JP3748334B2 - Attitude control device for a vehicle - Google Patents

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JP3748334B2 JP27815998A JP27815998A JP3748334B2 JP 3748334 B2 JP3748334 B2 JP 3748334B2 JP 27815998 A JP27815998 A JP 27815998A JP 27815998 A JP27815998 A JP 27815998A JP 3748334 B2 JP3748334 B2 JP 3748334B2
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啓一 北沢
宏和 奥山
清明 宮崎
一郎 津曲
冨士男 籾山
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日野自動車株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the accuracy in attitude control by estimating the slip ratio between a wheel and a road surface in a traveling direction of a vehicle by an arithmetic means to obtain the force in a longitudinal direction and that in a lateral direction to be applied to each wheel. SOLUTION: An attitude control device 1 takes the outputs of a yaw rate sensor 6 and a steering angle sensor 14 when the breaking operation is detected by a brake pressure sensor 12, and determines the wheel speed V' on the basis of the wheel rotating speed sensor 10 of the front and rear wheels 8, 9. Then it takes the detecting output Gx from a longitudinal acceleration sensor 18 to calculate the slip ratio sf in a tire force arithmetic part 2. The actual vehicle speed V is calculated by using the obtained value. Simultaneously, the slip ratio of each wheel is calculated on the basis of the actual speed V and the rotating speed of each wheel to be used as the longitudinal force Fx. Further each angle of side slip βf, βr of the front and rear wheels are determined on the basis of the actual speed V, the acceleration Gy in a lateral direction, the yaw rate ω, the steering angle δ or the like, and the force Fy in the lateral direction is determined on the basis of the braking force or the driving force acting on each wheel.

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、自動車に搭載して利用する。 The present invention utilizes and mounted on an automobile. 本発明は、車両の姿勢を自動的に検出し、車両に横すべりが発生しているとき、あるいは横すべりが発生する可能性があるときに、横すべりを防止するように車両の姿勢を演算制御する装置として利用する。 The present invention automatically detects the posture of the vehicle, when the side slip occurs in the vehicle, or when there is a possibility that the side slip is generated, apparatus for computing control the attitude of the vehicle to prevent skidding It is used as a. 本発明は、走行中の自動車で計測可能な値を取り込んでリアルタイムに演算を行い、車輪にスリップが発生しないように、あるいは車輪のスリップ状態が制御されるように車輪に与える駆動力または制動力を自動的に制御する装置に関する。 The present invention performs a calculation in real-time capture the measurable values ​​in automotive traveling, driving force applied to the wheel so as slip wheels does not occur, or slip state of the wheel is controlled or braking force the relates to a device for automatically controlled.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
滑りやすい路面で駆動輪に大きい駆動力を与えると、駆動輪がスリップを起こす。 When on a slippery road surface gives a large driving force to the drive wheels, the drive wheel causes a slip. このとき車両が横方向にスピンすることがある。 In this case the vehicle may spin in the horizontal direction. ブレーキの場合も同様であり、滑りやすい路面で車輪に大きい制動力を与えると、車輪がスリップ状態となり制動ができなくなる。 The same applies to the case of the brake, and give a large braking force to the wheels on a slippery road surface, the wheels can not be is braking the slip state. さらに、滑りやすい路面では、操舵を行うことにより車両が横すべりを起こすことがある。 Furthermore, the slippery road, the vehicle may cause sideslip by performing steering. 車両の操縦安定性を失うのは、このように駆動輪がスリップをはじめる、あるいは制動輪がスリップをはじめる、もしくは急な操舵が行われるなどに起因することが多い。 Lose steering stability of the vehicle is thus driven wheel begins to slip, or braking wheel begins to slip, or is often caused such a rapid steering is performed. したがって、駆動に際しては駆動輪がスリップすることのないように、スリップ限界以下の駆動力を与え、制動に際しては制動輪がスリップすることのないように、スリップ限界以下の制動力を与え、さらに急な操舵をしないように制御することが望ましい。 Therefore, so as not to drive wheels slips during driving, it gave the following driving force slip limit, so as not to brake wheels slips during braking, gave the following braking force slip limit, steeper it is desirable to control so as not to do steering.
【0003】 [0003]
従来からブレーキの電子制御装置や車両安定化制御装置(VSC、Vehicle Stability Control )などが知られている。 The electronic control device and the vehicle stability control device of a conventional brake (VSC, Vehicle Stability Control) and the like are known. ブレーキにかかわる電子制御装置の代表的なシステムはABS(Antilock Brake System )である。 Representative systems of the electronic control device according to the brake is ABS (Antilock Brake System). これは車輪に回転センサを設けて車輪回転を検出し、ブレーキ圧力が大きいときに車輪回転が停止すると、車輪と路面との間にスリップがあったものとして、ブレーキ圧力を断続制御するものである。 It detects a wheel rotation a rotation sensor provided in the wheel, the wheel rotation is stopped when the brake pressure is large, as there is a slip between the wheel and the road surface is for intermittently controlling the brake pressure . ABSは乗用車あるいは貨物車に広く普及し、ブレーキをかけながらもハンドルがきく装置として広く知られるところとなった。 ABS is widely used in passenger or freight vehicles, it became the place to be widely known as a handle is listening devices while applying the brake. 車両安定化制御装置(VSC)の代表的な装置としては、横すべり防止装置が知られている。 Exemplary apparatus for a vehicle stabilization control device (VSC), side slip prevention device is known. これは、運転者が操作入力する操舵角(ハンドル角度)から、運転者が進もうとしている針路を読取り、その針路に対して車速が大きすぎると、運転者がブレーキペダルを踏まなくとも自動的に減速のための制御がなされ、さらに針路から外れないように左右のブレーキ圧力を配分するなどの制御が行われる装置である。 It automatically from the steering angle operated by the driver input (steering wheel angle), reads the course that is about Susumo the driver, when the vehicle speed relative to the course is too large, the driver without step on the brake pedal to be made to control for deceleration, a device that is controlling, such as carried out further to distribute the braking pressure of the right and left so as not to deviate from course.
【0004】 [0004]
すでに知られている車両姿勢安定化装置(VSC)(特開昭63−279976号公報、特開平2−112755号公報など)をさらに説明すると、車両の走行中に運転者が操舵を行うと、車両の向きが変化し車両にロールが生じる。 Already known vehicle attitude stabilizing device (VSC) will be described (JP 63-279976 and JP Hei such 2-112755 JP) further, when the driver performs a steering while the vehicle is traveling, the orientation of the vehicle changes roll occurs in the vehicle. このとき操舵による旋回内輪のタイヤが路面のグリップ限界に達すると、内輪がいわゆるホイール・リフト傾向となり、車両が横すべりをはじめる。 At this time, when turning the inner ring of the tire by the steering reaches the grip limit of the road surface, the inner ring is a so-called wheel lift trend, vehicle begins to sideslip. 例えば、直線走行状態から運転者が左に操舵を行うと車両は右に傾斜する。 For example, when the driver from a straight running state to perform steering to the left vehicle tilts to the right. このとき、正常な状態ではその操舵に応じて車両が旋回するが、走行速度に対して操舵の速さが大きすぎると、車両は右に傾斜しながら左車輪が浮きぎみな状態となり、運転者の意図する方向より右寄りに進行することになる。 At this time, the vehicle turns in accordance with the steering in a normal state, the speed of steering is too large relative to the running speed, the vehicle is in a state left wheel is floating Gimi while inclined to the right, the driver It will proceed to the right than the intended direction of. このような車両の挙動は、走行レーンの逸脱や、極端な場合には車両の横転を招く原因となる。 Behavior of such vehicles, deviations and of the traveling lane, causing lead to vehicle rollover in extreme cases.
