JP3047762B2 - 車両状態推定装置 - Google Patents
車両状態推定装置Info
- Publication number
- JP3047762B2 JP3047762B2 JP1317695A JP1317695A JP3047762B2 JP 3047762 B2 JP3047762 B2 JP 3047762B2 JP 1317695 A JP1317695 A JP 1317695A JP 1317695 A JP1317695 A JP 1317695A JP 3047762 B2 JP3047762 B2 JP 3047762B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel
- vehicle
- load
- slip angle
- state
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Description
り、特に、車両の走行中に車両の運動状態に対応するタ
イヤモデルを設定し、そのタイヤモデルに基づいて車両
の走行状態を推定する車両状態推定装置に関する。
号公報に開示される如く、操舵輪のスリップ角と、操舵
輪に作用する復元トルクとの関係から車両の走行状態が
安定であるか否かを検出する装置が知られている。
化に対する操舵輪の復元トルクTの変化率ΔT/ΔG
は、タイヤがスキッド限界に達する直前でほぼ“0”に
達する。上記公報記載の装置は、かかる特性に着目した
ものであり、ΔT/ΔGの絶対値が所定値以上であるか
否かに基づいて操舵輪のグリップ状態を判定しようとす
るものである。
Gの絶対値が所定値以上であれば、操舵輪は適正なグリ
ップ状態を維持して走行していると、つまり、車両の走
行状態は安定であると判断することができ、一方、ΔT
/ΔGの絶対値が所定値未満であれば、操舵輪がスキッ
ド限界に達していると、つまり、車両の走行状態は不安
定であると判断することができる。
置は、トレーラ試験機等を用いて予め設定したスリップ
角と復元トルクとの関係に基づいて操舵輪がスキッド限
界に達したか否かを判定する装置である。
を標準状態に設定したうえで、操舵輪がスキッド限界に
達したと判断し得る復元トルクTの横加速度Gに対する
変化率ΔT/ΔGを求め、そのΔT/ΔGの値をしきい
値として、操舵輪が適正なグリップ状態を維持している
か否かを判断する構成である。
路面μ、車両の積載状態等が変化し、操舵輪がスキッド
限界に達した際に表れる操舵トルクTの変化率ΔT/Δ
Gの値が予め設定した値から変動した場合には、正確に
操舵輪のグリップ状態を検出することが困難となる。
は、標準的な走行状況下では適切に車両状態を推定する
ことができるものの、操舵輪の状態や路面μ等が変化す
る現実の使用環境下で、常に正確に車両状態を推定する
ことができないという問題を有するものであった。
であり、車両の運動状態に基づいて適宜タイヤモデルを
設定し、そのタイヤモデルを用いて車輪の状態を推定す
ることにより、常に正確に車両状態を推定し得る車両状
態推定装置を提供することを目的とする。
決する車両状態推定装置の原理構成図を示す。すなわ
ち、上記の目的は図1に示すように、操舵角を検出する
操舵角検出手段M1と、車速を検出する車速検出手段M
2と、車両挙動を検出する車両挙動検出手段M3と、車
両荷重を検出する荷重検出手段M4と、操舵角、車速、
及び車両挙動に基づいて車輪のスリップ角を推定するス
リップ角推定手段M5と、操舵角、車速、及び車両挙動
に基づいて車輪の特性値を推定する特性値推定手段M6
と、前記スリップ角推定手段M5の推定結果、前記特性
値推定手段M6の推定結果、及び前記荷重検出手段M4
の検出結果に基づいて、任意の車輪荷重に対する特性値
とスリップ角の関係を表すタイヤモデルを設定するタイ
ヤモデル設定手段M7と、該タイヤモデル設定手段M7
が設定したタイヤモデルに基づいて車両状態を推定する
車両状態推定手段M8とを備えることを特徴とする車両
状態推定装置により達成される。
記車速検出手段M2、及び前記車両挙動検出手段M3
は、それぞれ操舵輪の操舵角、車速、及び車両挙動を検
出する。
これら操舵角、車速、及び車両挙動に基づいて、スリッ
プ角、すなわち、車輪の進行方向と車輪の中心面とのな
す角を推定する。また、前記特性値推定手段M6は、操
舵角、車速、及び車両挙動に基づいて、車輪のグリップ
状態を表す特性値、すなわち、コーナリングフォース、
前後力、又は復元トルク等の少なくとも1つを推定す
る。
角は互いに相関を有している。また、両者の関係は、車
輪状態、路面μ、車輪荷重等の変化に追従して変化す
る。これに対して、前記タイヤモデル設定手段M7は、
前記スリップ角推定手段M5及び前記特性値推定手段M
6の推定結果、及び前記荷重検出手段M4の検出結果に
基づいて、任意の車輪荷重に対する特性値とスリップ角
との関係を表すタイヤモデルを設定する。
状態や路面μ等が変化した場合、その後、前記スリップ
角推定手段M5及び前記特性値推定手段M6では、その
状況に応じたスリップ角及び特性値が推定され、更に前
記タイヤモデル設定手段M7では変化後の状況に対応し
