JP5053139B2 - Vehicle behavior control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の挙動を制御する車両挙動制御装置に関し、特に、少なくとも車輪の制動または駆動によるタイヤ前後力を制御することによって車両にヨーモーメントを働かせて車両の挙動を制御する車両挙動制御装置に係るものである。 The present invention relates to a vehicle behavior control device that controls the behavior of a vehicle, and in particular, a vehicle behavior control device that controls the behavior of a vehicle by applying a yaw moment to the vehicle by controlling at least the tire longitudinal force by braking or driving of a wheel. It is related to.
従来から、車両に所望の運動を行わせるために、前後左右の車輪のタイヤ力(タイヤ横力、駆動力、制動力)を分配制御することによって車両にヨーモーメントが働くようにした技術が知られている(例えば特許文献1参照)。そして、車輪のタイヤ力配分に際しては、ヨーモーメント寄与度の大きい旋回外側前輪と旋回内側後輪とに対し、重点的にその制駆動力を制御して車両の挙動安定を図る手法が一般的に採られている。 Conventionally, a technique has been known in which yaw moment is applied to a vehicle by distributing and controlling the tire forces (tire lateral force, driving force, braking force) of the front and rear wheels in order to cause the vehicle to perform a desired motion. (See, for example, Patent Document 1). In the distribution of tire force on wheels, a method for stabilizing vehicle behavior by controlling the braking / driving force on the turning outer front wheel and the turning inner rear wheel, which have a large contribution to the yaw moment, is generally used. It is taken.
また、車両に所望の運動を行わせるために、装備された車両運動制御装置を複数用いて協調的に動作させる方法が知られている。例えば、各車輪の摩擦円の大きさから制御限界を算出し、それを基に各車輪への追加タイヤ発生力を決定するものや、各車輪のグリップ余裕度を求め、その状態に応じて車両運動制御装置の種類配分を変更するものが提案されている(特許文献2参照)。
しかしながら、従来の方法では、各車輪の摩擦円の大きさやグリップ余裕度をそれぞれ個別に計算する必要があり、そのためには路面μやSAT等から算出するため、時々刻々と変わる環境ではこれらの計算が容易でないことが多い。また、その余裕度に応じて制御装置の種類配分を変更する際にも、その指針となるグリップ余裕度の算出が容易でない場合、それぞれの車輪に対するタイヤ発生力を配分することや車両運動制御装置への配分を行うにも計算が容易ではなく、制御が遅れる虞があった。 However, in the conventional method, it is necessary to individually calculate the size of the friction circle and the grip margin of each wheel, and for that purpose, since the calculation is based on the road surface μ, SAT, etc., these calculations are performed in an environment that changes from moment to moment. Is often not easy. In addition, when changing the type allocation of the control device according to the margin, if it is not easy to calculate the grip margin as a guideline, the tire generation force for each wheel can be allocated or the vehicle motion control device However, the calculation is not easy even when the distribution is performed, and the control may be delayed.
そこで、本出願人は、車輪のタイヤ横力およびタイヤ前後力を個別に可変制御することによって車両の挙動を制御する車両挙動制御装置にとして、運転者による運転操作量から目標運動量を算出する目標運動量算出手段と、車輪の実舵角から規範運動量を算出する規範運動量算出手段とを備え、目標運動量算出手段の算出結果と規範運動量算出手段の算出結果との差が小さいほど、タイヤ前後力の制御割合を小さくするように構成したものを、特願2007−308251号として提案している。この車両挙動制御装置によれば、タイヤ横力とタイヤ前後力との協調制御に際し、各車輪のタイヤの荷重状態に応じて所望の運動を実現させるためのタイヤ発生力が容易に算出可能となる。 Therefore, the applicant of the present invention is a vehicle behavior control device that controls the behavior of the vehicle by individually and variably controlling the tire lateral force and the tire longitudinal force of the wheel, and calculates the target momentum from the driving operation amount by the driver. A momentum calculating means and a reference momentum calculating means for calculating a reference momentum from the actual steering angle of the wheel, and the smaller the difference between the calculation result of the target momentum calculation means and the calculation result of the reference momentum calculation means, Japanese Patent Application No. 2007-308251 has been proposed to reduce the control ratio. According to this vehicle behavior control device, in the coordinated control of the tire lateral force and the tire longitudinal force, it is possible to easily calculate the tire generating force for realizing a desired motion according to the tire load state of each wheel. .
