが実質上「0」である。したがって、ステップS12にて「Yes」と判定し、後述するステップS13の処理後、ステップS40にてこのプログラムの実行を一旦終了する。 First, a case where the vehicle is traveling straight ahead will be described. In this case, the steering angle θh input in step S11 is substantially “0”. Therefore, it determines with "Yes" in step S12, and after the process of step S13 mentioned later, execution of this program is once complete | finished in step S40.
次に、車両が直進走行から旋回走行した場合について説明する。この場合には、ステップS12にて「No」すなわち操舵角θhが「0」ではないと判定して、ステップS14に進む。ステップS14においては、ステップS11で入力した車速Vおよび操舵角θhに基づいて、推定横加速度Gyeを計算する。推定横加速度Gyeは、例えば、下記式(1)を用いて表される。
Gye=θh・V2・1/(Kh・V2+1)・1/L・1/Rs …(1)
ここで、Khは車速Vに応じて変化するスタビリティファクタを表す変数である。また、Lはホイールベースを表す定数であり、Rsはニュートラルステアギヤ比を表す定数である。なお、推定横加速度Gyeは、正により車両に対して右方向への加速度が発生していることを表し、負により車両に対して左方向への加速度が発生していることを表す。
Next, the case where the vehicle travels from straight traveling to turning will be described. In this case, it is determined in step S12 that “No”, that is, the steering angle θh is not “0”, and the process proceeds to step S14. In step S14, the estimated lateral acceleration Gye is calculated based on the vehicle speed V and the steering angle θh input in step S11. The estimated lateral acceleration Gye is expressed using, for example, the following formula (1).
Gye = θh ·
Here, Kh is a variable representing a stability factor that changes according to the vehicle speed V. L is a constant representing the wheel base, and Rs is a constant representing the neutral steer gear ratio. Note that the estimated lateral acceleration Gye indicates that an acceleration in the right direction is generated with respect to the vehicle when positive, and indicates that an acceleration in the left direction with respect to the vehicle is generated when negative.
ステップS14の処理後、ステップS15にて、車速Vが所定車速Vo以上であるか否かを判定する。この所定車速Voは、路面の摩擦状況を推定するために、後述するステップS21以降の処理を実行する必要があるか否かを判断するための上限車速(例えば、50〜60km/h)である。一般に、車両が低摩擦係数路面を旋回走行しているときは、前記所定車速Vo以上の高車速で旋回走行することは極めて稀である。このため、車速が所定車速Vo以上であるときは、高摩擦係数路面を走行しているものと推定して、この場合には路面の摩擦状況を推定しないようにしたものである。したがって、いま、車両が所定車速Vo以上の高車速で旋回走行したときは、ステップS15にて「Yes」と判定して、ステップS16以降の処理を実行する。 After step S14, it is determined in step S15 whether the vehicle speed V is equal to or higher than a predetermined vehicle speed Vo. The predetermined vehicle speed Vo is an upper limit vehicle speed (for example, 50 to 60 km / h) for determining whether or not it is necessary to execute a process after step S21 to be described later in order to estimate the frictional state of the road surface. . In general, when the vehicle is turning on a low friction coefficient road surface, it is extremely rare to turn at a high vehicle speed equal to or higher than the predetermined vehicle speed Vo. For this reason, when the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined vehicle speed Vo, it is estimated that the vehicle is traveling on a high friction coefficient road surface, and in this case, the frictional state of the road surface is not estimated. Accordingly, when the vehicle turns at a high vehicle speed equal to or higher than the predetermined vehicle speed Vo, it is determined as “Yes” in step S15, and the processes after step S16 are executed.
ステップS16においては、補正係数Cを最大値である「1」に設定する。補正係数Cは、目標横加速度Gy*を導出するために前記推定横加速度Gyeに乗算される変数である。ステップS17においては、ステップS13の処理と同様、補正フラグCFLを“0”に設定する。補正フラグCFLは、“0”により車両が高摩擦係数路面を走行しているとき、または車両が低摩擦係数路面を走行しているが、滑りの生じていない摩擦状況下にあるときを表し、“1”により車両が低摩擦係数路面を走行していて、滑りの生じている摩擦状況下にあるときを表す。 In step S16, the correction coefficient C is set to “1” which is the maximum value. The correction coefficient C is a variable that is multiplied by the estimated lateral acceleration Gye in order to derive the target lateral acceleration Gy *. In step S17, the correction flag CFL is set to “0” as in the process of step S13. The correction flag CFL represents “0” when the vehicle is traveling on a road surface with a high friction coefficient, or when the vehicle is traveling on a road surface with a low friction coefficient, but is in a friction state where no slip occurs, “1” indicates that the vehicle is running on a road surface with a low friction coefficient and is in a frictional state where slipping occurs.