たタイヤモデルが設定されることになる。
記の如く車輪状態や路面μの変化が適宜反映されるタイ
ヤモデルを用いて車輪のグリップ状態を判断し、その判
断結果に基づいて車両が如何なる状態であるかを推定す
る。
定装置を構成する各種センサの搭載状態を表す斜視図を
示す。また、図3は、本実施例の車両状態推定装置のブ
ロック構成図を示す。
状態推定装置は、操舵角センサ10、車速センサ12、
ヨーレートセンサ14a及び横加速度センサ14bを内
蔵するフリージャイロ14、及び各輪に配設される荷重
センサ16a〜16dを備えている。
る前輪の操舵角δを検出するセンサであり、ステアリン
グラックに組み付けられる。車速センサ12は、駆動輪
である前輪の回転速度に応じた信号を発するセンサであ
り、前輪に連結されるドライブシャフトの近傍に組み付
けられる。
回りのヨー角速度γを検出するセンサであり、また、横
加速度センサ14bは、車両の重心に作用する横加速度
Gを検出するセンサである。尚、フリージャイロ14
は、車両の重心位置に配設されている。
の車輪のそれぞれにかかる荷重を検出するセンサであ
り、本実施例においては、ショックアブソーバの上端に
配設されている。上述した操舵角センサ10、車速セン
サ12、ヨーレートセンサ14a、横加速度センサ14
b、及び荷重センサ16a〜16dの出力は、図3に示
す如く電子制御ユニット(ECU)20に供給されてい
る。
置の要部であり、上述した各センサから供給される出力
に基づいて各車輪が適正なグリップ状態を維持している
か否かを判断し、その結果に基づいて車両が安定走行中
であるか否かを推定する。以下、本実施例において車両
状態を推定すべくECU20が実行する処理の内容につ
いて説明する。
ミュラによるタイヤモデリングに基づいて車両状態を推
定する点、すなわち、車両の走行中に、特定の車輪荷重
FZに対する車輪のスリップ角β(車輪の進行方向と車
輪の中心面とのなす角)とコーナリングフォースCF と
の関係を検出し、その検出結果に基づいて、任意の車輪
荷重FZ に対して成立するスリップ角βとコーナリング
フォースCF との関係(以下、タイヤモデルと称す)を
設定し、そのタイヤモデルを基に車両状態を推定する点
に特徴を有している。
あたり、各センサの出力に基づいて車輪のスリップ角
β、及びコーナリングフォースCF を推定するために用
いる4輪車の等価的な2輪車モデルである。同図に示す
如く、重心−前輪車軸間距離をLf 、重心−後輪車軸間
距離をLr、車速をV、車軸に対する重心の進行方向角
度をβc 、前輪のスリップ角をβf、後輪のスリップ角
をβr 、重心回りのヨー角速度をγ、操舵角をδ、前2
輪のコーナリングフォースの合力を2CFf、後2輪のコ
ーナリングフォースの合力を2CFrとすると、次式の如
き運動方程式が成立する。但し、次式中mは車両重量、
Iはヨー慣性モーメントである。
t )は、車両の重心に作用する並進方向加速度(V・ d
βc /dt )と車両重量(m)との乗算値であり、また左
辺第2項(mVγ)は車両に作用する遠心力である。従
って、それらの合計値は車両に作用する横力の合計値と
なり、右辺に表される2CFf+2CFrと均衡する。
)は、慣性モーメントIの物体を角加速度 dγ/dt で
回転させるために必要なトルクを表している。これに対
して、右辺第1項(Lf ・2CFf)は前2輪の横力2C
Ffに起因して生ずる旋回方向のトルクを、また、右辺第
2項(−Lr ・2CFr)は後2輪の横力2CFrに起因し
て生ずる反旋回方向のトルクをそれぞれ表している。従
って、右辺の合計値は、車両を旋回させる方向に作用す
るトルクの合計値となり左辺と均衡する。
る場合、前輪の速度ベクトルVf は、旋回内方へ向かう
大きさLf γのベクトルと車速Vとの合成ベクトルと、
また、後輪の速度ベクトルVr は、旋回外方へ向かう大
きさLr γのベクトルと車速Vとの合成ベクトルと把握
することができる。
進行方向とがなす角、及び車速Vの方向と後輪の進行方
向とがなす角は、それぞれLf γ/V、及びLr γ/V
と表すことができる。従って、前輪の中心面とその進行
方向との成す角であるβf 、及び、後輪の中心面とその
進行方向との成す角であるβf は、それぞれ上記(3)
式、又は(4)式の如く表せることになる。
/dt +γ)”は、車両に作用する横方向の加速度の合計
値である。従って、その値は、横加速度センサ14bの
出力値として得ることができる。尚、以下の記載におい
ては、上記“V( dβc /dt+γ)”の値を“横加速度
G”と称することにする。
I,Lf ,Lr は、車両の諸元によって決定される値で
あり定数として扱うことができる。従って、車速センサ
12が検出する車速V、ヨーレートセンサ14aが検出
するヨー角速度γ、及び横加速度センサ14bが検出す
る横加速度Gを代入すれば、上記(1)式及び(2)式
は前後輪コーナリングフォースCFf,CFrについての連
立2次方程式となり、これを解くことでCFf,CFrを求
めることができる。
は、横加速度G=V( dβc /dt +γ)を車速Vで除算
し、更にその値からヨー角速度γを減じたものを積分す