ところが、この車両挙動制御装置においても、車輪の制駆動力を制御して車両にヨーモーメントを発生させる場合、状況に応じて旋回外側前輪および旋回内側後輪の2輪に対して最適なタイヤ力配分を行うため、配分したタイヤ前後力の和が制動力または駆動力を発生させることがあり、ドライバが減速感(制動感)や加速感(駆動感)を覚えることがあった。 However, also in this vehicle behavior control apparatus, when the yaw moment is generated in the vehicle by controlling the braking / driving force of the wheels, the optimum tire force is applied to the two wheels of the turning outer front wheel and the turning inner rear wheel depending on the situation. Since the distribution is performed, the sum of the distributed tire longitudinal forces may generate braking force or driving force, and the driver may feel a sense of deceleration (braking feeling) or acceleration feeling (driving feeling).
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、車輪の制駆動力を制御することによってヨーモーメントを発生させて車両の挙動を制御するに際し、車両の減速感または加速感を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and suppresses the feeling of deceleration or acceleration of the vehicle when controlling the vehicle behavior by generating the yaw moment by controlling the braking / driving force of the wheels. With the goal.
上記課題を解決するために本発明は、制動または駆動によるタイヤ前後力を複数の車輪に個別に発生させることによって車両の挙動を制御する車両挙動制御装置であって、旋回時に前記タイヤ前後力を発生させる車輪として、旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択するヨー制御車輪選択手段と、車両の走行状態に応じて前記タイヤ前後力の前記制動と前記駆動との制御割合を設定する制御割合設定手段と、旋回時に旋回外側後輪と旋回内側前輪との少なくとも一方に対し、前記制御割合設定部によって設定された前記制動によるタイヤ前後力と前記駆動によるタイヤ前後力との和の絶対値を小さくする調整前後力を設定する調整前後力設定手段とを備えるように構成する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a vehicle behavior control device that controls the behavior of a vehicle by individually generating a tire longitudinal force by braking or driving at a plurality of wheels, and the tire longitudinal force is applied during turning. Yaw control wheel selection means for selecting a turning outer front wheel and a turning inner rear wheel as wheels to be generated, and a control ratio setting for setting a control ratio between the braking and driving of the tire longitudinal force according to the running state of the vehicle The absolute value of the sum of the tire longitudinal force due to braking and the tire longitudinal force due to driving set by the control ratio setting unit is reduced for at least one of the means and at least one of the rear outer wheel and the inner front wheel during turning. And an adjusting longitudinal force setting means for setting the adjusting longitudinal force.
上記車両挙動制御装置においては、調整前後力設定手段は、前記制御割合設定部によって設定された前記制動によるタイヤ前後力と前記駆動によるタイヤ前後力との和が0となるように、前記調整前後力を設定するとよい。また、これら車両挙動制御装置においては、前記調整前後力設定手段は、前記ヨー制御車輪選択手段によって選択された車輪のうちタイヤ前後力の絶対値が大きな車輪の左右に位置する車輪に対し、前記調整前後力を設定するとよい。 In the vehicle behavior control device, the adjustment longitudinal force setting means includes the adjustment longitudinal force so that the sum of the tire longitudinal force due to braking and the tire longitudinal force due to driving set by the control ratio setting unit becomes zero. It is good to set the force. Further, in these vehicle behavior control devices, the adjustment longitudinal force setting means is provided for the wheels positioned on the left and right of the wheels having a large absolute value of the tire longitudinal force among the wheels selected by the yaw control wheel selection means. It is recommended to set the adjustment longitudinal force.
本発明の車両挙動制御装置によれば、制駆動力を前後左右の車輪に個別に発生させることによってヨーモーメントを可変制御するに際し、ヨー制御車輪選択手段が旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択することにより、ヨーモーメントを比較的小さなタイヤ前後力で効率的に可変制御するとともに、制御割合設定手段による設定から生じたタイヤ前後力を打ち消す側の調整前後力を、残りの2輪の少なくとも一方に発生させることにより、車両の加減速を抑制することができる。 According to the vehicle behavior control device of the present invention, when the yaw moment is variably controlled by separately generating braking / driving force on the front, rear, left and right wheels, the yaw control wheel selection means selects the turning outer front wheel and the turning inner rear wheel. Thus, the yaw moment is efficiently variably controlled with a relatively small tire longitudinal force, and the adjustment longitudinal force on the side that cancels the tire longitudinal force generated from the setting by the control ratio setting means is set to at least one of the remaining two wheels. By generating it, acceleration / deceleration of the vehicle can be suppressed.
