JP3590608B2 - Vehicle turning control device and steering limit determination method - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の旋回時に車輪の制動力を制御し、旋回運動の安定化を図るべく旋回運動を修正する旋回制御装置と、旋回制御などにおいて、操舵角が路面に対して限界であることを判定する操舵限界判定法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両の旋回時における安定性を得るための制御技術としては、例えば、特開平8−310360号公報や、特許番号第3175369号公報などが開示されている。図9は、特開平8−310360号公報に開示された車両の旋回制御装置における制御機能を示す動作ブロック図である。図において、各種センサ1は、例えば、車輪速度Vw(i)を検出する車輪速センサ、ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ、前後加速度Gxと横加速度Gyとを検出する加速度センサ、ステアリングホイールの操舵角θを検出する操舵角センサ、ブレーキペダルのストロークStを検出するペダルストロークセンサなどのセンサ群を示すものであり、各種センサ1により検出された車両の情報は制御手段2に入力される。
【0003】
制御手段2に入力された情報はフィルタ3により平滑処理され、車両運動状態計算手段4と運転操作判断手段5とに入力される。車両運動状態計算手段4では車輪速度Vw(i)と前後加速度Gxと横加速度Gyとヨーレートγの各信号に基づき、車体速度Vbと重心スリップ角速度dβなど、車両の運動状態が算出される。運転操作判断手段5では操舵角信号θとブレーキペダルのストローク信号Stとに基づき、運転者によるステアリングホイールの操作状況やブレーキペダルの操作状況が判断され、車両運動状態計算手段4の算出結果と運転操作判断手段5の判断結果とが旋回判定手段6に入力され、旋回方向が判定される。
【0004】
車両運動状態計算手段4と運転操作判断手段5での算出・判断結果である操舵角θと車体速度Vbは目標ヨーレート計算手段7に入力され、車両の目標ヨーレートγtが計算される。さらに、要求ヨーモーメント計算手段8には目標ヨーレートγtと実ヨーレートγとが入力され、両者の偏差Δγと偏差微分Δγsとが求められ、これらの値から要求ヨーモーメントγdが計算される。ヨーモーメント制御手段9ではこの要求ヨーモーメントγdに応じて実ヨーレートγが目標ヨーレートγtに一致するよう制動力を制御する信号を生成し、この制御信号を制御信号選択手段10に与える。制御信号選択手段10ではこの信号を制御対象となる旋回運動の外側の前輪と内側の後輪とに対して各圧力ユニット11に振り分け、制動力を制御する。
【0005】
また、図10は特許番号第3175369号公報に開示された技術を示すものであり、この技術は前輪の操舵角δfと後輪の操舵角δrとを制御することにより車両の運動を制御するものである。この公報に示された車両制御装置は、コントローラ12と、操舵角センサ13、操舵トルクセンサ14、圧力センサ15、16、ヨーレートセンサ17、横加速度センサ18、車速センサ19の各センサ類と、前輪舵角アクチュエータ20、後輪舵角アクチュエータ21、スロットル開度アクチュエータ22の各アクチュエータ類とから構成されている。
【0006】
操舵角センサ13はステアリングホイールによる操舵角θhを、操舵トルクセンサ14はステアリングホイールに加えられる操舵トルクThを、圧力センサ15と16はステアリング装置に設けられたパワーシリンダの左室圧Plと右室圧Prを、ヨーレートセンサ17は車体のヨーレートγを、横加速度センサ18は車両の重心点における横加速度Gyを、車速センサ19は車速Vをそれぞれ検出してコントローラ12に与える。コントローラ12はこれらの各センサの信号を入力し、前輪舵角アクチュエータ20と後輪舵角アクチュエータ21とを操作して操舵を行うと共に、スロットル開度アクチュエータ22を操作して内燃機関の出力を制御する。
【0007】
例えばコントローラ12による前輪の舵角制御は、前輪が旋回限界を超えない状態においては車輪の舵角を運転者の操舵と車両の実際の運動との少なくとも一方を表す情報に基づき制御が行われるが、前輪が旋回限界を超えたときには前輪操舵角δfを減少せしめて車輪を旋回限界の超過から回復するように制御する。すなわち、前輪の旋回限界の超過度に応じて前輪舵角減少量Δδfを演算し、演算結果を前輪舵角アクチュエータ20に出力して旋回限界の超過を回復する。この前輪舵角減少量Δδfは次のようにして演算される。
【0008】
まず、前輪復元モーメント(路面反力トルク)Mfが、操舵トルクThと、パワーシリンダの左室圧Plと、右室圧Prと、前輪舵角アクチュエータ20に供給される電流ifとに基づき算出される。次に、前輪コーナリングフォースFfが横加速度Gyとヨーレートγの時間微分値に基づき算出される。続いて、前輪復元モーメントMfの絶対値の微分値ΔMfを、前輪コーナリングフォースFfの絶対値の微分値ΔFfで除算することにより、前輪復元モーメントの増加率ΔMf/ΔFfが算出される。さらに、算出された前輪復元モーメントの増加率ΔMf/ΔFfに対応する前輪舵角減少量Δδfが図11に示すような特性マップを用いて決定される。
【0009】
このような装置において、コーナリングフォースFfに対する旋回限界の関係は図12に示すようになる。図12はコーナリングフォースFfを横軸に、復元モーメントMfを縦軸にとって表したものである。図に示すように、復元モーメントMfはコーナリングフォースFfの増大と共に増加するが、コーナリングフォースFfがある一定値を越えるとコーナリングフォースFfの増大に対して復元モーメントMfは減少する傾向になる。特許番号第3175369号公報に開示された技術ではこの関係を用いて操舵が路面に対して限界であるかどうかを検出しており、限界を超過すれば前輪操舵角δfをΔδf分減少せしめ、前輪操舵角δfの減少が不足の場合にはスロットル開度アクチュエータ22を操作して減速するように構成されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように上記した従来技術では、前者は操舵角θと車体速度Vbとで目標ヨーレートγtを計算し、実ヨーレートとの偏差から車両の旋回を制御しているが、操舵が路面に対して限界であるかどうかの判定は、操舵角に対して実ヨーレートが追従しない状態を検出して判定されるので、コーナリングフォースが完全に飽和した後でないと検出されない。また、後者ではコーナリングフォースと復元モーメントとの関係から操舵が路面に対して限界であるかどうかを判定しており、コーナリングフォースの飽和前に判定ができるが、コーナリングフォースFfは各センサの値から推定した推定値であり、復元モーメントMfも同様に推定値であるため、旋回限界の超過度を正確に検出することは困難であった。
【0011】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、操舵が路面に対して限界である状態を、コーナリングフォースが飽和する前に路面反力トルクを用いて容易に判定し、この判定に基づき車両の旋回を制御することにより、車両の回頭性を向上させることが可能な車両用旋回制御装置、および、操舵限界判定法を得ることを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用旋回制御装置は、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段、前記車両の旋回運動を検出する車両運動状態検出手段、前記操舵角から前記車両の目標旋回運動を設定する目標車両運動設定手段、前記車両の転舵輪が路面から受ける路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段、前記操舵角の絶対値の増加に対して前記路面反力トルクの絶対値が増加から減少に転ずる路面反力トルクピーク点を検出すると共に、前記操舵角の絶対値が前記路面反力トルクピーク点あるいはこれより所定比率低い値における操舵角の絶対値より増加したとき操舵限界であると判定する操舵限界判定手段、前記車両運動状態検出手段の検出結果と前記目標車両運動設定手段の設定値とから前記車両の旋回運動を制御する旋回運動制御手段を備え、前記操舵限界判定手段が操舵限界であると判定したとき、前記旋回運動制御手段が旋回運動を助長する方向に制御内容を変更するようにしたものである。
【0013】
また、前記旋回運動制御手段は、前記車両運動状態検出手段、目標車両運動設定手段、および操舵限界判定手段からの出力を入力し要求制御量(Mu , Mo)を算出する要求ヨーモーメント計算手段と、上記要求制御量(Mu , Mo)を入力し車両旋回運動の開始及び終了の判定とアンダーステアリング抑制制御を行うかオーバーステアリング抑制制御を行うかの判定を行う制御開始終了判定手段と、各車輪のブレーキ液圧の増減率を算出する制動力調整量計算手段とからなり、各車輪のブレーキ液圧の増減率を各車輪毎に設定し、これに従って各車輪に対する制動力の分配を行うようにしたものである。
更に、操舵装置が電動パワーステアリング装置であり、操舵トルク検出手段とモータ電流検出手段とモータの回転加速度検出手段とを備えており、路面反力トルクが、操舵トルク値と、モータ電流にトルク定数を乗じた値と、モータの回転加速度とから算出されるようにしたものである。
【0014】
この発明に係る操舵限界判定法は、車両の操舵角と、車両の転舵輪が路面から受ける路面反力トルクと、前記操舵角の絶対値の増加に対して前記路面反力トルクの絶対値が増加から減少に転ずる路面反力トルクのピーク点とのそれぞれを検出し、前記路面反力トルクのピーク点における前記路面反力トルクの絶対値もしくはそれより所定比率低い値の前記路面反力トルクの絶対値における操舵角の絶対値を限界操舵角と設定し、前記操舵角の絶対値が前記限界操舵角を超えたときに操舵の限界と判定し、旋回運動を助長する方向に制御内容を変更するようにしたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1ないし図8は、この発明の実施の形態1による車両用旋回制御装置および操舵限界判定法を説明するもので、図1は、車両用旋回制御装置の全体構成を示すブロック図、図2は、ECUの動作を説明する機能ブロック図、図3は、電動パワーステアリング装置を説明する機能ブロック図、図4は、操舵限界判定の動作を説明するフローチャート、図5は、マップとして使用される操舵限界補正量の特性図、図6は、要求ヨーモーメント計算手段の制御量算出法を説明するブロック図、図7は、タイヤの横滑り角とコーナリングフォース、および、セルフアライニングトルクの関係を示す特性図、図8は、操舵角と路面反力トルクとの関係を示す特性図である。
【0016】
図1の車両用旋回制御装置において、23は車両の旋回運動を制御するECUであり、ECU23にはステアリングホイールの操舵角検出手段である舵角センサ24と、車両の旋回運動を検出するヨーレートセンサ25および横加速度センサ26と、ブレーキのマスターシリンダ圧を検出するM/C圧センサ27と、各車輪の速度を検出する車輪速センサ28と、後述する路面反力トルク検出手段29からの信号がそれぞれ入力され、ECU23はこれらの信号による演算結果をバルブ駆動信号Md(i)として油圧ユニット30に出力する。ここで、ヨーレートセンサ25が検出するヨーレートは車両に加わる実際のヨーレートであるから、以降、実ヨーレートと称する。