ステップS17の処理後、ステップS18にて、推定横加速度Gyeに補正係数「1」を乗算すなわち、推定横加速度Gyeを目標横加速度Gy*として設定する。次に、ステップS19にて、電子制御ユニット34のROM内に設けられたロール角テーブルを参照して、目標ロール角RA*を計算する。このロール角テーブルは、図3に示すように、目標横加速度Gy*が「0」から正の所定値へ増加するにつれて増加する目標ロール角RA*と、目標横加速度Gy*が「0」から負の所定値へ減少するにつれて減少する目標ロール角RA*とを記憶している。なお、車体BDのロール方向は、目標ロール角RA*の正により車体BDの右方向へロールしていることを表し、目標ロール角RA*の負により車体BDの左方向へロールしていることを表す。
After the processing in step S17, in step S18, the estimated lateral acceleration Gye is multiplied by the correction coefficient “1”, that is, the estimated lateral acceleration Gye is set as the target lateral acceleration Gy *. Next, in step S19, the target roll angle RA * is calculated with reference to the roll angle table provided in the ROM of the
ステップS19の処理後、ステップS20にて、目標ロール角RA*を小さくする方向の回転トルクが発生されるように、駆動回路35を介して電動モータ15を駆動制御する。電動モータ15は、減速機構16を介してスタビライザバー11,12間に前記回転トルクを付与する。その結果、スタビライザバー11,12は、旋回に伴う車両のロールを抑制する。ステップS20の処理後、ステップS40にてこのプログラムの実行を一旦終了する。
After the process of step S19, the
次に、車両が所定車速Vo未満の低車速で旋回走行した場合について説明する。この場合には、ステップS15にて「No」すなわち車速Vが所定車速Vo未満であると判定して、ステップS21以降の処理を実行する。ステップS21においては、操舵角θhを微分することにより操舵角速度θv(=dθh/dt)を計算する。 Next, a case where the vehicle turns at a low vehicle speed less than the predetermined vehicle speed Vo will be described. In this case, “No” in step S15, that is, it is determined that the vehicle speed V is less than the predetermined vehicle speed Vo, and the processing after step S21 is executed. In step S21, the steering angular velocity θv (= dθh / dt) is calculated by differentiating the steering angle θh.
ステップS21の処理後、ステップS22にて、電子制御ユニット34のROM内に設けられたト−ションバー捩れ角テーブルを参照して、操舵角速度θvおよび車速Vに応じて変化するト−ションバー21cの捩れ角θ1を計算する。このト−ションバー捩れ角テーブルは、車両が所定の基準路面(高摩擦係数路面)を旋回走行したときのト−ションバー21cの捩れ角θ1(基準捩れ量)を記憶していて、図4に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、操舵角速度θvの増加(減少)に従って非線形増加(減少)する複数のト−ションバー捩れ角θ1を記憶している。ト−ションバー捩れ角θ1の大きさは、同一の操舵角速度θvに対して、車速Vが低いほど大きい。なお、このト−ションバー捩れ角テーブルを利用するのに代えて、操舵角速度θvおよび車速Vに応じて変化するト−ションバー捩れ角θ1を関数により予め定義しておき、同関数を利用してト−ションバー捩れ角θ1を計算するようにしてもよい。
After the process of step S21, the
ステップS22の処理後、ステップS23にて、ステップS11で入力したト−ションバー21cの回転角θuから回転角θdを減算して、実際に生じたト−ションバー捩れ角θ2(=θu−θd)を計算する。そして、ステップS22で計算したト−ションバー捩れ角θ1からト−ションバー捩れ角θ2を減算して、ト−ションバー捩れ角の差分量Δθ(=θ1−θ2)を計算する。
After the process of step S22, in step S23, the rotation angle θd of the
ステップS23の処理後、ステップS24にて、電子制御ユニット34のROM内に設けられた路面摩擦反映横加速度テーブルを参照して、ト−ションバー捩れ角の差分量Δθおよび車速Vに応じて変化する路面摩擦反映横加速度Gyrを計算する。この路面摩擦反映横加速度テーブルは、図5に示すように、複数の代表的な車速値ごとに、ト−ションバー捩れ角の差分量Δθの増加(減少)に従って非線形減少(増加)する複数の路面摩擦反映横加速度Gyrを記憶している。ト−ションバー捩れ角θ2は、路面摩擦係数が低下するほど小さくなるので、ト−ションバー捩れ角の差分量Δθは、路面摩擦係数が低下するほど大きくなる。したがって、ト−ションバー捩れ角の差分量Δθを用いて計算された路面摩擦反映横加速度Gyrは、路面の摩擦状況を反映した値になる。路面摩擦反映横加速度Gyrの大きさは、同一のト−ションバー捩れ角の差分量Δθに対して、車速Vが低いほど大きい。なお、この路面摩擦反映横加速度テーブルを利用するのに代えて、路面摩擦反映横加速度Gyrおよび車速Vに応じて変化する路面摩擦反映横加速度Gyrを関数により予め定義しておき、同関数を利用して路面摩擦反映横加速度Gyrを計算するようにしてもよい。