ることで求めることができる。従って、車速V、ヨー角
速度γ、及び横加速度Gを代入すれば、上記(3)式及
び(4)式から前後輪のスリップ角βf ,βr を求める
ことができる。
的な2輪車モデルを用いた場合、上記図2及び図3に示
す本実施例のハードウェア構成により、前後輪のスリッ
プ角βf ,βr (以下、両者を総称する場合には単にス
リップ角βと称す)、及び前後輪のコーナリングフォー
スCFf,CFr(以下、両者を総称する場合には単にコー
ナリンフォースCF と称す)を推定することが可能であ
る。
F は、スリップ角βが生じることにより車輪の接地面が
弾性変形することで生み出される。この場合、スリップ
角βが適当な範囲内にあれば、車輪は適正なグリップ状
態を維持することができ、その弾性変形量はほぼβに比
例する。
有限であるため、βが増加し続ければ、遂には弾性変形
量が飽和状態に至り、車輪が適正なグリップ状態を維持
し得なくなる。このため、車輪のスリップ角βとコーナ
リングフォースCF との関係は、車輪の状態、車輪荷
重、路面μ等が同一であれば、図5に示す如くβがある
臨界値に達するまではCF がほぼβに比例し、βが臨界
値を超える領域では、CF がほぼ最大値max、又は最
小値minに飽和する特性を示す。従って、車輪のスリ
ップ角βがCF の比例領域内にあるか否かが判別できれ
ば、車輪が適正なグリップ状態を維持しているか否かが
判断できることになる。
ヤのトレッドパターンや車輪のキャンバ角等に起因し
て、特性線図の点対象中心(CF が最大値maxと最小
値minの平均値となる点)が原点からシフトしている
場合を例示している。この場合、点対象の中心が(β,
CF )=(Sh,Sv)の点であるとすれば、(X,
Y)=(β−Sh,CF −Sv)なる座標軸(X,Y)
を設定することで、図6に示す如く点対象の中心を原点
(0、0)に一致させることができる。また、かかる変
換を施した場合、X>0の領域とX<0の領域とを同等
に扱うことが可能となり車輪の特性を解析するうえで便
利である。
くスリップ角βとコーナリングフォースCF との関係を
解析し、その解析結果に基づいて両者の関係に関するタ
イヤモデルを設定するにあたり、(X,Y)=(β−S
h,CF −Sv)なる座標軸(X,Y)を用いることと
している。
ースCF は、車輪と路面との間に生ずる摩擦力に等し
い。このため、車輪の状態や路面μが同一であっても、
車輪荷重FZ が変化すれば、スリップ角βとコーナリン
グフォースCF との関係にも変化が生ずる。
置においては、操舵角センサ10、車速センサ12、ヨ
ーレートセンサ14a、及び横加速度センサ14bの検
出結果に基づいて、車両の実運動状態に対応したスリッ
プ角β、及びコーナリングフォースCF が推定できると
共に、荷重センサ16a〜16dを用いて、各車輪の車
輪荷重を検出し得ることは前記した通りである。
角βとコーナリングフォースCF の推定値を、車輪荷重
FZ 毎に整理して記憶することが可能であり、それらの
記憶データを上述した(X,Y)座標にあてはめること
で、図7に示す如く車輪荷重FZ 毎に複数の特性曲線を
求めることができる。尚、図7は、車輪荷重2KN,4
KN,6KNにつき特性曲線を求めた場合を例示したも
のである。
リングフォースCF との関係を表す特性線図の一般形を
示したものである。尚、同図においてDは(β,CF )
を(X,Y)座標上に表した場合におけるYの最大値、
XmはYが最大となるXの値、YsはYの収束値、BC
DはX=0における特性曲線の傾きである。
れる特性曲線は、次式の如き一般式で表すことができ
る。 Y(X)=D sin[C tan-1{B・X−E(B・X− tan-1(B・X))}] 但し、 C=2/π sin-1(Ys/D) E={B・Xm− tan(π/2C)}/{B・Xm− tan-1(B・Xm)} ・・・(5) ここで、車輪のスリップ角βとコーナリングフォースC
F との関係が車輪荷重FZ に応じて変化することは前記
した通りであり、B,C,D,E等の上記係数は車輪荷
重FZ の関数として把握される値である。
べきタイヤの特性によってほぼ一義的に決まる値であ
り、本実施例においてはコーナリングフォースCF につ
いての特性を表す定数として扱うことができる。従っ
て、上記図7に示す如く、異なる数種の車輪荷重FZ に
ついて設定した複数の特性曲線からそれぞれの車輪荷重
FZ に応じた係数を読み取り、読み取った値に基づいて
各係数についての一般式が特定できれば、図9に示す如
く、任意の車輪荷重FZ についての特性曲線を表すタイ
ヤモデルが設定できる。尚、図9は、1KN〜8KNの
車輪荷重FZ について、8本の特性曲線を設定した場合
を例示したものである。
についての特性曲線を表すタイヤモデルが設定できれ
ば、車輪が適正なグリップ状態を維持し得るスリップ率
βの領域を、現実の車輪荷重FZ に対応して精度良く認
識することができ、推定されたβがその領域内に納まっ
ているか否かに基づいて、車両の走行状態が安定か否か
を精度良く推定することができる。
は、車両の走行中における現実の運動状態に基づいて設