【0017】
また、油圧ユニット30はブレーキペダルに接続されたマスターシリンダ31と各車輪のホイールシリンダ32aないし32dとの間に圧力配管を介して接続されており、ECU23からの指令は、運転者によるマスターシリンダ31の操作とは独立して各車輪のホイールシリンダ32aないし32dの圧力を個別に制御するように構成されている。路面反力トルク検出手段29は、例えば、車両の前輪とステアリング軸とを連結するラックの前輪側の片側もしくは両側に設けられたロードセルや歪みゲージなど、歪み測定手段から構成でき、この構成の場合には前輪すなわち転舵輪のタイヤからの路面反力トルクがラックに圧縮力として働く力をラックの歪み量として検出する。また、電動パワーステアリング装置を備えた車両においては次のようにして路面反力トルクを得ることができる。
【0018】
図3は、電動パワーステアリング装置を備えた場合の機能ブロック図であり、運転者による操舵トルクを操舵トルク検出手段41が検出してモータ42により操舵をアシストするものである。モータ速度検出手段43はモータ42の回転速度を検出し、モータ加速度検出手段44はその加速度を検出する。モータ電流決定手段45は操舵トルクとモータ速度とモータ加速度と車速とを入力して目標トルクを演算し、この目標トルクに対応した目標電流値を算出する。この目標電流値とモータ電流検出手段46にて検出されたモータ42の実電流とが減算器47に入力されて両者の差が求められ、この差をゼロにするようにモータ駆動手段48がモータ42に与える電圧を決定する。モータ42にはこの電圧に応じた電流が与えられ、運転者の操舵トルクに応じて操舵をアシストする。
【0019】
路面反力トルク検出手段29は操舵トルク検出手段41の出力とモータ加速度検出手段44の出力とモータ電流検出手段46の出力とを入力して路面反力トルクを演算する。この路面反力トルクの演算は次の通りである。まず、ステアリング機構の運動方程式は次式にて表される。
J×dωs/dt=Thdl+Tmtr−Tfric−Treact ・・・・・(1)
ここに、Jはステアリング機構の慣性モーメント、dωs/dtはステアリング軸の回転加速度、Thdlは操舵トルク、Tmtrはステアリング軸換算のモータ出力トルク、Tfricはステアリング機構の摩擦トルク、Treactはステアリング軸換算の路面反力トルクである。
【0020】
この(1)式を路面反力トルクTreactにて解くと次式になり、路面反力トルクが得られる。
Treact=Thdl+Tmtr−J×dωs/dt−Tfric ・・・・・(2)
この路面反力トルクTreactの算出において、操舵トルクThdlは操舵トルク検出手段41が検出した値Tsensが使用されるものであり、モータ出力トルクTmtrはモータ電流検出手段46が検出するモータ電流Imtrにトルク定数Ktを乗ずることにより得ることができる。また、ステアリング軸の回転加速度dωs/dtはモータ加速度検出手段44が検出するモータ加速度と比例関係にあり、モータ加速度検出手段44の出力を使用することができる。
【0021】
摩擦トルクTfricはステアリング機構の回転速度に対してリレーとして作用するものであり、よく知られているように、リレーは制御工学上、等価線形化法により等価的にゲインと位相で表すことができる。また、このゲインと位相とを調整する最も一般的な方法としてフィルタが用いられる。従って、(2)は次の(3)式のように置き換えることができる。
Treact=LPF(Tsens+Kt×Imtr−J・dω) ・・・・・(3)
ここに、LPFは一次ローパスフィルタである。このようにすることにより、路面反力トルクTreactは各実測値から算出することができる。なお、一次ローパスフィルタの時定数は、折点周波数が0.05〜1.0Hzの間になるように定められる。
【0022】
また、車両の旋回運動を制御するECU23の機能は図2の機能ブロック図に示す通りであり、各種センサ(24ないし28)から入力される信号情報はフィルタ33により各センサ毎に定められたフィルタ定数に基づき平滑処理される。車両運動状態検出手段34は車輪速度Vw(i)と横加速度Gyと実ヨーレートγとを入力して車体速度Vbと旋回運動とを検出し、車体速度Vbを横加速度Gyおよび実ヨーレートγと共に出力する。車体速度Vbは、例えば、各車輪速度の内二番目に高速回転しているものを選択して演算し、旋回中においてはセンサの情報に基づき補正することができる。なお、車輪速度Vw(i)の(i)は各車輪を示すもので、i=1が左前輪、2が右前輪、3が左後輪、4が右後輪を表すものとする。
【0023】
目標車両運動設定手段35は目標旋回運動を設定するものであり、操舵角θを検出してステアリングホイールの操作を検知し、運転状態に応じた車両の旋回運動としての目標ヨーレートγtを次の(4)、(5)式にて求め出力する。
γt=LPF{Vb/(1+A×Vb2)×(δ/L)} ・・・・・(4)
δ=θ/ρ ・・・・・(5)
ここで、Aはスタビリティファクタ、Lはホイールベース、δは前輪舵角、ρはステアリングギヤ比である。
【0024】
操舵限界判定手段36は路面反力トルクTreactと操舵角θとを入力して操舵限界を判定し、後述する方法により操舵限界を超過した量に応じた操舵限界補正量Kpoを算出し出力する。要求ヨーモーメント計算手段37は、車両運動状態検出手段34と目標車両運動設定手段35と操舵限界判定手段36とが算出し、出力する各データを入力し、アンダーステアリング(以降USと称す)抑制要求ヨーモーメントMuおよびオーバーステアリング(以降OSと称す)抑制要求ヨーモーメントMo、すなわち、要求制御量を後述するような方法により算出する。
【0025】
制御開始終了判定手段38は上記の要求制御量MuとMoとを入力して車両旋回運動の開始および終了の判定と、US抑制制御を行うかOS抑制制御を行うかの判定を行う。すなわち、US抑制要求ヨーモーメントMuがUS抑制制御開始閾値Mstuを超えた場合にはUS抑制制御が選択され、信号Cuson=1が出力される。また、OS抑制要求ヨーモーメントMoがOS抑制制御開始閾値Mstoを超えた場合にはOS抑制制御が選択され、信号Coson=1が出力され、US抑制制御とOS抑制制御とが同時に開始条件を満たした場合にはOS抑制制御が優先して実施される。US抑制要求ヨーモーメントMuがUS抑制制御開始閾値Mstuを下回った場合、および、OS抑制要求ヨーモーメントMoがOS抑制制御開始閾値Mstoを下回った場合には抑制制御を終了する。
【0026】
制動力調整量計算手段39では各車輪のブレーキ液圧の増減率、すなわち、増減の時間的変化量dPw(i)を算出する。この算出手順は、まず、車両の旋回方向により制御すべき車輪を次のようにして選択する。US抑制制御を実施する場合には、旋回の内側になる後輪、または、前輪と後輪を制動力の増加側に選択し、他の車輪の一部または全部を制動力の減少側に選択する。また、OS抑制制御を実施する場合には旋回の外側になる前輪、または、前輪と後輪とを制動力の増加側に選択し、他の車輪の一部または全部を制動力の減少側に選択する。
【0027】
次に、各車輪のブレーキ液圧の増減率dPw(i)を各車輪毎に設定する。このdPw(i)の設定は、US抑制制御を実施する場合には、制動力の増加側に選択された車輪をUS抑制要求ヨーモーメントMuに比例した値とし、制動力の減少側に選択された車輪はUS抑制要求ヨーモーメントMuを負に反転した値に比例した値として算出する。また、OS抑制制御を実施する場合には制動力の増加側に選択された車輪をOS抑制要求ヨーモーメントMoに比例した値とし、制動力の減少側に選択された車輪はOS抑制要求ヨーモーメントMoを負に反転した値に比例した値として算出する。
【0028】
このように選択・算出された各車輪毎のブレーキ液圧の増減率dPw(i)はスリップコントローラ40に入力され、スリップコントローラ40は各車輪毎のブレーキ液圧の増減率dPw(i)に対応するブレーキ液圧調整用のバルブ駆動信号Md(i)を出力する。バルブ駆動信号Md(i)は、車輪のスリップSw(i)が許容スリップ率Slm以内であればブレーキ液圧の増減率dPw(i)に応じて増圧対象車輪のブレーキ液圧を増圧方向に制御し、許容スリップ率Slm以上であれば車輪のスリップSw(i)が許容スリップ率Slm以内に収束するようにブレーキ液圧を減圧方向に制御する。
【0029】
スリップコントローラ40から出力されるバルブ駆動信号Md(i)は図1にて説明した油圧ユニット30に与えられてこれを駆動し、各車輪のブレーキ液圧を制御して各車輪に対する制動力の分配が行われる。この制動力の分配により、実ヨーレートを目標ヨーレートに近付けるよう車両の運動を制御する。このようにして運転者の意志による車両の運動を道路状況や車両の特性などにより独立して制御するものである。従って、要求ヨーモーメント計算手段37と、制御開始終了判定手段38と、制動力調整量計算手段39と、スリップコントローラ40と、油圧ユニット30とで旋回運動制御手段を構成することになる。
【0030】
上記した操舵限界判定手段36による操舵限界補正量Kpoの算出方法を示したのが図4のフローチャートであり、このフローチャートは所定時間毎に繰り返されるものである。図4の点線枠にて囲まれたST1〜ST3はそれぞれ動作ブロックを示し、ST1は路面反力トルクTreactのピーク点を検出するステップであり、路面反力トルクピーク値の絶対値|Treacpk|とピーク点における操舵角の絶対値θpk0を記憶する。ST2は限界操舵角を検出するステップであり、操舵角が路面に対して限界に近いことを示す限界操舵角θpkを検出して記憶する。ST3は操舵限界を判定するステップであり、限界操舵角θpkから車両の操舵角が路面に対して限界であるかどうかを判定し、操舵角が限界操舵角である閾値θpkを超過している量に対応して操舵限界補正量Kpo算出する。
【0031】
各ステップについて動作を詳細を説明すると、まず、ST1の路面反力トルクTreactのピーク点を検出するブロックにおいて、ST11では操舵角θを入力してその絶対値|θ|が所定値θpkminを超えているかどうかを判定する。ここで|θ|>θpkminが成立している場合にはST12に進み、路面反力トルクTreactの絶対値|Treact|が前回記憶した路面反力トルクピーク値Treacpkと比較され、|Treact|>Treacpkが成立しておればST13に進む。ST13では操舵角の絶対値|θ|をピーク操舵角θpk0として記憶し、路面反力トルクの絶対値|Treact|を今回の路面反力トルクピーク値Treacpkとして記憶する。
【0032】
ST11での所定値θpkminを路面反力トルクのピーク値における操舵角の最小値として設定し、記憶しておくことにより、ST1のブロックでは操舵角がθpkmin以上に操作されているときにのみ路面反力トルクの絶対値とそのときの操舵角の絶対値とがそれぞれのピーク値として記憶されることになる。ルーチンが繰り返され、操舵角が大きくなる方向に変化している場合にはθpk0とTreacpkの値はルーチン毎に更新され続け、操舵角の変化がなくなればθpk0とTreacpkとは更新されないので、最後に記憶されたθpk0がピーク操舵角であり、Treacpkが路面反力トルクのピーク値となる。操舵角θが所定値以上になれば後述するように路面反力トルクは却って低下することになり、従って、このST1のブロックは操舵角に対する路面反力トルクピーク点検出手段として機能する。
【0033】
