JP2010179678A - Device for estimating road surface friction coefficient - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の状態量を推定する場合に用いられる路面摩擦係数推定装置に関するものである。 The present invention relates to a road surface friction coefficient estimating device used when estimating a state quantity of a vehicle.
従来、車両の状態量である車体スリップ角等を推定するような場合、路面のμ(路面摩擦係数)情報が重要になってくるが、この路面摩擦係数を直接測定するのは非常に困難なため、その値を推定することが行われている。例えば、オブザーバーにより推定された推定ヨーレイトや横Gと実際に計測されるヨーレイトや横Gとの差分を最小二乗法を用いて推定したり、操舵輪である前輪を転舵した時に操舵トルク(電動パワーステアリングのトルクセンサ検出値)を元に推定する手法によるものがある(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, when estimating a vehicle body slip angle or the like which is a state quantity of a vehicle, road surface μ (road surface friction coefficient) information has become important, but it is very difficult to directly measure the road surface friction coefficient. Therefore, the value is estimated. For example, the difference between the estimated yaw rate or lateral G estimated by the observer and the actually measured yaw rate or lateral G is estimated using the method of least squares, or the steering torque (electric There is a method based on a method of estimation based on a power steering torque sensor detection value (see, for example, Patent Document 1).
上記構造のものでは実際にステアリングホイールにより操舵を行うことが条件になり、直進時には路面摩擦係数を推定することができないという問題がある。そのため、路面摩擦係数の計算値には初期値を設定するが、初期値としては通常のドライ路面の高摩擦係数を設定することが考えられる。 In the case of the above structure, it is necessary to actually steer with the steering wheel, and there is a problem that the road surface friction coefficient cannot be estimated when going straight. Therefore, an initial value is set as the calculated value of the road surface friction coefficient, but it is conceivable to set a high friction coefficient of a normal dry road surface as the initial value.
しかしながら、低摩擦係数の直進路面を発進する場合に、初期値として高摩擦係数が設定されると、最初の操舵時に路面摩擦係数の制御値と実際の値とが不一致となる。操舵に応じて低摩擦係数が推定された場合には、それまでの高摩擦係数から低摩擦係数へと大きなジャンプが生じて車両の制御を円滑に行うのに困難な場合があるという問題があった。 However, when starting on a straight road surface having a low friction coefficient, if a high friction coefficient is set as an initial value, the control value of the road surface friction coefficient does not match the actual value at the first steering. When a low friction coefficient is estimated according to steering, there is a problem that it may be difficult to smoothly control the vehicle due to a large jump from the previous high friction coefficient to the low friction coefficient. It was.
このような課題を解決して、発進直後でも適切な路面摩擦係数を推定可能にするために、本発明に於いては、後輪(5L,5R)を少なくともトーインまたはトーアウトに駆動可能な後輪操舵装置(10)と、直進状態を判定する直進判定手段(22)と、前記後輪操舵装置(10)の負荷を検出する後輪負荷検出手段(24,25)と、前記後輪(5L,5R)を少なくとも1回所定の転舵角にトーインまたはトーアウトにして、当該トーインまたはトーアウト時の前記後輪操舵装置(10)の負荷の大きさに応じて路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段(26)とを有するものとした。 In order to solve such problems and make it possible to estimate an appropriate road surface friction coefficient immediately after starting, in the present invention, the rear wheels (5L, 5R) can be driven at least toe-in or toe-out. A steering device (10), a straight traveling determination means (22) for determining a straight traveling state, a rear wheel load detecting means (24, 25) for detecting a load of the rear wheel steering device (10), and the rear wheel (5L) , 5R) is toe-in or toe-out at a predetermined turning angle at least once, and the road surface friction coefficient is estimated according to the load of the rear wheel steering device (10) during the toe-in or toe-out. And an estimation means (26).
特に、前記直進状態であると判定された場合に前路面摩擦係数を推定すると良い。 In particular, when it is determined that the vehicle is in the straight traveling state, the front road surface friction coefficient may be estimated.
