JP2008308079A - Car body slip angle control device and program - Google Patents

Car body slip angle control device and program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To optimize the car body slip angle sensible to a driver. <P>SOLUTION: Such a car body slip angle gain Gβ as to make difference between the vehicle advance direction and the vehicle longitudinal direction insensible to the driver is computed using a formula based on a yaw angular speed gain Gr predetermined in accordance with the car speed, a vehicle longitudinal direction distance x from a reference position of the driver's eye to the border between the driver's view and the dead angle, and the car speed v detected by a car speed sensor 12. The steering angle for each of front and rear wheels of the vehicle is controlled by a steering angle control part 28 to provide the car body slip angle obtained by the computed car body slip angle gain Gβ. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、車体スリップ角制御装置及びプログラムに係り、特に、車両の車体スリップ角を制御する車体スリップ角制御装置及びプログラムに関する。   The present invention relates to a vehicle body slip angle control device and program, and more particularly, to a vehicle body slip angle control device and program for controlling a vehicle body slip angle of a vehicle.

従来より、ドライバの操舵角から車体スリップ角とヨー角速度との特性を任意に設定できるアクティブ前後輪操舵制御車両における特性設定法として、「横すべり零化制御」が知られている(非特許文献1)。この横すべり零化制御では、車体スリップ角を常時0にするように前輪舵角に対する後輪舵角を制御し、操安性に優れた理想の車両特性が得られるようにしている。
カヤバ工業株式会社、「自動車の操舵系と操安性」、P196、山海堂、1996年
Conventionally, as a characteristic setting method in an active front and rear wheel steering control vehicle in which characteristics of a vehicle body slip angle and a yaw angular velocity can be arbitrarily set from a steering angle of a driver, “side slip zeroing control” is known (Non-Patent Document 1). ). In this side slip zeroing control, the rear wheel rudder angle with respect to the front wheel rudder angle is controlled so that the vehicle body slip angle is always 0, so that ideal vehicle characteristics with excellent maneuverability can be obtained.
Kayaba Industry Co., Ltd., “Automotive Steering System and Maneuverability”, P196, Sankaido, 1996

しかしながら、上記の非特許文献1に記載の技術では、機械特性としての車両運動の最適化を図っているため、ドライバには違和感を与えてしまう、という問題がある。   However, the technique described in Non-Patent Document 1 has a problem that the driver feels uncomfortable because the vehicle motion is optimized as mechanical characteristics.

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、ドライバの感じる車体スリップ角を最適にすることができる車体スリップ角制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle body slip angle control device and program capable of optimizing the vehicle body slip angle felt by the driver.

上記の目的を達成するために本発明に係る車体スリップ角制御装置は、車速を検出する車速センサと、車速に応じて予め定めたヨー角速度ゲイン、ドライバの視界と死角との境界までの車両前後方向の距離、及び前記車速センサによって検出された車速に基づいて、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じない車体スリップ角、又は該車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された前記車体スリップ角、又は前記車体スリップ角ゲインより得られる車体スリップ角が得られるように、車両を制御する制御手段とを含んで構成されている。   In order to achieve the above object, a vehicle body slip angle control device according to the present invention includes a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed, a yaw angular velocity gain that is predetermined according to the vehicle speed, and a vehicle front-rear direction to a boundary between a driver's field of view and a blind spot. A vehicle body slip angle at which the driver does not feel a deviation between the vehicle traveling direction and the vehicle longitudinal direction based on the distance in the direction and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor, or a vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle. Calculation means for calculating, and control means for controlling the vehicle such that the vehicle body slip angle calculated by the calculation means or the vehicle body slip angle gain obtained from the vehicle body slip angle gain is obtained. .

本発明に係る車体スリップ角制御装置によれば、車速センサによって、車速を検出し、算出手段によって、車速に応じて予め定めたヨー角速度ゲイン、ドライバの視界と死角との境界までの車両前後方向の距離、及び車速センサによって検出された車速に基づいて、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じない車体スリップ角、又は該車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出する。   According to the vehicle body slip angle control device of the present invention, the vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor, and the vehicle longitudinal direction to the boundary between the driver's field of view and the blind spot is determined by the calculation means according to the vehicle speed. The vehicle body slip angle at which the driver does not feel the difference between the vehicle traveling direction and the vehicle front-rear direction or the vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle is calculated based on the vehicle distance and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. .

そして、制御手段によって、算出手段によって算出された車体スリップ角、又は車体スリップ角ゲインより得られる車体スリップ角が得られるように、車両を制御する。   Then, the vehicle is controlled by the control means so that the vehicle body slip angle calculated by the calculation means or the vehicle body slip angle obtained from the vehicle body slip angle gain is obtained.

このように、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じない車体スリップ角、又は該車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出して、車両を制御することにより、ドライバの感じる車体スリップ角を最適にすることができる。   Thus, by calculating the vehicle body slip angle at which the driver does not feel the difference between the vehicle traveling direction and the vehicle front-rear direction, or the vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle, and controlling the vehicle, The body slip angle you feel can be optimized.

本発明に係る算出手段は、下記に示す(1)式によって、車体スリップ角ゲインGβを算出することができる。 Calculating means according to the present invention, the below (1), it is possible to calculate the vehicle body slip angle gain G beta.

Figure 2008308079
Figure 2008308079

ただし、kは定数、xはドライバの眼の位置に応じて定めた基準位置からドライバの視界と死角との境界までの車両前後方向の距離、Gγは車速に応じて予め定めたヨー角速度ゲイン、vは車速センサによって検出された車速である。 Where k is a constant, x is a distance in the vehicle front-rear direction from a reference position determined according to the position of the driver's eye to the boundary between the driver's field of vision and blind spot, and G γ is a yaw angular velocity gain determined in advance according to the vehicle speed. , V are vehicle speeds detected by a vehicle speed sensor.

また、本発明に係る制御手段は、算出手段によって算出された車体スリップ角又は車体スリップ角ゲイン、及びステアリングの操舵角に基づいて、車両の前後輪の各々の舵角を制御することができる。これによって、車両の前後輪の各々の舵角を制御して、ドライバの感じる車体スリップ角を最適にすることができる。   Further, the control means according to the present invention can control the steering angles of the front and rear wheels of the vehicle based on the vehicle body slip angle or the vehicle body slip angle gain calculated by the calculation means and the steering angle of the steering. As a result, the steering angle of the front and rear wheels of the vehicle can be controlled to optimize the vehicle body slip angle felt by the driver.

また、本発明に係る制御手段は、上記(1)式に基づいて定まる前輪舵角に対する後輪舵角のゲインKを用いて、下記に示す(2)式に従って、後輪の舵角δrを制御することができる。   In addition, the control means according to the present invention uses the gain K of the rear wheel steering angle with respect to the front wheel steering angle determined based on the above equation (1) to set the rear wheel steering angle δr according to the following equation (2). Can be controlled.