ST11またはST12が不成立の場合、およびST1が完了した場合には限界操舵角を検出するST2のブロックに進み、ST21において操舵角の絶対値|θ|と記憶されているピーク操舵角θpk0とが比較される。この比較において、|θ|<θpk0のとき、すなわち、ST1のブロックにて記憶した操舵角の絶対値に対して操舵角が小さくなったときにはST22に進んでピーク操舵角θpk0と限界操舵角θpkとに代わって操舵角絶対値|θ|の最大値|θ|maxが記憶され、路面反力トルクピーク値Treacpkに代わって0が記憶されて路面反力トルクピーク値の記憶値と限界操舵角とがリセットされる。ここでの|θ|maxは物理的な操舵角絶対値の最大値、もしくは、演算上の操舵角絶対値の最大値が使用される。
【0034】
ST21での比較結果が|θ|≧θpk0である場合にはST23に進み、路面反力トルクの絶対値|Treact|が、路面反力トルクピーク値Treacpkと係数Krtとの積と比較される。Krtは1以下の正の係数で、路面反力トルクピーク値Treacpkに対してどれだけ路面反力トルクを低下させた値を限界操舵角とするかを決める係数である。例えば、Krt=0.8とした場合には路面反力トルクピーク値に対して路面反力トルクの絶対値が20%低い値を限界操舵角とすることになり、余裕を与えることになる。
【0035】
ST23での比較結果が|Treact|≧Treacpk×Krtであった場合はST24に進み、限界操舵角θpkに操舵角絶対値|θ|の最大値|θ|maxが記憶され、限界操舵角θpkはリセットされる。比較結果が|Treact|<Treacpk・Krtであった場合にはST25に進んで操舵角絶対値|θ|と限界操舵角θpkとが比較され、|θ|<θpkであればST26において限界操舵角θpkに操舵角絶対値|θ|が記憶される。すなわち、限界操舵角θpkは、条件|Treact|<Treacpk×Krtが成立したときの最小の操舵角絶対値|θ|が記憶されることになる。
【0036】
すなわち、ST21で|θ|≧θpk0となることは操舵角は大きくなっており、操舵角が大きくなってST23で|Treact|<Treacpk×Krtとなるのは後述するように操舵角が路面反力トルクのピーク点を超過したことであるから、このルーチンにおける操舵角の絶対値|θ|が路面反力トルクのピーク点超過時の操舵角の最小値になり、これが限界操舵角θpkとなる。また、この限界操舵角θpkの値は、条件|Treact|<Treacpk×Krtが成立している間のみ有効であり、それ以外のときには|θ|maxが記憶されることになる。ST25が不成立の場合でも操舵角が路面反力トルクのピーク点を超過しているのでθpkはリセットされずにST3に進む。
【0037】
操舵限界を判定するブロックであるST3では、ST31において操舵角絶対値|θ|が、限界操舵角θpkに操舵限界判定終了オフセットθofofsを加えた値と比較される。ここで、|θ|≦θpk+θofofsであればST32において非操舵限界状態と判断され、操舵限界補正量Kpoに0が記憶される。|θ|>θpk+θofofsである場合にはST33に進み、操舵角の絶対値|θ|が限界操舵角θpkに操舵限界判定開始オフセットθonofsを加えた値と比較される。ここで|θ|>θpk+θonofsである場合にはST34に進み、操舵限界状態と判断されて操舵限界補正量KpoにFkpo(|θ|)が記憶される。
【0038】
このFkpo(|θ|)は|θ|の関数として定義され、例えば図5に示すような特性図をマップとして算出する。このマップは(|θ|−θpk)/θpkを横軸としてFkpo(|θ|)の値を示したものである。従って、限界操舵角θpkが小さい値であるほど操舵限界補正量Kpoは操舵角絶対値|θ|に対して敏感となり、限界操舵角θpkは路面の摩擦係数が小さいほど小さい値になるので摩擦係数が小さい路面ほど小さな操舵に対して大きな操舵限界補正量が得られることになる。ここで、操舵限界判定終了オフセットθofofsと操舵限界判定開始オフセットθonofsは制御的なマージンを設定するオフセット値であり、同一の値、もしくは、0とすることもできる。
【0039】
以上のように、このルーチンを繰り返すことにより、ST1のブロックでは路面反力トルクのピーク点が検出され、ST2のブロックでは路面反力トルクがピークであると判定されたときの操舵角の絶対値|θ|が限界操舵角θpkとして検出され、また、ST3のブロックではこの限界操舵角θpkに操舵限界判定終了オフセットθofofsと操舵限界判定開始オフセットθonofsとを加味することにより操舵限界が判定されると共に、操舵限界補正量Kpoが決定されることになる。このように操舵限界判定手段36には路面反力トルクピーク点検出手段として機能と、路面反力トルクに対する余裕度の設定手段と、操舵限界判定手段、および操舵限界補正量設定手段の機能を併せ持つことになる。
【0040】
次に、要求ヨーモーメント計算手段37による要求制御量の算出方法を図6に基づき説明する。図において、路面μ補正手段50は上記の(4)(5)式にて求めた目標ヨーレートγtを入力して路面の摩擦係数μに応じた値にクリップ処理することにより、OS(オーバーステア)用の目標ヨーレートγtoを算出する。減算器51は目標ヨーレートγtと実ヨーレートγとの差を求め、US(アンダーステア)の偏差γer0uを算出し、減算器52は実ヨーレートγとOS用の目標ヨーレートγtoとの差を求め、OS用の偏差γer0oを算出する。続いて旋回方向符号変換部53aと53bとはUS用の偏差γer0uとOS用の偏差γer0oとをそれぞれ入力して符号処理を行い、US用偏差γeruとOS用偏差γeroとに変換する。
【0041】
この符号処理はUS用偏差γeruの場合、右旋回時のヨーレートのときを正とすると実ヨーレートが負となる左旋回時におけるγer0uの符号を反転するものであり、実ヨーレートが正の場合(右旋回時)は反転しない。一方、OS用偏差γeroの場合には、実ヨーレートが正の場合にはγer0oの符号を反転し、実ヨーレートが負の場合には反転しない。このようにすることにより、旋回方向とは無関係に車両の実ヨーレートの絶対値が目標ヨーレートの絶対値より小さいとき、車両がアンダーステアリング傾向の場合にはUS用偏差γeruが正に設定され、車両がオーバーステアリング傾向の場合にはOS用偏差γeroが正に設定されることになる。
【0042】
US用偏差γeruとOS用偏差γeroとはそれぞれPDコントローラ54aと54bとに入力される。PDコントローラ54aと54bとではゲイン乗算器55aと55bとにおいてUS用偏差γeruとOS用偏差γeroとにゲインKrpuとKrpoとを乗算すると共に、微分器56aと56bとでUS用偏差γeruとOS用偏差γeroとを時間微分する。さらに、時間微分された各偏差にゲイン乗算器57aと57bによりゲインKrduとKrdoとをそれぞれ乗算し、ゲイン乗算器55aと55bの出力とゲイン乗算器57aと57bの出力とはそれぞれ加算器58aと58bとで加算され、各抑制要求ヨーモーメントMuとMoとが求められる。
【0043】
すなわち、各抑制要求ヨーモーメント(要求制御量)MuとMoとは、
Mu=Krpu×γeru+Krdu×(dγeru/dt) ・・・・・・・(6)
Mo=Krpo×γero+Krdo×(dγero/dt) ・・・・・・・(7)
として求められる。ここで、ゲインKrpuとKrdu、および、KrpoとKrdoは、車体速度Vbとステアリングホイールの操舵角θとステアリングホイールの角速度dθと横加速度Gyとによって予め設定されたマップより読み出されるゲイン係数である。
【0044】
また、US偏差用PDコントローラ54aのゲイン乗算器55aと57aとには操舵限界判定手段36にて算出された操舵限界補正量Kpoが入力され、ゲイン係数KrpuとKrduとは操舵限界補正量Kpoによってもその大きさが変更される。例えば、操舵限界補正量Kpoが0.5の場合にはKrpuとKrduとはそれぞれが1+0.5=1.5倍の値となる。また、KrpuとKrduの操舵限界補正量Kpoに対する重み付けを個別に設定することもでき、重み付け係数をそれぞれ1.0と1.2とした場合にはKrpuは1×(1+0.5)=1.5倍、Krduは1.2×(1+0.5)=1.8倍となる。
【0045】
ここで操舵限界補正量KpoはUS抑制要求モーメントMuの算出にのみ反映されるため、操舵限界判定による補正はアンダーステアリングの場合にのみ実施され、また、ゲインの係数が大きくなる方向に変更されるので、車両のアンダーステアリングをより抑制する方向に作用する。US抑制要求モーメントMuは制御開始終了判定手段38にも入力され、US抑制制御開始終了判定にも用いられるので、US抑制制御の開始がより早く実施される方向にも作用する。従って、旋回運動は助長され、回頭性を向上させることが可能になる。
【0046】
路面反力トルクのピーク値検出について図7と図8とにより説明すると次のようになる。図7は車輪(タイヤ)の横滑り角βfに対するコーナリングフォースとセルフアライニングトルクとの関係を示したものである。車輪の横滑り角βfが零近傍ではコーナリングフォースとセルフアライニングトルクとは共にβfの増加と共に増加するが、セルフアライニングトルクはβf=βftのときピーク値を示し、βfの値がβft以上に増加すれば減少する。βfの値がβft近傍ではコーナリングフォースはβfの値にほぼ比例して増加しており、βfの値がβfcまで増加すればコーナリングフォースは飽和状態となる。
【0047】
路面から操舵系に加わるステアリングホイールを戻す力、すなわち、路面反力トルクTreactと操舵角θとの関係は、コーナリングフォースが線形域であり車両がUS特性を示している場合には横滑り角βfと操舵角θとが略比例関係にあることから図8に示すようになる。路面反力トルクTreactのピーク値近傍ではコーナリングフォースは線形域内にあり、操舵限界判定による補正がアンダーステアリングの場合のみ実施されるので図8の関係により制御することが可能になる。
【0048】
路面反力トルクTreactはキングピンまわりのモーメントであるから車輪のセルフアライニングトルクとは特性の形状は異なるが、ピーク点はほぼ同一の横滑り角βf=βftのときに発生し、βft以上に増化すれば減少する。従って、操舵限界判定手段36で求めたピーク操舵角θpk0は横滑り角がβftのときの操舵角となる。また、コーナリングフォースが飽和状態となる横滑り角βfcでの路面反力トルクTreactは、横滑り角βfがほぼ0のときのニューマチックトレールとキャスタトレールとの値により定まる。
【0049】
従って、操舵限界判定のコーナリングフォース飽和点に対する余裕度は、操舵限界判定手段36にて設定した路面反力トルクピーク値Treacpkに対してどれだけ路面反力トルクを低下させた値を限界操舵角とするかを決める係数Krtにより車両の特性に応じて設定することができることになる。例えば、横滑り角βfがほぼ0のときのニューマチックトレールとキャスタトレールとがほぼ同一に設定されている場合、横滑り角βfcでの路面反力トルクTreactは路面反力トルクピーク値Treacpkのほぼ半分の値となる。
【0050】
以上のことから、係数Krtを0.5近傍に設定すればコーナリングフォースが飽和する直前まで操舵限界の判定がなされないように設定することができる。また、路面反力トルクピーク値Treacpkは路面の摩擦係数により変化するが、路面反力トルクの実測値の増減を操舵角の増減に対して判定することにより路面反力トルクピーク値Treacpkを求め、操舵限界の判定には路面反力トルクピーク値Treacpkに対する所定の比を閾値として設定しているので、路面の摩擦係数に依存することなく安定性を得ることができる。