また、調整前後力を、制御割合設定手段による設定から生じたタイヤ前後力と等しい大きさとすることにより、車両の加減速を無くすことができる。更に、調整前後力を発生させる車輪として、ヨー制御車輪選択手段によって選択された車輪のうちタイヤ前後力のより大きな車輪の左右方向に位置する車輪を選択することにより、調整前後力設定によって発生するヨーモーメントを小さくすることができる。 Further, the acceleration / deceleration of the vehicle can be eliminated by setting the adjustment longitudinal force equal to the tire longitudinal force generated from the setting by the control ratio setting means. Further, as the wheel for generating the adjustment longitudinal force, it is generated by the adjustment longitudinal force setting by selecting the wheel located in the left-right direction of the wheel having the larger tire longitudinal force among the wheels selected by the yaw control wheel selection means. The yaw moment can be reduced.
≪実施形態の構成≫
以下、図面を参照して、本発明に係る車両挙動制御装置の一実施形態について詳細に説明する。説明にあたり、4本の車輪やタイヤ等については、それぞれ数字の符号に前後左右を示す添字を付して、例えば、左側前輪3fl、右側前輪3fr、左側後輪3rl、右側後輪3rrと記すとともに、総称する場合には、例えば、前輪3f、後輪3r、車輪3等と記す。
<< Configuration of Embodiment >>
Hereinafter, an embodiment of a vehicle behavior control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, for the four wheels, tires, etc., suffixes indicating the front, rear, left and right are attached to the numerals, respectively, for example, left front wheel 3fl, right front wheel 3fr, left rear wheel 3rl, right rear wheel 3rr When referring generically, for example, the front wheel 3f, the rear wheel 3r, the
図1は実施形態に係る車両挙動制御装置10を適用した自動車1の概略構成図である。自動車1はタイヤ4が装着された前後左右の車輪3を備えており、これら各車輪3が図示しないサスペンションによって車体2に懸架されている。自動車1の運転席には、運転者による運転操作に供されるステアリングホイール5、アクセルペダル6、ブレーキペダル7が設置されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
ステアリングホイール5が連結されたステアリングシャフト8には、ステアリングホイール5の操舵角を検出する操舵角センサ11が設けられ、アクセルペダル6およびブレーキペダル7には各ペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ12およびブレーキセンサ13がそれぞれ設けられ、運転者による操作量を検出できるようになっている。また、車体2の適所には、自動車1に作用する前後方向および横方向の加速度を検出する加速度センサ14や、自動車1のヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ15、車速を検出する車速センサ16等が設けられている。
The steering shaft 8 to which the steering wheel 5 is connected is provided with a
自動車1は前輪舵角制御手段として、ステアリングホイール5から機械的に分離され、運転者のステアリング操作に応じて図示しないアクチュエータを駆動して前輪3fの舵角を個別に変化させる、いわゆるステア・バイ・ワイヤの前輪舵角制御装置21を備え、後輪舵角制御手段として、同じく図示しないアクチュエータを駆動して後輪3rの舵角を個別に変化させる後輪舵角制御装置22を備えている。各車輪3に対してはアクチュエータのストローク量を検出するストロークセンサ17がそれぞれ設置されており、検出結果がフィードバックされることによって車輪3の正確な舵角制御が可能になっているとともに、後述する規範ヨーレイトの算出の基礎となる車輪の実舵角が把握可能とされている。
The
また、自動車1は制動制御手段として、ブレーキペダル7から機械的に分離され、運転者のブレーキ操作に応じて各車輪3の制動力を個別に制御する、いわゆるブレーキ・バイ・ワイヤの制動制御装置23を備えるとともに、駆動制御手段として、アクセルペダルから機械的に分離され、運転者のアクセル操作に応じてスロットル開度や燃料噴射量等を制御することによってエンジン出力を制御し、トルクトランスファを制御することによって前後左右の車輪の駆動力を制御する駆動制御装置24を備えている。
The
