JP5115276B2 - Vehicle steering control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の操舵制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering control device.
車両の旋回状態においてオーバステアが発生した場合、オーバステアの程度を抑制して車両を安定化させるため、操舵操作部材(ステアリングホイール)を車両旋回方向と逆方向に操作して操向車輪を車両旋回方向と逆方向に転舵することが効果的である。このような操舵操作部材の車両旋回方向と逆方向への操作は、「カウンタステア(操作)」とも呼ばれる。以下、車両旋回方向と逆方向の操舵方向を「カウンタステア方向」とも呼ぶ。具体的には、「カウンタステア方向」は、車両旋回方向が左方向のときには運転者から見てステアリングホイールを時計回りに操舵する方向であり、車両旋回方向が右方向のときには運転者から見てステアリングホイールを反時計回りに操舵する方向である。 When oversteer occurs in the turning state of the vehicle, in order to stabilize the vehicle by suppressing the degree of oversteering, the steering wheel (steering wheel) is operated in the direction opposite to the turning direction of the vehicle and the steering wheel is turned in the turning direction of the vehicle. It is effective to steer in the opposite direction. Such an operation of the steering operation member in the direction opposite to the turning direction of the vehicle is also referred to as “counter steer (operation)”. Hereinafter, the steering direction opposite to the vehicle turning direction is also referred to as “countersteer direction”. Specifically, the “countersteer direction” is a direction in which the steering wheel is steered clockwise when viewed from the driver when the vehicle turning direction is left, and viewed from the driver when the vehicle turning direction is right. This is the direction in which the steering wheel is steered counterclockwise.
このため、オーバステアが発生した場合、運転者のカウンタステア操作を誘導又は補助するための安定化力(安定化トルク)を、操舵操作部材に対して、カウンタステア方向に付与する装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
ところで、カウンタステア操作に熟練した運転者(以下、「熟練運転者」と呼ぶ。)は、オーバステアが発生した場合、車両の挙動を予測しながら積極的に自ら適切なカウンタステア操作を行うことができる。従って、熟練運転者が上記文献に記載の装置が搭載された車両を運転する場合において、オーバステアが発生した場合、上記安定化トルクが付与されることに起因して、熟練運転者は、通常の(予想される)操舵力(操作トルク、路面反力)よりも小さい操舵力を感じながらカウンタステア操作を行うことになる。この結果、熟練運転者が、操舵力が予想に反して軽減されるという違和感を覚えるという問題が発生し得る。 By the way, a driver who is skilled in counter steer operation (hereinafter referred to as “skilled driver”) can actively perform appropriate counter steer operation while predicting the behavior of the vehicle when oversteer occurs. it can. Therefore, when the skilled driver drives a vehicle equipped with the device described in the above document, if the oversteer occurs, the skilled driver can The counter steer operation is performed while feeling a steering force smaller than (expected) steering force (operation torque, road reaction force). As a result, a problem may arise that the skilled driver feels uncomfortable that the steering force is reduced unexpectedly.
本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、オーバステアが発生した場合に運転者のカウンタステア操作を誘導又は補助するための安定化力(安定化トルク)を操舵操作部材に対してカウンタステア方向に付与する車両の操舵制御装置において、熟練運転者が覚える「操舵力が予想に反して軽減されるという違和感」を抑制できるものを提供することにある。 The present invention has been made in order to cope with the above-described problem. When oversteer occurs, the steering operation member is provided with a stabilizing force (stabilizing torque) for guiding or assisting a driver's countersteer operation. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vehicle steering control device that applies in the counter-steer direction, and that can suppress the “uncomfortable feeling that the steering force is reduced unexpectedly” that a skilled driver learns.
本発明に係る車両の操舵制御装置は、状態量演算手段と、目標舵角演算手段と、実舵角取得手段と、安定化力演算手段と、力付与手段とを備える。以下、これらの手段について順に説明する。 The vehicle steering control apparatus according to the present invention includes state quantity calculation means, target steering angle calculation means, actual steering angle acquisition means, stabilization force calculation means, and force application means. Hereinafter, these means will be described in order.
状態量演算手段は、車両のヨーイング運動に相当する値を取得し、前記ヨーイング運動に相当する値に基づいて前記車両のオーバステアの程度を表すオーバステア状態量を演算する。前記「ヨーイング運動に相当する値」とは、例えば、ヨーレイト、車体のスリップ角、車体のスリップ角速度等である。 The state quantity calculation means obtains a value corresponding to the yawing motion of the vehicle, and calculates an oversteer state quantity representing the degree of oversteer of the vehicle based on the value corresponding to the yawing motion. The “value corresponding to the yawing motion” is, for example, yaw rate, vehicle body slip angle, vehicle body slip angular velocity, and the like.
目標舵角演算手段は、前記オーバステア状態量に基づいて、前記車両を安定化させるための前記車両の操向車輪の(中立位置よりも)カウンタステア方向における目標舵角に相当する値を演算する。前記「目標舵角に相当する値」とは、例えば、目標舵角そのもの、目標舵角に相当する操舵操作部材の目標操作量等である。前記目標舵角演算手段は、例えば、前記オーバステア状態量に基づいて車両を安定化させるために付与すべき車両旋回方向と逆方向のヨーイングモーメント(安定化ヨーイングモーメント)を演算し、この安定化ヨーイングモーメントと、車両のヨーイング運動に関する(逆)モデルとに基づいて、安定化ヨーイングモーメントを発生させるために必要な操向車輪の舵角を演算し、この舵角を目標舵角としてもよい。 The target rudder angle calculating means calculates a value corresponding to the target rudder angle in the counter steer direction (rather than the neutral position) of the steering wheel of the vehicle for stabilizing the vehicle based on the oversteer state quantity. . The “value corresponding to the target rudder angle” is, for example, the target rudder angle itself, the target operation amount of the steering operation member corresponding to the target rudder angle, or the like. The target rudder angle calculating means calculates, for example, a yawing moment (stabilized yawing moment) in a direction opposite to the vehicle turning direction to be applied to stabilize the vehicle based on the oversteer state quantity. Based on the moment and the (reverse) model related to the yawing motion of the vehicle, the steering angle of the steered wheel necessary for generating the stabilized yawing moment may be calculated, and this steering angle may be set as the target steering angle.