Figure 2008308079
Figure 2008308079

ただし、δはドライバのステアリング操舵角に応じた前輪の舵角、vは車速センサによって検出された車速、xはドライバの眼の位置に応じて定めた基準位置からドライバの視界と死角との境界までの車両前後方向の距離、mは車両質量、Cは前輪コーナリングパワー、Cは後輪コーナリングパワー、lはホイールベース長、lは前軸と車両重心との距離、lは後軸と車両重心との距離である。 However, δ f is the rudder angle of the front wheel according to the steering angle of the driver, v is the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor, x is a reference position determined according to the position of the driver's eyes, and the driver's field of view and blind spot The distance in the vehicle longitudinal direction to the boundary, m is the vehicle mass, C f is the front wheel cornering power, C r is the rear wheel cornering power, l is the wheelbase length, l f is the distance between the front axle and the vehicle center of gravity, and l r is This is the distance between the rear axle and the vehicle center of gravity.

これによって、車両の後輪の舵角を制御して、ドライバの感じる車体スリップ角を最適にすることができる。   As a result, the steering angle of the rear wheel of the vehicle can be controlled to optimize the vehicle body slip angle felt by the driver.

上記のヨー角速度ゲインを、低速域では車速が高くなるに従って大きくなり、中速域では一定又は略一定となり、高速域では車速が高くなるに従って小さくなるように予め定めることができる。   The yaw angular velocity gain can be determined in advance so as to increase as the vehicle speed increases in the low speed range, to be constant or substantially constant in the medium speed range, and to decrease as the vehicle speed increases in the high speed range.

本発明に係るプログラムは、コンピュータを、車速に応じて定めたヨー角速度ゲイン、ドライバの視界と死角との境界までの車両前後方向の距離、及び車速を検出する車速センサによって検出された車速に基づいて、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じない車体スリップ角、又は該車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出する算出手段、及び前記算出手段によって算出された前記車体スリップ角、又は前記車体スリップ角ゲインより得られる車体スリップ角が得られるように、車両の車輪の舵角を制御する制御機構を制御する制御手段として機能させることを特徴としている。   The program according to the present invention is based on the yaw angular velocity gain determined according to the vehicle speed, the distance in the vehicle longitudinal direction to the boundary between the driver's field of vision and the dead angle, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor that detects the vehicle speed. A vehicle body slip angle at which the driver does not feel a difference between the vehicle traveling direction and the vehicle longitudinal direction, or a vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle, and the vehicle body calculated by the calculation unit It is characterized by functioning as a control means for controlling a control mechanism for controlling a steering angle of a vehicle wheel so that a slip angle or a vehicle body slip angle obtained from the vehicle body slip angle gain can be obtained.

本発明に係るプログラムによれば、算出手段によって、車速に応じて予め定めたヨー角速度ゲイン、ドライバの眼の位置に応じて定めた基準位置からドライバの視界と死角との境界までの車両前後方向の距離、及び車速センサによって検出された車速に基づいて、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じない車体スリップ角、又は該車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出する。   According to the program of the present invention, the vehicle front-rear direction from the reference position determined according to the driver's eye position to the boundary between the driver's field of view and the blind spot is determined by the calculation means according to the vehicle speed and the reference position determined according to the driver's eye position. The vehicle body slip angle at which the driver does not feel the difference between the vehicle traveling direction and the vehicle front-rear direction or the vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle is calculated based on the vehicle distance and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. .

そして、制御手段によって、算出手段によって算出された車体スリップ角、又は車体スリップ角ゲインより得られる車体スリップ角が得られるように、車両の車輪の舵角を制御する制御機構を制御する。   And the control mechanism which controls the steering angle of the wheel of a vehicle is controlled by the control means so that the vehicle body slip angle obtained from the vehicle body slip angle calculated by the calculation means or the vehicle body slip angle gain is obtained.

このように、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じない車体スリップ角、又は該車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出して、車両の車輪の舵角を制御することにより、ドライバの感じる車体スリップ角を最適にすることができる。   As described above, the vehicle body slip angle at which the driver does not feel the difference between the vehicle traveling direction and the vehicle front-rear direction or the vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle is calculated to control the steering angle of the vehicle wheels. Thus, the vehicle body slip angle felt by the driver can be optimized.

以上説明したように、本発明の車体スリップ角制御装置及びプログラムによれば、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じない車体スリップ角、又は該車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出して、車両を制御することにより、ドライバの感じる車体スリップ角を最適にすることができる、という効果が得られる。   As described above, according to the vehicle slip angle control device and program of the present invention, the vehicle slip angle at which the driver does not feel the difference between the vehicle traveling direction and the vehicle longitudinal direction, or the vehicle slip for obtaining the vehicle slip angle. By calculating the angular gain and controlling the vehicle, the vehicle slip angle felt by the driver can be optimized.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、操舵角から車体スリップ角とヨー角速度の特性を任意に設定できるアクティブ前後輪操舵制御車両の車両制御装置に本発明を適用した場合を例に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a vehicle control device for an active front and rear wheel steering control vehicle that can arbitrarily set characteristics of a vehicle body slip angle and a yaw angular velocity from a steering angle will be described as an example.

まず、図2に示すように、車両運動の軸を重心から車両前方方向に向かってx軸、車両左方向に向かってy軸、鉛直上向きに向かってz軸としたときの各軸回りの回転角速度を各々ロール角速度、ピッチ角速度、ヨー角速度と定義する。   First, as shown in FIG. 2, rotation about each axis when the vehicle motion axis is the x axis from the center of gravity toward the front of the vehicle, the y axis toward the left of the vehicle, and the z axis upward in the vertical direction. The angular velocities are defined as roll angular velocity, pitch angular velocity, and yaw angular velocity, respectively.

図1に示すように、第1の実施の形態に係る車両制御装置10は、車速を検出する車速センサ12と、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ14とを備えている。   As shown in FIG. 1, the vehicle control apparatus 10 according to the first embodiment includes a vehicle speed sensor 12 that detects a vehicle speed and a steering angle sensor 14 that detects a steering angle of a steering.

また、車両制御装置10は、車速とヨー角速度ゲインとの予め定められた特性に基づいて、車速センサ12からの車速に応じたヨー角速度ゲインを演算するヨー角速度ゲイン演算部16と、ヨー角速度ゲイン演算部16によって演算されたヨー角速度ゲイン及び車速センサ12からの車速に基づいて、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じない、すなわちドライバが感じる車体スリップ角が0となる車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを演算する車体スリップ角ゲイン演算部18とを備えている。なお、ヨー角速度ゲインは、操舵角に対するヨー角速度のゲインであり、車体スリップ角ゲインは、操舵角に対する車体スリップ角のゲインである。   In addition, the vehicle control device 10 includes a yaw angular velocity gain calculation unit 16 that calculates a yaw angular velocity gain according to the vehicle speed from the vehicle speed sensor 12 based on predetermined characteristics of the vehicle speed and the yaw angular velocity gain, and a yaw angular velocity gain. Based on the yaw angular velocity gain calculated by the calculation unit 16 and the vehicle speed from the vehicle speed sensor 12, the driver does not feel the difference between the vehicle traveling direction and the vehicle longitudinal direction, that is, the vehicle body slip angle that the driver feels is zero. And a vehicle body slip angle gain calculating unit 18 for calculating a vehicle body slip angle gain for obtaining an angle. The yaw angular velocity gain is a gain of the yaw angular velocity with respect to the steering angle, and the vehicle body slip angle gain is a gain of the vehicle body slip angle with respect to the steering angle.