自動車1には、マイクロコンピュータやROM、RAM、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されたECU(Electronic Control Unit)25が設置されており、上記した前輪舵角制御装置21、後輪舵角制御装置22、制動制御装置23、および駆動制御装置24等の各種システムを統括制御する。また、ECU25には、上記各センサ11〜17が接続されており、これらからの検出信号がシステムの統括制御に利用される。
The
このように構成された自動車1によれば、各車輪3の舵角を変化させることによりタイヤ横力を個別に可変制御し、各車輪の制駆動力を変化させることによりタイヤ前後力を個別に可変制御することができ、4輪をトータル制御することによって自動車1の挙動を制御することが可能である。
According to the
図2は実施形態に係る車両挙動制御装置10の概略構成を示すブロック図である。図2に示すように、車両挙動制御装置10は、入力インタフェース26を介して操舵角センサ11、アクセルセンサ12、ブレーキセンサ13、車速センサ16およびストロークセンサ17等の検出信号が入力するECU25と、ECU25で生成され、出力インタフェース32を介して出力された制御信号に基づいて作動する前輪舵角制御装置21、後輪舵角制御装置22、制動制御装置23、および駆動制御装置24とから構成されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the vehicle
ECU25は、入力インタフェース26を介して入力した各種信号に基づいて目標ヨーレイト(目標運動量)を算出する目標ヨーレイト算出部27(目標運動量算出手段)と、各種信号に基づいて規範ヨーレイト(規範運動量)を算出する規範ヨーレイト算出部28(規範運動量算出手段)と、目標ヨーレイト算出部27によって算出された目標ヨーレイトと規範ヨーレイト算出部28によって算出された規範ヨーレイトとから、そのタイヤ横力およびタイヤ前後力を可変制御する車輪を選択するヨー制御車輪選択部29と、ヨー制御車輪選択部29によって選択された車輪3に対するタイヤ横力とタイヤ前後力との制御割合を設定する制御割合設定部30と、自動車1の加減速を調整すべく、調整前後力を設定する調整前後力設定部31とを備えている。
The
ヨー制御車輪選択部29は、各種センサの検出結果から自動車1が旋回状態にあるときには、ヨーモーメントを可変制御する車輪として、旋回外側の前輪3fおよび旋回内側の後輪3rのみを選択する。制御割合設定部30は、選択された車輪3について、算出された目標ヨーレイトと算出された規範ヨーレイトとの差が小さいほど、タイヤ横力に対してタイヤ前後力の制御割合を小さく(換言すれば、タイヤ横力の制御割合を大きく)設定する。また、調整前後力設定部31は、旋回外側後輪と旋回内側前輪とのどちらか一方を選択するとともに、制御割合設定部30によって設定された制動力と駆動力とから生じたタイヤ前後力を打ち消す側の調整前後力を設定することにより、自動車1の加減速を抑制する。
The yaw control
そして制御割合設定部30で設定された制御割合および、調整前後力設定部31で設定された加減速制御を実現すべく、前輪舵角制御装置21、後輪舵角制御装置22、制動制御装置23、および駆動制御装置24が、前後左右の車輪3のタイヤ横力およびタイヤ前後力を制御する。これによって、自動車1は挙動が安定するように制御される。
In order to realize the control ratio set by the control
≪実施形態の作用効果≫
次に、図3を参照して車両挙動制御装置10が行う車両制御手順について説明する。図3は車両制御手順を示すフローチャートである。ここで使用する記号について以下のように定義する。
γT(t):時刻tにおける目標ヨーレイト
γT0(t):時刻tにおける舵角や車速等のパラメータから本来発生し得る規範ヨーレイト
γ(t):時刻tにおける実際のヨーレイト
ここで、各車輪3のサフィックスを図5に示すように、右前から反時計回りに1,2,3,4とすると、
Fxi(t):時刻tにおけるタイヤiの要求タイヤ前後力
Fyi(t):時刻tにおけるタイヤiの要求横力
Ki(t):時刻tにおけるタイヤiの荷重配分係数
Gl(t):時刻tにおける自動車に作用する横加速度
Glg(t):時刻tにおける自動車に作用する前後加速度
となる。
<< Effects of Embodiment >>
Next, a vehicle control procedure performed by the vehicle
γT (t): target yaw rate at time t γT0 (t): reference yaw rate that can be originally generated from parameters such as steering angle and vehicle speed at time t γ (t): actual yaw rate at time t As shown in FIG. 5, if the suffix is 1, 2, 3, 4 counterclockwise from the right front,
Fxi (t): Required tire longitudinal force Fyi (t) of tire i at time t: Required lateral force Ki (t) of tire i at time t: Load distribution coefficient G1 (t) of tire i at time t: Time t Lateral acceleration Glg (t) acting on the car at: The longitudinal acceleration acting on the car at time t.
