JP2008030616A - Running state estimation device, automobile and running state estimation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行状態推定装置、これを備えた自動車、及び走行状態推定方法に関するものである。 The present invention relates to a traveling state estimation device, an automobile equipped with the traveling state estimation device, and a traveling state estimation method.
従来、車速、ヨーレート、及び横加速度をパラメータとする積分演算によって横すべり角を推定すると共に、車両の状態量を入力変数とした車両モデルによって横すべり角を推定し、双方の推定値から最終的な横すべり角を推定し、且つ車両モデルから推定した横すべり角に応じて積分演算の時定数を調整するものがあった(特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来例にあっては、車両挙動が非線形領域にあるか否かを、車両モデルから推定した横すべり角に基づいて判断しているが、車両挙動の非線形領域と横すべり角との関係は、走行環境や走行状態によって左右されるので、車両のモデル化誤差や積分演算の累積誤差に起因して最終的な横すべり角の推定精度が低下する可能性がある。
また、横加速度を検出するセンサには、一般に、ノイズが乗りやすい、厳密なゼロ点に合わせにくい、路面傾斜の影響を受ける等の問題があり、これらも推定精度の低下に繋がる虞がある。
本発明の課題は、横すべり角を高精度に推定することである。
However, in the conventional example described in
In addition, a sensor that detects lateral acceleration generally has problems such as noise easily, difficulty in adjusting to a strict zero point, and the influence of road surface inclination, which may lead to a decrease in estimation accuracy.
An object of the present invention is to estimate the side slip angle with high accuracy.
上記の課題を解決するために、本発明に係る走行状態推定装置は、車体のヨーレートと左右の車輪速差とに応じて、車体の横すべり角を推定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a running state estimation device according to the present invention is characterized in that a side slip angle of a vehicle body is estimated according to a yaw rate of the vehicle body and a left and right wheel speed difference.
通常、ヨーレートと左右の車輪速差とは、一対一の線形性の関係にあるが、横すべり角が発生すると、この関係にずれが生じる。
本発明に係る走行状態推定装置によれば、上記の特性に着目し、車体のヨーレートと左右の車輪速差とに応じて車体の横すべり角を推定するので、車両のモデル化誤差や積分演算に伴うエラーの累積などに起因した推定誤差はなく、簡単な構成で容易に、且つ高精度に横すべり角を推定することができる。また、加速度を検出するセンサを必要としないので、加速度センサに特有の推定誤差もない。
Normally, the yaw rate and the difference between the left and right wheel speeds are in a one-to-one linear relationship, but if a side slip angle is generated, this relationship is shifted.
According to the traveling state estimation device according to the present invention, focusing on the above characteristics, the side slip angle of the vehicle body is estimated according to the yaw rate of the vehicle body and the difference between the left and right wheel speeds. There is no estimation error due to accumulating errors, and the side slip angle can be estimated easily and with high accuracy with a simple configuration. In addition, since a sensor for detecting acceleration is not required, there is no estimation error unique to the acceleration sensor.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
《一実施形態》
《構成》
図1は、車両の概略構成図であり、自動車1には、車体の前後方向と進行方向とでなす横すべり角βを推定するために、例えばマイクロコンピュータで構成されたコントローラ2が搭載されている。
コントローラ2には、舵角センサ11で検出した操舵角と、車輪速センサ12で検出した車輪速と、ヨーレートセンサ13で検出したヨーレートと、横加速度センサ14で検出した横加速度と、前後加速度センサ15で検出した前後加速度と、が入力される。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
<< One Embodiment >>
"Constitution"
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle. A
The
図2は、コントローラ2で横すべり角βを推定するために用いる線形2入力オブザーバのブロック線図である。A〜Dは車両の線形2輪モデルより決まる行列、K1はオブザーバゲインである。このオブザーバには、推定補償器20が備わっており、K2はその補償ゲインである。
先ず、オブザーバについて説明する。
オブザーバの基となる車両の2輪モデルは、横方向の力とモーメントの釣り合いより、次式で示される。
FIG. 2 is a block diagram of a linear two-input observer used for estimating the side slip angle β by the
First, the observer will be described.
The two-wheel model of the vehicle on which the observer is based is expressed by the following equation based on the balance of lateral force and moment.