定したモデルである。このため、車輪の状態や路面μが
変化して、車輪荷重FZ に対するスリップ角βとコーナ
リングフォースCF との関係が変動すれば、その変動が
適切にタイヤモデルに反映され、常に実車の状況に応じ
た適切な推定を行うことができる。
法を用いて車両状態の推定を行う装置であり、以下、具
体的に、上述の推定手法を実現すべくECU20が実行
する処理の内容について説明する。図10は、ECU2
0が、上記図7に示す如く複数の車輪荷重FZ について
の特性曲線を同定すべく実行する特性曲線同定ルーチン
の一例のフローチャートを示す。尚、本ルーチンは、所
定時間毎に起動する定時割り込みルーチンである。
ステップ100において、データサンプリングとして、
車輪荷重FZ =in(n=1〜3)のそれぞれについ
て、適当な数だけスリップ角βとコーナリングフォース
CF の組を演算する。ここで、本実施例においては、i
1 =2KN,i2 =4KN,i3 =6KNである。
テップ102でinをi1 (=2KN)に設定した後、
ステップ104へ進み、FZ =inについての(β、C
F )を読み込む。ステップ106,108,110は、
それぞれ上記の如く読み込んだデータのうち、βが所定
値“+α”である場合のCF をCF+として、βが所定値
“−α”である場合のCF をCF-として、また、βが
“0”である場合のCF をCF0として読み込むステップ
である。
112において、上記の如く記憶したCF+、CF-、及び
CF0を用いて、(CF++CF-)/2−CF0なる演算を行
い、その演算値をSvとして記憶する。つまり、ECU
20において、各種センサの出力に基づいて車輪のスリ
ップ角β、及びコーナリングフォースCF を推定し、そ
れらを用いて上記図7に示す如き複数の特性曲線を同定
する場合、(β、CF )座標上のデータを(X,Y)座
標上のデータに変換する必要があり、そのためには、Y
=CF −Svなる演算を行うことが必要である。
小値minの平均値であることから(上記図5参照)、
max,minを求めて演算することが最も適切ではあ
るが、通常走行時には必ずしもmax,minが検出さ
れない。このため、本実施例においては、上記ステップ
106〜112の処理を行うことで、通常走行時に必ず
検出されるスリップ角βの範囲内でSvを特定しようと
したものである。
対応して求まるShを特定すべく、ステップ114にお
いてCF =Svにおけるスリップ角βをβ0 とし、続く
ステップ116でβ0 をShとして記憶する。以後ステ
ップ118において、(X,Y)=(β−Sh,CF −
Sv)なる(X,Y)をFz=inにおけるデータとし
て記憶し、続くステップ120で、上記(X,Y)の集
合からFz=inに対応する特性曲線を同定する。
かを判別し、in=i3 であれば今回の処理を終了し、
in=i3 でなければステップ124でnをインクリメ
ントして上記ステップ104以降の処理を再度実行す
る。この結果、本ルーチンが終了する時点では、図7に
示す如く、FZ =i1 ,i2 ,i3 についての3本の特
性曲線が(X,Y)座標上に同定できることになる。
曲線から、任意の車輪荷重FZ について適用可能なタイ
ヤモデルを設定すべくECU20が実行するタイヤモデ
ル設定ルーチンの一例のフローチャートを示す。以下、
同図に沿って、タイヤモデルを設定するための処理内容
について詳説する。
ステップ200において、FZ =i 1 ,i2 ,i3 につ
いての特性曲線から、それぞれYの最大値を読み取り、
それらの値をD1 ,D2 ,D3 (以下、これらを総称す
る場合はDnと記す)として記憶する。
た路面μ、すなわちμ1 、μ2 、μ 3 (以下、これらを
総称する場合はμnと記す)を演算する。ここで上記D
nは、路面μnと車輪荷重FZ =inの乗算値であり、
μn=Dn/inなる演算により求めることができる。
路面μは、車輪荷重FZ の1次関数として次式の如く表
せることが知られている。 μ=a1 FZ +a2 ・・・(6) 従って、上記ステップ202で求めたμnの値とinと
を、それぞれ上記(6)式中μ、及びFZ に代入すれ
ば、2つの未知数に対して3つの式を設定することがで
き、それらの式の解を適合させることで、未知数a1 ,
a2 を特定することが可能である。本ルーチンにおい
て、ステップ204は、かかる手順に従ってμに関する
係数a1 ,a2 を演算するステップである。
ば、特性曲線中Yの最大値であるDは、次式の如くFZ
の関数として設定できる。 D=μ・FZ =(a1 FZ +a2 )FZ ・・・(7) そこで本実施例においては、上記の如くa1 ,a2 が判
明したら、続くステップ206においてかかる演算を行
い、Dについての一般式D(FZ )を設定する。この場
合、以後、車輪荷重FZ が特定されれば、そのFZ に対
するDが即座に特定できることになる。
i3 についての特性曲線から、それぞれX=0における
特性曲線の傾きを読み取り、それらの値をBCD1 ,B
CD 2 ,BCD3 (以下、これらを総称する場合はBC
Dnと記す)として記憶する。
BCDは、2つの係数a3 ,a4 を用いて次式の如く表