【0051】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明の車両用旋回制御装置によれば、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段、前記車両の旋回運動を検出する車両運動状態検出手段、前記操舵角から前記車両の目標旋回運動を設定する目標車両運動設定手段、前記車両の転舵輪が路面から受ける路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段、前記操舵角の絶対値の増加に対して前記路面反力トルクの絶対値が増加から減少に転ずる路面反力トルクピーク点を検出すると共に、前記操舵角の絶対値が前記路面反力トルクピーク点あるいはこれより所定比率低い値における操舵角の絶対値より増加したとき操舵限界であると判定する操舵限界判定手段、前記車両運動状態検出手段の検出結果と前記目標車両運動設定手段の設定値とから前記車両の旋回運動を制御する旋回運動制御手段を備え、前記操舵限界判定手段が操舵限界であると判定したとき、前記旋回運動制御手段が旋回運動を助長する方向に制御内容を変更するようにしたので、操舵角が限界付近に達したことを容易に、また、確実に検出することができ、操舵角が限界付近に達したことを検出して車両の回頭性を向上することが可能になるものである。
【0054】
また、この発明に係る操舵限界判定法は、車両の操舵角と、操舵トルクとモータ電流とモータ加速度の各実測値から算出される路面反力トルクと、前記操舵角の絶対値の増加に対して前記路面反力トルクの絶対値が増加から減少に転ずる路面反力トルクのピーク点とのそれぞれを検出し、前記路面反力トルクのピーク点における前記路面反力トルクの絶対値もしくはそれより所定比率低い値の前記路面反力トルクの絶対値における操舵角の絶対値を限界操舵角と設定し、前記操舵角の絶対値が前記限界操舵角を超えたときに操舵の限界と判定し、旋回運動を助長する方向に制御内容を変更するようにしたので、操舵角が限界付近に達したことを容易に、また、正確に検出することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による車両用旋回制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】この発明の実施の形態1による車両用旋回制御装置のECUの動作を説明するブロック図である。
【図3】この発明の実施の形態1による車両用旋回制御装置に使用する電動パワーステアリング装置のブロック図である。
【図4】この発明の実施の形態1による操舵限界判定法の動作を説明するフローチャートである。
【図5】この発明の実施の形態1による操舵限界判定法に使用される操舵限界補正量の特性図である。
【図6】この発明の実施の形態1による車両用旋回制御装置の要求ヨーモーメント計算手段のブロック図である。
【図7】この発明の実施の形態1による車両用旋回制御装置のタイヤの横滑り角とコーナリングフォースなどの関係を示す特性図である。
【図8】この発明の実施の形態1による車両用旋回制御装置の操舵角と路面反力トルクの関係を示す特性図である。
【図9】従来の車両用旋回制御装置を示すブロック図である。
【図10】従来の車両用旋回制御装置を示すブロック図である。
【図11】従来の車両用旋回制御装置を説明する特性図である。
【図12】従来の車両用旋回制御装置を説明する特性図である。
【符号の説明】
23 ECU、24 舵角センサ(操舵角検出手段)、
25 ヨーレートセンサ、26 横加速度センサ、
27 M/C圧力センサ、28 車輪速センサ、
29 路面反力トルク検出手段、30 油圧ユニット、
31 マスターシリンダ、34 車両運動状態検出手段、
35 目標車両運動設定手段、36 操舵限界判定手段、
37 要求ヨーモーメント計算手段、38 制御開始終了判定手段、
39 制動力調整量計算手段、40 スリップコントローラ、
41 操舵トルク検出手段、42 モータ、43 モータ速度検出手段、
44 モータ加速度検出手段、45 モータ電流決定手段、
46 モータ電流検出手段、48 モータ駆動手段、
50 路面μ補正手段、53a、53b 旋回方向符号変換部、
54a、54b PDコントローラ、
55a、55b、57a、57b ゲイン乗算器、
56a、56b 微分器、58a、58b 加算器。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a turning control device that controls a braking force of a wheel during turning of a vehicle and corrects the turning motion to stabilize the turning motion, and that a steering angle is limited with respect to a road surface in turning control and the like. And a method for determining a steering limit.
[0002]
[Prior art]
As a control technique for obtaining stability during turning of the vehicle, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-310360 and Patent No. 3175369 are disclosed. FIG. 9 is an operation block diagram showing a control function in the turning control device for a vehicle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-310360. In the figure, various sensors 1 include, for example, a wheel speed sensor that detects a wheel speed Vw (i), a yaw rate sensor that detects a yaw rate γ, an acceleration sensor that detects a longitudinal acceleration Gx and a lateral acceleration Gy, and a steering angle of a steering wheel. It shows a group of sensors such as a steering angle sensor for detecting θ and a pedal stroke sensor for detecting the stroke St of the brake pedal, and information of the vehicle detected by the various sensors 1 is input to the control means 2.
[0003]
The information input to the control means 2 is smoothed by the filter 3 and input to the vehicle motion state calculation means 4 and the driving operation determination means 5. The vehicle motion state calculation means 4 calculates the vehicle motion state such as the vehicle speed Vb and the center-of-gravity slip angular speed dβ based on the signals of the wheel speed Vw (i), the longitudinal acceleration Gx, the lateral acceleration Gy, and the yaw rate γ. The driving operation determining means 5 determines the operating condition of the steering wheel or the brake pedal by the driver based on the steering angle signal θ and the stroke signal St of the brake pedal. The result of the determination by the operation determining means 5 is input to the turning determining means 6, and the turning direction is determined.
[0004]
The steering angle θ and the vehicle speed Vb, which are the results of calculation and judgment by the vehicle motion state calculating means 4 and the driving operation judging means 5, are input to the target yaw rate calculating means 7, and the target yaw rate γt of the vehicle is calculated. Further, the target yaw rate γt and the actual yaw rate γ are input to the required yaw moment calculating means 8, a deviation Δγ and a deviation derivative Δγs of both are obtained, and a required yaw moment γd is calculated from these values. The yaw moment control means 9 generates a signal for controlling the braking force so that the actual yaw rate γ matches the target yaw rate γt in accordance with the required yaw moment γd, and supplies the control signal to the control signal selection means 10. The control signal selecting means 10 distributes this signal to each pressure unit 11 for the front wheel and the rear wheel on the outside of the turning motion to be controlled, and controls the braking force.