これを、状態方程式の形に書き直し、入力uをタイヤ舵角とし、出力方程式の出力をヨーレートと横加速度とすると、次のようになる。 If this is rewritten into the form of the state equation, the input u is the tire rudder angle, and the output of the output equation is the yaw rate and lateral acceleration, the following is obtained.
ただし、各記号の意味は以下の通りである。
m:車両質量
I:ヨー慣性モーメント
Lf:車両重心点と前車軸間の距離
Lr:車両重心点と後車軸間の距離
Cpf:前輪コーナリングパワー(左右合計)
Cpr:後輪コーナリングパワー(左右合計)
V:車速
β:横すべり角
γ:ヨーレート
Gy:横加速度
a11,a12,b1:行列A,Bの各要素
この状態方程式を元に、車両横すべり角βを推定する線形2入力オブザーバを設計する。オブザーバへの入力は横加速度とヨーレートとし、オブザーバゲインKはモデル化誤差の影響を受けにくく、且つ安定した推定が行えるように設定する。なお、オブザーバの設計手法については、これに限定されるものではなく、全く異なる推定手法に置き換えてもよい。
However, the meaning of each symbol is as follows.
m: vehicle mass I: yaw moment of inertia Lf: distance between the vehicle center of gravity and a front axle Lr: distance between the vehicle center of gravity and a rear axle Cp f: front wheel cornering power (left total)
Cp r: rear wheel cornering power (left and right total)
V: Vehicle speed β: Side slip angle γ: Yaw rate Gy: Lateral acceleration a 11 , a 12 , b 1 : Elements of matrices A and B Based on this equation of state, a linear two-input observer that estimates the vehicle side slip angle β is designed. To do. The input to the observer is the lateral acceleration and the yaw rate, and the observer gain K is set so that it is not easily affected by modeling errors and can be stably estimated. The observer design method is not limited to this, and may be replaced with a completely different estimation method.
次に、推定補償器20について説明する。
図3は、車両を、ヨーレートγ及び半径Rで旋回する質点とし、左右LL及びLRの距離に車輪を持つモデルとしている。左右の車輪速をVL及びVRとすると、ヨーレートγと左右の車輪速差(VR−VL)とは、通常、下記に示すように、比例関係になる。ここで、左右の車輪速差とは、従動輪を対象とするが、前輪及び後輪のうち、グリップ状態の高い方を選択してもよい。
VR=(R+LR)γ
VL=(R−LL)γ
→ VR−VL=(LR+LL)γ
Next, the
FIG. 3 shows a model in which the vehicle is a material point turning at a yaw rate γ and a radius R, and has wheels at left and right L L and L R distances. Assuming that the left and right wheel speeds are V L and V R , the yaw rate γ and the left and right wheel speed difference (V R −V L ) usually have a proportional relationship as shown below. Here, the difference between the left and right wheel speeds is for the driven wheel, but the front wheel and the rear wheel having the higher grip state may be selected.
V R = (R + L R ) γ
V L = (R−L L ) γ
→ V R −V L = (L R + L L ) γ
車体に横すべり角βが発生する際、公転しながらの自転となるが、下記に示すように、運動の釣り合いは横すべり角速度β′の影響を受けない。
VR=(R+LR)×(γ+β′)−β′×LR
VL=(R−LL)×(γ+β′)+β′×LL
→ VR−VL=(LR+LL)×(γ+β′)−(LR+LL)×β′
→ VR−VL=(LR+LL)×γ
When the side slip angle β is generated in the vehicle body, it rotates while revolving, but the balance of movement is not affected by the side slip angular velocity β ′ as shown below.
V R = (R + L R ) × (γ + β ′) − β ′ × L R
V L = (R−L L ) × (γ + β ′) + β ′ × L L
→ V R -V L = (L R + L L ) × (γ + β ′) − (L R + L L ) × β ′
→ V R −V L = (L R + L L ) × γ
また、横すべり角βが発生した後は、図4に示すように、LL及びLRは旋回半径方向に対してcosβだけ短くなるので、運動の釣り合いは次式で示される。
VR−VL={(LR+LL)×cosβ}γ
但し、タイヤにも横すべり角βがつくので、VL及びVRと車輪の周方向速度VLW及びVRWとは異なり、下記に示すように、補正が必要となる。
VRW=VR×cosβ
VLW=VL×cosβ
したがって、横すべり角、ヨーレート、及び左右の車輪速差の間には、次式の関係が成立する。
cos2β=(VRW−VLW)/{γ×(LR+LL)}
Further, after the side slip angle β is generated, as shown in FIG. 4, L L and L R are shortened by cos β with respect to the turning radius direction, and the balance of motion is expressed by the following equation.