せることが知られている。 BCD=a3 sin{2 tan-1(FZ /a4 )} ・・・(8) 従って、上記ステップ208で求めたBCDnと、対応
するinとをそれぞれ上記(8)式中BCD、及びFZ
に代入すれば、2つの未知数に対して3つの式を設定す
ることができ、未知数a3 ,a4 を特定することが可能
である。更に、上記の如く判明したa3 ,a4 を代入し
た場合、上記(8)式をBCDについての一般式BCD
(FZ )と扱うことができる。
ップ208の処理が終了した後、ステップ210におい
てBCDに関する係数a3 ,a4 を演算し、更に、その
後ステップ212で、BCDについての一般式BCD
(FZ )を設定することとしている。この場合、以後、
車輪荷重FZ が特定されれば、そのFZ に対するBCD
が即座に特定できる。
i3 についての特性曲線から、それぞれSh1 ,S
h2 ,Sh3 を読み取り(以下、これらを総称する場合
はShnと記す)それらの値を記憶する処理を行う。こ
こで、特性曲線の原点ずれの補正値Shは、2つの係数
a5 ,a6 を用いてFzの1次関数として次式の如く表
せることが知られている。
るinとをそれぞれ上記(9)式中Sh、及びFZ に代
入すれば、2つの未知数に対して3つの式を設定するこ
とができ、未知数a5 ,a6 を特定することが可能であ
る。更に、上記の如く判明したa5 ,a6 を代入した場
合、上記(9)式をShについての一般式Sh(FZ )
と扱うことができる。
ップ214の処理が終了した後、ステップ216におい
てShに関する係数a5 ,a6 を演算し、更に、その後
ステップ218で、Shについての一般式Sh(FZ )
を設定することとしている。この場合、以後、車輪荷重
FZ が特定されれば、そのFZ に対するShが即座に特
定できる。
3 についての特性曲線から、それぞれSv1 ,Sv2 ,
Sv3 を読み取り(以下、これらを総称する場合はSh
nと記す)それらの値を記憶するステップである。ここ
で、特性曲線の原点ずれの補正値Svは、2つの係数a
7 ,a8 を用いてFzの1次関数として次式の如く表せ
ることが知られている。
るinとをそれぞれ上記(10)式中Sv、及びFZ に
代入すれば、2つの未知数に対して3つの式を設定する
ことができ、未知数a7 ,a8 を特定することが可能で
ある。更に、上記の如く判明したa7 ,a8 を代入した
場合、上記(10)式をSvについての一般式Sv(F
Z )と扱うことができる。
ップ220の処理が終了した後、ステップ222におい
てSvに関する係数a7 ,a8 を演算し、更に、その後
ステップ224で、Svについての一般式Sv(FZ )
を設定することとしている。この場合、以後、車輪荷重
FZ が特定されれば、そのFZ に対するSvが即座に特
定できる。
i2 ,i3 についての特性曲線から、それぞれYが最大
となるXの値を読み取り、それらの値をXm1 ,X
m2 ,Xm3 (以下、これらを総称する場合はXmnと
記す)として記憶する。また、ステップ228では、上
記ステップ200で読み込んだDnと、上記ステップ2
08で読み込んだBCDnと、予め定数として設定した
Cとを用いて、FZ =i1 ,i2 ,i3 についての特性
曲線に対応するB=BCDn/(C・Dn)を演算し、
その結果をB1 ,B2 ,B3 (以下、これらを総称する
場合はBnと記す)として記憶する。
n、C、Xmnを、上記(5)式但し書きに示すE=
{B・Xm− tan(π/2C)}/{B・Xm− tan-1
(B・Xm)}に代入し、FZ =i1 ,i2 ,i3 につ
いての特性曲線それぞれに対応するEを演算し、その結
果をE1 ,E2 ,E3 (以下、これらを総称する場合は
Enと記す)として記憶する。
は、3つの係数a9 ,a10,a11を用いて次式の如く表
せることが知られている。 E=(a9 FZ +a10){1−a11・ sin(β+Sh)} ・・・(11) 従って、上記ステップ220で求めたEnと、上記ステ
ップ214で求めたShnと、対応するin及びスリッ
プ角βとをそれぞれ上記(11)式中E,Sh,FZ ,
βに代入すれば、3つの未知数に対して3つの式を設定
することができ、未知数a9 ,a10,a11を特定するこ
とが可能である。更に、上記の如く判明したa9 ,
a10,a11を代入した場合、上記(11)式をEについ
ての一般式E(FZ )と扱うことができる。
テップ230の処理が終了したら、次いでステップ23
2においてEに関する係数a9 ,a10,a11を演算し、
更に、その後ステップ234で、Eについての一般式E
(FZ )を設定して今回の処理を終了することとしてい
る。この場合、以後、車輪荷重FZ が特定されれば、そ
のFZ に対するEが即座に特定できる。
行する場合、上記(5)式中に含まれる各係数B,C,
D,E、及び(β,CF )座標を(X,Y)座標に変換
するために用いるSh,Svを、全てFZ に対して一義
的に決定することができる。従って、ECU20におい
ては、必要に応じて任意のFZ について図9に示す如き
特性曲線を、すなわち、任意のFZ に対するスリップ角