[0005]
FIG. 10 shows a technique disclosed in Japanese Patent No. 3175369, which controls the motion of a vehicle by controlling a steering angle δf of a front wheel and a steering angle δr of a rear wheel. It is. The vehicle control device disclosed in this publication includes a controller 12, a steering angle sensor 13, steering torque sensors 14, pressure sensors 15, 16, a yaw rate sensor 17, a lateral acceleration sensor 18, a vehicle speed sensor 19, and front wheels. The actuator includes a steering angle actuator 20, a rear wheel steering angle actuator 21, and a throttle opening degree actuator 22.
[0006]
The steering angle sensor 13 indicates the steering angle θh of the steering wheel, the steering torque sensor 14 indicates the steering torque Th applied to the steering wheel, and the pressure sensors 15 and 16 indicate the left chamber pressure Pl and the right chamber of the power cylinder provided in the steering device. The pressure Pr, the yaw rate sensor 17 detects the yaw rate γ of the vehicle body, the lateral acceleration sensor 18 detects the lateral acceleration Gy at the center of gravity of the vehicle, and the vehicle speed sensor 19 detects the vehicle speed V, and gives them to the controller 12. The controller 12 receives the signals of these sensors, operates the front wheel steering angle actuator 20 and the rear wheel steering angle actuator 21 to perform steering, and operates the throttle opening actuator 22 to control the output of the internal combustion engine. I do.
[0007]
For example, the steering angle control of the front wheels by the controller 12 is performed based on information indicating at least one of the steering of the driver and the actual motion of the vehicle when the front wheels do not exceed the turning limit. When the front wheel exceeds the turning limit, the front wheel steering angle δf is decreased to control the wheel to recover from exceeding the turning limit. That is, the front wheel steering angle reduction amount Δδf is calculated according to the degree of excess of the turning limit of the front wheel, and the calculation result is output to the front wheel steering angle actuator 20 to recover from exceeding the turning limit. The front wheel steering angle reduction amount Δδf is calculated as follows.
[0008]
First, a front wheel restoring moment (road surface reaction torque) Mf is calculated based on the steering torque Th, the left chamber pressure Pl and the right chamber pressure Pr of the power cylinder, and the current if supplied to the front wheel steering angle actuator 20. You. Next, the front wheel cornering force Ff is calculated based on the time derivative of the lateral acceleration Gy and the yaw rate γ. Subsequently, by dividing the differential value ΔMf of the absolute value of the front wheel restoring moment Mf by the differential value ΔFf of the absolute value of the front wheel cornering force Ff, an increase rate ΔMf / ΔFf of the front wheel restoring moment is calculated. Further, the front wheel steering angle decrease amount Δδf corresponding to the calculated increase rate ΔMf / ΔFf of the front wheel restoring moment is determined using a characteristic map as shown in FIG.
[0009]
In such an apparatus, the relationship between the cornering force Ff and the turning limit is as shown in FIG. FIG. 12 shows the cornering force Ff on the horizontal axis and the restoring moment Mf on the vertical axis. As shown in the figure, the restoring moment Mf increases with an increase in the cornering force Ff, but when the cornering force Ff exceeds a certain value, the restoring moment Mf tends to decrease with an increase in the cornering force Ff. In the technology disclosed in Japanese Patent No. 3175369, whether or not the steering is at a limit with respect to the road surface is detected using this relationship. If the limit is exceeded, the front wheel steering angle δf is reduced by Δδf, and the front wheel is decreased. When the decrease in the steering angle δf is insufficient, the throttle opening actuator 22 is operated to decelerate.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the related art described above, the former calculates the target yaw rate γt using the steering angle θ and the vehicle speed Vb, and controls the turning of the vehicle based on the deviation from the actual yaw rate. The determination of the limit is performed by detecting a state in which the actual yaw rate does not follow the steering angle, and therefore is not detected until the cornering force is completely saturated. Also, in the latter, it is determined whether the steering is at a limit with respect to the road surface from the relationship between the cornering force and the restoring moment, and the determination can be made before the cornering force is saturated, but the cornering force Ff is determined from the value of each sensor. Since it is an estimated value and the restoration moment Mf is also an estimated value, it has been difficult to accurately detect the degree of excess of the turning limit.
[0011]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and a state where steering is limited with respect to a road surface is easily determined by using a road surface reaction force torque before a cornering force is saturated. It is an object of the present invention to obtain a vehicle turning control device capable of improving the turning performance of a vehicle by controlling the turning of the vehicle based on the above, and a steering limit determination method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The turning control device for a vehicle according to the present invention includes a steering angle detecting unit that detects a steering angle of the vehicle,Vehicle motion state detecting means for detecting the turning motion of the vehicle, target vehicle motion setting means for setting a target turning motion of the vehicle from the steering angle, and a road surface for detecting a road reaction torque received by the steered wheels of the vehicle from the road surface The reaction torque detection means detects a road reaction torque peak point at which the absolute value of the road reaction torque changes from an increase to a decrease with respect to an increase in the absolute value of the steering angle, and the absolute value of the steering angle is A steering limit judging means for judging a steering limit when the steering angle is greater than an absolute value of a steering angle at a peak point of a road surface reaction torque or a value lower than the predetermined ratio, a detection result of the vehicle motion state detecting means, and a target vehicle motion setting Turning motion control means for controlling the turning motion of the vehicle from the set value of the means.When the steering limit determining means determines that the steering limit is reached, the turning motion control means changes the control content in a direction to promote the turning motion.
[0013]
Further, the turning motion control means inputs outputs from the vehicle motion state detecting means, the target vehicle motion setting means, and the steering limit determining means, and inputs a required control amount (Mu). , Mo) for calculating the required yaw moment, and the required control amount (Mu) , Mo), control start / end determination means for determining the start and end of the vehicle turning motion, and determining whether to perform under-steering suppression control or over-steering suppression control, and the rate of increase or decrease of the brake fluid pressure of each wheel. The braking force adjustment amount calculating means calculates the rate of increase or decrease of the brake fluid pressure of each wheel for each wheel, and distributes the braking force to each wheel accordingly.
Further, the steering device is an electric power steering device, and includes a steering torque detecting unit, a motor current detecting unit, and a motor rotational acceleration detecting unit. The road surface reaction torque is a steering torque value, and the motor current is a torque constant. , And the rotational acceleration of the motor.
[0014]
In the steering limit determination method according to the present invention, the steering angle of the vehicle, a road surface reaction torque received by the steered wheels of the vehicle from the road surface, and an absolute value of the road surface reaction force torque with respect to an increase in the absolute value of the steering angle. Detects each peak point of road surface reaction torque that turns from increasing to decreasing,The absolute value of the road surface reaction torque at the peak point of the road surface reaction torque or the absolute value of the steering angle at the absolute value of the road surface reaction torque at a value lower by a predetermined ratio than the absolute value is set as a limit steering angle, and the steering angle is set. Is determined to be the steering limit when the absolute value of the steering angle exceeds the limit steering angle, and the control content is changed in a direction to promote the turning motion.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
1 to 8 illustrate a vehicle turning control device and a steering limit determination method according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing an entire configuration of the vehicle turning control device, and FIG. Is a functional block diagram illustrating the operation of the ECU, FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the electric power steering device, FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the steering limit determination, and FIG. 5 is used as a map. FIG. 6 is a block diagram illustrating a method of calculating a control amount of the required yaw moment calculating means, and FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a side slip angle of a tire, a cornering force, and a self-aligning torque. FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between the steering angle and the road surface reaction torque.
[0016]
In the turning control device for a vehicle shown in FIG. 1, reference numeral 23 denotes an ECU for controlling turning motion of the vehicle. The ECU 23 includes a steering angle sensor 24 as steering angle detecting means for a steering wheel, and a yaw rate sensor for detecting turning motion of the vehicle. 25 and a lateral acceleration sensor 26, an M / C pressure sensor 27 for detecting a master cylinder pressure of the brake, a wheel speed sensor 28 for detecting the speed of each wheel, and signals from road surface reaction torque detecting means 29 to be described later. The ECU 23 outputs the calculation results based on these signals to the hydraulic unit 30 as the valve drive signal Md (i). Here, since the yaw rate detected by the yaw rate sensor 25 is the actual yaw rate applied to the vehicle, it is hereinafter referred to as the actual yaw rate.
[0017]
The hydraulic unit 30 is connected via a pressure pipe between the master cylinder 31 connected to the brake pedal and the wheel cylinders 32a to 32d of the respective wheels, and a command from the ECU 23 is transmitted to the master cylinder 31 by the driver. The pressure of the wheel cylinders 32a to 32d of each wheel is individually controlled independently of the operation of. The road surface reaction torque detecting means 29 can be constituted by, for example, a strain measuring means such as a load cell or a strain gauge provided on one or both sides of the front wheel side of a rack connecting the front wheels of the vehicle and the steering shaft. In this method, the force of the road surface reaction torque from the tires of the front wheels, that is, the steered wheels, acting as a compressive force on the rack is detected as a rack distortion amount. In a vehicle equipped with an electric power steering device, a road surface reaction torque can be obtained as follows.
[0018]
FIG. 3 is a functional block diagram in the case where the electric power steering device is provided. The steering torque detecting means 41 detects the steering torque by the driver, and the steering is assisted by the motor 42. The motor speed detecting means 43 detects the rotation speed of the motor 42, and the motor acceleration detecting means 44 detects the acceleration. The motor current determination means 45 calculates the target torque by inputting the steering torque, the motor speed, the motor acceleration, and the vehicle speed, and calculates a target current value corresponding to the target torque. The target current value and the actual current of the motor 42 detected by the motor current detecting means 46 are input to a subtractor 47, and the difference between the two is obtained. The motor driving means 48 sets the motor driving means 48 so that the difference becomes zero. The voltage applied to 42 is determined. A current corresponding to the voltage is applied to the motor 42 to assist the steering according to the driver's steering torque.