このように本発明によれば、運転者が操作する以前からある程度の路面摩擦係数を設定することが可能になり、操舵してから求められる路面摩擦係数との間での路面摩擦係数の大きなジャンプが抑制される。したがって、路面摩擦係数を用いて車両制御を行うようにした自動車において、発進から最初の操舵時における車両制御を円滑に行うことができる。特に、マップを用いることにより、実験ベースで算出してマップを作成しておくことができ、簡単に路面摩擦係数を求めることができる。 Thus, according to the present invention, it becomes possible to set a certain road surface friction coefficient before the driver operates, and a jump with a large road surface friction coefficient between the road surface friction coefficient obtained after steering is performed. Is suppressed. Therefore, in the automobile in which the vehicle control is performed using the road surface friction coefficient, the vehicle control at the first steering after the start can be smoothly performed. In particular, by using a map, a map can be created by calculation on an experimental basis, and the road surface friction coefficient can be easily obtained.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は本発明が適用された後輪操舵装置としての後輪トー角可変制御装置10を適用した自動車Vの概略構成図である。説明にあたり、車輪やそれらに対して配置された部材、すなわち、タイヤや電動アクチュエータ等については、それぞれ数字の符号に左右を示す添字LまたはRを付して、例えば、後輪5L(左)、後輪5R(右)と記すとともに、総称する場合には、例えば、後輪5と記す。また、前後・左右・上下については車体1を基準とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an automobile V to which a rear wheel toe angle
図1に示されるように、自動車Vは、タイヤ2L,2Rが装着された前輪3L・3Rと、タイヤ4L,4Rが装着された後輪5L,5Rとを備えており、これら前輪3L,3Rおよび後輪5L,5Rが、左右のフロントサスペンション6L,6Rおよびリヤサスペンション7L,7Rによってそれぞれ車体1に懸架されている。
As shown in FIG. 1, the vehicle V includes
また、自動車Vには、ステアリングホイール8の操舵により、ラックアンドピニオン機構を介して左右の前輪3L,3Rを直接転舵する前輪操舵装置9と、左右のリヤサスペンション7L,7Rに対応して車体1の適所にそれぞれ取り付けられた後輪操舵装置としての左右の電動アクチュエータ11L,11Rとが設けられている。左右の電動アクチュエータ11L,11Rを駆動して後輪5L,5Rのトー角をそれぞれ独立に変化させる(制御する)ことができ、このようにして、アライメント角制御手段としての後輪トー角可変制御装置10が設けられている。
In addition, the vehicle V corresponds to the front wheel steering device 9 that directly steers the left and right
自動車Vには、各種システムを統括制御するECU(Electronic Control Unit)12が設けられていると共に、車速センサ13、操舵センサ14、ヨーレイトセンサ15、横加速度センサ16、その他種々のセンサ(図示せず)、またイグニッションキースイッチ18がそれぞれ適所に配設されている。各センサの検出信号と、イグニッションキースイッチ18からのイグニッションオン信号とはECU12に入力して車両の制御に用いられる。なお、操舵センサ14によりステアリングホイール8の操舵角(量)が検出されており、その検出値から前輪3の転舵角が算出される。
The vehicle V is provided with an ECU (Electronic Control Unit) 12 for overall control of various systems, as well as a
ECU12は、マイクロコンピュータやROM、RAM、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されており、通信回線を介して各センサ13〜16等と、電動アクチュエータ11L,11Rと接続されている。またECU12は、各センサ13〜16等の検出結果に基づいて後輪トー角を算出し、各電動アクチュエータ11L,11Rの変位量を決定した上で後輪5のトー角制御を行う。
The
各電動アクチュエータ11L,11Rには、リヤサスペンション7L,7Rにそれぞれ連結された出力ロッドの位置を検出するアクチュエータ変位センサ17L,17R(トー角センサ)がそれぞれ設けられており、アクチュエータ変位センサ17L,17Rの信号がECU12に入力するようになっている。各電動アクチュエータ11L,11Rは、ECU12によって決定された所定量だけ出力ロッドを伸縮動し、後輪5L,5Rのトー角を正確に変化させることができる。