【0005】 [0005]
通常走行状態において、操舵の大きさと速さ、車両の速度、車両の横移動の速さ、および車両の向きの変化の速さ(ヨーレイト、車両の重心における垂直軸まわりの車両の回転加速度)を検出して演算することにより、車輪の横すべり開始点または内輪のホイールリフト開始点を予測し、横すべりあるいはホイールリフトが始まる前に車輪のブレーキ圧力を制御する装置が開発された。 In normal running conditions, the size and speed of the steering, the speed of the vehicle, the speed of lateral movement of the vehicle, and the speed of orientation changes of the vehicle (yaw rate, the rotational acceleration of the vehicle around a vertical axis at the center of gravity of the vehicle) by detecting and calculating to predict skid starting point or the inner ring of the wheel lift starting point of the wheels, controls the brake pressure of the wheel before the skid or wheel lift starting device have been developed. この車輪のブレーキ圧力制御は、必ずしも全輪同一のブレーキ圧力ではなく、一つの車輪について大きいあるいは小さいブレーキ圧力を印加して、車両の横すべりを防止するものである。 Brake pressure control of this wheel is not necessarily all-wheel identical brake pressure, by applying a larger or smaller brake pressure for one of the wheels, thereby preventing the side slip of the vehicle. このような装置は、原理的な構造や設計のみならず、経済性および耐久性などもよく検討され、乗用車については市販品に実装される段階に達した。 Such devices not only fundamental structure and design, such as economy and durability are well studied, it reaches a stage mounted on commercially available for passenger cars.
【0006】 [0006]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
このような従来例装置は、現在の操舵および制動を含む運転操作に係るパラメータと、現在の車両の挙動に係るパラメータから、すなわち現時点のパラメータからヨーレイトを演算し、これがあらかじめその車両について設定記憶された横すべりの可能性があるヨーレイトに達すると判定されたときに、自動的に車両のブレーキ圧力を制御するように構成されている。 Such prior art devices, and parameters relating to driving operations including current steering and braking, a parameter related to the behavior of the current vehicle, namely calculates a yaw rate from the current parameter, which is set and stored in advance for the vehicle and when the potential skid is determined to be reached yaw rate is configured automatically to control the brake pressure of the vehicle. この横すべりの可能性は、運転操作入力および各種センサ出力である車両の挙動データからリアルタイムに演算が実行され判定される。 This possibility of skidding, the operation in real time is being performed determined from the vehicle behavior data is driving operation input and the various sensor outputs.
【0007】 [0007]
例えば、高速度で緩やかな右カーブを通行中に運転者が右方向に操舵をしたところ車両が横すべりをはじめて、運転者が意図するレーンから逸脱して、左のレーンに入り込むような状態が発生したものと仮定する。 For example, the first time the vehicle where the driver during passing a gentle right-hand curve at high speed was the steering in the right direction sideslip, a departure from the lane in which the driver is intended, occurs state, such as to enter to the left of the lane it is assumed that was. 運転者はブレーキ操作を行い車輪に制動力が働くが、同時に姿勢制御装置はその制動力を各車輪に対して均一に配分するのではなく、右側の車輪の制動力が大きくなるように自動的に制御する。 Although the driver braking force to the wheels acts performed brake operation, rather than uniformly distributed to the attitude control system each wheel the braking force at the same time, automatically as the braking force of the right wheel is increased to control to. これにより、車両には右方向に引き戻されるような力が働く。 Thus, the vehicle force acts as pulled back in the right direction.
【0008】 [0008]
上の説明は、運転者がブレーキ操作を行うものとして説明したが、まだ走行レーンの逸脱がなく、車両に設けられたセンサからその車両が横すべりをはじめる可能性が高くなったことが検出されたときにも、姿勢制御装置は自動的にこれを検出して一部の車輪に対して姿勢が安定する方向に自動的に制動力を与える。 The above description, although the driver has been described as performing a braking operation, there is no still deviation lane, the vehicle from a sensor provided in the vehicle is detected to become likely to start sideslip when also, the attitude control device automatically gives the automatic braking force in the direction in which the posture is stabilized against the part it detects this wheel.
【0009】 [0009]
しかし、車両の進行方向において車輪と路面との間にスリップがある場合、操舵の大きさに対して車両の向きの変化は小さくなり、車両に横すべりを生じさせる力はその分だけ弱くなる。 However, if there is a slip between the wheel and the road surface in the traveling direction of the vehicle, the direction of change of the vehicle becomes smaller than the magnitude of the steering force that causes the skid to the vehicle is weakened by that amount.
【0010】 [0010]
本発明は、このような背景に行われたものであって、精度の高い車両の姿勢制御を行うことができる装置を提供することを目的とする。 The present invention, which was made in such a background, and an object thereof is to provide an apparatus capable of performing attitude control of high precision vehicle. 本発明は、車輪のスリップ限界を予測演算して、車輪のスリップ状態が制御されるように、制動力あるいは駆動力を与えることができる車両安定化制御を行う装置を提供することを目的とする。 The present invention predicts calculating the slip limit of the wheels, so that the slip state of the wheel is controlled, and to provide an apparatus for performing vehicle stabilization control can provide the braking force or driving force . 本発明は、車両の走行状態を安定化させる自動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an automatic control device for stabilizing a running state of the vehicle. 本発明は、車両の横転に結びつくような危険な状態を未然に防止する安定化制御装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a stabilization control device to prevent dangerous conditions such as lead to vehicle rollover occurring.
【0011】 [0011]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明は、車両走行時の姿勢を自動的に検出し、横すべりが発生しているとき、あるいは横すべり発生の可能性があるときに、車輪のスリップを推定配慮して横すべりを防止するように車両の姿勢を制御することを特徴とする。 The present invention is a vehicle as to automatically detect the posture when the vehicle running, when skidding occurs, or when there is a possibility of skidding occurs, preventing sideslip estimate consideration wheel slippage and controlling the attitude.
【0012】 [0012]
すなわち、本発明は、車両の質量M、その車両の重心から前輪軸までの距離Lf、その車両の重心から後輪軸までの距離Lr、およびその車両の重心まわりの慣性モーメントIを含む定数を車両モデルとして記憶する手段と、車両の前後方向および横方向の加速度Gx、Gy、車輪の回転速度から求められる車両速度V'および車両のヨーレイトωを電気信号として計測する手段と、前記車両モデルおよび前記電気信号からその車両の挙動を演算する手段と、その演算する手段の演算結果に基づき個別にかつ自動的に各車輪に与える制動力または駆動力を制御する手段とを備えた車両の姿勢制御装置において、前記演算する手段は、車両の進行方向における車輪と路面との間のスリップ率を推定し、そのスリップ率の下でその車両の各車輪に加 That is, the present invention provides a vehicle constants, including distance Lf of the mass M of the vehicle, the center of gravity of the vehicle to the front axle, the distance Lr to the rear wheel axle from the center of gravity of the vehicle, and the moment of inertia I about the center of gravity of the vehicle means for storing as a model, and means for measuring longitudinal and lateral accelerations Gx of the vehicle, Gy, the vehicle speed V 'and the vehicle is determined from rotational speed of the wheel yaw rate ω as an electrical signal, the vehicle model and the means for calculating the behavior of the vehicle from the electrical signal, the attitude control device for a vehicle and means for controlling the braking force or driving force applied to individually and automatically each wheel based on the calculation result of the means for the calculation in said means for calculating estimates the slip ratio between the wheel and the road surface in the traveling direction of the vehicle, pressurized to each wheel of the vehicle under the slip ratio る前後方向および横方向の力Fx、Fyを求める車輪力演算手段を含むことを特徴とする。 That longitudinal and transverse forces Fx, characterized in that it comprises a wheel force calculating means for calculating a Fy.