[0019]
The road surface reaction torque detection unit 29 receives the output of the steering torque detection unit 41, the output of the motor acceleration detection unit 44, and the output of the motor current detection unit 46, and calculates the road surface reaction force torque. The calculation of the road surface reaction torque is as follows. First, the equation of motion of the steering mechanism is expressed by the following equation.
J × dωs / dt = Thdl + Tmtr−Tfric−Treact (1)
Here, J is the moment of inertia of the steering mechanism, dωs / dt is the rotational acceleration of the steering shaft, Thdl is the steering torque, Tmtr is the motor output torque in terms of the steering shaft, Tfric is the friction torque of the steering mechanism, and Treact is the steering shaft in terms of steering shaft. This is the road reaction torque.
[0020]
When this equation (1) is solved with the road surface reaction torque Treact, the following equation is obtained, and the road surface reaction torque is obtained.
Treact = Thdl + Tmtr−J × dωs / dt−Tfric (2)
In the calculation of the road surface reaction force torque Treact, a value Tsens detected by the steering torque detecting means 41 is used as the steering torque Thdl, and the motor output torque Tmtr is set to the motor current Imtr detected by the motor current detecting means 46. It can be obtained by multiplying by a constant Kt. Further, the rotational acceleration dωs / dt of the steering shaft is proportional to the motor acceleration detected by the motor acceleration detecting means 44, and the output of the motor acceleration detecting means 44 can be used.
[0021]
The friction torque Tfric acts as a relay with respect to the rotational speed of the steering mechanism. As is well known, the relay can be equivalently represented by gain and phase by an equivalent linearization method in control engineering. . A filter is used as the most general method for adjusting the gain and the phase. Therefore, (2) can be replaced by the following equation (3).
Treact = LPF (Tsens + Kt × Imtr−J · dω) (3)
Here, the LPF is a primary low-pass filter. In this way, the road surface reaction force torque Treact can be calculated from each measured value. The time constant of the first-order low-pass filter is determined such that the corner frequency is between 0.05 and 1.0 Hz.
[0022]
The function of the ECU 23 for controlling the turning motion of the vehicle is as shown in the functional block diagram of FIG. 2, and the signal information input from the various sensors (24 to 28) is The smoothing process is performed based on the constant. The vehicle motion state detecting means 34 receives the wheel speed Vw (i), the lateral acceleration Gy, and the actual yaw rate γ, detects the vehicle speed Vb and the turning motion, and outputs the vehicle speed Vb together with the lateral acceleration Gy and the actual yaw rate γ. I do. The vehicle speed Vb can be calculated, for example, by selecting the wheel speed that is the second highest rotating speed among the wheel speeds, and can be corrected based on sensor information during turning. (I) of the wheel speed Vw (i) indicates each wheel, and i = 1 indicates the left front wheel, 2 indicates the right front wheel, 3 indicates the left rear wheel, and 4 indicates the right rear wheel.
[0023]
The target vehicle motion setting means 35 sets a target turning motion, detects a steering angle θ to detect an operation of a steering wheel, and sets a target yaw rate γt as a turning motion of the vehicle according to a driving state to the following ( The values are obtained and output by equations 4) and (5).
γt = LPF {Vb / (1 + A × Vb2) × (δ / L)} (4)
δ = θ / ρ (5)
Here, A is a stability factor, L is a wheelbase, δ is a front wheel steering angle, and ρ is a steering gear ratio.
[0024]
The steering limit determining unit 36 receives the road surface reaction torque Treact and the steering angle θ to determine the steering limit, and calculates and outputs a steering limit correction amount Kpo corresponding to the amount exceeding the steering limit by a method described later. The required yaw moment calculating means 37 inputs the data calculated and output by the vehicle motion state detecting means 34, the target vehicle motion setting means 35, and the steering limit determining means 36, and requests understeering (hereinafter referred to as US) suppression. The yaw moment Mu and the oversteering (hereinafter referred to as OS) suppression request yaw moment Mo, that is, the required control amount, are calculated by a method described later.
[0025]
The control start / end determination means 38 inputs the required control amounts Mu and Mo and determines the start and end of the vehicle turning motion, and determines whether to perform the US suppression control or the OS suppression control. That is, when the US suppression request yaw moment Mu exceeds the US suppression control start threshold Mstu, the US suppression control is selected, and the signal Cuson = 1 is output. When the OS suppression request yaw moment Mo exceeds the OS suppression control start threshold Msto, the OS suppression control is selected, a signal Coson = 1 is output, and the US suppression control and the OS suppression control simultaneously satisfy the start condition. In this case, the OS suppression control is performed with priority. When the US suppression request yaw moment Mu falls below the US suppression control start threshold value Mstu, and when the OS suppression request yaw moment Mo falls below the OS suppression control start threshold value Msto, the suppression control ends.
[0026]
The braking force adjustment amount calculation means 39 calculates the rate of increase or decrease of the brake fluid pressure of each wheel, that is, the time change amount dPw (i) of the increase or decrease. In this calculation procedure, first, wheels to be controlled are selected according to the turning direction of the vehicle as follows. When implementing US suppression control, select the rear wheels, or the front and rear wheels, that are inside the turn, on the side that increases the braking force, and select some or all of the other wheels on the side that decreases the braking force. I do. Further, when performing the OS suppression control, the front wheels or the front wheels and the rear wheels outside the turn are selected to increase the braking force, and some or all of the other wheels are set to decrease the braking force. select.
[0027]
Next, an increase / decrease rate dPw (i) of the brake fluid pressure of each wheel is set for each wheel. When the US suppression control is performed, the setting of dPw (i) is such that the wheel selected on the increasing side of the braking force is set to a value proportional to the US suppression request yaw moment Mu, and is selected on the decreasing side of the braking force. The calculated wheel is calculated as a value proportional to a value obtained by inverting the US suppression request yaw moment Mu negatively. When performing the OS suppression control, the wheel selected on the increasing side of the braking force is set to a value proportional to the OS suppression request yaw moment Mo, and the wheel selected on the decreasing side of the braking force is set to the OS suppression request yaw moment. It is calculated as a value proportional to the value obtained by inverting Mo.
[0028]
The brake fluid pressure increase / decrease rate dPw (i) thus selected and calculated for each wheel is input to the slip controller 40, and the slip controller 40 corresponds to the brake fluid pressure increase / decrease rate dPw (i) for each wheel. A valve drive signal Md (i) for adjusting the brake fluid pressure is output. If the wheel slip Sw (i) is within the permissible slip ratio Slm, the valve drive signal Md (i) increases the brake fluid pressure of the wheel to be pressure-increased in accordance with the brake fluid pressure increase / decrease rate dPw (i). If the slip rate is equal to or more than the allowable slip rate Slm, the brake fluid pressure is controlled in the pressure decreasing direction so that the wheel slip Sw (i) converges within the allowable slip rate Slm.
[0029]
The valve drive signal Md (i) output from the slip controller 40 is supplied to the hydraulic unit 30 described with reference to FIG. 1 to drive the hydraulic unit 30, control the brake fluid pressure of each wheel, and distribute the braking force to each wheel. Is performed. The distribution of the braking force controls the motion of the vehicle so that the actual yaw rate approaches the target yaw rate. In this way, the motion of the vehicle according to the driver's will is independently controlled according to the road conditions and the characteristics of the vehicle. Therefore, the required yaw moment calculation means 37, the control start / end determination means 38, the braking force adjustment amount calculation means 39, the slip controller 40, and the hydraulic unit 30 constitute a turning motion control means.
[0030]
FIG. 4 is a flowchart showing a method of calculating the steering limit correction amount Kpo by the above-mentioned steering limit determining means 36, and this flowchart is repeated every predetermined time. ST1 to ST3 surrounded by a dotted frame in FIG. 4 indicate operation blocks, respectively. ST1 is a step of detecting a peak point of the road surface reaction torque Treact, and an absolute value | Treakpk | The absolute value θpk0 of the steering angle at the peak point is stored. ST2 is a step of detecting the limit steering angle, and detects and stores the limit steering angle θpk indicating that the steering angle is close to the limit with respect to the road surface. ST3 is a step of judging a steering limit, and judging from the limit steering angle θpk whether or not the steering angle of the vehicle is a limit with respect to the road surface, and determining whether the steering angle exceeds the threshold value θpk which is the limit steering angle. , The steering limit correction amount Kpo is calculated.
[0031]
The operation of each step will be described in detail. First, in the block for detecting the peak point of the road surface reaction force torque Treact in ST1, in ST11, the steering angle θ is input and the absolute value | θ | exceeds the predetermined value θpkmin. Is determined. Here, if | θ |> θpkmin holds, the process proceeds to ST12, where the absolute value | Treact | of the road surface reaction force torque Treact | is compared with the previously stored road surface reaction torque peak value Treapkk, and | Treact |> Treapkk If the condition is satisfied, the process proceeds to ST13. In ST13, the absolute value | θ | of the steering angle is stored as the peak steering angle θpk0, and the absolute value | Treact | of the road surface reaction torque is stored as the current road surface reaction torque peak value Treapkk.
[0032]
The predetermined value θpkmin in ST11 is set as the minimum value of the steering angle at the peak value of the road surface reaction torque, and is stored, so that in the block of ST1, only when the steering angle is operated at θpkmin or more, the road surface reaction is reduced. The absolute value of the force torque and the absolute value of the steering angle at that time are stored as respective peak values. The routine is repeated, and when the steering angle is changing in a direction to increase, the values of θpk0 and Treakpk are continuously updated for each routine, and when the steering angle is no longer changed, θpk0 and Treakpk are not updated. The stored θpk0 is the peak steering angle, and Treakpk is the peak value of the road surface reaction torque. If the steering angle θ becomes a predetermined value or more, the road surface reaction torque decreases rather as described later. Therefore, the block in ST1 functions as a road surface reaction torque peak point detecting means for the steering angle.