また、車両制御装置10は、操舵角センサ14からの操舵角及び車体スリップ角ゲイン演算部18によって演算された車体スリップ角ゲインに基づいて、ドライバが感じる車体スリップ角が0となる制御目標の車体スリップ角を演算する目標車体スリップ角演算部20と、操舵角センサ14からの操舵角及びヨー角速度ゲイン演算部16によって演算されたヨー角速度ゲインに基づいて、ヨー角速度を演算するヨー角速度演算部22とを備えている。   In addition, the vehicle control device 10 controls the vehicle body to be controlled so that the vehicle body slip angle felt by the driver is 0 based on the steering angle from the steering angle sensor 14 and the vehicle body slip angle gain calculated by the vehicle body slip angle gain calculation unit 18. A target vehicle body slip angle calculation unit 20 that calculates the slip angle, and a yaw angular velocity calculation unit 22 that calculates the yaw angular velocity based on the steering angle from the steering angle sensor 14 and the yaw angular velocity gain calculated by the yaw angular velocity gain calculation unit 16. And.

車両制御装置10は、車両の前輪の舵角を制御するための前輪アクチュエータ24と、車両の後輪の舵角を制御するための後輪アクチュエータ26と、車速センサ12からの車速、目標車体スリップ角演算部20によって演算された制御目標となる車体スリップ角、及びヨー角速度演算部22によって演算されたヨー角速度に基づいて、前後輪の各々の舵角が、ドライバが感じる車体スリップ角が0となる車体スリップ角を得るための前後輪の各々の舵角となるように、前輪アクチュエータ24及び後輪アクチュエータ26の駆動を制御する舵角制御部28とを備えている。   The vehicle control device 10 includes a front wheel actuator 24 for controlling the steering angle of the front wheel of the vehicle, a rear wheel actuator 26 for controlling the steering angle of the rear wheel of the vehicle, the vehicle speed from the vehicle speed sensor 12, and the target vehicle body slip. Based on the vehicle body slip angle that is the control target calculated by the angle calculation unit 20 and the yaw angular velocity calculated by the yaw angular velocity calculation unit 22, the steering angle of each of the front and rear wheels is 0 as the vehicle slip angle felt by the driver. A steering angle control unit 28 that controls the driving of the front wheel actuator 24 and the rear wheel actuator 26 is provided so as to obtain the steering angles of the front and rear wheels for obtaining a vehicle body slip angle.

本実施の形態のヨー角速度ゲイン演算部16、車体スリップ角ゲイン演算部18、目標車体スリップ角演算部20、ヨー角速度演算部22、及び舵角制御部28の全体または各々は、1つのマイクロコンピュータで構成されており、このマイクロコンピュータのメモリに、後述する操舵制御処理ルーチンを実現するプログラムを含む種々のプログラムが記憶されている。   The whole or each of the yaw angular velocity gain calculating unit 16, the vehicle body slip angle gain calculating unit 18, the target vehicle body slip angle calculating unit 20, the yaw angular velocity calculating unit 22, and the steering angle control unit 28 of the present embodiment is one microcomputer. Various programs including a program for realizing a steering control processing routine to be described later are stored in the memory of the microcomputer.

次に、ドライバが感じる車体スリップ角が0となり、ドライバが車両前後方向と車両進行方向とのずれを感じないときの車体スリップ角について説明する。   Next, a description will be given of the vehicle body slip angle when the vehicle body slip angle felt by the driver is 0 and the driver does not feel the difference between the vehicle longitudinal direction and the vehicle traveling direction.

まず、ドライバの視覚による車体スリップ角の感じ方及び適値について説明する。図3は、車速144km/h(40m/s)、横加速度3m/sで旋回中におけるドライバの前方視界の速度ベクトルを示した図である。また、2WS(2輪操舵)車両相当の車体スリップ角を付けたときのトレースラインと車体スリップ角=0となるときのトレースラインとを示している。 First, how the driver senses the vehicle body slip angle and the appropriate value will be described. FIG. 3 is a diagram showing a speed vector of the driver's front field of view while turning at a vehicle speed of 144 km / h (40 m / s) and a lateral acceleration of 3 m / s 2 . Further, a trace line when a vehicle body slip angle equivalent to a 2WS (two-wheel steering) vehicle is attached and a trace line when the vehicle body slip angle = 0 are shown.

2WS車両相当の車体スリップ角を付けたときのトレースラインが、ドライバの前方視界とフードやインパネによって形成される死角との境界に進入するときの進入角、すなわちトレースラインが視界から消えるときの方位角は正であり、ドライバは車両前後方向がトレースラインに対して内側に向いていると感じる。   The entry angle when the trace line with a vehicle body slip angle equivalent to 2WS vehicles enters the boundary between the driver's forward view and the blind spot formed by the hood or instrument panel, that is, the direction when the trace line disappears from view The corners are positive and the driver feels that the longitudinal direction of the vehicle is inward with respect to the trace line.

これに対し、車体スリップ角=0となるときのトレースラインの進入角は負となり、重心位置の車体スリップ角は0であるにも関わらず、ドライバは車両前後方向がトレースラインに対して外側に向いていると感じる。すなわち、ドライバは、車両前後方向と車両進行方向とのずれを感じる。   On the other hand, the entry angle of the trace line when the vehicle body slip angle = 0 is negative and the vehicle front-rear direction is outside the trace line even though the vehicle body slip angle at the center of gravity is 0. I feel it is suitable. That is, the driver feels a difference between the vehicle longitudinal direction and the vehicle traveling direction.

これは、ドライバの視覚で感じる車体スリップ角と重心位置での車体スリップ角とは異なることを示しており、人間の運動感受特性に基づいた気持ちの良い車両運動を実現するためには、このようなドライバの視覚で感じる車体スリップ角に着目し、車両前後方向と車両進行方向とのずれを感じないように設計することが重要となる。   This indicates that the vehicle body slip angle felt visually by the driver is different from the vehicle body slip angle at the center of gravity, and in order to realize a comfortable vehicle motion based on human motion sensing characteristics, It is important to pay attention to the vehicle body slip angle felt by the driver and to design so as not to feel the deviation between the vehicle longitudinal direction and the vehicle traveling direction.

ここで、定常旋回状態において視覚で感じる車体スリップ角の適値を導出するために、視覚以外の情報や旋回の過渡応答を除外した視覚シミュレータによる実験を行い、図4に示す実験結果が得られた。   Here, in order to derive an appropriate value of the vehicle body slip angle visually sensed in the steady turning state, an experiment using a visual simulator excluding information other than vision and a transient response of turning is performed, and the experimental result shown in FIG. 4 is obtained. It was.

実験では、被検者に一定半径(200R)のコースを走行する映像を見せて、車体スリップ角をパラメータとして変化させ、被験者が適値と感じたときの車体スリップ角、すなわちドライバが車両前後方向と車両進行方向とのずれを感じないときの車体スリップ角を調査した。図4の破線は、2WS車両の車体スリップ角特性を表しており、車速が高くなるのにしたがって車両前後方向は外向きから内向きに変化する。すなわち、車体スリップ角は正から負に変化する。   In the experiment, an image of a subject traveling on a course of a constant radius (200R) is shown to the subject, and the vehicle body slip angle is changed as a parameter. The vehicle body slip angle was investigated when there was no discrepancy between the vehicle direction and the vehicle traveling direction. The broken line in FIG. 4 represents the vehicle body slip angle characteristic of the 2WS vehicle, and the vehicle longitudinal direction changes from outward to inward as the vehicle speed increases. That is, the vehicle body slip angle changes from positive to negative.