【0013】 [0013]
車両の前後方向の加速度Gxと車両速度V'を計測している車輪のスリップ率sとの関係が既知であり、前記車輪力演算手段は、計測された前後方向の加速度Gxからその車輪のスリップ率sを求め、このスリップ率sを用いて車両速度V'を補正することにより真の車速Vを求め、この真の車速Vと各車輪の回転速度とから各車輪のスリップ率を算出して、各車輪に加わる前後方向の力Fxを求める手段を含むことが望ましい。 The relationship between the slip rate s of the wheel which measures the longitudinal acceleration Gx and the vehicle speed V 'of the vehicle is known, the wheel force calculating means, a slip of that wheel from the front and rear is measured direction of the acceleration Gx It determined the rate s, determine the true vehicle speed V by correcting the vehicle speed V 'using the slip ratio s, calculates the slip ratio of each wheel from this true vehicle speed V and the rotational speed of each wheel , it is desirable to include a means for determining the longitudinal force Fx acting on each wheel.
【0014】 [0014]
前記車輪力演算手段はさらに、真の車速V、車両の横方向の加速度Gy、車両のヨーレイトω、車両の重心から前輪軸および後輪軸までのそれぞれの距離Lf、Lr、および舵角δから前輪および後輪のそれぞれの横滑り角βf、βrを求め、これらの横滑り角βf、βrと前記各車輪に実際に作用する制動力または駆動力とから、各車輪に実際に作用する横方向の力を求める手段を含むことが望ましい。 The wheel force calculating means further true vehicle speed V, the acceleration Gy in the lateral direction of the vehicle, yaw rate ω of the vehicle, each of the distance Lf from the center of gravity of the vehicle to the front axle and rear axle, Lr, and the front wheel from the steering angle δ and the rear wheel of each side slip angle .beta.f, seeking .beta.r, these side slip angle .beta.f, wherein the .beta.r from the braking force or the driving force actually acting on each wheel, the lateral force actually acting on each wheel it is desirable to include a means for obtaining.
【0015】 [0015]
車両の前後方向の加速度Gxとスリップ率sとの関係(これを以下「車輪特性」という)は、車輪と路面との摩擦係数によって異なる。 Relationship between longitudinal acceleration Gx and the slip rate s of the vehicle (referred to below which "wheel characteristic") varies depending on the friction coefficient between the wheel and the road surface. したがって、複数の摩擦係数に対してそれぞれの場合の車輪特性をあらかじめ記録しておき、路面状態に応じて、そのいずれかの車輪特性を選択して用いることがよい。 Therefore, in advance recorded wheel characteristics in each case for a plurality of friction coefficient, depending on the road conditions, it is possible to select and use one of its wheels properties. 実用的には、高、中、低の三つの摩擦係数に対して車輪特性を記録しておけば十分である。 In practice, high, medium, it is sufficient if a record of the wheel characteristics for low three friction coefficient.
【0016】 [0016]
実際の路面状態を判断するには、特開平4−135923号公報に開示された技術を用いることができる。 To determine the actual road surface condition can be used the technique disclosed in JP-A-4-135923. すなわち、車輪に与えた制動力または駆動力から、車輪が路面に対してスリップしたことにより、その路面の状態をリアルタイムにかつ自動的に検出する。 That is, the braking force or the driving force given to the wheel, by the wheel slips against the road surface, to detect the state of the road surface in real time and automatically. また、この技術を本願発明者らがさらに改良して本願とは別に特許出願した、リアルタイムに路面の摩擦係数を推定する方法および装置を利用することができる。 Also be utilized to separate patent application as the present application of this technology to improve the present inventors have further a method and apparatus for estimating the friction coefficient of the road surface in real time. この技術について以下に説明する。 This technique will be described below.
【0017】 [0017]
走行中の車両に生じる横方向加速度Gyについては数式Gy=V((dβ/dt)+ω) The formula for the lateral acceleration Gy generated in the vehicle traveling Gy = V ((dβ / dt) + ω)
V:車両速度β:車両の横すべり角dβ/dt:横すべり角βの時間微分値ω:ヨーレイトがなりたつので、横方向加速度センサ、車速センサおよびヨーレイトセンサから横方向加速度Gy、車両速度Vおよびヨーレイトωを電気信号として取込み、この数式により車両の横すべり角βの時間微分値dβ/dt = (Gy/V)−ω V: vehicle speed beta: vehicle slip angle d.beta / dt: time differential value of the lateral slip angle beta omega: since the yaw rate is established, the lateral acceleration sensor, lateral acceleration Gy from the vehicle speed sensor and a yaw rate sensor, the vehicle speed V and yaw rate omega capture as an electrical signal, the time differential value of the side slip angle of the vehicle β by this formula dβ / dt = (Gy / V) -ω
を求め、この横すべり角βの時間微分値dβ/dtを時間積分して横すべり角βを演算する。 The calculated, calculates the slip angle β by integrating the time derivative d.beta / dt of the lateral slip angle β time. なお、この段階では、車両速度Vとして実際には車輪の回転速度から求めた車両速度V'を用いる。 In this stage, actually used vehicle speed V 'obtained from the rotational speed of the wheel as the vehicle speed V. 得られた横すべり角βと車両の重心から前輪軸までの距離Lfとから、前輪の横すべり角βfがβf=β+(Lf/V)ω−δ (δ:前輪舵角) From the center of gravity of the resulting slip angle beta and the vehicle and the distance Lf to the front axle, front wheel side slip angle .beta.f is βf = β + (Lf / V) ω-δ (δ: front wheel steering angle)
と求められる。 It is determined to be.
【0018】 [0018]
一方、前輪に生じる横力をFf、後輪に生じる横力Frとすると、車両の重心を中心とする回転方向について、 On the other hand, the lateral force generated in the front wheels Ff, and a transverse force Fr generated in the rear wheel, the rotation direction around the center of gravity of the vehicle,
I(dω/dt)=2Ff・Lf−2Fr・Lr I (dω / dt) = 2Ff · Lf-2Fr · Lr
車両の横方向について、 For the transverse direction of the vehicle,
M・Gy=2Ff+2Fr M · Gy = 2Ff + 2Fr
の関係があるので、この両式および記憶した数値から前輪の横力Ffを数式Ff=(I(dω/dt)+M・Gy・Lr)/2(Lf+Lr) Since there is a relationship, the two equations and from the stored numerical front wheel lateral force Ff of the formula Ff = (I (dω / dt) + M · Gy · Lr) / 2 (Lf + Lr)
により演算する。 It is calculated by.