まず、ステップ1において、ECU25は自動車1の重心点ベクトルを算出する。これはG→=Gl(t)→+Glg(t)→等で算出され、この比が4輪の荷重比であり4輪のタイヤ摩擦円の相対比と置き換える。例えば、左旋回中に軽く制動して
Gl(t)=0.3
Glg(t)=0.2
となった場合、相対比の演算方式は多数考えられるが、自動車1の前後重量配分を前:後=m:nとしてその分を考慮すると、
K1(t)=q×{l×m/((m+n)/2)+(Gl(t)+GLg(t))}
K2(t)=q×{l×m/((m+n)/2)+(−Gl(t)+GLg(t))}
K3(t)=q×{l×m/((m+n)/2)+(Gl(t)−GLg(t))}
K4(t)=q×{l×m/((m+n)/2)+(−Gl(t)−GLg(t))}
となる。但し、q:係数、である。
First, in
Glg (t) = 0.2
In this case, a number of relative ratio calculation methods are conceivable. However, when the weight distribution of the front and rear of the
K1 (t) = q × {l × m / ((m + n) / 2) + (Gl (t) + GLg (t))}
K2 (t) = q × {l × m / ((m + n) / 2) + (− Gl (t) + GLg (t))}
K3 (t) = q × {l × m / ((m + n) / 2) + (Gl (t) −GLg (t))}
K4 (t) = q × {l × m / ((m + n) / 2) + (− Gl (t) −GLg (t))}
It becomes. Where q is a coefficient.
次に、ステップ2において、自動車1の運動を行うタイヤ4がどのような状況にあるかを判断するために指標εを算出する。ここで、その指標εは以下のように表すことができる。
ε=γT(t)−γT0(t)
これは、運転者が所望する目標ヨーレイトγT(t)が本来発生し得る規範ヨーレイトγT0(t)とどれほどかけ離れているかを示す量であり、換言すれば、タイヤ特性における線形領域での車両挙動を模擬している規範ヨーレイトと大きくかけ離れている目標値を所望するということは、タイヤ特性における非線形領域の制御量または非線形領域に近い大きな制御量を必要としていることを意味する。このように、難易度の高い摩擦円やその使用状況等を推定することなく、従来から用いられている車両の規範ヨーレイトを用いることにより、タイヤ特性における線形領域での作動であるか否かをある程度判断することができる。
Next, in
ε = γT (t) −γT0 (t)
This is an amount indicating how far the target yaw rate γT (t) desired by the driver is far from the standard yaw rate γT0 (t) that can be generated, in other words, the vehicle behavior in the linear region in the tire characteristics. Desiring a target value that is significantly different from the simulated standard yaw rate means that a control amount in the nonlinear region or a large control amount close to the nonlinear region in tire characteristics is required. In this way, it is possible to determine whether or not the operation is in the linear region in the tire characteristics by using the standard yaw rate of the vehicle that has been used in the past without estimating the friction circle having a high degree of difficulty and the usage situation thereof. It can be judged to some extent.
更に、ステップ3において、マップを参照して指標εから制駆動側配分係数bおよび操舵側配分係数cを求め、タイヤ前後力およびタイヤ横力の分配方針を定める。例えば、ヨーレイトに関しては車両の自然な挙動を重視してタイヤの線形領域ではできるだけ操舵力制御を行い、すなわちタイヤ横力への分配を増やすこととし、タイヤの非線形領域では自然な挙動よりも目標値への拘束を重視して制駆動力制御を行い、すなわちタイヤ前後力への分配を増やすこととする。
Further, in
そこで、図6に示すように、タイヤ発生力の分配を行う際にタイヤ横力とタイヤ前後力との配分を係数化し、その合計がある値を超えないようにすれば、くしくもそれはタイヤ摩擦円の制約を模擬したことになり、タイヤ前後力とタイヤ横力とに対してそれぞれ過大な要求がなされることが回避される。制駆動側配分係数bをsとすると、操舵側配分係数cは1−sと表すことができ、これによってどちらか一方が過大な要求を行ってもタイヤの合計力が過大になることを防止できる。 Therefore, as shown in FIG. 6, if the distribution of the tire lateral force and the tire longitudinal force is divided when the tire generation force is distributed, and the sum thereof does not exceed a certain value, the tire friction circle Thus, it is possible to avoid making excessive demands on the tire longitudinal force and the tire lateral force. If the braking / driving side distribution coefficient b is s, the steering side distribution coefficient c can be expressed as 1-s, thereby preventing the total force of the tire from becoming excessive even if either one makes an excessive request. it can.