また、ドライバが視覚によって感じる車体スリップ角が0となる「進入角=0」の車体スリップ角(図4の一点鎖線参照)は、旋回半径が一定となる条件下では、車速に応じて変化せずに、負の一定値となっている。   In addition, the vehicle body slip angle (see the one-dot chain line in FIG. 4) at which the vehicle body slip angle visually sensed by the driver is 0 varies according to the vehicle speed under the condition that the turning radius is constant. Without a negative constant value.

この視覚シミュレータによる実験結果において、被検者が適値と感じた車体スリップ角は、進入角=0となる車体スリップ角とほぼ一致しており、進入角=0となる車体スリップ角のときに、ドライバが視覚によって感じる車体スリップ角が0となり、ドライバが車両前後方向と車両進行方向とのずれを感じないと考えられる。   In the result of the experiment by the visual simulator, the body slip angle that the subject felt to be an appropriate value was almost the same as the body slip angle at which the approach angle = 0, and when the body slip angle at which the approach angle = 0. It is considered that the vehicle body slip angle that the driver feels visually is 0, and the driver does not feel a deviation between the vehicle longitudinal direction and the vehicle traveling direction.

次に、車体スリップ角が0となるときのトレースラインと前方視界との関係について図5を用いて説明する。車体スリップ角が0となるときのトレースラインの進入角θは、以下の(3)式で表される。   Next, the relationship between the trace line and the front view when the vehicle body slip angle is 0 will be described with reference to FIG. The approach angle θ of the trace line when the vehicle body slip angle becomes 0 is expressed by the following equation (3).

Figure 2008308079
Figure 2008308079

ただし、xは、ドライバの眼の位置に基づく基準位置(例えば、眼位置)からドライバの前方視界とフードやインパネによって視界が遮られて形成された死角との境界までの車両前後方向の距離、Rは旋回半径である。   However, x is the distance in the vehicle front-rear direction from the reference position (for example, the eye position) based on the position of the driver's eyes to the boundary between the driver's front view and the blind spot formed by the view being blocked by the hood or instrument panel, R is a turning radius.

上記(3)で表されるθが、ドライバが視覚によって感じる車体スリップ角が0となり「進入角=0」となるときの車体スリップ角である。   Θ represented by the above (3) is the vehicle body slip angle when the vehicle body slip angle felt visually by the driver is 0 and “approach angle = 0”.

次に、ドライバの感じる車体スリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインの算出方法について説明する。   Next, a method of calculating the vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle when the vehicle body slip angle felt by the driver is zero will be described.

まず、ドライバの感じる車体スリップ角が0となるときの車体スリップ角は、車速に依存せず、上記(3)式で表わすことができる。また、旋回半径Rは、ドライバの前方視界と死角との境界までの距離xに比較して十分大きいことから、以下の(4)式で表されるxの周りで、トレースライン進入角を表わす上記(3)式のテーラー展開による1次近似を考える。   First, the vehicle body slip angle when the vehicle body slip angle felt by the driver is zero can be expressed by the above equation (3) without depending on the vehicle speed. Further, since the turning radius R is sufficiently larger than the distance x to the boundary between the driver's forward field of vision and blind spot, the turning line approach angle is expressed around x represented by the following equation (4). Consider first-order approximation based on the Taylor expansion of equation (3) above.

Figure 2008308079
ここで、θを表わす上記(3)式は、以下の(5)式で表わすことができる。
Figure 2008308079
Here, the above equation (3) representing θ can be represented by the following equation (5).

Figure 2008308079
また、θは以下の(6)式で近似することができる。
Figure 2008308079
Θ can be approximated by the following equation (6).

Figure 2008308079
ところで、f(x)´は以下の(7)式で表わすことができる。
Figure 2008308079
By the way, f (x) ′ can be expressed by the following equation (7).

Figure 2008308079
Figure 2008308079

上記(7)式では、f(0)及びg(0)は、ともに0/0の不定形となっている。このため、ロピタルの定理を適用し、以下の(8)式、(9)式を得る。   In the above equation (7), f (0) and g (0) are both indefinite 0/0. For this reason, the following theorem (8) and (9) are obtained by applying the theorem of the capital.

Figure 2008308079
Figure 2008308079

Figure 2008308079
したがって、上記(7)式〜(9)式より、以下の(10)式、(11)式が得られる。
Figure 2008308079
Therefore, the following expressions (10) and (11) are obtained from the expressions (7) to (9).

Figure 2008308079
Figure 2008308079

Figure 2008308079
Figure 2008308079

また、上記(6)式、(10)式、及び(11)式より、θを以下の(12)式で近似することができる。   Further, from the above equations (6), (10), and (11), θ can be approximated by the following equation (12).

Figure 2008308079
Figure 2008308079

上記(12)式のように、ドライバの感じる車体スリップ角が0となるときの車体スリップ角は、前方視界と死角との境界までの距離に比例するとともに、旋回半径に反比例した値に近似できる。   As in the above equation (12), the vehicle body slip angle when the vehicle body slip angle felt by the driver is 0 can be approximated to a value that is proportional to the distance to the boundary between the front field of view and the dead angle and inversely proportional to the turning radius. .

また、旋回半径Rは、車速v及びヨー角速度rを用いて以下の(13)式で表わすことができる。   The turning radius R can be expressed by the following equation (13) using the vehicle speed v and the yaw angular velocity r.

Figure 2008308079
Figure 2008308079

そして、上記(12)式、(13)式より、ドライバの感じる車体スリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインGβは、ヨー角速度ゲインGrを用いて、以下の(14)式で表わすことができる。   From the above equations (12) and (13), the vehicle body slip angle gain Gβ for obtaining the vehicle body slip angle when the vehicle body slip angle felt by the driver is 0 is calculated using the yaw angular velocity gain Gr as follows: It can be expressed by equation (14).

Figure 2008308079
Figure 2008308079

また、ヨー角速度ゲインと、上記(12)式に基づいて演算される車体スリップ角ゲインとの関係の一例を図6(A)、(B)に示す。図6(A)に示すように、車速に対するヨー角速度ゲインの特性は、低速域では車速が高くなるに従って大きくなり、中速域では一定となり、高速域では車速が高くなるに従って小さくなるように定められている。また、図6(B)に示すように、ヨー角速度ゲインが車速に比例して増加する低速域では、車体スリップ角ゲインは負の一定値となり、それ以上の車速領域では、0に漸近する特性となっている。   An example of the relationship between the yaw angular velocity gain and the vehicle body slip angle gain calculated based on the above equation (12) is shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B). As shown in FIG. 6A, the characteristic of the yaw angular velocity gain with respect to the vehicle speed is determined so as to increase as the vehicle speed increases in the low speed range, to be constant in the medium speed range, and to decrease as the vehicle speed increases in the high speed range. It has been. Further, as shown in FIG. 6B, the vehicle body slip angle gain has a negative constant value in a low speed range where the yaw angular velocity gain increases in proportion to the vehicle speed, and asymptotically approaches 0 in a vehicle speed region higher than that. It has become.