V R −V L = {(L R + L L ) × cos β} γ
However, since get sideslip angle β is in the tire, unlike the circumferential velocity V LW and V RW of V L and V R and the wheel, as shown below, it is necessary to correct.
V RW = V R × cosβ
V LW = V L × cosβ
Therefore, the relationship of the following equation is established among the side slip angle, the yaw rate, and the difference between the left and right wheel speeds.
cos 2 β = (V RW −V LW ) / {γ × (L R + L L )}
上記の式に従って推定した横すべり角βと、オブザーバで算出した横すべり角βとの偏差をオブザーバ内の積分器の手前にフィードバックする。この補正をかけるためのフィードバックゲインK2は、図5の制御マップを参照し、左右の車輪速差ΔV(=VRW−VLW)とヨーレートγとの比ΔV/γに応じて算出する。この制御マップは、横軸にΔV/γ、縦軸にゲインK2をとり、ΔV/γが大きいほどゲインK2が大きくなるように設定されている。但し、不感帯とリミットを設けている。 The deviation between the side slip angle β estimated according to the above equation and the side slip angle β calculated by the observer is fed back before the integrator in the observer. The feedback gain K2 for applying this correction is calculated according to the ratio ΔV / γ between the left and right wheel speed difference ΔV (= V RW −V LW ) and the yaw rate γ with reference to the control map of FIG. This control map is set such that ΔV / γ on the horizontal axis and gain K2 on the vertical axis, and the gain K2 increases as ΔV / γ increases. However, dead zones and limits are provided.
次に、推定した横すべり角βを利用し、車両の不安定挙動を検知したときに、これを抑制する走行制御について説明する。
先ず、下記に示すように、横すべり角βに応じて前後輪のタイヤスリップ角βf及びβrを算出する。なお、各状態量はすべて絶対的な値であり、直進走行中の状態量を基準とする。
βf=−β−Lf×γ/V+δ
βr=−β+Lr×γ
Next, a description will be given of the traveling control that uses the estimated side slip angle β to suppress the unstable behavior of the vehicle when it is detected.
First, as shown below, tire slip angles β f and β r of the front and rear wheels are calculated according to the side slip angle β. Each state quantity is an absolute value and is based on the state quantity during straight traveling.
βf = −β−L f × γ / V + δ
βr = −β + L r × γ
一方、図8に示すように、車両の運動方程式からカルマンフィルタを構成し、ヨーレートγ及び横加速度Gyに応じて、前後輪の横力Ff及びFrを推定する。ここで、外乱の分散マトリックスをQ、観測ノイズの分散マトリックスをRとすると、カルマンフィルタのゲインKは、次式のRiccati方程式を解くことにより算出できる。
PAT+AP−PCTR−1CP+Q=0
K=PCTR−1
そして、下記に示すように、タイヤスリップ角と横力から、前後輪のタイヤコーナリングパワーKf及びKrを算出する。
On the other hand, as shown in FIG. 8, a Kalman filter is constructed from the equation of motion of the vehicle, and the lateral forces F f and F r of the front and rear wheels are estimated according to the yaw rate γ and the lateral acceleration Gy. Here, assuming that the disturbance dispersion matrix is Q and the observation noise dispersion matrix is R, the Kalman filter gain K can be calculated by solving the Riccati equation:
PA T + AP-PC T R -1 CP + Q = 0
K = PC TR- 1
Then, as shown below, the tire cornering powers K f and K r of the front and rear wheels are calculated from the tire slip angle and the lateral force.
但し、このままでは計算できないので、次式に変換する。ここで、時間微分は単純な差分でもよいが、なるべく長いサンプリング時間をとり、変化量の分解能を高くすることが望ましい。 However, since it cannot be calculated as it is, it is converted into the following equation. Here, the time differentiation may be a simple difference, but it is desirable to take a sampling time as long as possible to increase the resolution of the change amount.