[0033]
If ST11 or ST12 is not satisfied, or if ST1 is completed, the process proceeds to block ST2 for detecting the limit steering angle, and in ST21, the absolute value | θ | of the steering angle is compared with the stored peak steering angle θpk0. Is done. In this comparison, when | θ | <θpk0, that is, when the steering angle becomes smaller than the absolute value of the steering angle stored in the block of ST1, the process proceeds to ST22, where the peak steering angle θpk0 and the limit steering angle θpk are set. Is stored instead of the steering angle absolute value | θ |, 0 is stored instead of the road surface reaction torque peak value Treacpk, and the stored value of the road surface reaction torque peak value and the limit steering angle are stored. Is reset. Here, the maximum value of the physical steering angle absolute value or the maximum value of the calculated steering angle absolute value is used as | θ | max.
[0034]
If the comparison result in ST21 is | θ | ≧ θpk0, the process proceeds to ST23, where the absolute value | Treact | of the road surface reaction torque is compared with the product of the road surface reaction torque peak value Treacpk and the coefficient Krt. Krt is a positive coefficient equal to or less than 1, and is a coefficient for determining how much the road surface reaction torque is reduced with respect to the road surface reaction torque peak value Treacpk as the limit steering angle. For example, when Krt = 0.8, a value in which the absolute value of the road surface reaction torque is 20% lower than the peak value of the road surface reaction force torque is set as the limit steering angle, and a margin is given.
[0035]
If the result of comparison in ST23 is | Treact | ≧ Treakpk × Krt, the process proceeds to ST24, where the maximum steering angle absolute value | θ || θ | max is stored in the limit steering angle θpk, and the limit steering angle θpk is Reset. If the result of the comparison is | Treact | <Treakpk · Krt, the operation proceeds to ST25, where the absolute steering angle value | θ | is compared with the limit steering angle θpk. If | θ | <θpk, the limit steering angle is determined in ST26. The steering angle absolute value | θ | is stored in θpk. That is, the minimum steering angle absolute value | θ | when the condition | Treact | <Treakpk × Krt is satisfied is stored as the limit steering angle θpk.
[0036]
That is, when | θ | ≧ θpk0 is satisfied in ST21, the steering angle is increased, and when the steering angle is increased and | Treact | <Treakpk × Krt is satisfied in ST23, the steering angle is determined as described below. Since the torque peak point has been exceeded, the absolute value | θ | of the steering angle in this routine becomes the minimum value of the steering angle when the road surface reaction torque exceeds the peak point, and this is the limit steering angle θpk. The value of the limit steering angle θpk is valid only while the condition | Treact | <Treakpk × Krt holds, otherwise | θ | max is stored. Even if ST25 is not satisfied, the steering angle exceeds the peak point of the road surface reaction torque, so that θpk is not reset and the process proceeds to ST3.
[0037]
In ST3, which is a block for determining the steering limit, in ST31, the absolute value of the steering angle | θ | is compared with a value obtained by adding a steering limit determination end offset θofofs to the limit steering angle θpk. Here, if | θ | ≦ θpk + θofofs, the non-steering limit state is determined in ST32, and 0 is stored in the steering limit correction amount Kpo. If | θ |> θpk + θofofs, the process proceeds to ST33, where the absolute value of the steering angle | θ | is compared with a value obtained by adding the steering limit determination start offset θonofs to the limit steering angle θpk. Here, if | θ |> θpk + θonofs, the process proceeds to ST34, where it is determined that the steering is in the steering limit state, and Fkpo (| θ |) is stored in the steering limit correction amount Kpo.
[0038]
This Fkpo (| θ |) is defined as a function of | θ |, and for example, a characteristic diagram as shown in FIG. 5 is calculated as a map. This map shows the value of Fkpo (| θ |) with (| θ | −θpk) / θpk as the horizontal axis. Therefore, the smaller the limit steering angle θpk is, the more sensitive the steering limit correction amount Kpo is to the steering angle absolute value | θ |, and the smaller the limit steering angle θpk is, the smaller the friction coefficient of the road surface is. As the road surface becomes smaller, a larger steering limit correction amount can be obtained for smaller steering. Here, the steering limit determination end offset θofofs and the steering limit determination start offset θonofs are offset values that set a control margin, and may be the same value or 0.
[0039]
As described above, by repeating this routine, the peak point of the road surface reaction torque is detected in the block of ST1, and the absolute value of the steering angle when the road surface reaction torque is determined to be the peak in the block of ST2. | Θ | is detected as the limit steering angle θpk. In the block of ST3, the steering limit is determined by adding the steering limit determination end offset θofofs and the steering limit determination start offset θonofs to the limit steering angle θpk. , The steering limit correction amount Kpo is determined. As described above, the steering limit determining unit 36 has a function as a road surface reaction torque peak point detecting unit, a unit for setting a margin for the road surface reaction force torque, a steering limit determining unit, and a steering limit correction amount setting unit. Will be.
[0040]
Next, a method of calculating the required control amount by the required yaw moment calculating means 37 will be described with reference to FIG. In the figure, the road surface μ correcting means 50 inputs the target yaw rate γt obtained by the above formulas (4) and (5) and clips it to a value corresponding to the road surface friction coefficient μ, thereby obtaining an OS (oversteer). Target yaw rate γto is calculated. A subtractor 51 calculates a difference between the target yaw rate γt and the actual yaw rate γ, calculates a deviation γer0u of US (understeer), and a subtractor 52 calculates a difference between the actual yaw rate γ and the target yaw rate γto for the OS. Is calculated. Subsequently, the turning direction code conversion units 53a and 53b receive the deviation γer0u for the US and the deviation γer0o for the OS, respectively, perform sign processing, and convert the deviation γeru for the US and the deviation γero for the OS.
[0041]
In the case of the US deviation γeru, this sign processing reverses the sign of γer0u during a left turn where the actual yaw rate becomes negative when the yaw rate during a right turn is positive, and when the actual yaw rate is positive ( (Right turn) does not reverse. On the other hand, in the case of the OS deviation γero, the sign of γer0o is inverted when the actual yaw rate is positive, and is not inverted when the actual yaw rate is negative. In this way, when the absolute value of the actual yaw rate of the vehicle is smaller than the absolute value of the target yaw rate, regardless of the turning direction, the US deviation γeru is set to be positive when the vehicle is under-steering, and , The OS deviation γero is set to be positive.
[0042]
The US deviation γeru and the OS deviation γero are input to the PD controllers 54a and 54b, respectively. The PD controllers 54a and 54b multiply the US deviation γeru and the OS deviation γero by the gains Krpu and Krpo in the gain multipliers 55a and 55b, and the differentiators 56a and 56b use the US deviation γeru and the OS deviation γeru. Time derivative of the deviation γero. Further, the time-differentiated deviations are multiplied by gains Krdu and Krdo by gain multipliers 57a and 57b, respectively, and the outputs of gain multipliers 55a and 55b and the outputs of gain multipliers 57a and 57b are respectively added to adders 58a and 58b. 58b, and the respective suppression request yaw moments Mu and Mo are obtained.
[0043]
That is, each of the suppression request yaw moments (request control amounts) Mu and Mo is
Mu = Krpu × γeru + Krdu × (dγeru / dt) (6)
Mo = Krpo × γero + Krdo × (dγero / dt) (7)
Is required. Here, the gains Krpu and Krdu, and Krpo and Krdo are gain coefficients read from a map set in advance based on the vehicle speed Vb, the steering angle θ of the steering wheel, the angular speed dθ of the steering wheel, and the lateral acceleration Gy.
[0044]
The steering multiplier correction amount Kpo calculated by the steering limit determining means 36 is input to the gain multipliers 55a and 57a of the US deviation PD controller 54a, and the gain coefficients Krpu and Krdu are determined by the steering limit correction amount Kpo. Are also changed in size. For example, when the steering limit correction amount Kpo is 0.5, Krpu and Krdu each have a value of 1 + 0.5 = 1.5 times. Also, the weighting of the steering limit correction amount Kpo of Krpu and Krdu can be individually set. When the weighting factors are 1.0 and 1.2, respectively, Krpu is 1 × (1 + 0.5) = 1. Five times, Krdu becomes 1.2 × (1 + 0.5) = 1.8 times.
[0045]
Here, since the steering limit correction amount Kpo is reflected only in the calculation of the US suppression request moment Mu, the correction based on the steering limit determination is performed only in the case of understeering, and the gain coefficient is changed in a direction in which the gain coefficient increases. Therefore, it acts in a direction to further suppress understeering of the vehicle. The US suppression request moment Mu is also input to the control start / end determination means 38, and is also used for the determination of the start / end of the US suppression control, so that it also acts in the direction in which the start of the US suppression control is performed earlier. Therefore, the turning motion is promoted, and the turning performance can be improved.
[0046]
The detection of the peak value of the road reaction torque will be described below with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 shows the relationship between the cornering force and the self-aligning torque with respect to the side slip angle βf of the wheel (tire). When the side slip angle βf of the wheel is near zero, both the cornering force and the self-aligning torque increase with the increase of βf, but the self-aligning torque shows a peak value when βf = βft, and the value of βf increases beyond βft. It will decrease. When the value of βf is near βft, the cornering force increases almost in proportion to the value of βf. When the value of βf increases to βfc, the cornering force becomes saturated.
[0047]
The force that returns the steering wheel from the road surface to the steering system, i.e., the relationship between the road surface reaction torque Treact and the steering angle θ, is determined by the side slip angle βf when the cornering force is in the linear range and the vehicle exhibits the US characteristics. Since the steering angle θ is substantially proportional to the steering angle θ, the result is as shown in FIG. In the vicinity of the peak value of the road surface reaction torque Treact, the cornering force is in the linear range, and the correction based on the steering limit determination is performed only in the case of the understeering, so that the control can be performed according to the relationship of FIG.
[0048]
Since the road surface reaction torque Treact is a moment around the kingpin, the shape of the characteristic is different from that of the wheel self-aligning torque, but the peak point is generated when the side slip angle βf = βft is substantially the same, and is increased to βft or more. It will decrease. Therefore, the peak steering angle θpk0 obtained by the steering limit determination means 36 is the steering angle when the side slip angle is βft. The road surface reaction torque Treact at the side slip angle βfc at which the cornering force is saturated is determined by the values of the pneumatic trail and the caster trail when the side slip angle βf is substantially zero.