【0019】 [0019]
このようにして得られたβf、Ffから、車両前輪の路面摩擦係数μが、タイヤの諸元から求めたコーナリングパワーの定数をKfとして、数式μ=Ff/(Kf・βf) The thus obtained .beta.f, from Ff, the road surface friction coefficient of the vehicle wheel mu is a constant cornering power obtained from the specifications of the tire as Kf, formula μ = Ff / (Kf · βf)
により求められる。 The sought. なお、上記摩擦係数推定の手法は望ましい一例であり、これ以外の手法でも同様に本発明を実施することができる。 Incidentally, the method of the friction coefficient estimation is desirable example, it can be carried out in the same manner as in the present invention other than this method.
【0020】 [0020]
このように、本発明によれば、車両の進行方向において車輪と路面との間にスリップがある場合でも、車両に横すべりを生じさせる力を正確に推定でき、高い精度で姿勢安定化制御を行うことができる。 Thus, according to the present invention, even when there is a slip between the wheel and the road surface in the traveling direction of the vehicle, the forces that generate sideslip of the vehicle can be accurately estimated, provide attitude stabilization control with high precision be able to.
【0021】 [0021]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0022】 [0022]
【実施例】 【Example】
次に、本発明実施例装置を図面に基づいて説明する。 Next description will explain the present invention embodiment device in the drawings. 図1は本発明実施例装置のシステム構成を示す図、図2は本発明実施例装置の車両への実装例を示す斜視図である。 1 is a diagram, Figure 2 shows the system configuration of the present invention embodiment device is a perspective view showing a mounting example of the vehicle of the present invention embodiment apparatus.
【0023】 [0023]
本発明実施例姿勢制御装置1には、車両の質量M、その車両の重心から前輪軸までの距離Lf、その車両の重心から後輪軸までの距離Lr、およびその車両の重心まわりの慣性モーメントIを含む定数を車両モデルとして記憶する手段と、前後方向加速度センサ18、横方向加速度センサ4、車速センサ5およびヨーレイトセンサ6からの出力を取込み、車両の前後方向および横方向の加速度Gx、Gy、車輪の回転速度から求められる車両速度V'および車両のヨーレイト(ω)を電気信号として計測する手段と、車両モデルおよび電気信号からその車両の挙動を演算する手段と、その演算する手段の演算結果に基づき個別にかつ自動的に各車輪に与える制動力または駆動力を制御する手段とが備えられる。 The present invention embodiment posture control device 1, the mass M of the vehicle, the distance Lf from the center of gravity of the vehicle to the front axle, the distance Lr to the rear wheel axle from the center of gravity of the vehicle, and the moment of inertia I about the center of gravity of the vehicle means for storing a constant as the vehicle model including, longitudinal acceleration sensor 18, lateral acceleration sensor 4 takes the output from the vehicle speed sensor 5 and the yaw rate sensor 6, the longitudinal direction of the vehicle and the lateral acceleration Gx, Gy, means for measuring the vehicle speed V 'and the vehicle is determined from rotational speed of the wheel yaw rate (omega) as an electrical signal, means for calculating the behavior of the vehicle from the vehicle model and the electrical signals, operation result means that the calculated means for controlling the braking force or driving force applied to individually and automatically each wheel based on is provided. さらに、本発明の特徴として、前記演算する手段には、車両の進行方向における車輪と路面との間のスリップ率を推定し、そのスリップ率の下でその車両の各車輪に加わる前後方向および横方向の力Fx、Fyを求める車輪力演算手段が含まれる。 Further, as a feature of the present invention, the said means for calculating, longitudinal and transverse, which estimates a slip rate between a wheel and a road surface in the traveling direction of the vehicle, applied to each wheel of the vehicle under the slip ratio force Fx, include wheel force calculating means for calculating a Fy.
【0024】 [0024]
車輪力演算手段としてタイヤ力演算部2が備えられ、車両の前後方向の加速度Gxと車両速度V'を計測している車輪のスリップ率sとの関係が既知であり、前記車輪力演算手段には、計測された前後方向の加速度Gxからその車輪のスリップ率sを求め、このスリップ率sを用いて車両速度V'を補正することにより真の車速Vを求め、この真の車速Vと各車輪の回転速度とから各車輪のスリップ率を算出して、各車輪に加わる前後方向の力Fxを求める手段と、真の車速V、車両の横方向の加速度Gy、車両のヨーレイトω、車両の重心から前輪軸および後輪軸までのそれぞれの距離Lf、Lr、および舵角δから前輪および後輪のそれぞれの横滑り角βf、βrを求め、これらの横滑り角βf、βrと前記各車輪に実際に作用する制動力また Tire force calculating section 2 is provided as a wheel force calculating means, the relationship between the slip rate s of the wheel which measures the longitudinal acceleration Gx and the vehicle speed V 'of the vehicle is known, the wheel force calculating means obtains a slip rate s of the wheel from the acceleration Gx of the measured front-rear direction, obtains a true vehicle speed V by correcting the vehicle speed V 'using the slip rate s, each with the true vehicle speed V calculates the slip ratio of each wheel from the rotational speed of the wheel, means for determining the longitudinal force Fx acting on each wheel, the true vehicle speed V, the lateral vehicle acceleration Gy, the vehicle yaw rate omega, of the vehicle each distance Lf from the center of gravity to the front axle and rear axle, Lr, and the steering angle respectively of the side slip angle .beta.f of front and rear wheels from [delta], seek .beta.r, these side slip angle .beta.f, actually the the .beta.r to each wheel braking force acts also 駆動力とから、各車輪に実際に作用する横方向の力を求める手段とが備えられる。 A drive force, means for obtaining a lateral force actually acting on each wheel is provided.
【0025】 [0025]
さらに、本発明実施例姿勢制御装置1には、その制御出力装置の一部として、前輪8および後輪9に設けられた車輪回転速度センサ10およびブレーキ・ブースタ・アクチュエータ11に備えられたブレーキ圧センサ12の検出出力を取込み、スリップが発生したときにブレーキ圧力を断続的に制御するABS(自動制動制御装置)3が含まれる。 Furthermore, the present invention embodiment posture control device 1, as part of its control output device, the brake pressure provided to the wheel rotational speed sensor 10 and the brake booster actuator 11 provided on the front wheels 8 and rear wheels 9 takes in a detection output of the sensor 12 include ABS (automatic brake control apparatus) 3 that intermittently controls the brake pressure when the slip occurs.
【0026】 [0026]
姿勢制御装置1には、姿勢安定制御に必要とされるその他の制御情報として、操舵ハンドル13の操舵角を検出する操舵角センサ14、電子ガバナ15に備えられたガバナセンサ16、および車両のロールレイトを検出するロールレイトセンサ17の出力が接続される。 The posture control device 1, the posture stability as other control information required to control the steering angle sensor 14, Gabanasensa 16 provided in the electronic governor 15, and the vehicle roll rate of detecting the steering angle of the steering wheel 13 the output of the roll rate sensor 17 for detecting are connected. また、姿勢制御装置1からブレーキ・ブースタ・アクチュエータ11および電子ガバナ15には制御信号が送出される。 Further, from the posture control device 1 to the brake booster actuator 11 and an electronic governor 15 control signal is sent.