そして、Kf及びKrから、ξ=LrKr−LfKfを計算し、これを不安定度合の指標とし、その方向はヨーレートγや横すべり角βから判断する。
なお、ヨーレートγは停止中の値を0とする。また、横加速度Gyはγ=0のときの値を0とするが、路面カントなどの影響を受けるので、ハンドル角速度が所定値以下で、ヨーレート=0のときの値を統計的にヒストグラム化し、その平均値や中央値、或いは最頻値とすればよい。
Then, ξ = L r K r −L f K f is calculated from K f and K r , and this is used as an index of the degree of instability, and the direction is determined from the yaw rate γ and the side slip angle β.
The yaw rate γ is set to 0 when stopped. The lateral acceleration Gy is 0 when γ = 0, but because it is affected by road surface cant, etc., the steering angular velocity is below a predetermined value and the value when the yaw rate = 0 is statistically histogrammed. The average value, median value, or mode value may be used.
そして、不安定状態を検出したら、トラクション・ブレーキ制御や操舵反力制御を用いて車両挙動を安定方向へと制御する。ここでは、ブレーキ制御を例に説明を行う。
先ず予めξ(=LrKr−LfKf)に対して所定の閾値を設定しておく。これは、不安定挙動抑制制御を開始するトリガとなる閾値であり、車両ごとにOS方向とUS方向の夫々に対して設定する。
When an unstable state is detected, the vehicle behavior is controlled in a stable direction using traction / brake control or steering reaction force control. Here, the brake control will be described as an example.
First, a predetermined threshold is set in advance for ξ (= L r K r −L f K f ). This is a threshold value that serves as a trigger for starting the unstable behavior suppression control, and is set for each of the OS direction and the US direction for each vehicle.
なお、一般的に、車両特性の初期値は弱US傾向であることが多く、その場合OS側の閾値は、結果としてUS領域の値とすることも考えられる。これは、制御の応答性にもよるが、実際にOS傾向に至ってしまう前に、これを抑制したいからである。
何れにしても、ξが閾値を超えたときにブレーキ制御を開始し、OS側閾値とUS側閾値の間にある領域(安定走行領域)に復帰するまでブレーキ制御を継続する。すなわち、OS側の閾値を超えたときには、前輪旋回外側の車輪に制動力を付加し、US側の閾値を超えたときには、後輪旋回内側の車輪に制動力を付加する。
In general, the initial value of the vehicle characteristic often has a weak US tendency. In this case, the OS-side threshold value may be a value in the US region as a result. This is because although it depends on the responsiveness of the control, it is desired to suppress this before the OS tendency is actually reached.
In any case, the brake control is started when ξ exceeds the threshold, and the brake control is continued until the region returns to the region (stable running region) between the OS side threshold and the US side threshold. That is, when the OS-side threshold is exceeded, braking force is applied to the wheels on the outer front turning side, and when the US side threshold is exceeded, braking force is applied to the inner wheels on the rear turning side.
このとき、速やかに不安定挙動を抑制するために、制動力の大きさは、車輪がロックしない範囲で最大の値とするか、又は制動機構が発生し得る最大の制動力まで増圧し、車輪のロック傾向を検知する度に減圧や保圧を繰返すものとする。
以上の制御を行うことで、スピンやドリフトアウト等、車両の不安定挙動を速やかに抑制する。図9は、そのフローチャートである。
At this time, in order to quickly suppress unstable behavior, the magnitude of the braking force is set to the maximum value within a range where the wheel does not lock, or the pressure is increased to the maximum braking force that can be generated by the braking mechanism. Each time a lock tendency is detected, pressure reduction and pressure holding are repeated.
By performing the above control, the unstable behavior of the vehicle such as spin and drift out is quickly suppressed. FIG. 9 is a flowchart thereof.
《作用》
次に、一実施形態の作用について説明する。
一般的な線形オブザーバは、車両モデル設計時に想定した路面状況でタイヤの横すべり角が非線形特性とはならない線形領域においては、正確な横すべり角βの推定を行うことができる。しかしながら、路面摩擦係数μが変化したり、旋回性能の限界に近づいたりしたときには、オブザーバによる推定値が、計測値から徐々に逸脱してしまい、推定精度が低下してしまう。
また、横加速度を検出するセンサには、一般に、ノイズが乗りやすい、厳密なゼロ点に合わせにくい、路面傾斜の影響を受ける等の問題があり、これらも推定精度の低下に繋がる虞がある。
<Action>
Next, the operation of the embodiment will be described.