βとコーナリングフォースCF との関係を表すタイヤモ
デルを設定することができる。
たタイヤモデルを用いて車両の走行状態を推定すべく実
行する車両状態推定ルーチンの一例のフローチャートを
示す。同図に示すルーチンにおいては、先ずステップ3
00において、着目した車輪にかかる現実の車輪荷重F
Z を読み込む。
定したタイヤモデルを用いて、車輪荷重がFZ である場
合にコーナリングフォースCF の変換値Yが最大となる
X、すなわちXm(図8参照)、及びスリップ角βを変
換値Xに変換する際の変換値Shを算出する。
輪についてのスリップ角βを読み込み、更に、ステップ
306では、上記ステップ302で読み込んだShを用
いて、スリップ角βを(X,Y)座標上の値X=β−S
hに変換する処理を行う。この場合、現実のスリップ角
βの変換後の値XがXm以下であれば、コーナリングフ
ォースCF がスリップ角βに比例する領域である、すな
わち車輪が適正なグリップ状態を維持していると判断で
き、一方、XがXmを超えていればスリップ角βがコー
ナリングフォースCF に対して飽和状態に達している、
すなわち車輪がスキッド限界に達していると判断でき
る。
処理に続き、ステップ308においてX≦Xmの成立性
を判断する。そして、上記条件が成立する場合はステッ
プ310へ進んで車両の走行状態が安定である旨を出力
して今回の処理を終了し、一方、上記条件が不成立であ
る場合はステップ312へ進んで車両の走行状態が不安
定である旨を出力して今回の処理を終了する。
に、各車輪の車輪荷重が反映されているため、車両の積
載状態等が変化した場合においても、常に高い推定精度
を維持することができる。また、ECU20が設定する
タイヤモデルには、現実の車両の運動状態が反映されて
いるため、タイヤの空気圧、溝深さ、路面μ等が変動す
れば、それらの変動状況が適宜タイヤモデルに反映され
る。このため、本実施例の車両状態推定装置によれば、
車両の走行条件の変化に追従して変動する適切なタイヤ
モデルに基づいた状態推定が行われることになり、常に
高い精度をもって車両状態を推定することができる。
してコーナリングフォースCF に着目し、コーナリング
フォースCF についてタイヤモデルを設定する構成とし
ているが、車輪の特性値はこれに限るものではなく、例
えば車両前後方向に発生する車輪の前後力、又は車輪を
直進方向に向かわせる復元トルク等を特性値として捕ら
え、それらについてタイヤモデルを設定することも可能
である。
10が前記した操舵角検出手段M1に、車速センサ12
が前記した車速検出手段M2に、フリージャイロ14が
前記した車両挙動検出手段M3に、また、荷重センサ1
6a〜16dが前記した荷重検出手段M4にそれぞれ相
当している。
の等価的な2輪車モデルを用いて車輪のスリップ角βを
推定することにより前記したスリップ角推定手段M5
が、また、車輪のコーナリングフォースCF を推定する
ことにより特性値推定手段M6が実現されている。
が上記図10に示す特性曲線同定ルーチン、及び上記図
11に示すタイヤモデル設定ルーチンを実行することに
より前記したタイヤモデル設定手段M7が、上記図12
に示す車両状態推定ルーチンを実行することで、前記し
た車両状態推定手段M8がそれぞれ実現されている。
デル設定手段において、車輪状態や路面μの変動が適宜
反映されたタイヤモデル、すなわち、車輪荷重に対する
特性値とスリップ角との関係を設定することができる。
によれば、現実の車輪荷重に対応し、また、車輪状態や
路面μの変動が反映された特性値とスリップ角との関係
に基づいて車輪のグリップ状態を判断することができ、
車両の走行中において常に精度良く車両の走行状態を推
定することができる。
ある。
成する各種センサの搭載状態を表す斜視図である。
である。
ナリングフォースCF を推定するために用いる4輪車の
等価的な2輪車モデルである。
F との関係を表す特性曲線の一例である。
F との関係を表す特性曲線を、変換座標上に表した場合
の一例である。
基づいて同定された特性曲線の一例である。
F との関係を表す一般形である。
るタイヤモデルの一例である。
ーチンの一例のフローチャートである。
定ルーチンの一例のフローチャートである。
ーチンの一例のフローチャートである。
Claims (1)
- 【請求項1】 操舵角を検出する操舵角検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 車両挙動を検出する車両挙動検出手段と、 車両荷重を検出する荷重検出手段と、 操舵角、車速、及び車両挙動に基づいて車輪のスリップ
角を推定するスリップ角推定手段と、 操舵角、車速、及び車両挙動に基づいて車輪の特性値を
推定する特性値推定手段と、 前記スリップ角推定手段の推定結果、前記特性値推定手
段の推定結果、及び前記荷重検出手段の検出結果に基づ
いて、任意の車輪荷重に対する特性値とスリップ角の関
係を表すタイヤモデルを設定するタイヤモデル設定手段
と、 該タイヤモデル設定手段が設定したタイヤモデルに基づ
いて車両状態を推定する車両状態推定手段とを備えるこ