【0027】 [0027]
本実施例では図1に示すように2軸構造の車両を例にその構成を説明したが、大型車両の場合には3軸あるいは4軸構造が用いられる。 In this embodiment, the vehicle of the two-axis structure as shown in FIG. 1 explained the configuration as an example, the three-axis or four-axis structure is used in the case of large vehicles. 本発明は3軸あるいは4軸構造であっても、必要とされる制御情報を取込むことができ、スリップ率sを同様に推定し、そのスリップ率sを制御情報として行われる自動制動制御、姿勢安定制御、その他の制御を2軸構造の車両同様に行うことができる。 Also the present invention is a 3-axis or 4-axis structure, The required can capture control information, as well as to estimate the slip ratio s, the automatic braking control performed the slip rate s as the control information, posture stabilization control can be carried out other control in the same manner vehicle biaxial structure.
【0028】 [0028]
次に、このように構成された本発明実施例姿勢制御装置1による姿勢制御動作について説明する。 Next, the thus configured for attitude control operation according to the present invention embodiment attitude control device 1 will be described.
【0029】 [0029]
姿勢制御装置1はプログラム制御されるコンピュータ回路を含む電子装置であり、車両の運転操作入力およびその車両の挙動データを入力としてその車両の運動状態を演算出力し、この演算出力にしたがって運転操作入力および外乱入力を安全側に修正する修正入力をその車両に与え姿勢の安定制御を行う。 Attitude control device 1 is an electronic device including a computer circuit that is programmed controlled, the motion state of the vehicle is calculated outputs a driving operation input and behavior data of the vehicle of the vehicle as an input, the driving operation input according to this operation output and a stable control of the given posture correction input to correct the disturbance input on the safe side in the vehicle. すなわち、その車両の物理特性を数値として保持する数値モデルと、その車両の運転操作入力をデータとして取込み数値モデルを参照して伝達関数によりその車両の応答を推測演算するオブザーバとが含まれ、伝達関数はk時点のデータX(k)がそのM時点前までの過去のデータに各時点毎に重み係数A(m)を乗じた値で表されるという自己回帰法(AR法)により求める。 In other words, a numerical model that holds the physical characteristics of the vehicle as a number, includes the observer to estimate calculating the response of the vehicle by reference to a transfer function uptake numerical model the driving operation input of the vehicle as data transfer function is obtained by a autoregressive process (AR) method that is represented by the value data X (k) is multiplied by the weighting factor a (m) at each time point in the past data up to the M time preceding time k.
【0030】 [0030]
例えば積載重量が変化したとき、積載荷姿が変化したとき、搭乗者数が変化したときなどに、その車両の実際の挙動と数値モデルの挙動とが一致しなくなる。 For example, when the load weight is changed, when the loading of packing is changed, such as when the number of passengers is changed, the behavior of the actual behavior and the numerical model of the vehicle will not match. このときに、車両の数値モデルにあらかじめ保持されているパラメタを自動的にその挙動に一致するように変更する。 At this time, it changed to match the automatically its behavior parameters which are held in advance in the vehicle of the numerical model. この更新は、運転操作入力あるいは外乱入力に対する車両の挙動が危険な程度より十分小さい安全な走行が行われているときに実行される。 This update is performed when the behavior of the vehicle with respect to the driving operation input or disturbance input is made small enough safe driving than the degree dangerous.
【0031】 [0031]
姿勢制御装置1の制御フローの一例は、通常制御について図3に示すとおりである。 An example of a control flow of the posture control device 1 is shown in FIG. 3 for the normal control.
【0032】 [0032]
また、積荷の状態が変わり、あるいは搭乗者の数が変わると、図4に例示する制御が行われて、車両モデルのパラメタが更新される。 Further, it changes the state of the cargo, or the number of passengers is changed, the control is performed that illustrated in FIG. 4, the parameters of the vehicle model is updated. この更新は常に修正の要否を監視することにより自動的に実行される。 The update is automatically performed by constantly monitoring the necessity of modifications. この車両データの更新は自己回帰法(AR法)で求めた伝達関数に基づき実行される。 Updating of the vehicle data is performed based on the transfer function determined by the autoregressive process (AR) method. 図4に示す更新モードのプロセスは図3に示すステップS4の中で実行される。 Update mode of the process shown in FIG. 4 is executed in step S4 shown in FIG. このように自己回帰法(AR法)を利用することにより現状に適する制御を行うことができる。 Thus it is possible to perform control suitable for the current situation by using the autoregressive method (AR) method to.
【0033】 [0033]
図5は本発明実施例にかかわる入力データの一例を示したもので、(a)には操舵角、(b)にはヨーレイト、(c)には横すべり角が示されている。 Figure 5 shows an example of the input data according to the present invention embodiment, the yaw rate, the slip angle in the (c) shown in the steering angle in (a), (b). 横軸は時間(秒)である。 The horizontal axis is the time (in seconds). 横軸は(a),(b),(c)に共通である。 The abscissa is common to (a), (b), (c). 操舵ハンドル13が操作されると、操舵角センサ14がこれを検出し(a)に示す操作データを姿勢制御装置1に送出する。 When the steering wheel 13 is operated, and sends a steering angle sensor 14 detects this operation data shown in (a) to the attitude control device 1. この操舵操作にともなってヨーレイトセンサ6がヨーレイトを検出し(b)に示す操作データを姿勢制御装置1に送出する。 The yaw rate sensor 6 with the steering operation and sends the operation data shown in detecting a yaw rate (b) to the posture control device 1. 同時に横方向加速度センサ4が横加速度を検出し(c)に示す操作データを姿勢制御装置1に送出する。 Sending lateral acceleration sensor 4 detects the lateral acceleration of the operation data shown in (c) to the posture control device 1 simultaneously. すなわち図5に示す(a)は入力であり、同(b)および(c)は車両の振る舞い(ビヘービア)を表す応答である。 That shown in FIG. 5 (a) is an input, the (b) and (c) is a response that represents the behavior of the vehicle (behaviors).
【0034】 [0034]
姿勢制御装置1はこれらのデータに基づいてこの車両の伝達関数を演算する。 Attitude control device 1 calculates the transfer function of the vehicle based on these data. 伝達関数は複素関数であり、現実的な一例を示すと、横軸に周波数をとり縦軸に振幅および位相を表示することにより表示することができる。 The transfer function is a complex function, indicating a realistic example, the vertical axis represents the frequency on the horizontal axis can be displayed by displaying the amplitude and phase. 比較的単純なモデルで考えると、振幅特性は周波数に対してなだらかな右下がりの曲線になり、位相特性は対応して右下がりの曲線になる。 Given a relatively simple model, the amplitude characteristic becomes the curve of gently downward sloping with respect to the frequency, the phase characteristic becomes the curve of downward-sloping correspondingly. 図6(a)および(b)はヨーレートについて振幅および位相の周波数特性を例示する図である。 FIGS. 6 (a) and (b) are diagrams illustrating frequency characteristics of amplitude and phase for the yaw rate. 図7(a)および(b)は横加速度について振幅および位相の周波数特性を例示する図である。 Figure 7 (a) and (b) are diagrams for lateral acceleration illustrating frequency characteristics of amplitude and phase. これらは実際のデータに基づいて演算された伝達関数を示す図である。 These are a graph showing a transfer function that is calculated based on actual data.