After the processing in step S23, in step S24, the road surface friction reflecting lateral acceleration table provided in the ROM of the
ステップS24の処理後、ステップS25にて、路面摩擦反映横加速度Gyrを推定横加速度Gyeで除算することにより、推定横加速度Gyeに対する路面摩擦反映横加速度Gyrの比を、今回のプログラムの実行による比を表す今回比Cnewとして設定する(Cnew=Gyr/Gye)。次に、ステップS26にて、補正フラグCFLが“1”であるか否かを判定する。いま、補正フラグCFLは“0”に設定されているので、ステップS26にて「No」と判定して、ステップS27に進む。 After the processing of step S24, in step S25, the road surface friction reflected lateral acceleration Gyr is divided by the estimated lateral acceleration Gye, so that the ratio of the road surface friction reflecting lateral acceleration Gyr to the estimated lateral acceleration Gye is calculated as a ratio obtained by executing this program. Is set as the current ratio Cnew (Cnew = Gyr / Gye). Next, in step S26, it is determined whether or not the correction flag CFL is “1”. Since the correction flag CFL is now set to “0”, “No” is determined in step S26, and the process proceeds to step S27.
ステップS27においては、ステップS25で計算した今回比Cnewが所定値Co未満であるか否かを判定する。この所定値Coは、車両に滑りを生じさせる低摩擦係数路面に対応した閾値であり、「1」より小さい所定の大きさに設定されている。したがって、車両が高摩擦係数路面を走行しているときは、車両に滑りが生じないので、ステップS27にて「No」すなわち今回比Cnewが所定値Co以上であると判定して、ステップS16以降の処理を実行する。これにより、上記と同様、推定横加速度Gyeを目標横加速度Gy*として設定し、この目標横加速度Gy*から計算した目標ロール角RA*に応じて、電動モータ15を駆動制御する。
In step S27, it is determined whether or not the current ratio Cnew calculated in step S25 is less than a predetermined value Co. The predetermined value Co is a threshold value corresponding to a low friction coefficient road surface that causes the vehicle to slip, and is set to a predetermined size smaller than “1”. Accordingly, when the vehicle is traveling on the road surface with a high coefficient of friction, since the vehicle does not slip, it is determined in step S27 that “No”, that is, the current ratio Cnew is equal to or greater than the predetermined value Co, and after step S16. Execute the process. Thus, as described above, the estimated lateral acceleration Gye is set as the target lateral acceleration Gy *, and the
また、車両が低摩擦係数路面を走行しているときであっても、滑りの生じていない摩擦状況下にあるときは、ステップS27にて「No」すなわち今回比Cnewが所定値Co以上であると判定して、上記と同様、ステップS16以降の処理を実行する。 Further, even when the vehicle is traveling on a low friction coefficient road surface, when the vehicle is in a friction state where no slip occurs, “No”, that is, the current ratio Cnew is equal to or greater than the predetermined value Co in step S27. In the same manner as described above, the processing after step S16 is executed.