次にステップ4において、規範ヨーレイトγT0(t)と実際のヨーレイトγ(t)とのヨーレイト差Δγを算出し(Δγ=γT0(t)−γ(t))、ステップ5において、別のマップを参照してヨーレイト差Δγから制動係数dおよび駆動係数eを求める。これは、同じタイヤ前後力であっても規範ヨーレイトγT0(t)と実際のヨーレイトγ(t)との符号が一致しないような場合(カウンターステアのような場合)には制動力を重視し、規範ヨーレイトと実際のヨーレイトとの符号が一致し且つその差が小さいような場合には駆動力を重視するという制御指針を実施するためのものである。重視する動力に対してどの程度出力し、重視しない動力に対してどの程度出力するのかを決定するためには指針が必要であり、どちらもが勝手に出力を行ってしまうと容易に物理限界であるタイヤの摩擦円を超えた力を発生させてしまうことになりかねない。しかし、タイヤの摩擦円をその都度計算しながらタイヤ発生力の分配を行うと、計算が非常に煩雑になって車両挙動制御の負荷が大きくなる。
Next, in
同じ変位量の制駆動力制御を行う場合であっても駆動制御を目的に駆動制御装置24を使うか制動制御を目的に制動制御装置23を使うかを選択しなければならないが、図7に示すように、例えば、カウンターステア時や目標ヨーレイトγT(t)と実際のヨーレイトγ(t)とが大きく異なるような場合には制動力で行うという指針を決めることができる。すなわち、車両挙動から制動係数dがwとなる場合、駆動係数eは1−wで表すことができる。
Even when braking / driving force control of the same displacement amount is performed, it is necessary to select whether to use the
次に、ステップ6において、各車輪に求められるタイヤ発生力を算出する。各車輪のタイヤ前後力およびタイヤ横力は以下のように表される。
Fx1=K1・F・s・(1−w)
Fx2=K2・F・s・(−1)×w
Fx3=K3・F・s・(−1)×w
Fx4=K4・F・s・(1−w)
Fy1=K1・F・(1−s)
Fy2=K2・F・(1−s)
Fy3=K3・F・(−1)×(1−s)
Fy4=K4・F・(−1)×(1−s)
Next, in step 6, the tire generating force required for each wheel is calculated. The tire longitudinal force and tire lateral force of each wheel are expressed as follows.
Fx1 = K1, F, s, (1-w)
Fx2 = K2, F, s, (-1) x w
Fx3 = K3 · F · s · (−1) × w
Fx4 = K4 · F · s · (1-w)
Fy1 = K1 · F · (1-s)
Fy2 = K2 · F · (1-s)
Fy3 = K3 · F · (−1) × (1-s)
Fy4 = K4 · F · (−1) × (1-s)
更にステップ7において、ステップ6で求めたタイヤ発生力に基づいて、後に詳細に説明する、実際に制御するタイヤ発生力分配処理を行い、一連の処理を終了する。
Further, in
次に、図4を参照して、タイヤ発生力分配処理について説明する。この処理は、旋回時において、旋回内側前輪および旋回外側後輪について、決定されたタイヤ前後力とタイヤ横力との配分比を、もっともヨーモーメントに対して寄与するであろう旋回外側前輪および旋回内側後輪による制御を中心としたり、タイヤ発生力制御を行う車輪を旋回外側前輪および旋回内側後輪のみに限定したりすることによって、タイヤ発生力制御によるエネルギの損失を抑え、効率的に車両挙動制御をすることを可能とする。 Next, the tire generated force distribution process will be described with reference to FIG. In this process, the turning front and rear wheels that will most contribute to the yaw moment are determined by the distribution ratio of the tire longitudinal force and the tire lateral force for the turning inner front wheel and the turning outer rear wheel. By focusing on the control by the inner rear wheel or by limiting the wheels that control the tire generating force only to the front outer wheel and the inner rear wheel, the energy loss due to the tire generating force control can be suppressed and the vehicle efficiently It is possible to control behavior.