なお、上記(14)式で表される車体スリップ角ゲインは、定常旋回時にドライバが感じる車体スリップ角が0となる車体スリップ角の特性を表しており、この車体スリップ角ゲイン付近で調整することによって、操舵過渡応答を改善するための設計パラメータとして利用することができる。   Note that the vehicle body slip angle gain represented by the above equation (14) represents the vehicle body slip angle characteristic at which the vehicle body slip angle felt by the driver during steady turning is zero, and is adjusted near this vehicle body slip angle gain. Can be used as a design parameter for improving the steering transient response.

次に、第1の実施の形態に係る車両制御装置10の作用について説明する。なお、以下では、車両が定常旋回中である場合を例に説明する。   Next, the operation of the vehicle control device 10 according to the first embodiment will be described. Hereinafter, a case where the vehicle is in a steady turn will be described as an example.

車両制御装置10において、図4に示す舵角制御処理ルーチンが実行される。まず、ステップ100において、車速センサ12によって車速を検出し、ステップ102において、ヨー角速度ゲイン演算部16によって、上記図6(A)に示すヨー角速度ゲインの特性に基づいて、上記ステップ100で検出された車速に応じたヨー角速度ゲインを算出する。   In the vehicle control device 10, a steering angle control processing routine shown in FIG. 4 is executed. First, in step 100, the vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 12, and in step 102, the yaw angular velocity gain calculating unit 16 detects the vehicle speed based on the characteristics of the yaw angular velocity gain shown in FIG. The yaw angular velocity gain according to the vehicle speed is calculated.

そして、ステップ104において、車体スリップ角ゲイン演算部18によって、上記ステップ100で検出された車速、及び上記ステップ102で算出されたヨー角速度ゲインに基づいて、上記(14)式を用いて、ドライバの感じるスリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出する。なお、ドライバの眼の基準位置からドライバの前方視界とフードやインパネによって形成された死角との境界までの距離については、予め求めてメモリ(図示省略)に記憶しておき、上記ステップ104では、メモリに予め記憶された値を用いればよい。   In step 104, based on the vehicle speed detected in step 100 and the yaw angular velocity gain calculated in step 102 by the vehicle body slip angle gain calculation unit 18, the equation (14) is used to calculate the driver's speed. A vehicle body slip angle gain for obtaining a vehicle body slip angle when the felt slip angle is 0 is calculated. Note that the distance from the reference position of the driver's eye to the boundary between the driver's forward view and the blind spot formed by the hood or instrument panel is obtained in advance and stored in a memory (not shown). A value stored in advance in the memory may be used.

そして、ステップ106では、操舵角センサ14によって操舵角を検出し、ステップ108において、目標車体スリップ角演算部20によって、上記ステップ104で算出された車体スリップ角ゲインGβ及び上記ステップ106で検出された操舵角δswに基づいて、以下の(15)式を用いて、ドライバの感じるスリップ角が0となるときの車体スリップ角βを算出する。   In step 106, the steering angle is detected by the steering angle sensor 14, and in step 108, the target vehicle slip angle calculation unit 20 detects the vehicle body slip angle gain Gβ calculated in step 104 and the step 106. Based on the steering angle δsw, the vehicle body slip angle β when the slip angle felt by the driver is zero is calculated using the following equation (15).

Figure 2008308079
ただし、Tsは時定数である。
Figure 2008308079
However, Ts is a time constant.

次のステップ110では、ヨー角速度演算部22によって、上記ステップ102で算出されたヨー角速度ゲインGr及び上記ステップ106で検出された操舵角δswに基づいて、以下の(16)式を用いて、ヨー角速度rを算出する。   In the next step 110, based on the yaw angular velocity gain Gr calculated in step 102 and the steering angle δsw detected in step 106 by the yaw angular velocity calculation unit 22, the following equation (16) is used to calculate the yaw. An angular velocity r is calculated.

Figure 2008308079
Figure 2008308079

そして、ステップ112において、舵角制御部28によって、上記ステップ100で検出された車速v、上記ステップ108で算出された車体スリップ角β、及び上記ステップ110で算出されたヨー角速度rに基づいて、以下の(17)を用いて、ドライバの感じるスリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための前輪の舵角δfを算出すると共に、以下の(18)式を用いて、ドライバの感じるスリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための後輪の舵角δrを算出する。   In step 112, the rudder angle control unit 28, based on the vehicle speed v detected in step 100, the vehicle body slip angle β calculated in step 108, and the yaw angular velocity r calculated in step 110, The following (17) is used to calculate the steering angle δf of the front wheels for obtaining the vehicle body slip angle when the slip angle felt by the driver is 0, and the driver feels using the following equation (18): A steering angle δr of the rear wheel for obtaining the vehicle body slip angle when the slip angle becomes 0 is calculated.

Figure 2008308079
Figure 2008308079

ただし、mは車両質量、Cは前輪コーナリングパワー、Cは後輪コーナリングパワー、lはホイールベース長、lは前軸と車両重心との距離、lは後軸と車両重心との距離である。 Where m is the vehicle mass, C f is the front wheel cornering power, C r is the rear wheel cornering power, l is the wheelbase length, l f is the distance between the front axle and the vehicle center of gravity, and l r is the distance between the rear axle and the vehicle center of gravity. Distance.

そして、ステップ114において、舵角制御部28によって、上記ステップ114で算出された前後輪の各々の舵角となるように、前輪アクチュエータ24及び後輪アクチュエータを駆動させて、前輪の舵角と後輪の舵角とを制御して、舵角制御処理ルーチンを終了する。   In step 114, the front wheel actuator 24 and the rear wheel actuator are driven by the rudder angle control unit 28 so that the front and rear wheel steering angles calculated in step 114 are the same. The wheel steering angle is controlled, and the steering angle control processing routine is terminated.

上記舵角制御処理ルーチンにより、前輪の舵角と後輪の舵角とを制御して、定常旋回中のトレースライン、すなわちドライバ位置の車両軌跡が、ドライバの前方視界から消える位置の方位角が0となるように車体スリップ角を制御し、ドライバが感じる車体スリップ角を0とすることができる。   By the steering angle control processing routine, the steering angle of the front wheels and the steering angle of the rear wheels are controlled, and the azimuth at the position where the trace line during steady turning, i.e., the vehicle locus of the driver position disappears from the driver's front field of view. The vehicle body slip angle is controlled to be 0, and the vehicle body slip angle felt by the driver can be set to 0.

以上説明したように、第1の実施の形態に係る車両制御装置によれば、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じないときの車体スリップ角を算出して、算出した車体スリップ角となるように車両の前後輪の各々の舵角を制御することにより、ドライバの感じる車体スリップ角を最適にすることができる。   As described above, according to the vehicle control device according to the first embodiment, the vehicle body slip angle when the driver does not feel the difference between the vehicle traveling direction and the vehicle front-rear direction is calculated, and the calculated vehicle body slip is calculated. By controlling the steering angle of each of the front and rear wheels of the vehicle so as to be an angle, the vehicle body slip angle felt by the driver can be optimized.

また、ドライバは、前方の視界から車体スリップ角を感じており、ドライバが前方視界から感じる車体スリップ角を0にすることで、車体前後方向と車両進行方向とが一致し、ドライバにとって運転しやすい車両運動を実現することができる。   Further, the driver feels the vehicle body slip angle from the front field of view, and by setting the vehicle body slip angle that the driver feels from the front field of view to 0, the vehicle front-rear direction and the vehicle traveling direction coincide with each other, and the driver can easily drive. Vehicle motion can be realized.