一方、車両が低摩擦係数路面を走行しているときであって、滑りの生じている摩擦状況下にあるときは、ステップS27にて「Yes」すなわち今回比Cnewが所定値Co未満であると判定して、ステップS28以降の処理を実行する。ステップS28においては、補正フラグCFLを“1”に設定する。 On the other hand, when the vehicle is traveling on the low friction coefficient road surface and is in a frictional state where slipping occurs, “Yes” in step S27, that is, the current ratio Cnew is less than the predetermined value Co. The determination and step S28 and subsequent processes are executed. In step S28, the correction flag CFL is set to “1”.
ステップS28の処理後、ステップS29にて、ステップS25で設定した今回比Cnewが前回のプログラムの実行時に設定した前回比Cold未満であるか否かを判定する。なお、前回比Coldは、図示しない初期設定処理によって「1」に設定されている。したがって、この場合には、ステップS29にて「No」すなわち今回比Cnewが前回比Cold未満であると判定して、ステップS30以降の処理を実行する。 After step S28, it is determined in step S29 whether or not the current ratio Cnew set in step S25 is less than the previous ratio Cold set when the previous program was executed. The previous ratio Cold is set to “1” by an initial setting process (not shown). Therefore, in this case, it is determined as “No” in step S29, that is, the current ratio Cnew is less than the previous ratio Cold, and the processes after step S30 are executed.
ステップS30においては、今回比Cnewを補正係数Cとして設定する。ステップS31においては、次回のステップS29の処理のために、前回比Coldを今回比Cnewに更新しておく。ステップS31の処理後、ステップS18にて、推定横加速度Gyeに補正係数Cを乗算して得られた横加速度すなわち、路面摩擦反映横加速度Gyrを目標横加速度Gy*として設定する。 In step S30, the current ratio Cnew is set as the correction coefficient C. In step S31, the previous ratio Cold is updated to the current ratio Cnew for the next processing in step S29. After step S31, in step S18, the lateral acceleration obtained by multiplying the estimated lateral acceleration Gye by the correction coefficient C, that is, the road surface friction reflected lateral acceleration Gyr is set as the target lateral acceleration Gy *.
そして、ステップS19にて、推定横加速度Gyeより小さな値である目標横加速度Gy*に応じて目標ロール角RA*が計算され、ステップS20にて、この目標ロール角RA*を小さくする方向の回転トルクが発生されるように、駆動回路35を介して電動モータ15を駆動制御する。その結果、スタビライザバー11,12は、滑りの生じている摩擦状況下における車両のロールを抑制する。ステップS20の処理後、ステップS40にてこのプログラムの実行を一旦終了する。
In step S19, the target roll angle RA * is calculated in accordance with the target lateral acceleration Gy * which is smaller than the estimated lateral acceleration Gye. In step S20, the rotation in the direction in which the target roll angle RA * is decreased. The
車両が所定車速Vo未満の車速で旋回を続けていれば、ステップS10〜ステップS15の処理を経て、ステップS21〜ステップS26の処理が実行される。この場合、補正フラグCFLは“1”に設定されているので、ステップS26にて「Yes」と判定して、ステップS27の処理すなわち今回比Cnewが所定値Co未満であるか否かの判定処理を実行することなく、ステップS29に進む。そして、この処理の流れは、車速Vが「0」になるか、車速Vが所定車速Vo以上になるか、または操舵角θhが「0」になるまで繰り返し実行される。これは、補正フラグCFLが“1”に設定された後に、車速Vが未だ所定車速Vo未満の状態にある場合には、低摩擦係数路面を継続走行しているものと推定して、補正係数を「1」に変更設定しないようにすることで、ロール抑制時における車両の動きが不自然にならないようにしたものである。 If the vehicle continues to turn at a vehicle speed less than the predetermined vehicle speed Vo, the processes of steps S21 to S26 are executed through the processes of steps S10 to S15. In this case, since the correction flag CFL is set to “1”, “Yes” is determined in step S26, and the process of step S27, that is, the determination process of whether or not the current ratio Cnew is less than the predetermined value Co. Without proceeding to step S29. This processing flow is repeatedly executed until the vehicle speed V becomes “0”, the vehicle speed V becomes equal to or higher than the predetermined vehicle speed Vo, or the steering angle θh becomes “0”. If the vehicle speed V is still less than the predetermined vehicle speed Vo after the correction flag CFL is set to “1”, it is estimated that the vehicle is continuously traveling on the low friction coefficient road surface, and the correction coefficient By not changing the value to “1”, the movement of the vehicle at the time of roll suppression is prevented from becoming unnatural.