【0035】 [0035]
ここで車両の姿勢制御および更新について述べる。 Here we describe the attitude control and updating of the vehicle. このようにして伝達関数が定まると、この伝達関数を用いて車両の動特性を演算し、あらかじめ設定した一定の基準を越える異常な動きが予測される場合に、各車輪に異なるブレーキ圧力を与えて、車両の異常な動きを抑圧するような姿勢制御が行われる。 This way is determined transfer function, calculates the dynamic characteristics of a vehicle using the transfer function, when the abnormal movement beyond certain criteria set in advance is expected, giving a brake pressure that is different for each wheel Te, attitude control such as to suppress the abnormal movement of the vehicle is performed. これは従来から乗用車で実用化されている手法と同様であるので、ここでは詳しい説明を省略する。 Since this is the same as the technique is put into practical use in passenger cars conventionally, a detailed explanation will not be given here. この技術は商用車(トラック・バス)に実施するものであり、商用車では、積み荷の状況、乗客の人数配置などにより、車両の応答を表す伝達関数そのものが変動するので伝達関数の更新を行う。 This technology is being implemented in commercial vehicles (trucks and buses), the commercial vehicle, cargo status, due passenger number placement, and updates the transfer function so the transfer function itself represents the response of the vehicle is varied .
【0036】 [0036]
図6はこれを説明する図であり、すでに数値モデルに伝達関数として破線で示す特性の関数が蓄積されているものとする。 Figure 6 is a diagram to explain this, the function of the characteristic shown by the broken line as a transfer function already numerical model is assumed to be accumulated. これは積み荷が最大積載量の約3分の1程度の標準的な形態の場合のモデルである。 This cargo is a model of the standard form of approximately one-third of the maximum load. これに対して新たに追加の積み荷が積載されたとしよう。 Suppose newly added cargo contrast are stacked. そうすると、総重量も重心位置も変化する。 Then, the total weight may also change the position of the center of gravity. これにより当然に同じ操舵に対する車両の応答はちがってくる。 Response of the vehicle with respect to this by the course the same steering comes different. すなわちすでに蓄積されている伝達関数は変更しなければならない。 That transfer function which has already been stored must be changed. そこで、センサに現れる車両の振る舞いにしたがって伝達関数を改めて演算すると実線で示すように、すでに蓄積されている伝達関数とは異なる特性が現れる。 Therefore, as shown by the solid line when re calculating a transfer function in accordance with the behavior of the vehicle appearing in the sensor, different characteristics appear from the transfer function that has already been accumulated. この演算は図4で説明したように自動的に実行される。 This operation is automatically executed as described in FIG. そしてその差分つまり図6に斜線を施す領域があらかじめ設定された限界値より大きいときには、蓄積されているモデルそのものを実線で示すように、現在の状態を示す新たな演算値に更新する。 And when the area for receiving a hatching greater than the preset limit value to the difference, that Figure 6, as shown the model itself is accumulated in the solid line, is updated to a new calculated value indicating the current state. これは図4で説明したとおり自動的に実行される。 This is performed automatically as described in FIG. このような自動的な蓄積されている伝達関数の数値モデルを更新することにより、積み荷が変動したときや搭乗人員が変動したときなどにも、適正な姿勢制御を実行することができるようになる。 By updating the numerical model of such automatic stored electrical transfer function, also such as when and where boarding personnel when cargo is changed is changed, it is possible to perform a proper attitude control .
【0037】 [0037]
ここで、本発明の特徴とするところの制動力または駆動力の制御動作について説明する。 Here, a description will be given of the control operation of the braking force or the driving force of It is a feature of the present invention. この動作は図3に示すステップS4の中で実行される。 This operation is performed in the step S4 shown in FIG. 図8は本発明実施例姿勢制御装置による制動力または駆動力制御動作の流れを示すフローチャートである。 Figure 8 is a flow chart showing a flow of the braking force or the driving force control operation according to the present invention embodiment posture control device.
【0038】 [0038]
姿勢制御装置1は、ブレーキ圧センサ12の出力からブレーキが操作されたことを検出すると、ヨーレイトセンサ6および操舵角センサ14からの出力を取込むとともに、左右の前輪8および左右の後輪9の車輪回転速度センサ10からの検出出力を取込み、前輪8の車輪回転速度の大きい方から車両速度V′を求める。 Attitude control device 1 detects that the brake from the output of the brake pressure sensor 12 is operated, with taking the output from the yaw rate sensor 6 and the steering angle sensor 14, the left and right front wheels 8 and the left and right rear wheels 9 It takes in a detection output from the wheel rotation speed sensor 10, obtains the vehicle speed V 'from the side of the wheel rotational speeds of the front wheel 8 larger. すなわち、車輪回転速度の大きい車輪に対応する車両速度V′が真の車両速度Vに近いものとする。 That is, the vehicle speed V 'corresponding to the large wheel of the wheel rotational speed is as close to the true vehicle speed V.
【0039】 [0039]
次いで、前後方向加速度センサ18からの検出出力Gxを取込み、タイヤ力演算部2において、スリップ率(sf)を演算する。 Then, takes in a detection output Gx from the longitudinal acceleration sensor 18, the tire force calculating section 2 calculates a slip rate (sf). 図9は、ある路面摩擦係数において、制動時に発生する加速度Gyとスリップ率sfとの関係を示す特性図である。 9, in some road surface friction coefficient, is a characteristic diagram showing the relationship between the acceleration Gy and the slip ratio sf generated during braking. 同図(a)には1G制動時のスリップ率sfの求め方を示し、(b)には、同じ曲線を用いて、0.6G制動時のスリップ率sfの求め方を示す。 Shows how to determine the slip ratio sf at 1G braking in FIG. 6 (a), the (b), using the same curve, indicating the method of obtaining the slip rate sf at 0.6G braking. このようなタイヤ特性を路面摩擦係数の違いによりマップとして記憶しておき、測定された加速度Gxから、スリップ率sfを求める。 Such tire characteristic is stored as a map by the difference of road surface friction coefficient, the measured acceleration Gx, obtains the slip ratio sf.
【0040】 [0040]
このスリップ率sfの値を用いて、真の車両速度Vを次式により演算する。 Using the value of the slip ratio sf, it calculates the true vehicle speed V by the following equation.
【0041】 [0041]
V=V′/(1−sf) V = V '/ (1-sf)
0<sf<1 0 <sf <1
0:転がり、1:すべり次に、演算された真の車両速度、検出された横方向加速度Gyおよびヨーレイトωを用いて、車両の真の横すべり角βを数式β=∫((Gr/V)−ω)dt 0: Rolling, 1: slip following the computed true vehicle speed, using the detected lateral acceleration Gy and yaw rate omega, the true slip angle beta of the vehicle equation β = ∫ ((Gr / V) -ω) dt
により演算し、さらに、取込んだ前輪舵角δと、記憶された車両の重心から前輪軸までの距離Lfおよび車両の重心から後輪軸までの距離Lrとを用いて、前輪横すべり角(βf)および後輪横すべり角(βr)を数式βf=β+(Lf/V)ω−δ Calculated by, further comprising: a front wheel steering angle δ of the taken, by using the distance Lr to the rear wheel shaft from the distance Lf and the vehicle center of gravity from the center of gravity of the stored vehicle to the front axle, the front wheel side slip angle (.beta.f) and the rear wheel side slip angle (βr) formula βf = β + (Lf / V) ω-δ
βr=β−(Lr/V)ω βr = β- (Lr / V) ω
により演算する。 It is calculated by.
【0042】 [0042]
同時に、真の車速Vと各輪の回転速度とから各輪のスリップ率を算出して各輪の実際の制動力を求め、これを前後力Fxとして車両モデルの入力とする。 At the same time, we obtain the actual braking force of each wheel and calculates the slip ratio of each wheel from the true vehicle speed V and the rotational speed of each wheel, and the input of the vehicle model as a longitudinal force Fx.