とを特徴とする車両状態推定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1317695A JP3047762B2 (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 車両状態推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1317695A JP3047762B2 (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 車両状態推定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08198131A JPH08198131A (ja) | 1996-08-06 |
JP3047762B2 true JP3047762B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=11825884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1317695A Expired - Lifetime JP3047762B2 (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 車両状態推定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3047762B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003099636A1 (fr) * | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Dispositif de direction |
WO2003099635A1 (fr) * | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Dispositif de direction |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3458734B2 (ja) * | 1998-04-09 | 2003-10-20 | トヨタ自動車株式会社 | 車輌の運動制御装置 |
JP4531878B2 (ja) * | 1998-07-29 | 2010-08-25 | 株式会社エクォス・リサーチ | 車輌の変速制御装置 |
JP3729661B2 (ja) * | 1998-09-22 | 2005-12-21 | トヨタ自動車株式会社 | 車輌の運動制御装置 |
DE10102002A1 (de) * | 2001-01-18 | 2002-07-25 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zum Koordinieren von Eingriffen in das Fahrverhalten eines Fahrzeugs |
JPWO2006013645A1 (ja) * | 2004-08-06 | 2008-05-01 | 株式会社日立製作所 | 車両姿勢制御装置および方法 |
JP4613650B2 (ja) * | 2005-03-16 | 2011-01-19 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤの設計方法 |
US7469578B2 (en) | 2005-09-27 | 2008-12-30 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Method and apparatus for evaluating a cornering stability of a wheel |
JP4678311B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2011-04-27 | 株式会社アドヴィックス | 車両の進行方向判定装置 |
JP4915504B2 (ja) * | 2006-05-17 | 2012-04-11 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の操舵装置 |
JP5231923B2 (ja) * | 2008-10-01 | 2013-07-10 | 富士重工業株式会社 | 路面摩擦係数推定装置 |
WO2014002129A1 (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-03 | トヨタ自動車株式会社 | 車両制御装置 |
-
1995
- 1995-01-30 JP JP1317695A patent/JP3047762B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003099636A1 (fr) * | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Dispositif de direction |