そして、ステップS29にて「Yes」すなわち今回比Cnewが前回比Cold未満になれば、ステップS30にて、今回比Cnewを補正係数Cとして変更設定し、以後は上記と同様、ステップS31,ステップS18〜ステップS20,40の処理が実行される。一方、ステップS29にて「No」すなわち今回比Cnewが前回比Cold以上になれば、ステップS32にて、前回比Coldを補正係数Cとして維持設定し、以後は上記と同様、ステップS18〜ステップS20,40の処理が実行される。 If “Yes”, that is, the current ratio Cnew is less than the previous ratio Cold in step S29, the current ratio Cnew is changed and set as the correction coefficient C in step S30. Thereafter, as in the above, steps S31 and S18 are performed. Processes of steps S20 and S40 are executed. On the other hand, if “No” in step S29, that is, if the current ratio Cnew is equal to or greater than the previous ratio Cold, the previous ratio Cold is maintained and set as the correction coefficient C in step S32. Thereafter, similarly to the above, steps S18 to S20 are performed. , 40 is executed.
上記作動説明でも述べたように、上記実施形態においては、車両が所定車速Vo未満の低車速で、滑りの生じている低摩擦係数路面を旋回走行している場合には、ト−ションバー捩れ角θ1,θ2からト−ションバー捩れ角の差分量Δθが計算され、この差分量Δθに応じて路面摩擦反映横加速度Gyrが計算される。そして、この計算された路面摩擦反映横加速度Gyrを用いて推定横加速度Gyeが補正すなわち、路面摩擦反映横加速度Gyrが目標横加速度Gy*として設定される。これにより、推定横加速度の精度を高めることができるので、電動モータ15に対する回転トルクを適切な大きさに設定することが可能である。
As described in the above description of the operation, in the above embodiment, the torsion bar twists when the vehicle is turning at a low vehicle speed less than the predetermined vehicle speed Vo at a low friction coefficient road surface where slipping occurs. A difference amount Δθ of the torsion bar twist angle is calculated from the angles θ1, θ2, and the road surface friction reflecting lateral acceleration Gyr is calculated according to the difference amount Δθ. Then, the estimated lateral acceleration Gye is corrected using the calculated road friction reflected lateral acceleration Gyr, that is, the road friction reflected lateral acceleration Gyr is set as the target lateral acceleration Gy *. Thereby, since the accuracy of the estimated lateral acceleration can be increased, the rotational torque for the
また、上記実施形態においては、トーションバー21cが、操舵ハンドル22の回転操作に応答して捩られる。したがって、トーションバー21cの捩れ角θ2を検出することにより、車両に発生する横加速度に対して路面摩擦反映横加速度Gyrを早期に計算することができるので、スタビライザ制御装置の応答遅れを防止することが可能である。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、補正係数Cの変更の頻度が減少するので、ロール抑制時における車両の動きを滑らかにすることが可能である。また、今回比Cnewが前回比Coldより大きくなる場合には、前回比Coldを補正係数Cとして維持設定することとし、今回比Cnewが前回比Coldより小さくなる場合にのみ、今回比Cnewを補正係数Cとして変更設定するようにしたので、路面の摩擦状況の変化に合わせて補正係数Cが逐一変更されないようになる。その結果、ロール抑制時における車両の不自然な動きが低減されるとともに、車両の動きが安定化して操縦安定性を向上させることが可能である。 Moreover, in the said embodiment, since the frequency of change of the correction coefficient C reduces, it is possible to make the motion of the vehicle smooth at the time of roll suppression. When the current ratio Cnew is larger than the previous ratio Cold, the previous ratio Cold is maintained and set as the correction coefficient C. The current ratio Cnew is corrected only when the current ratio Cnew is smaller than the previous ratio Cold. Since it is changed and set as C, the correction coefficient C is not changed one by one in accordance with the change in the frictional condition of the road surface. As a result, unnatural movement of the vehicle at the time of roll suppression can be reduced, and the movement of the vehicle can be stabilized to improve steering stability.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、上記実施形態においては、路面摩擦反映横加速度Gyrを推定横加速度Gyeで除算して得られた比を今回比Cnewとして設定し、この今回比Cnewが所定値Co未満であるときに、今回比Cnewを補正係数Cとして設定するようにした。しかし、これに限らず、例えば、推定横加速度Gyeから路面摩擦反映横加速度Gyrを減算して横加速度の差分値を計算し、この差分値が所定の低摩擦係数路面に対応した閾値より大きいときに、路面摩擦反映横加速度Gyrを目標横加速度Gy*として設定するようにしてもよい。 