The
このように構成された自動車Vによれば、左右の電動アクチュエータ11L,11Rを同時に対称的に変位させることにより、両後輪5L,5Rのトーイン/トーアウトを適宜な条件の下に自由に制御することができる。また、左右の電動アクチュエータ11L,11Rの一方を伸ばして他方を縮めれば、両後輪5L,5Rを左右に転舵することも可能である。
According to the vehicle V configured in this manner, the left and right
次に、図2を参照して後輪操舵装置の制御要領について説明する。図2にはECU12における制御回路の一部となる路面摩擦係数推定手段としての後輪操舵制御部21が示されており、そのブロック構成は、IC回路により構成されたり、CPUのプログラムにより構成されたりして良いものである。
Next, the control procedure of the rear wheel steering device will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a rear wheel
後輪操舵制御部21には、イグニッションスイッチ18からのイグニッション・オンIGと、操舵センサ14からの操舵角θsと、車速センサ13からの車速Vとの各信号が入力する停車状態及び直進判定部22が設けられている。停車状態及び直進判定部22では、イグニッションスイッチ・オンIGの信号が入力され、停車状態にあると判定された場合か、もしくは、車速Vが出ていた場合(V>0)には、操舵角θsが直進状態(θs=0)であり、自動車Vが直進状態であると判定した場合には直進判定信号をアクチュエータ駆動制御部23に出力する。
The rear wheel
アクチュエータ駆動制御部23は、上記判定信号が入力されたら、後記する制御要領に基づいて後輪5L,5Rをトーインまたはトーアウトに転舵する制御信号を各電動アクチュエータ11L,11Rに出力する。その時アクチュエータ駆動制御部23に流れる電流Iが電流センサ24により検出され、その検出電流Iが負荷算出部25に入力される。これら電流センサ24と負荷算出部25により後輪負荷検出手段が構成されている。
When the determination signal is input, the actuator
負荷算出部25は、単位時間当たりの検出電流Iを積算し、その電流積算値Isーを路面摩擦係数推定部26に出力する。路面摩擦係数推定部26は、電流積算Is値に応じてマップ27から路面摩擦係数μrを読み出して、推定された路面摩擦係数μrとして出力する。例えば、ECU12では、その路面摩擦係数μrを用いて最初のコーナリング時の車両の挙動を制御する。
The
次に、上記制御要領を図3のフロー図を参照して説明する。先ずステップST1ではイグニッションスイッチ18がオンしているか否かを判別し、オフの場合にはステップST1に戻る。なお、本制御はアクセサリースイッチがオンされてから起動するものであって良い。
Next, the control procedure will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step ST1, it is determined whether or not the
ステップST1でイグニッションスイッチ18がオンしていると判定された場合にはステップST2に進み、車両の停車状態を判定する(車速Vが生じているか否かを判別)。車速Vの判定には、例えば車速パルスが発生して車速を算出可能になったこと、または所定の車速(低速)を判定値として設定しておき、その判定値を越えたことで行うことができる。ステップST2で車速Vが出ていないと判定された場合にはステップST4に進み、車速Vが出たと判定された場合にはステップST3に進む。
If it is determined in step ST1 that the
ステップST3では、直進走行中であるか否(操舵された)かを判別し、操舵されたと判定された場合にはステップST1に戻り、操舵されていない(直進状態)と判定された場合にはステップST4に進む。操舵されたことの判定には、例えば操舵角θsが僅かでも発生した場合(θs>0)としても良いし、遊びを考慮した所定の操舵角以上の操舵角θsが発生した場合としても良い。また、車両のヨーレートを用いて、この値が所定値以下の場合に直進状態にあると判定しても良い。 In step ST3, it is determined whether or not the vehicle is traveling straight (steered). If it is determined that the vehicle is steered, the process returns to step ST1, and if it is determined that the vehicle is not steered (straight traveling state). Proceed to step ST4. For example, when the steering angle θs is slightly generated (θs> 0), or when the steering angle θs is greater than a predetermined steering angle in consideration of play, the determination of the steering may be performed. Alternatively, the vehicle yaw rate may be used to determine that the vehicle is traveling straight when this value is equal to or less than a predetermined value.