A general linear observer can accurately estimate the side slip angle β in a linear region where the tire side slip angle does not become a nonlinear characteristic under the road surface condition assumed at the time of vehicle model design. However, when the road surface friction coefficient μ changes or approaches the limit of turning performance, the estimated value by the observer gradually deviates from the measured value, and the estimation accuracy decreases.
In addition, a sensor that detects lateral acceleration generally has problems such as noise easily, difficulty in adjusting to a strict zero point, and the influence of road surface inclination, which may lead to a decrease in estimation accuracy.
そこで、本実施形態では、通常、ヨーレートと左右の車輪速差とが、一対一の線形性の関係にあるが、横すべり角が発生すると、この関係にずれが生じる特性に着目し、ヨーレートと左右の車輪速差とに応じて車体の横すべり角を推定する。すなわち、前述した数式に従って、cos2βを解くことにより、横すべり角βを推定する。これにより、車両のモデル化誤差や積分演算に伴うエラーの累積などに起因した推定誤差はなく、簡単な構成で容易に、且つ高精度に横すべり角を推定することができる。また、推定補償器20だけで考えれば、加速度を検出するセンサを必要としないので、この推定補償器20によって推定された横すべり角βについては加速度センサに特有の推定誤差もない。
Therefore, in this embodiment, the yaw rate and the difference between the left and right wheel speeds are usually in a one-to-one linear relationship. However, when a side slip angle is generated, paying attention to the characteristic that a deviation occurs in this relationship, The side slip angle of the vehicle body is estimated according to the wheel speed difference. That is, the side slip angle β is estimated by solving cos 2 β according to the above-described formula. As a result, there is no estimation error due to vehicle modeling errors or accumulation of errors due to integration calculations, and the side slip angle can be estimated easily and with high accuracy with a simple configuration. Further, if only the estimated
図6は、加速円旋回時の実車データである。
図7は、図6と同時刻における従動輪の車輪速差とヨーレート換算値との関係を示しており、双方の線形性のずれが、横すべり角βの発生と対応していることが分かる。
このように、オブザーバが算出した横すべり角βと推定補償器20が推定した横すべり角βとの偏差に応じて、オブザーバに対するフィードバック補償を行うことで、オブザーバによる推定と推定補償器20によるフィードバック補償との双方の利点を生かして協調させる。これにより、積分演算に伴うエラーの累積などに起因した推定誤差が随時修正されるので、推定値が計測値に近似し、システム全体として環境変化に強く高精度の横すべり角βを推定することができる。
FIG. 6 shows actual vehicle data at the time of acceleration circle turning.
FIG. 7 shows the relationship between the wheel speed difference of the driven wheel and the yaw rate converted value at the same time as in FIG. 6, and it can be seen that the deviation in linearity of both corresponds to the occurrence of the side slip angle β.
In this way, by performing feedback compensation for the observer according to the deviation between the side slip angle β calculated by the observer and the side slip angle β estimated by the
但し、推定補償器20が正常に作動するには、車輪が路面に対してグリップした状態で回転している必要があり、例えば制動力や駆動力によって回転が乱された場合には、推定精度が低下してしまう。そこで、制動時や駆動時にスリップ率が高くなるほど、左右の車輪速差が0に近づきΔV/γ比が小さくなるので、このΔV/γ比が小さくなるほど、フィードバックゲインK2を小さくして、推定精度の低下を防止する。
However, in order for the estimated
《応用例》
上記の一実施形態では、ΔV/γ比に応じてフィードバックゲインK2の値を変化させているが、スリップ率を算出し、これに応じてフィードバックゲインK2を変化させてもよい。これによれば、フィードバック補償の重みを、より的確に変化させることができる。
また、上記の一実施形態では、オブザーバによって横すべり角βを推定すると共に、推定補償器20によって横すべり角βを算出し、双方の偏差に応じてオブザーバが有する積分器21による積分演算に対してフィードバック補償を行っているが、これに限定されるものではない。すなわち、推定補償器20だけでも横すべり角βを推定できるので、このβをそのまま横すべり角βとして推定してもよい。
《Application example》
In the above embodiment, the value of the feedback gain K2 is changed according to the ΔV / γ ratio, but the slip ratio may be calculated and the feedback gain K2 may be changed accordingly. According to this, the weight of feedback compensation can be changed more accurately.