For example, in the above embodiment, the ratio obtained by dividing the road surface friction reflected lateral acceleration Gyr by the estimated lateral acceleration Gye is set as the current ratio Cnew, and when the current ratio Cnew is less than a predetermined value Co, The ratio Cnew is set as the correction coefficient C. However, the present invention is not limited to this. For example, when the difference value of the lateral acceleration is calculated by subtracting the road surface friction reflecting lateral acceleration Gyr from the estimated lateral acceleration Gye, and the difference value is larger than a threshold corresponding to a predetermined low friction coefficient road surface. Further, the road surface friction reflecting lateral acceleration Gyr may be set as the target lateral acceleration Gy *.
また、上記実施形態においては、車速センサ31によって検出された車速V、および操舵角センサ22によって検出された操舵角θhを用いて推定横加速度Gyeを計算したが、車速センサ21および操舵角センサ22に加えて、車両の横加速度を検出する横加速度センサを設け、車両が所定速度Vo以上の車速で旋回走行したときは、検出された車速V、操舵角θhおよび横加速度を用いて推定横加速度を計算するようにしてもよいし、前記検出された横加速度のみを用いて推定横加速度を計算するようにしてもよい。
In the above embodiment, the estimated lateral acceleration Gye is calculated using the vehicle speed V detected by the
また、上記実施形態においては、本発明を、電動モータの回転によりスタビライザバーの捩れ量が変更されるスタビライザ制御装置に適用した場合について説明したが、電動モータの代わりに油圧シリンダ装置を用いて、この油圧シリンダ装置を構成するピストンロッドの変位によりスタビライザバーの捩れ量が変更されるスタビライザ制御装置に適用することも可能である。また、スタビライザ制御装置に限らず、車両の姿勢制御が可能なアクティブサスペンション制御装置に適用することも可能である。 In the above embodiment, the present invention has been described for the case where the present invention is applied to a stabilizer control device in which the twist amount of the stabilizer bar is changed by the rotation of the electric motor, but a hydraulic cylinder device is used instead of the electric motor. The present invention can also be applied to a stabilizer control device in which the torsion amount of the stabilizer bar is changed by the displacement of the piston rod constituting the hydraulic cylinder device. Further, the present invention can be applied not only to the stabilizer control device but also to an active suspension control device capable of controlling the attitude of the vehicle.
11,12…スタビライザバー、15…電動モータ、16…減速機構、21…ステアリングシャフト、21a…操舵入力軸、21b…操舵出力軸、21c…トーションバー、31…車速センサ、32…操舵角センサ、33…捩れ角センサ、33a,33b…回転角センサ、34…電子制御ユニット、35…駆動回路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
車速を検出する車速検出手段と、
操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
ステアリングシャフトの捩れ量を検出する捩れ量検出手段と、
前記検出された車速および操舵角に応じて車両の推定横加速度を計算する推定横加速度計算手段と、
前記検出されたステアリングシャフトの捩れ量に応じて路面の摩擦状況を反映させた車両の路面摩擦反映横加速度を計算する路面摩擦反映横加速度計算手段と、
前記計算された路面摩擦反映横加速度を用いて前記計算された推定横加速度を補正する補正手段と、
前記補正された推定横加速度に応じて前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段とを設けたことを特徴とする車両のロール特性制御装置。 In a vehicle roll characteristic control device including an actuator for suppressing a vehicle roll,
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
Steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering wheel;
A twist amount detecting means for detecting a twist amount of the steering shaft;
Estimated lateral acceleration calculating means for calculating an estimated lateral acceleration of the vehicle according to the detected vehicle speed and steering angle;
Road surface friction reflecting lateral acceleration calculating means for calculating the road surface friction reflecting lateral acceleration of the vehicle reflecting the road surface friction state according to the detected twist amount of the steering shaft;
Correction means for correcting the calculated estimated lateral acceleration using the calculated road friction reflected lateral acceleration;
A vehicle roll characteristic control apparatus comprising drive control means for driving and controlling the actuator in accordance with the corrected estimated lateral acceleration.