ステップST4では、上記したようにアクチュエータ駆動制御部23により後輪5L,5Rの転舵を行う。本実施の形態の場合には、例えば図4(a)に示されるように先ず後輪5L,5Rをトーイン側に所定の転舵角δrだけ駆動し、続けて図4(b)に示されるようにトーアウト側に所定の転舵角δrだけ駆動し、そのトーイン・トーアウトをN(>=2)回繰り返す。
In step ST4, the
次のステップST5では、ステップST4での駆動時の各電動アクチュエータ11L,11Rに流れる単位時間当たりの電流Iを上記したように検出しかつ積算し、マップ27に格納された図5に示されるマップを用いて電流積算値Isから推定路面摩擦係数μrを求める。電量積算値Isが大きい場合には路面摩擦係数が高いため同じ転舵角だけ駆動するのに要する電流が大きくなるため、図5に示される関係となる。なお、図5に示されるように比例の関係の場合には予め実験した実験値から関係式を設定することができるが、図5の二点鎖線で示されるように、電流積算値Isを複数に区分し、階段状に推定路面摩擦係数μrを求めるようにしても良い。この複数区分のマップを用いる場合には簡単に推定路面摩擦係数μrを求めることができ、制御回路を簡素化し得ると共に制御を迅速に行うことができる。
In the next step ST5, the current I per unit time flowing through the
なお、ステップST4でのトーイン・トーアウトの駆動では、N回繰り返さなくても良く、1回だけでも良い。また、トーイン・トーアウトの両転舵を行わなくても良く、トーインまたはトーアウトのいずれか一方のみの転舵を図4の二点鎖線で示される直進状態との間で繰り返すものであっても良い。さらに、トーイン・トーアウトのどちらか一方だけ1回の転舵であっても良い。 Note that the drive of toe-in / toe-out in step ST4 may not be repeated N times and may be performed only once. Further, it is not necessary to perform both toe-in and toe-out steering, and the steering of only one of toe-in and toe-out may be repeated between the straight-ahead state indicated by the two-dot chain line in FIG. . Furthermore, only one of toe-in and toe-out may be steered once.
ステップST5の次のステップST6では、ステップST5で求められた推定路面摩擦係数μrを路面摩擦係数の初期値μ0として設定する。この初期値μ0を、その後のコーナリング時の操舵における車両挙動制御に用いる路面摩擦係数とする。これにより、運転者が操舵する以前から、ある程度の路面摩擦係数を設定することが可能になり、操舵してから求められる路面摩擦係数との間での路面摩擦係数の大きなジャンプが抑制される。したがって、路面摩擦係数を用いて車両制御を行うようにした自動車において、発進から最初の操舵時における車両制御を円滑に行うことができる。 In step ST6 following step ST5, the estimated road friction coefficient μr obtained in step ST5 is set as the initial value μ0 of the road friction coefficient. This initial value μ0 is used as a road surface friction coefficient used for vehicle behavior control in steering during subsequent cornering. As a result, it is possible to set a certain road surface friction coefficient before the driver steers, and a large jump of the road surface friction coefficient with the road surface friction coefficient obtained after steering is suppressed. Therefore, in the automobile in which the vehicle control is performed using the road surface friction coefficient, the vehicle control at the first steering after the start can be smoothly performed.