In the above-described embodiment, the side slip angle β is estimated by the observer, the side slip angle β is calculated by the
また、上記の一実施形態では、単に横すべり角βの推定に留めているが、この横すべり角βと、ヨーレートγと、車速Vとを利用して旋回半径方向の加速度Ayを推定してもよい。これによれば、やはり加速度センサに特有の推定誤差が生じないので、高精度な加速度Ayを推定することができる。なお、旋回半径方向の加速度Ayは、平坦路での定常円旋回時であれば、横加速度センサの検出値と同等である。ここで、上記の処理が「Ay推定手段」に対応する。 In the above-described embodiment, the side slip angle β is merely estimated, but the acceleration Ay in the turning radius direction may be estimated using the side slip angle β, the yaw rate γ, and the vehicle speed V. . According to this, since an estimation error peculiar to the acceleration sensor does not occur, it is possible to estimate the acceleration Ay with high accuracy. Note that the acceleration Ay in the turning radius direction is equivalent to the detection value of the lateral acceleration sensor during steady circle turning on a flat road. Here, the above processing corresponds to “Ay estimating means”.
さらには、横すべり角βと、旋回半径方向の加速度Ayと、車体前後方向の加速度と、車速変化量とに応じて、路面勾配θを推定してもよい。先ず、前後方向及び左右方向の加速度(センサ値)から車速変化分を減算して各方向の加速度を算出する。そして、旋回半径方向の加速度Ayを、下記に示すように、前後方向成分と左右方向成分とに分解し、夫々から車速変化分を減算する。こうして、車速変化分を考慮したセンサ値とAyの分解成分との差から、重力による加速度の発生量を抽出し、これと重力加速度(≒9.8m/s2)との比をとることで、道路縦断方向及び道路横断方向の夫々の路面勾配θを推定することができる。これによれば、加速度センサで検出する方向の路面勾配θを高精度に推定することができる。ここで、上記の処理が「θ推定手段」に対応する。
前後方向成分 ← Ay×sinβ
左右方向成分 ← Ay×cosβ
Furthermore, the road surface gradient θ may be estimated according to the side slip angle β, the acceleration Ay in the turning radius direction, the acceleration in the longitudinal direction of the vehicle body, and the vehicle speed change amount. First, the acceleration in each direction is calculated by subtracting the change in the vehicle speed from the acceleration (sensor value) in the front-rear direction and the left-right direction. Then, as shown below, the acceleration Ay in the turning radius direction is decomposed into a front-rear direction component and a left-right direction component, and a change in vehicle speed is subtracted from each. In this way, the amount of acceleration generated by gravity is extracted from the difference between the sensor value considering the change in vehicle speed and the decomposition component of Ay, and the ratio between this and the gravitational acceleration (≈9.8 m / s 2 ) is taken. The road surface gradient θ in the road longitudinal direction and the road crossing direction can be estimated. According to this, the road surface gradient θ in the direction detected by the acceleration sensor can be estimated with high accuracy. Here, the above processing corresponds to “θ estimation means”.
Longitudinal component ← Ay × sinβ
Horizontal component ← Ay × cosβ
《効果》
以上より、推定補償器20が「β推定手段」に対応し、図2のオブザーバが「β算出手段」に対応し、オブザーバの算出結果と推定補償器20と推定結果との偏差に応じたフィードバック補償処理が「補償手段」に対応している。
(1)車体のヨーレートと左右の車輪速差とに応じて、車体の横すべり角を推定するβ推定手段を備えた。
これにより、車両のモデル化誤差や積分演算に伴うエラーの累積などに起因した推定誤差はなく、簡単な構成で容易に、且つ高精度に横すべり角を推定することができる。また、加速度を検出するセンサを必要としないので、加速度センサに特有の推定誤差もない。
"effect"
As described above, the
(1) β estimation means for estimating the side slip angle of the vehicle body according to the yaw rate of the vehicle body and the difference between the left and right wheel speeds is provided.
As a result, there is no estimation error due to vehicle modeling errors or accumulation of errors due to integration calculations, and the side slip angle can be estimated easily and with high accuracy with a simple configuration. In addition, since a sensor for detecting acceleration is not required, there is no estimation error unique to the acceleration sensor.