前記ステアリングシャフトは、操舵ハンドルに上端を接続した操舵入力軸とステアリングギヤに下端を接続した操舵出力軸を備えるとともに、前記操舵入力軸の下端と前記操舵出力軸の上端間に一体的に介装されたトーションバーを備えたものであり、前記捩れ量検出手段は、前記トーションバーの捩れ量を前記ステアリングシャフトの捩れ量として検出するものである車両のロール特性制御装置。 In the roll characteristic control device for a vehicle according to claim 1,
The steering shaft includes a steering input shaft having an upper end connected to a steering handle and a steering output shaft having a lower end connected to a steering gear, and is integrally provided between the lower end of the steering input shaft and the upper end of the steering output shaft. A roll characteristic control device for a vehicle, wherein the torsion amount detecting means detects the torsion amount of the torsion bar as the torsion amount of the steering shaft.
操舵ハンドルの操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段を設け、
前記路面摩擦反映横加速度計算手段は、前記検出された車速および操舵角速度に応じて車両が所定の高摩擦係数路面を走行するときの前記ステアリングシャフトの基準捩れ量を計算する基準捩れ量計算手段を備えるとともに、前記計算された基準捩れ量および前記検出された捩れ量を用いて路面摩擦反映横加速度を計算するものである車両のロール特性制御装置。 The roll characteristic control device for a vehicle according to claim 1 or 2, further comprising steering angular velocity detecting means for detecting a steering angular velocity of the steering handle,
The road surface friction reflecting lateral acceleration calculating means includes reference torsion amount calculating means for calculating a reference torsion amount of the steering shaft when the vehicle travels on a predetermined high friction coefficient road surface according to the detected vehicle speed and steering angular velocity. A roll characteristic control device for a vehicle that includes the calculated reference torsional amount and the detected torsional amount and calculates road surface friction reflected lateral acceleration.
前記補正手段は、前記計算された路面摩擦反映横加速度と推定横加速度との比に基づいて車両が所定の低摩擦係数路面を走行しているか否かを判定する判定手段を備え、かつ、前記判定手段により車両が所定の低摩擦係数路面を走行していると判定されたとき前記比を補正係数として設定するものである車両のロール特性制御装置。 The roll characteristic control device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The correction means includes determination means for determining whether or not the vehicle is traveling on a predetermined low friction coefficient road surface based on a ratio between the calculated road friction reflected lateral acceleration and an estimated lateral acceleration, and A roll characteristic control device for a vehicle, wherein when the determination means determines that the vehicle is traveling on a predetermined low friction coefficient road surface, the ratio is set as a correction coefficient.
前記補正手段は、新たに求められた前記比が既に補正係数して設定されている比より小さくなったときは新たに求められた前記比を補正係数として変更設定するとともに、新たに求められた前記比が既に補正係数として設定されている比より大きくなったときは同設定されている比を補正係数として維持設定するものである車両のロール特性制御装置。
In the vehicle roll characteristic control device according to claim 4,
The correction means changes the newly determined ratio as a correction coefficient when the newly determined ratio is smaller than the ratio already set as a correction coefficient, and is newly determined A roll characteristic control device for a vehicle, which maintains and sets the set ratio as a correction coefficient when the ratio becomes larger than a ratio already set as a correction coefficient.
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JP2009281314A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | Torque fluctuation detection device of internal combustion engine |
KR101297961B1 (en) | 2006-10-25 | 2013-08-19 | 현대모비스 주식회사 | Toe control apparatus for active geometry control rear suspension in vehicle and control method thereof |
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WO2018003828A1 (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-04 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Suspension control device |
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2005
- 2005-03-11 JP JP2005068816A patent/JP2006248413A/en active Pending
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