【0043】 [0043]
図10(a)は横すべり角βと横力Fyとの関係を0G制動、0.6G制動および1G制動のそれぞれについて示した特性曲線であり、同図(b)はある横すべり角における制動時の加速度Gxと横力Fyとの関係を示した特性曲線である。 10 (a) is 0G braking the relationship between the slip angle β and the lateral force Fy, a characteristic curve shown for each of 0.6G braking and 1G brake, FIG. (B) is in braking the slip angle it is a characteristic curve showing the relationship between the acceleration Gx and the lateral force Fy.
【0044】 [0044]
この特性曲線に、演算した前輪の横すべり角βf、後輪の横すべり角βrおよび〔前後方向の加速度Gxを対応させて〕前後力Fxから得られる制動加速度から、スリップによる目減り分を加味した横力Frを求め車両モデルの入力とする。 This characteristic curve, the lateral force computed front wheel side slip angle .beta.f, from the resulting braking acceleration from the rear wheel side slip angle βr and [longitudinal acceleration Gx and in correspondence] longitudinal force Fx, which takes into account the ullage caused by slippage the input of vehicle models asked for Fr.
【0045】 [0045]
測定された前後方向の加速度Gxからスリップ率sを求めるためには、路面摩擦係数(μ)を知る必要がある。 To determine the slip rate s from the measured longitudinal acceleration Gx, it is necessary to know the road surface friction coefficient (mu). これをリアルタイムに推定する方法について以下に説明する。 The method of estimating it in real time will be described below. 図11は路面摩擦係数推定動作の流れを示すフローチャートである。 Figure 11 is a flow chart showing the flow of the road surface friction coefficient estimation operation.
【0046】 [0046]
路面摩擦係数の推定のためには、その車両に関する物理的な定数として、その車両の質量M、その車両の重心から前輪軸までの距離Lf、その車両の重心から後輪軸までの距離Lr、およびその車両の重心まわりの慣性モーメントIがあらかじめ記憶されている。 For estimation of the road surface friction coefficient, as a physical constant for the vehicle, the mass M of the vehicle, the distance Lf from the center of gravity of the vehicle to the front axle, the distance Lr to the rear wheel axle from the center of gravity of the vehicle, and moment of inertia I about the center of gravity of the vehicle is stored in advance. また、横方向加速度センサ4、車速センサ5およびヨーレイトセンサ6からの検出出力を電気信号として取込み、車両の横方向加速度Gy、車両速度Vおよび車両のヨーレイトωを計測する。 Further, the lateral acceleration sensor 4, measuring uptake, lateral acceleration Gy of the vehicle, the yaw rate ω of the vehicle speed V and the vehicle detection outputs from the vehicle speed sensor 5 and the yaw rate sensor 6 as an electrical signal. ここで、車両速度Vとしては、車輪の回転速度から求められる値で充分である。 Here, the vehicle speed V, a sufficient value determined from the rotational speed of the wheel.
【0047】 [0047]
車両の横すべり角をβ、この横すべり角βの時間微分値をdβ/dtとすると、横方向の加速度は、 The sideslip angle of the vehicle beta, when the time differential value of the lateral slip angle beta and d.beta / dt, the acceleration in the lateral direction,
Gy=V((dβ/dt)+ω) Gy = V ((dβ / dt) + ω)
の関係があるので、この数式により計測値を用いて横すべり角βの時間微分値dβ/dt=(Gy/V)−ω Since there is a relationship, time-differentiated value dβ / dt = (Gy / V) -ω sideslip angle β using the measurement value by the formula
を演算し、この横すべり角βの時間微分値を時間積分して横すべり角βを算出する。 Calculated, and calculates the side slip angle β by integrating the time derivative of the slip angle β time.
【0048】 [0048]
その車両の重心軸まわりの慣性モーメントI、ヨーレイトωの時間微分値dω/dt、前輪の横力Ff、重心から前輪軸までの距離Lf、後輪の横力Fr、重心から後輪軸までの距離Lr、車両の質量M、および車両の横方向加速度Gyは、車両の回転方向について、 Moment of inertia I about the central axis of the vehicle, the distance to the rear axle time differential value d [omega / dt of the yaw rate omega, the front wheel lateral force Ff, the centroid distance Lf to the front axle, the lateral force Fr of the rear wheels, the center of gravity lr, mass M, and the lateral acceleration Gy of the vehicle of the vehicle, the rotation direction of the vehicle,
I(dω/dt)=2Ff・Lf−2Fr・Lr I (dω / dt) = 2Ff · Lf-2Fr · Lr
の関係があり、車両の並進方向について、 There is a relationship, for the translation direction of the vehicle,
M・Gy=2Ff+2Fr M · Gy = 2Ff + 2Fr
の関係がある。 Relationship of.
【0049】 [0049]
この二つの関係式から前輪8に生じる横力Ffは、 Lateral force Ff generated at the front wheel 8 from the two relational expression,
Ff=(I(dω/dt)+M・Gy・Lr)/2(Lf+Lr) Ff = (I (dω / dt) + M · Gy · Lr) / 2 (Lf + Lr)
により求められる。 The sought.
【0050】 [0050]
また、前輪8の正味の横すべり角βfは、図12に示すように、車両が速度Vで走行中に車両の重心まわりに生じるヨーレイトがωであるとすると、前輪に生じる横すべり角は車両の重心から前輪軸までの距離がLfであるので、操舵が行われない状態では横すべり角はβ+(Lf/V)ω Further, the side slip angle βf of the net of the front wheel 8, as shown in FIG. 12, when the vehicle yaw rate occurring in the center of gravity around the vehicle during traveling at a speed V is assumed to be omega, the side slip angle generated in the front wheels of the vehicle center of gravity since the distance to the front wheel axis is Lf from, the side slip angle is in a state in which the steering is not performed β + (Lf / V) ω
となるが、舵角δで操舵が行われたときには、前記横すべり角は、操舵が行われない状態から舵角δを差し引いてβf=β+(Lf/V)ω−δ Becomes a, when the steering by the steering angle [delta] is performed, the side slip angle, βf = β + (Lf / V) from a state where the steering is not performed by subtracting the steering angle [delta] omega-[delta]
の関係式で示される。 Represented by the relationship.
【0051】 [0051]
タイヤの諸元から求められるコーナリングパワーの定数Kfとすると、前輪8の路面摩擦係数μは数式μ=Ff/(Kf・βf) When constant Kf of cornering power determined from specifications of the tire, the road surface friction coefficient of the front wheels 8 mu formula μ = Ff / (Kf · βf)
で求められる。 Obtained by.
【0052】 [0052]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように本発明によれば、車両の進行方向における車輪のスリップを考慮して車両に横すべりを生じさせる力を正確に推定し、その推定に基づいて制動力または駆動力を適応的に制御することができるので、精度の高い車両の姿勢安定制御を行うことができる。 According to the present invention described above, considering the slip of the wheels in the traveling direction of the vehicle the forces that generate skid accurately estimated vehicle, the braking force or driving force based on the estimated adaptively can be controlled, it is possible to perform posture stabilization control of high precision vehicle.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明実施例装置のシステム構成を示す図。 It shows a system configuration of the present invention; FIG embodiment apparatus.
【図2】本発明実施例装置の車両への実装例を示す斜視図。 Perspective view illustrating a mounting example of the vehicle of the present invention; FIG embodiment apparatus.