(2)β推定手段は、下記の数式に従って横すべり角を推定する。
cos2β=(VRW−VLW)/{γ(LR+LL)}
β:横すべり角 VRW−VLW:左右の車輪速差
γ:ヨーレート LR +LL :左右輪の距離
これにより、上記の効果を確実に得ることができる。
(3)走行状態を助変数とする積分演算を経て、車体の横すべり角を算出するβ算出手段と、β算出手段が算出した横すべり角とβ推定手段が推定した横すべり角との偏差に応じて、β算出手段に対するフィードバック補償を行う補償手段とを備える。
これにより、システム全体として環境変化に強く高精度の横すべり角βを推定することができる。
(2) The β estimating means estimates the side slip angle according to the following mathematical formula.
cos 2 β = (V RW −V LW ) / {γ (L R + L L )}
β: Side slip angle V RW −V LW : Left and right wheel speed difference γ: Yaw rate L R + L L : Distance between left and right wheels Thereby, the above-described effect can be obtained with certainty.
(3) Through an integration calculation with the running state as an auxiliary variable, according to the β calculation means for calculating the side slip angle of the vehicle body, and the deviation between the side slip angle calculated by the β calculation means and the side slip angle estimated by the β estimation means And compensation means for performing feedback compensation for the β calculation means.
As a result, it is possible to estimate the highly accurate side slip angle β that is resistant to environmental changes as a whole system.
(4)補償手段は、左右輪のスリップ傾向に応じて、フィードバック補償の重みを変化させる。
これにより、推定精度の低下を防止することができる。
(5)β推定手段が推定した横すべり角、車体のヨーレート、及び車速変化量に応じて、旋回半径方向の加速度を推定するAy推定手段を備える。
これによれば、やはり加速度センサに特有の推定誤差が生じないので、高精度な加速度Ayを推定することができる。
(6)β推定手段が推定した横すべり角、Ay推定手段が推定した旋回半径方向の加速度、車体所定方向の加速度、及び車速変化量に応じて、車体所定方向における路面勾配を推定するθ推定手段を備える。
これによれば、加速度センサで検出する方向の路面勾配θを高精度に推定することができる。
(4) The compensation means changes the weight of feedback compensation according to the slip tendency of the left and right wheels.
Thereby, the fall of estimation accuracy can be prevented.
(5) Ay estimating means for estimating the acceleration in the turning radius direction according to the side slip angle estimated by the β estimating means, the yaw rate of the vehicle body, and the vehicle speed change amount is provided.
According to this, since an estimation error peculiar to the acceleration sensor does not occur, it is possible to estimate the acceleration Ay with high accuracy.
(6) θ estimating means for estimating a road surface gradient in a predetermined direction of the vehicle according to the side slip angle estimated by the β estimating means, the acceleration in the turning radius direction estimated by the Ay estimating means, the acceleration in the predetermined direction of the vehicle body, and the amount of change in the vehicle speed. Is provided.
According to this, the road surface gradient θ in the direction detected by the acceleration sensor can be estimated with high accuracy.
1 自動車
2 コントローラ
11 舵角センサ
12 車輪速センサ
13 ヨーレートセンサ
14 横加速度センサ
15 前後加速度センサ
20 推定補償器
DESCRIPTION OF
Claims (8)
cos2β=(VRW−VLW)/{γ(LR+LL)}
β:横すべり角 VRW−VLW:左右の車輪速差
γ:ヨーレート LR +LL :左右輪の距離 The travel state estimation apparatus according to claim 1, wherein the β estimation means estimates a side slip angle according to the following mathematical formula.
cos 2 β = (V RW −V LW ) / {γ (L R + L L )}
β: Side slip angle V RW −V LW : Left and right wheel speed difference γ: Yaw rate L R + L L : Distance between left and right wheels
前記走行状態推定装置は、車体のヨーレートと左右の車輪速差とに応じて、車体の横すべり角を推定することを特徴とする自動車。 In a car equipped with a running state estimation device,
The vehicle is characterized in that the running state estimation device estimates a side slip angle of a vehicle body according to a yaw rate of the vehicle body and a difference between left and right wheel speeds.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014148262A (en) * | 2013-02-01 | 2014-08-21 | Toyota Motor Corp | Controller for vehicle |
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-
2006
- 2006-07-28 JP JP2006206421A patent/JP2008030616A/en active Pending
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