まず、ステップ11において、規範ヨーレイトγT0(t)と実際のヨーレイトγ(t)とのヨーレイト差Δγが0より大きいか否かを判定する。これはヨーレイト差Δから右旋回方向のモーメントを出すべきか左旋回方向のモーメントを出すべきかを判定するものである。ヨーレイト差Δγが0よりも大きい場合、iを1に、kを2に設定し(ステップ12)、ヨーレイト差Δγが0以下である場合、iを2に、kを1に設定する(ステップ13)。そして制動係数dの値wが0であるか否か判定し(ステップ14)、次いで制動係数dの値wが1であるか否か判定する(ステップ15)。
First, in
制動係数dの値wが0である場合、ステップ16において、4輪のうち対角に位置する2輪(すなわち、旋回外側前輪および旋回内側後輪)について、タイヤ前後力およびタイヤ横力を以下のように設定する。
Fxi=F・s・(1−w)
Fyi=F/(1−s)
Fx(i+2)=F・0
Fy(i+2)=−F
When the value w of the braking coefficient d is 0, in
Fxi = F · s · (1-w)
Fyi = F / (1-s)
Fx (i + 2) = F · 0
Fy (i + 2) = − F
一方、制動係数dの値wが1である場合、ステップ18において、上記2輪について、タイヤ前後力およびタイヤ横力を以下のように設定する。
Fxi=F・0
Fyi=F
Fx(i+2)=F・s・W
Fy(i+2)=−F・(1−s)
On the other hand, when the value w of the braking coefficient d is 1, in step 18, the tire longitudinal force and the tire lateral force are set as follows for the two wheels.
Fxi = F · 0
Fyi = F
Fx (i + 2) = F · s · W
Fy (i + 2) = − F · (1-s)
また、制動係数dの値wが0でも1でもない場合、ステップ17において、上記2輪について、タイヤ前後力およびタイヤ横力を以下のように設定する。
Fxi=F・s・(1−w)
Fyi=F/(1−s)
Fx(i+2)=F・s・W
Fy(i+2)=−F・(1−s)
If the value w of the braking coefficient d is neither 0 nor 1, in step 17, the tire longitudinal force and the tire lateral force are set as follows for the two wheels.
Fxi = F · s · (1-w)
Fyi = F / (1-s)
Fx (i + 2) = F · s · W
Fy (i + 2) = − F · (1-s)
次に、ステップ19において、旋回外側前輪のタイヤ前後力と旋回内側後輪のタイヤ前後力との和Aを求める(A=Fxi+Fx(i+2))。そしてステップ20において、このタイヤ前後力の和Aが0よりも大きいか否か、すなわちタイヤ前後力の和Aが駆動力aであるか制動力−aであるかを判定する。 Next, in step 19, the sum A of the tire longitudinal force of the turning outer front wheel and the tire longitudinal force of the turning inner rear wheel is obtained (A = Fxi + Fx (i + 2)). In step 20, it is determined whether or not the sum A of the tire longitudinal force is greater than 0, that is, whether the sum A of the tire longitudinal force is the driving force a or the braking force -a.
ステップ20で前記タイヤ前後力の和Aが駆動力aと判定された場合、ステップ21において、iが2に設定されているか否か、すなわち右旋回方向のモーメントを追加しているか否かを判定する。右旋回していると判定された場合、ステップ22において、右側前輪3fr、すなわち、より大きなタイヤ前後力(駆動力a)を発生させている左側前輪3flの左右方向に位置する旋回内側前輪に、前記タイヤ前後力の和Aを打ち消すタイヤ前後力−a(調整前後力:制動力)を発生させる(Fx(i−1)=−a)(図8参照)。一方、ステップ21で左旋回方向のモーメントを追加していると判定された場合、ステップ23において、左側前輪3fl、すなわち、より大きなタイヤ前後力(駆動力)を発生させている右側前輪3frの左右方向に位置する旋回内側前輪に、前記タイヤ前後力の和Aを打ち消すタイヤ前後力−a(調整前後力:制動力)を発生させる(Fx(i+1)=−a)(図9参照)。
If it is determined in step 20 that the sum A of the tire longitudinal force is the driving force a, it is determined in
他方、ステップ20で前記タイヤ前後力の和Aが制動力−aであると判定された場合、ステップ24において、iが1に設定されているか否か、すなわち左旋回しているか否かを判定する。左旋回方向のモーメントと追加していると判定された場合、ステップ25において、右側後輪3rr、すなわち、より大きなタイヤ前後力(制動力)を発生させている左側後輪3rlの左右方向に位置する旋回外側後輪に、前記タイヤ前後力の和Aを打ち消すタイヤ前後力(調整前後力:駆動力a)を発生させる(Fx(i+3)=a)(図10参照)。ステップ24で左旋回方向のモーメントを追加していると判定された場合、ステップ26において、左側後輪3rl、すなわち、より大きなタイヤ前後力(制動力)を発生させている右側後輪3rrの左右方向に位置する旋回外側後輪に、前記タイヤ前後力の和Aを打ち消すタイヤ前後力(調整前後力:駆動力a)を発生させる(Fx(i+2)=a)(図11参照)。
On the other hand, when it is determined in step 20 that the sum A of the tire longitudinal force is braking force -a, it is determined in
このように、本発明に係る車両挙動制御装置10によれば、制駆動力を前後左右の車輪3に個別に発生させることによって自動車1の挙動を制御するに際し、ヨー制御車輪選択部29が旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択することにより、ヨーモーメントを比較的小さなタイヤ前後力で効率的に可変制御できるとともに、前記タイヤ前後力の和Aを打ち消す調整前後力(タイヤ前後力aまたは−a)を、ヨー制御車輪選択部29によって選択された車輪のうちタイヤ前後力のより大きな車輪の左右方向に位置する車輪3に発生させることにより、自動車1の加減速を抑制することが可能となっている。