[0049]
Accordingly, the margin of the steering limit determination with respect to the cornering force saturation point is determined by determining how much the road surface reaction torque is reduced with respect to the road surface reaction torque peak value Treacpk set by the steering limit determination unit 36 as the limit steering angle. It can be set according to the characteristics of the vehicle by the coefficient Krt that determines whether to do so. For example, when the pneumatic trail and the caster trail when the sideslip angle βf is substantially 0 are set to be substantially the same, the road surface reaction force torque Treact at the sideslip angle βfc is substantially half of the road surface reaction force torque peak value Treakpk. Value.
[0050]
From the above, if the coefficient Krt is set to around 0.5, it can be set so that the determination of the steering limit is not performed until immediately before the cornering force is saturated. Also, the road surface reaction torque peak value Treapkk changes depending on the friction coefficient of the road surface. However, the road surface reaction force torque peak value Treapkk is obtained by determining whether the measured value of the road surface reaction force torque is increased or decreased with respect to the increase or decrease of the steering angle. In the determination of the steering limit, a predetermined ratio to the road surface reaction force torque peak value Treapk is set as a threshold value, so that stability can be obtained without depending on the road surface friction coefficient.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the turning control device for a vehicle of the present invention, the steering angle detecting means for detecting the steering angle of the vehicle, the vehicle motion state detecting means for detecting the turning motion of the vehicle, and the vehicle based on the steering angle Target vehicle motion setting means for setting a target turning motion ofA road reaction torque detecting means for detecting a road reaction torque received by the steered wheels of the vehicle from a road surface; a road surface reaction in which the absolute value of the road reaction torque changes from an increase to a decrease with an increase in the absolute value of the steering angle; A steering limit determination that detects a force torque peak point and determines that the steering angle is a steering limit when the absolute value of the steering angle is greater than the absolute value of the steering angle at the road surface reaction torque peak point or at a value lower than the peak value by a predetermined ratio. Means, turning motion control means for controlling the turning motion of the vehicle from the detection result of the vehicle motion state detecting means and the set value of the target vehicle motion setting means,When the steering limit determining unit determines that the steering limit is reached, the turning motion control unit changes the control content in a direction that promotes the turning motion, so that it is easy to determine that the steering angle has reached near the limit. In addition, it is possible to reliably detect, and it is possible to improve the turning performance of the vehicle by detecting that the steering angle has reached the vicinity of the limit.
[0054]
Further, the steering limit determination method according to the present invention includes:Road surface reaction torque calculated from each measured value of steering torque, motor current and motor acceleration,Detecting the peak point of the road surface reaction torque where the absolute value of the road surface reaction torque changes from an increase to a decrease with respect to the increase in the absolute value of the steering angle,The absolute value of the road surface reaction torque at the peak point of the road surface reaction torque or the absolute value of the steering angle at the absolute value of the road surface reaction torque at a value lower by a predetermined ratio than the absolute value is set as a limit steering angle, and the steering angle is set. When the absolute value of the steering angle exceeds the limit steering angle, it is determined that the steering limit is reached, and the control content is changed in a direction that promotes the turning motion.Therefore, it is possible to easily and accurately detect that the steering angle has reached the vicinity of the limit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a vehicle turning control device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an operation of an ECU of the vehicle turning control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of an electric power steering device used in the vehicle turning control device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of a steering limit determination method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram of a steering limit correction amount used in the steering limit determination method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of a required yaw moment calculating means of the vehicle turning control device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a side slip angle of a tire and a cornering force of the turning control device for a vehicle according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a steering angle and a road surface reaction torque of the turning control device for a vehicle according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a conventional vehicle turning control device.
FIG. 10 is a block diagram showing a conventional vehicle turning control device.
FIG. 11 is a characteristic diagram illustrating a conventional vehicle turning control device.
FIG. 12 is a characteristic diagram illustrating a conventional vehicle turning control device.
[Explanation of symbols]
23 ECU, 24 steering angle sensor (steering angle detecting means),
25 yaw rate sensor, 26 lateral acceleration sensor,
27 M / C pressure sensor, 28 wheel speed sensor,
29 road surface reaction torque detecting means, 30 hydraulic unit,
31 master cylinder, 34 vehicle motion state detecting means,
35 target vehicle motion setting means, 36 steering limit determining means,
37 required yaw moment calculation means, 38 control start / end determination means,
39 braking force adjustment amount calculation means, 40 slip controller,
41 steering torque detecting means, 42 motor, 43 motor speed detecting means,
44 motor acceleration detecting means, 45 motor current determining means,
46 motor current detecting means, 48 motor driving means,
50 road surface μ correction means, 53a, 53b turning direction code conversion unit,
54a, 54b PD controller,
55a, 55b, 57a, 57b gain multiplier,
56a, 56b Differentiator, 58a, 58b Adder.

Claims (4)

車両の操舵角を検出する操舵角検出手段、前記車両の旋回運動を検出する車両運動状態検出手段、前記操舵角から前記車両の目標旋回運動を設定する目標車両運動設定手段、前記車両の転舵輪が路面から受ける路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段、前記操舵角の絶対値の増加に対して前記路面反力トルクの絶対値が増加から減少に転ずる路面反力トルクピーク点を検出すると共に、前記操舵角の絶対値が前記路面反力トルクピーク点あるいはこれより所定比率低い値における操舵角の絶対値より増加したとき操舵限界であると判定する操舵限界判定手段、前記車両運動状態検出手段の検出結果と前記目標車両運動設定手段の設定値とから前記車両の旋回運動を制御する旋回運動制御手段を備え、前記操舵限界判定手段が操舵限界であると判定したとき、前記旋回運動制御手段が旋回運動を助長する方向に制御内容を変更することを特徴とする車両用旋回制御装置。Steering angle detecting means for detecting a steering angle of the vehicle, vehicle motion state detecting means for detecting a turning motion of the vehicle, target vehicle motion setting means for setting a target turning motion of the vehicle from the steering angle , and steered wheels of the vehicle Road surface reaction torque detecting means for detecting a road surface reaction torque received from the road surface, a road surface reaction torque peak point at which the absolute value of the road surface reaction torque turns from an increase to a decrease with respect to an increase in the absolute value of the steering angle. A steering limit determining means for detecting, when the absolute value of the steering angle is greater than the absolute value of the steering angle at the peak value of the road reaction torque or at a value lower by a predetermined ratio than the peak value, the steering limit determining means; comprising a turning motion controlling means for controlling the detection result and the turning movement of the vehicle from a set value of the target vehicle motion setting means state detecting means, the steering limit decision means steering limit When it is determined that it is, the turning motion control means for a vehicle turning control device, characterized in that to change the control contents in the direction that promotes turning motion. 前記旋回運動制御手段は、前記車両運動状態検出手段、目標車両運動設定手段、および操舵限界判定手段からの出力を入力し要求制御量(MuThe turning motion control means inputs the outputs from the vehicle motion state detecting means, the target vehicle motion setting means, and the steering limit determining means and receives a required control amount (Mu). , , Mo)を算出する要求ヨーモーメント計算手段と、上記要求制御量(MuMo) calculating means for calculating the required control amount (Mu). , , Mo)を入力し車両旋回運動の開始及び終了の判定とアンダーステアリング抑制制御を行うかオーバーステアリング抑制制御を行うかの判定を行う制御開始終了判定手段と、各車輪のブレーキ液圧の増減率を算出する制動力調整量計算手段とからなり、各車輪のブレーキ液圧の増減率を各車輪毎に設定し、これに従って各車輪に対する制動力の分配を行うことを特徴とする請求項1に記載の車両用旋回制御装置。Mo), control start / end determination means for determining the start and end of the vehicle turning motion, and determining whether to perform under-steering suppression control or over-steering suppression control; 2. A brake force adjustment amount calculating means for calculating, wherein an increase / decrease rate of the brake fluid pressure of each wheel is set for each wheel, and the braking force is distributed to each wheel according to the set rate. Turning control device for vehicles. 操舵装置が電動パワーステアリング装置であり、操舵トルク検出手段とモータ電流検出手段とモータの回転加速度検出手段とを備えており、路面反力トルクが、操舵トルク値と、モータ電流にトルク定数を乗じた値と、モータの回転加速度とから算出されることを特徴とする請求項1に記載の車両用旋回制御装置。The steering device is an electric power steering device, and includes a steering torque detection unit, a motor current detection unit, and a motor acceleration detection unit. The road surface reaction torque is obtained by multiplying the steering torque value and the motor current by a torque constant. The turning control device for a vehicle according to claim 1, wherein the turning control device is calculated from the calculated value and a rotational acceleration of the motor. 車両の操舵角と、車両の転舵輪が路面から受ける路面反力トルクと、前記操舵角の絶対値の増加に対して前記路面反力トルクの絶対値が増加から減少に転ずる路面反力トルクのピーク点とのそれぞれを検出し、前記路面反力トルクのピーク点における前記路面反力トルクの絶対値もしくはそれより所定比率低い値の前記路面反力トルクの絶対値における操舵角の絶対値を限界操舵角と設定し、前記操舵角の絶対値が前記限界操舵角を超えたときに操舵の限界と判定し、旋回運動を助長する方向に制御内容を変更することを特徴とする車両用操舵限界判定法。The steering angle of the vehicle, the road surface reaction torque received by the steered wheels of the vehicle from the road surface, and the road surface reaction torque at which the absolute value of the road surface reaction torque changes from an increase to a decrease with an increase in the absolute value of the steering angle. A peak point of the road surface reaction torque, and limits an absolute value of the steering angle at an absolute value of the road surface reaction torque at a peak point of the road surface reaction torque or a predetermined ratio lower than the absolute value of the road surface reaction force torque. Setting a steering angle, determining that the steering limit is reached when the absolute value of the steering angle exceeds the limit steering angle, and changing the control content in a direction that promotes the turning motion. Judgment method.
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