WO2003099635A1 (fr) * | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Dispositif de direction |
US7260458B2 (en) | 2002-05-27 | 2007-08-21 | Jtekt Corporation | Steering device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08198131A (ja) | 1996-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | Road friction coefficient estimation for vehicle path prediction | |
US7908112B2 (en) | Dynamic observer for the estimation of vehicle lateral velocity | |
US8086367B2 (en) | Vehicle lateral velocity and surface friction estimation using force tables | |
US8078351B2 (en) | Estimation of surface lateral coefficient of friction | |
JP3539722B2 (ja) | 車両の路面摩擦係数推定装置 | |
JP3060923B2 (ja) | 車両状態推定装置 | |
US6904349B2 (en) | Method of estimating quantities that represent state of vehicle | |
JP3047762B2 (ja) | 車両状態推定装置 | |
US8050838B2 (en) | Kinematic estimator for vehicle lateral velocity using force tables | |
JP3060863B2 (ja) | 車両の挙動推定装置 | |
JP3369467B2 (ja) | 車両の重心高さの推定演算装置 | |
US7366598B2 (en) | Device for estimating drift amount of lateral acceleration sensor, device for correcting output of lateral acceleration sensor, and device for estimating road surface friction state | |
JP2001519285A (ja) | 自動車の状態変数を決定する方法 | |
JP2001334921A (ja) | 車両の路面摩擦係数推定装置 | |
US6898966B2 (en) | Road surface friction state estimating apparatus and method thereof | |
JP2002515972A (ja) | 車両の走行状態を示す量を決定する方法 | |
JP2008265545A (ja) | 車両の重心位置推定装置及び重心位置/ヨー慣性モーメント推定装置。 | |
JP3748334B2 (ja) | 車両の姿勢制御装置 | |
JP4319164B2 (ja) | 車両挙動状態推定装置 | |
JP3271956B2 (ja) | 車両の路面摩擦係数推定装置 | |
US7164974B2 (en) | Vehicle roll sensing using load shift estimation | |
JPH01267463A (ja) | 車体加速度の検出装置 | |
JP3271955B2 (ja) | 車両の路面摩擦係数推定装置 | |
JP3271964B1 (ja) | 車両の路面摩擦係数推定装置 | |
JPH11115720A (ja) | 路面摩擦係数の推定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090324 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100324 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110324 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110324 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120324 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120324 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130324 Year of fee payment: 13 |