なお、上記の実施の形態では、前後輪の各々の操舵角を制御する場合を例に説明したがこれに限定されるものではなく、その他の車両制御により、ドライバが感じる車体スリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るように制御してもよい。   In the above embodiment, the case where the steering angles of the front and rear wheels are controlled has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the vehicle slip angle felt by the driver is 0 by other vehicle control. Control may be performed so as to obtain the vehicle body slip angle.

次に、第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成の部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a second embodiment will be described. In addition, about the part of the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第2の実施の形態では、ドライバが感じる車体スリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出し、制御目標となる車体スリップ角を求めずに、車体スリップ角ゲインに基づいて、前後輪各々の舵角を制御している点が第1の実施の形態と異なっている。   In the second embodiment, the vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle when the vehicle body slip angle felt by the driver is 0 is calculated, and the vehicle body slip angle is not obtained without obtaining the vehicle body slip angle as a control target. The difference from the first embodiment is that the steering angle of each of the front and rear wheels is controlled based on the gain.

図8に示すように、第2の実施の形態に係る車両制御装置210は、車速センサ12と、操舵角センサ14と、ヨー角速度ゲイン演算部16と、車体スリップ角ゲイン演算部18と、前輪アクチュエータ24と、後輪アクチュエータ26と、車速センサ12からの車速、操舵角センサ14からの操舵角、車体スリップ角ゲイン演算部18によって演算された車体スリップ角ゲイン、及びヨー角速度ゲイン演算部16によって演算されたヨー角速度ゲインに基づいて、ドライバが感じる車体スリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための前後輪の舵角となるように、前輪アクチュエータ24及び後輪アクチュエータ26の駆動を制御する舵角制御部228とを備えている。   As shown in FIG. 8, the vehicle control device 210 according to the second embodiment includes a vehicle speed sensor 12, a steering angle sensor 14, a yaw angular velocity gain calculation unit 16, a vehicle body slip angle gain calculation unit 18, and a front wheel. The actuator 24, the rear wheel actuator 26, the vehicle speed from the vehicle speed sensor 12, the steering angle from the steering angle sensor 14, the vehicle body slip angle gain calculated by the vehicle body slip angle gain calculation unit 18, and the yaw angular velocity gain calculation unit 16 Based on the calculated yaw angular velocity gain, the front wheel actuator 24 and the rear wheel actuator 26 are driven so that the front and rear wheel steering angles are obtained to obtain the vehicle body slip angle when the vehicle body slip angle felt by the driver is zero. And a rudder angle control unit 228 to be controlled.

次に、第2の実施の形態に係る舵角制御処理ルーチンについて図9を用いて説明する。なお、第1の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。   Next, a steering angle control processing routine according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the process similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

まず、ステップ100において、車速センサ12によって車速を検出し、ステップ102において、ヨー角速度ゲイン演算部16によって、車速に応じたヨー角速度ゲインを算出し、次のステップ104において、車体スリップ角ゲイン演算部18によって、上記ステップ100で検出された車速及び上記ステップ102で算出されたヨー角速度ゲインに基づいて、ドライバの感じるスリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出する。   First, at step 100, the vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 12, and at step 102, the yaw angular velocity gain calculation unit 16 calculates the yaw angular velocity gain according to the vehicle speed. At the next step 104, the vehicle body slip angle gain calculation unit. 18, based on the vehicle speed detected in step 100 and the yaw angular velocity gain calculated in step 102, the vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle when the slip angle felt by the driver is zero is calculated. To do.

そして、ステップ106では、操舵角センサ14によって操舵角を検出し、ステップ250において、舵角制御部228によって、上記ステップ100で検出された車速v、上記ステップ104で算出された車体スリップ角ゲインGβ、上記ステップ102で算出されたヨー角速度ゲインGr、及び上記ステップ106で検出された操舵角δswに基づいて、以下の(19)式を用いて、ドライバの感じるスリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための前輪の舵角δfを算出すると共に、以下の(20)式を用いて、ドライバの感じるスリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための後輪の舵角δrを算出する。   In step 106, the steering angle is detected by the steering angle sensor 14, and in step 250, the steering speed control unit 228 detects the vehicle speed v detected in step 100, and the vehicle body slip angle gain Gβ calculated in step 104. On the basis of the yaw angular velocity gain Gr calculated in step 102 and the steering angle δsw detected in step 106, the vehicle body when the slip angle felt by the driver is 0 using the following equation (19) The front wheel rudder angle δf for obtaining the slip angle is calculated, and the rear wheel rudder angle δr for obtaining the vehicle body slip angle when the slip angle felt by the driver is zero using the following equation (20). Is calculated.

Figure 2008308079
Figure 2008308079

ただし、Tsは時定数、mは車両質量、Cは前輪コーナリングパワー、Cは後輪コーナリングパワー、lはホイールベース長、lは前軸と車両重心との距離、lは後軸と車両重心との距離である。 However, Ts is the time constant, m is the vehicle mass, C f is a front wheel cornering power, C r is the rear wheel cornering power, l is a wheel base length, l f is the distance between the front axle and the center of gravity of the vehicle, l r is the rear axle And the center of gravity of the vehicle.

そして、ステップ114において、舵角制御部228によって、上記ステップ250で算出された舵角となるように、前輪アクチュエータ24及び後輪アクチュエータ26を駆動させて、前輪の舵角と後輪の舵角とを制御して、舵角制御処理ルーチンを終了する。   In step 114, the front wheel actuator 24 and the rear wheel actuator 26 are driven by the rudder angle control unit 228 so that the rudder angle calculated in step 250 is obtained. And the steering angle control processing routine is terminated.

以上説明したように、第2の実施の形態に係る車両制御装置によれば、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じないときの車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出して、算出された車体スリップ角ゲインに基づいて車両の前後輪の各々の舵角を制御することにより、ドライバの感じる車体スリップ角を最適にすることができる。   As described above, according to the vehicle control device according to the second embodiment, the vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle when the driver does not feel the difference between the vehicle traveling direction and the vehicle front-rear direction is obtained. By calculating and controlling the steering angles of the front and rear wheels of the vehicle based on the calculated vehicle body slip angle gain, the vehicle body slip angle felt by the driver can be optimized.

また、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じないときの車体スリップ角を算出せずに、車体スリップ角ゲインに基づいて、車両の前後輪の各々の舵角を制御するため、処理速度を向上させることができる。   Further, in order to control the steering angle of each of the front and rear wheels of the vehicle based on the vehicle body slip angle gain without calculating the vehicle body slip angle when the driver does not feel the deviation between the vehicle traveling direction and the vehicle front-rear direction. The processing speed can be improved.

次に、第3の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成の部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a third embodiment will be described. In addition, about the part of the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第3の実施の形態では、後輪の舵角のみを制御している点が第1の実施の形態と異なっている。   The third embodiment is different from the first embodiment in that only the steering angle of the rear wheels is controlled.