【図3】本発明実施例姿勢制御装置による通常制御を説明するフローチャート。 Flowchart illustrating a normal control according to the present invention; FIG embodiment posture control device.
【図4】本発明実施例姿勢制御装置による車両モデルのパラメタ更新を説明するフローチャート。 Flowchart illustrating a parameter update of the vehicle model according to the invention, FIG embodiment posture control device.
【図5】(a)、(b)および(c)は本発明実施例姿勢制御装置の制御における操舵角、ヨーレイトおよび横すべり角の入力データを示す図。 [5] (a), (b) and (c) shows the input data of the steering angle, yaw rate and slip angle in the control of the present invention embodiment posture control device.
【図6】(a)および(b)は本発明実施例姿勢制御装置の制御における利得および位相によって表された伝達関数の一例を示す図。 6 (a) and (b) is a diagram showing an example of a transfer function represented by the gain and phase in the control of the present invention embodiment posture control device.
【図7】(a)および(b)は本発明実施例姿勢制御装置の制御における利得および位相によって表された伝達関数の別の例を示す図。 7 (a) and (b) is a diagram showing another example of a transfer function represented by the gain and phase in the control of the present invention embodiment posture control device.
【図8】本発明実施例姿勢制御装置による制動力または駆動力制御動作の流れを示すフローチャート。 [8] The present invention embodiment attitude control system flow chart showing a flow of the braking force or the driving force control operation by.
【図9】(a)および(b)はスリップ率と前後力との関係を示す特性図。 9 (a) and (b) are characteristic diagram showing the relationship between the slip ratio and the longitudinal force.
【図10】(a)は横すべり角と横力との関係を示す特性図、(b)は〔重力〕加速度と横力との関係を示す特性図。 [10] (a) is a characteristic diagram showing the relationship between the slip angle and the lateral force, (b) is a characteristic diagram showing the relationship between the [gravitational] acceleration and lateral force.
【図11】本発明実施例姿勢制御装置の路面摩擦係数推定装置による路面摩擦係数推定動作の流れを示すフローチャート。 [11] The present invention embodiment flowchart showing a flow of road surface friction coefficient estimation operation by the road surface friction coefficient estimating device of the attitude control device.
【図12】本発明実施例において路面摩擦係数推定に用いられる横すべり角を説明する図。 Figure 12 illustrates a side slip angle to be used in road surface friction coefficient estimated in the present invention embodiment.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 姿勢制御装置2 タイヤ力演算部3 ABS(自動制動制御装置) 1 attitude control device 2 tire force calculating section 3 ABS (automatic brake control apparatus)
4 横方向加速度センサ5 車速センサ6 ヨーレイトセンサ8 前輪9 後輪10 車輪回転速度センサ11 ブレーキ・ブースタ・アクチュエータ12 ブレーキ圧センサ13 操舵ハンドル14 操舵角センサ15 電子ガバナ16 ガバナセンサ17 ロールレイトセンサ18 前後方向加速度センサ 4 lateral acceleration sensor 5 speed sensor 6 yaw rate sensor 8 front 9 rear wheel 10 wheel rotational speed sensor 11 brake booster actuator 12 brake pressure sensor 13 steering wheel 14 steering angle sensor 15 electronic governor 16 Gabanasensa 17 roll rate sensor 18 the front-rear direction Acceleration sensor

Claims (2)

  1. 車両の質量M、その車両の重心から前輪軸までの距離Lf、その車両の重心から後輪軸までの距離Lr、およびその車両の重心まわりの慣性モーメントIを含む定数を車両モデルとして記憶する手段と、車両の前後方向および横方向の加速度Gx、Gy、車輪の回転速度から求められる車両速度V'および車両のヨーレイトωを電気信号として計測する手段と、前記車両モデルおよび前記電気信号からその車両の挙動を演算する手段と、その演算する手段の演算結果に基づき個別にかつ自動的に各車輪に与える制動力または駆動力を制御する手段とを備えた車両の姿勢制御装置において、 Mass M of the vehicle, means for storing a distance Lf from the center of gravity of the vehicle to the front axle, the distance Lr to the rear wheel axle from the center of gravity of the vehicle, and a constant containing the inertia moment I about the center of gravity of the vehicle as the vehicle model , longitudinal and lateral accelerations Gx of the vehicle, Gy, and means for measuring the vehicle speed V 'and the vehicle is determined from rotational speed of the wheel yaw rate ω as an electrical signal, of the vehicle from the vehicle model and the electrical signal It means for calculating the behavior, in the attitude control system of a vehicle and means for controlling the braking force or driving force applied to individually and automatically each wheel based on the calculation result of the means for the calculation,
    前記演算する手段は、車両の進行方向における車輪と路面との間のスリップ率を推定し、そのスリップ率の下でその車両の各車輪に加わる前後方向および横方向の力Fx、Fyを求める車輪力演算手段を含み Said means for calculating the wheel slip rate estimating a, determining the longitudinal and lateral forces Fx, Fy acting on each wheel of the vehicle under the slip ratio between the wheel and the road surface in the traveling direction of the vehicle wherein the force calculation means,
    路面摩擦係数の違いにおける制動時に発生する車両の前後方向の加速度Gxと車輪のスリップ率sとの対応関係を記述したマップを備え、 Includes a map describing the relationship between longitudinal acceleration Gx and the wheel slip ratio s of the vehicle occurring during braking in the road surface friction coefficient differences,
    前記車輪力演算手段は、 車輪回転速度の大きい車輪に対応する車両速度V′を求め、計測された前後方向の加速度Gxから前記マップを参照してその車輪のスリップ率sを求め、このスリップ率sを用いて前記車両速度V'を補正することにより真の車速Vを求め、この真の車速Vと各車輪の回転速度とから各車輪のスリップ率を算出して、各車輪に加わる前後方向の力Fxを求める手段を含む ことを特徴とする車両の姿勢制御装置。 The wheel force calculating means obtains a vehicle speed V 'corresponding to the large wheel of the wheel rotational speed, determine the slip rate s of the wheel from the acceleration Gx of the measured front-rear direction with reference to the map, the slip rate obtains the true vehicle speed V by correcting the vehicle speed V 'with s, to calculate the slip ratio of each wheel from this true vehicle speed V and the rotational speed of each wheel, the front-rear direction applied to the respective wheel attitude control device for a vehicle, characterized in that it comprises a means for determining the force Fx.
  2. 前記車輪力演算手段は、真の車速V、車両の横方向の加速度Gy、車両のヨーレイトω、車両の重心から前輪軸および後輪軸までのそれぞれの距離Lf、Lr、および舵角δから前輪および後輪のそれぞれの横滑り角βf、βrを求め、これらの横滑り角βf、βrと前記各車輪に実際に作用する制動力または駆動力とから、各車輪に実際に作用する横方向の力Frを求める手段を含む請求項1記載の車両の姿勢制御装置。 The wheel force calculating means, the front and from the true vehicle speed V, the acceleration Gy in the lateral direction of the vehicle, yaw rate ω of the vehicle, each of the distance Lf from the center of gravity of the vehicle to the front axle and rear axle, Lr, and the steering angle δ each slip angle .beta.f of the rear wheel, determine the .beta.r, these side slip angle .beta.f, wherein the .beta.r from the braking force or the driving force actually acting on each wheel, the lateral force Fr acting actually on each wheel attitude control device for a vehicle of claim 1 further comprising means for determining.
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