このように後輪操舵装置を用いて行うことにより、運転者がステアリングホイール8の操舵を行わない状態で車両の走行に影響を与えることなく動作可能であるという利点がある。特に、後輪5L,5Rの動かし方として、トーインまたはトーアウトとしており、例えば走り出しのタイミングと合ってしまった場合でも、直進に対する影響は無い。
By using the rear wheel steering device in this way, there is an advantage that the driver can operate without affecting the traveling of the vehicle in a state where the driver does not steer the
なお、上記マップ27には、荷重の違いに応じて複数のマップを用意すると良い。その場合にはサスペンションなどに荷重センサを設けた車両に適用可能である。
Note that a plurality of maps may be prepared for the
5L,5R 後輪
10 後輪トー角可変制御装置(後輪操舵装置)
22 停車状態及び直進判定部
24 電流センサ(後輪負荷検出手段)
25 負荷算出部(後輪負荷検出手段)
26 路面摩擦係数推定部(路面摩擦係数推定手段手段)
27 マップ
5L,
22 Stopping state and straight traveling
25 Load calculation unit (rear wheel load detection means)
26 Road friction coefficient estimating section (road friction coefficient estimating means)
27 maps
Claims (2)
直進状態を判定する直進判定手段と、
前記後輪操舵装置の負荷を検出する後輪負荷検出手段と、
前記後輪を少なくとも1回所定の転舵角にトーインまたはトーアウトにして、当該トーインまたはトーアウト時の前記後輪操舵装置の負荷の大きさに応じて路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段とを有することを特徴とする路面摩擦係数推定装置。 A rear wheel steering device capable of driving the rear wheels at least toe-in or toe-out,
A straight traveling determination means for determining a straight traveling state;
Rear wheel load detection means for detecting the load of the rear wheel steering device;
Road surface friction coefficient estimating means for setting the rear wheel to toe-in or toe-out at a predetermined turning angle at least once, and estimating a road surface friction coefficient according to the load of the rear wheel steering device at the time of toe-in or toe-out A road surface friction coefficient estimating apparatus characterized by comprising:
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108684203A (en) * | 2017-01-13 | 2018-10-19 | 百度时代网络技术(北京)有限公司 | The method and system of the road friction of automatic driving vehicle is determined using based on the Model Predictive Control of study |
WO2019189096A1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | Ntn株式会社 | Steering system and vehicle equipped with same |
WO2019189097A1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | Ntn株式会社 | Steering system and vehicle equipped with same |
JP2021146977A (en) * | 2020-03-23 | 2021-09-27 | 株式会社Soken | Vehicle steering apparatus |
US11691631B2 (en) | 2019-12-04 | 2023-07-04 | Hyundai Motor Company | Apparatus for estimating friction coefficient of road surface and method thereof |
US11731693B2 (en) | 2018-03-27 | 2023-08-22 | Ntn Corporation | Hub unit with steering function, steering system, and vehicle |
-
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108684203A (en) * | 2017-01-13 | 2018-10-19 | 百度时代网络技术(北京)有限公司 | The method and system of the road friction of automatic driving vehicle is determined using based on the Model Predictive Control of study |
CN108684203B (en) * | 2017-01-13 | 2021-05-28 | 百度时代网络技术(北京)有限公司 | Method and system for determining road friction of an autonomous vehicle |
WO2019189096A1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | Ntn株式会社 | Steering system and vehicle equipped with same |
WO2019189097A1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | Ntn株式会社 | Steering system and vehicle equipped with same |
JP2019171906A (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | Ntn株式会社 | Steering system and vehicle provided with same |
JP2019171908A (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | Ntn株式会社 | Steering system and vehicle comprising the same |
JP7017964B2 (en) | 2018-03-27 | 2022-02-09 | Ntn株式会社 | Steering system and vehicles equipped with it |
JP7224110B2 (en) | 2018-03-27 | 2023-02-17 | Ntn株式会社 | Steering system and vehicle equipped with same |
US11731693B2 (en) | 2018-03-27 | 2023-08-22 | Ntn Corporation | Hub unit with steering function, steering system, and vehicle |
US11691631B2 (en) | 2019-12-04 | 2023-07-04 | Hyundai Motor Company | Apparatus for estimating friction coefficient of road surface and method thereof |
JP2021146977A (en) * | 2020-03-23 | 2021-09-27 | 株式会社Soken | Vehicle steering apparatus |
JP7239238B2 (en) | 2020-03-23 | 2023-03-14 | 株式会社Soken | automotive steering gear |
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