Thus, according to the vehicle
また、調整前後力を前記タイヤ前後力の和Aを打ち消す向きの等しい大きさに、すなわちaまたは−aとすることにより、自動車1の加減速を無くすことができる。
Further, the acceleration / deceleration of the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態の車両は、4輪すべてについてタイヤ前後力およびタイヤ横力を制御できるように各種運動制御装置を備えているが、前輪のみがタイヤ横力を可変制御できる前輪舵角制御装置を備えている形態としてもよい。また、上記実施形態では、操舵側と制駆動側とでタイヤ発生力を配分してヨーモーメントを発生させているが、制駆動力のみでヨーモーメントを発生させてもよい。また、目標運動量、規範運動量として目標ヨーレイト、規範ヨーレイトを用いる必要はなく、前後加速度および横加速度等を運動量として利用してもよい。更に、上記以外の算式でタイヤ発生力分配を行う等、これら変更以外でも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。 Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, the vehicle according to the above embodiment includes various motion control devices so that the tire longitudinal force and the tire lateral force can be controlled for all four wheels, but only the front wheels can variably control the tire lateral force. It is good also as a form provided with. In the above embodiment, the yaw moment is generated by distributing the tire generating force between the steering side and the braking / driving side, but the yaw moment may be generated only by the braking / driving force. Further, it is not necessary to use the target yaw rate and the reference yaw rate as the target exercise amount and the reference exercise amount, and longitudinal acceleration, lateral acceleration, and the like may be used as the exercise amount. Furthermore, other than these changes, such as tire generation force distribution using formulas other than those described above, any change can be made as long as it does not depart from the spirit of the present invention.
1 自動車
2 車体
3 車輪
4 タイヤ
5 ステアリングホイール
6 アクセルペダル
7 ブレーキペダル
10 車両挙動制御装置
21 前輪舵角制御装
22 後輪舵角制御装置
23 制動制御装置
24 駆動制御装置
25 ECU
27 目標ヨーレイト算出部
28 規範ヨーレイト算出部
29 ヨー制御車輪選択部
30 制御割合設定部
31 調整前後力設定部
A 旋回外側前輪のタイヤ前後力と旋回内側後輪のタイヤ前後力との和
γT 目標ヨーレイト
γT0 規範ヨーレイト
γ 実際のヨーレイト
DESCRIPTION OF
27 Target yaw
Claims (3)
旋回時に前記タイヤ前後力を発生させる車輪として、旋回外側前輪および旋回内側後輪を選択するヨー制御車輪選択手段と、
車両の走行状態に応じて前記タイヤ前後力の前記制動と前記駆動との制御割合を設定する制御割合設定手段と、
旋回時に旋回外側後輪と旋回内側前輪との少なくとも一方に対し、前記制御割合設定部によって設定された前記制動によるタイヤ前後力と前記駆動によるタイヤ前後力との和の絶対値を小さくする調整前後力を設定する調整前後力設定手段と
を備えたことを特徴とする車両挙動制御装置。 A vehicle behavior control device that controls the behavior of a vehicle by individually generating tire longitudinal force by braking or driving on a plurality of wheels,
Yaw control wheel selection means for selecting a turning outer front wheel and a turning inner rear wheel as wheels for generating the tire longitudinal force during turning,
Control ratio setting means for setting a control ratio between the braking and the driving of the tire longitudinal force according to the running state of the vehicle;
Before and after adjustment to reduce the absolute value of the sum of the tire longitudinal force by braking and the tire longitudinal force by driving set by the control ratio setting unit for at least one of the rear outer wheel and the inner front wheel during turning A vehicle behavior control device comprising: an adjustment longitudinal force setting means for setting a force.
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