図10に示すように、第3の実施の形態に係る車両制御装置310は、車速センサ12と、操舵角センサ14と、車速センサ12からの車速、後輪アクチュエータ26と、車速センサ12からの車速及び操舵角センサ14からの操舵角に基づいて、ドライバが感じる車体スリップ角が0となる車体スリップ角を得るための後輪の舵角となるように、後輪アクチュエータ26の駆動を制御する舵角制御部328とを備えている。   As shown in FIG. 10, the vehicle control device 310 according to the third embodiment includes a vehicle speed sensor 12, a steering angle sensor 14, a vehicle speed from the vehicle speed sensor 12, a rear wheel actuator 26, and a vehicle speed sensor 12. Based on the vehicle speed and the steering angle from the steering angle sensor 14, the driving of the rear wheel actuator 26 is controlled so that the steering angle of the rear wheel for obtaining the vehicle body slip angle at which the vehicle body slip angle felt by the driver becomes 0 is obtained. And a steering angle control unit 328.

次に、ドライバの感じる車体スリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための後輪の舵角の算出方法について説明する。   Next, a method for calculating the steering angle of the rear wheels to obtain the vehicle body slip angle when the vehicle body slip angle felt by the driver is zero will be described.

まず、4WS(4輪操舵)車両の運動は、以下の(21)式で表される伝達関数で記述できる.   First, the motion of a 4WS (4-wheel steering) vehicle can be described by the transfer function expressed by the following equation (21).

Figure 2008308079
Figure 2008308079

ただし、Δ(s)及びN1(s)〜N4(s)の各々は、以下の(22)式〜(26)式で表される。   However, Δ (s) and each of N1 (s) to N4 (s) are represented by the following formulas (22) to (26).

Figure 2008308079
Figure 2008308079

ここで、前輪舵角δfに対する後輪舵角δrの定常ゲインをKとすると、以下の(27)式で表される。   Here, when the steady gain of the rear wheel steering angle δr with respect to the front wheel steering angle δf is K, it is expressed by the following equation (27).

Figure 2008308079
Figure 2008308079

また、後輪舵角を制御したときの前輪舵角に対する車体スリップ角の定常ゲインGβ、及び前輪舵角に対するヨー角速度の定常ゲインGrは、以下の(28)式、(29)式で表される。   Further, the steady gain Gβ of the vehicle body slip angle with respect to the front wheel steering angle when the rear wheel steering angle is controlled and the steady gain Gr of the yaw angular velocity with respect to the front wheel steering angle are expressed by the following equations (28) and (29). The

Figure 2008308079
Figure 2008308079

ただし、G1は前輪舵角に対する車体スリップ角の定常ゲイン、G2は後輪舵角に対する車体スリップ角の定常ゲイン、G3は前輪舵角に対するヨー角速度の定常ゲイン、G4は後輪舵角に対するヨー角速度の定常ゲインである。また、G1〜G4は、以下の(30)式〜(33)式で表される。   However, G1 is a steady gain of the vehicle body slip angle with respect to the front wheel steering angle, G2 is a steady gain of the vehicle body slip angle with respect to the rear wheel steering angle, G3 is a steady gain of the yaw angular velocity with respect to the front wheel steering angle, and G4 is a yaw angular velocity with respect to the rear wheel steering angle. Is a steady gain. G1 to G4 are represented by the following formulas (30) to (33).

Figure 2008308079
Figure 2008308079

ここで、ドライバの感じる車体スリップ角を0とするためには、上記(14)式の関係を成立させる必要があり、ドライバの感じる車体スリップ角を0とするための条件は、上記(14)式、(28)式、(29)式により、以下の(34)で表される。   Here, in order to set the vehicle body slip angle felt by the driver to 0, it is necessary to establish the relationship of the above equation (14). The condition for setting the vehicle body slip angle felt by the driver to 0 is (14) It is represented by the following (34) by the equations (28) and (29).

Figure 2008308079
Figure 2008308079

また、上記(34)式をKについて解くと、Kは、以下の(35)式で表される。   Further, when the above equation (34) is solved for K, K is represented by the following equation (35).

Figure 2008308079
Figure 2008308079

従って、上記(27)式及び(35)式により、前輪舵角δfに対して、以下の(36)式で表される後輪舵角δrとなるように後輪舵角を制御すると、ドライバの感じる車体スリップ角を0にすることができる。   Therefore, when the rear wheel steering angle is controlled so that the rear wheel steering angle δr represented by the following equation (36) is controlled with respect to the front wheel steering angle δf by the above equations (27) and (35), the driver The vehicle body slip angle can be reduced to zero.

Figure 2008308079
Figure 2008308079

次に、第3の実施の形態に係る舵角制御処理ルーチンについて、図11を用いて説明する。なお、第1の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。   Next, a steering angle control processing routine according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the process similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

まず、ステップ100において、車速センサ12によって車速を検出し、ステップ106では、操舵角センサ14によって操舵角を検出し、ステップ350において、舵角制御部328によって、上記ステップ106で検出された操舵角に基づいて、前輪の舵角を算出する。   First, in step 100, the vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 12, in step 106, the steering angle is detected by the steering angle sensor 14, and in step 350, the steering angle detected by the steering angle control unit 328 in the above step 106 is detected. Based on the above, the rudder angle of the front wheels is calculated.

そして、ステップ352において、舵角制御部328によって、上記ステップ100で検出された車速v及び上記ステップ350で算出された前輪の舵角δfに基づいて、上記(36)式を用いて、ドライバの感じるスリップ角が0となるときの車体スリップ角を得るための制御目標の後輪の舵角δrを算出する。   Then, in step 352, based on the vehicle speed v detected in step 100 and the steering angle δf of the front wheel calculated in step 350 by the rudder angle control unit 328, using the above equation (36), The steering angle δr of the rear wheel of the control target for obtaining the vehicle body slip angle when the sensed slip angle is 0 is calculated.

そして、ステップ354において、舵角制御部328によって、上記ステップ352で算出された舵角となるように、後輪アクチュエータ26を駆動させて、後輪の舵角を制御して、舵角制御処理ルーチンを終了する。   In step 354, the steering angle control unit 328 controls the steering angle of the rear wheels by driving the rear wheel actuator 26 so that the steering angle calculated in the above step 352 is obtained. End the routine.

上記舵角制御処理ルーチンにより、前輪の舵角に対して後輪の舵角を制御して、定常旋回中のトレースライン、すなわちドライバ位置の車両軌跡が、ドライバの前方視界から消える位置の方位角が0となるように車体スリップ角を制御し、ドライバが感じる車体スリップ角を0とすることができる。   The steering angle control processing routine controls the steering angle of the rear wheels with respect to the steering angle of the front wheels, and the azimuth of the position where the trace line during steady turning, that is, the vehicle locus of the driver position disappears from the driver's front view. The vehicle body slip angle can be controlled so that becomes zero, and the vehicle body slip angle felt by the driver can be zero.

以上説明したように、第3の実施の形態に係る車両制御装置によれば、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じないときの車体スリップ角を得るための後輪の舵角を算出して、算出した舵角となるように車両の後輪の舵角を制御することにより、ドライバの感じる車体スリップ角を最適にすることができる。   As described above, according to the vehicle control apparatus according to the third embodiment, the steering angle of the rear wheels for obtaining the vehicle body slip angle when the driver does not feel the deviation between the vehicle traveling direction and the vehicle longitudinal direction. And the vehicle slip angle sensed by the driver can be optimized by controlling the steering angle of the rear wheel of the vehicle so that the calculated steering angle is obtained.

本発明の第1の実施の形態に係る車両制御装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the vehicle control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 車両運動を説明する各軸の方向を示す図である。It is a figure which shows the direction of each axis | shaft explaining vehicle motion. (A)旋回中におけるドライバの前方視界の速度ベクトルを示す図、及び(B)車体スリップ角=0のときのトレースラインと2WS車両相当の車体スリップ角となるときのトレースラインとを示す図である。(A) The figure which shows the speed vector of the driver's front field of view in turning, and (B) The figure which shows the trace line when the vehicle body slip angle = 0, and the trace line when the vehicle body slip angle corresponding to 2WS vehicle is obtained. is there. 視覚シミュレータによる実験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the experiment by a visual simulator. 車体スリップ角が0となるときのトレースラインと前方視界との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the trace line when a vehicle body slip angle becomes 0, and a front view. (A)車速に対するヨー角速度ゲインの特性を示すグラフ、及び(B)車速に対する車体スリップ角ゲインの特性を示すグラフである。(A) The graph which shows the characteristic of the yaw angular velocity gain with respect to vehicle speed, (B) The graph which shows the characteristic of the vehicle body slip angle gain with respect to vehicle speed. 本発明の第1の実施の形態に係る車両制御装置における舵角制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the steering angle control processing routine in the vehicle control apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る車両制御装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the vehicle control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る車両制御装置における舵角制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the steering angle control processing routine in the vehicle control apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る車両制御装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the vehicle control apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る車両制御装置における舵角制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the steering angle control processing routine in the vehicle control apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、210、310 車両制御装置
12 車速センサ
14 操舵角センサ
16 ヨー角速度ゲイン演算部
18 車体スリップ角ゲイン演算部
20 目標車体スリップ角演算部
22 ヨー角速度演算部
24 前輪アクチュエータ
26 後輪アクチュエータ
28、228、328 舵角制御部
10, 210, 310 Vehicle control device 12 Vehicle speed sensor 14 Steering angle sensor 16 Yaw angular velocity gain computing unit 18 Vehicle body slip angle gain computing unit 20 Target vehicle body slip angle computing unit 22 Yaw angular velocity computing unit 24 Front wheel actuator 26 Rear wheel actuators 28, 228 328 Rudder angle controller

Claims (6)

車速を検出する車速センサと、
車速に応じて予め定めたヨー角速度ゲイン、ドライバの視界と死角との境界までの車両前後方向の距離、及び前記車速センサによって検出された車速に基づいて、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じない車体スリップ角、又は該車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された前記車体スリップ角、又は前記車体スリップ角ゲインより得られる車体スリップ角が得られるように、車両を制御する制御手段と、
を含む車体スリップ角制御装置。
A vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed;
Deviation between the vehicle traveling direction and the vehicle longitudinal direction based on the yaw angular velocity gain predetermined according to the vehicle speed, the distance in the vehicle longitudinal direction to the boundary between the driver's field of vision and the blind spot, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. Vehicle body slip angle that the driver does not feel, or vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle;
Control means for controlling the vehicle so as to obtain the vehicle body slip angle calculated by the calculation means or the vehicle body slip angle gain obtained from the vehicle body slip angle gain;
A vehicle body slip angle control device.
前記算出手段は、下記に示す式によって、前記車体スリップ角ゲインGβを算出する請求項1記載の車体スリップ角制御装置。
Figure 2008308079
ただし、kは定数、xはドライバの眼の位置に応じて定めた基準位置からドライバの視界と死角との境界までの車両前後方向の距離、Gγは車速に応じて予め定めたヨー角速度ゲイン、vは前記車速センサによって検出された車速である。
It said calculation means, by the equation shown below, the vehicle body slip angle control device according to claim 1, wherein for calculating the vehicle body slip angle gain G beta.
Figure 2008308079
Where k is a constant, x is a distance in the vehicle front-rear direction from a reference position determined according to the position of the driver's eye to the boundary between the driver's field of vision and blind spot, and G γ is a yaw angular velocity gain determined in advance according to the vehicle speed. , V are vehicle speeds detected by the vehicle speed sensor.
前記制御手段は、前記算出手段によって算出された前記車体スリップ角又は前記車体スリップ角ゲイン、及びステアリングの操舵角に基づいて、車両の前後輪の各々の舵角を制御する請求項1又は2記載の車体スリップ角制御装置。   The said control means controls the steering angle of each front-and-rear wheel of a vehicle based on the said vehicle body slip angle or the said vehicle body slip angle gain calculated by the said calculation means, and the steering angle of a steering. Car body slip angle control device. 前記制御手段は、数1に基づいて定まる前輪舵角に対する後輪舵角のゲインKを用いて、下記に示す式に従って、後輪の舵角δrを制御する請求項2記載の車体スリップ角制御装置。
Figure 2008308079
ただし、δは前輪の舵角、vは前記車速センサによって検出された車速、xはドライバの眼の位置に応じて定めた基準位置からドライバの視界と死角との境界までの車両前後方向の距離、mは車両質量、Cは前輪コーナリングパワー、Cは後輪コーナリングパワー、lはホイールベース長、lは前軸と車両重心との距離、lは後軸と車両重心との距離である。
3. The vehicle body slip angle control according to claim 2, wherein the control means controls the steering angle δr of the rear wheel according to the following formula using the gain K of the rear wheel steering angle with respect to the front wheel steering angle determined based on the equation (1). apparatus.
Figure 2008308079
However, δ f is the steering angle of the front wheel, v is the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor, x is the vehicle longitudinal direction from the reference position determined according to the position of the driver's eyes to the boundary between the driver's field of view and the blind spot. distance, m is vehicle mass, C f is a front wheel cornering power, C r is the rear wheel cornering power, l is a wheel base length, l f is the distance between the front axle and the center of gravity of the vehicle, l r is the rear axle and the vehicle center of gravity Distance.
前記ヨー角速度ゲインを、低速域では車速が高くなるに従って大きくなり、中速域では一定又は略一定となり、高速域では車速が高くなるに従って小さくなるように予め定めた請求項1〜請求項4の何れか1項記載の車体スリップ角制御装置。   The yaw angular velocity gain is predetermined so as to increase as the vehicle speed increases in a low speed region, to be constant or substantially constant in a medium speed region, and to decrease as the vehicle speed increases in a high speed region. The vehicle body slip angle control device according to any one of the preceding claims. コンピュータを、
車速に応じて定めたヨー角速度ゲイン、ドライバの視界と死角との境界までの車両前後方向の距離、及び車速を検出する車速センサによって検出された車速に基づいて、車両進行方向と車両前後方向とのずれをドライバが感じない車体スリップ角、又は該車体スリップ角を得るための車体スリップ角ゲインを算出する算出手段、及び
前記算出手段によって算出された前記車体スリップ角、又は前記車体スリップ角ゲインより得られる車体スリップ角が得られるように、車両の車輪の舵角を制御する制御機構を制御する制御手段
として機能させるためのプログラム。
Computer
Based on the yaw angular velocity gain determined according to the vehicle speed, the distance in the vehicle longitudinal direction to the boundary between the driver's field of vision and the blind spot, and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor that detects the vehicle speed, A vehicle body slip angle at which the driver does not feel the deviation, or a vehicle body slip angle gain for obtaining the vehicle body slip angle, and the vehicle body slip angle calculated by the calculation unit or the vehicle body slip angle gain A program for functioning as a control means for controlling a control mechanism for controlling a steering angle of a vehicle wheel so as to obtain an obtained vehicle body slip angle.
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