実舵角取得手段は、前記操向車輪の実舵角に相当する値を取得する。前記「実舵角に相当する値」とは、例えば、実際の舵角そのもの、実際の舵角に相当する操舵操作部材の実際の操作量等である。 The actual rudder angle acquisition means acquires a value corresponding to the actual rudder angle of the steered wheel. The “value corresponding to the actual steering angle” is, for example, the actual steering angle itself, the actual operation amount of the steering operation member corresponding to the actual steering angle, or the like.
安定化力演算手段は、前記目標舵角相当値と前記実舵角相当値との比較結果に基づいて、前記車両の運転者により前記操向車輪の転舵のために操作される操舵操作部材のカウンタステア操作を誘導又は補助するための安定化力(安定化トルク)を演算する。前記安定化力演算手段は、例えば、前記目標舵角相当値と前記実舵角相当値との差(以下、「舵角偏差」と呼ぶ。)が閾値未満のときに前記安定化力をゼロに演算し、前記舵角偏差が前記閾値以上のときに前記差の前記閾値からの増大に伴って前記安定化力が(ゼロから)増大するように前記安定化力を演算するように構成される。 The stabilizing force calculating means is a steering operation member that is operated by the driver of the vehicle to steer the steered wheel based on a comparison result between the target rudder angle equivalent value and the actual rudder angle equivalent value. The stabilizing force (stabilizing torque) for guiding or assisting the counter steer operation is calculated. For example, the stabilizing force calculating means zeroes the stabilizing force when a difference between the target rudder angle equivalent value and the actual rudder angle equivalent value (hereinafter referred to as “steer angle deviation”) is less than a threshold value. And when the steering angle deviation is equal to or greater than the threshold, the stabilization force is calculated so that the stabilization force increases (from zero) as the difference increases from the threshold. The
力付与手段は、前記安定化力を、前記操舵操作部材に対してカウンタステア方向(操向車輪をカウンタステア方向に転舵させる方向)に付与する。 The force applying means applies the stabilizing force to the steering operation member in a counter steer direction (a direction in which the steered wheels are steered in the counter steer direction).
上記構成によれば、例えば、舵角偏差が小さいほど、操舵操作部材に対してカウンタステア方向に付与される安定化力(安定化トルク)がより小さくなる。ここで、舵角偏差が小さいことは、運転者が適切なカウンタステア操作を行っていることを意味する。 According to the above configuration, for example, the smaller the steering angle deviation, the smaller the stabilizing force (stabilizing torque) applied to the steering operation member in the countersteer direction. Here, a small steering angle deviation means that the driver is performing an appropriate counter-steer operation.
以上より、熟練運転者が車両の挙動を予測しながら適切なカウンタステア操作を行っている場合(カウンタステア操作の達成度合いが高いほど)、操舵操作部材に対して付与される安定化力が小さくなる。換言すれば、安定化力により操舵力(操舵トルク)が軽減される程度が小さくなる。従って、熟練運転者が覚える「操舵力が予想に反して軽減されるという違和感」を抑制することができる。また、舵角偏差が大きい場合、即ち、運転者が適切なカウンタステア操作を行っていない場合、安定化力が大きくなる。この結果、熟練運転者でない運転者に対しては、大きい安定化力によりカウンタステア操作が適切且つ十分に誘導又は補助され得る。 As described above, when the skilled driver is performing an appropriate counter steering operation while predicting the behavior of the vehicle (the higher the achievement level of the counter steering operation), the stabilizing force applied to the steering operation member is small. Become. In other words, the degree to which the steering force (steering torque) is reduced by the stabilizing force is reduced. Therefore, the “uncomfortable feeling that the steering force is reduced unexpectedly” that the skilled driver learns can be suppressed. Further, when the rudder angle deviation is large, that is, when the driver is not performing an appropriate counter steering operation, the stabilizing force is increased. As a result, for a driver who is not a skilled driver, the countersteer operation can be appropriately or sufficiently guided or assisted by a large stabilizing force.
次に、上記本発明に係る操舵制御装置において、オーバステアを抑制するために、前記オーバステア状態量に基づいて前記車両を安定化させるために前記車両の旋回外側の前輪に付与すべき制動力の目標値を演算する制動力演算手段と、前記制動力の目標値に基づいて前記旋回外側の前輪に制動力を付与する制動力制御手段とが備えられる場合を考える。 Next, in the steering control device according to the present invention, in order to suppress oversteer, a target of the braking force to be applied to the front wheels outside the turning of the vehicle in order to stabilize the vehicle based on the oversteer state quantity. Consider a case in which a braking force calculating means for calculating a value and a braking force control means for applying a braking force to the front wheel outside the turn based on the target value of the braking force are provided.
この場合、前記制動力制御手段は、前記安定化力がゼロのときには前記旋回外側前輪への制動力の付与を行わず、前記安定化力がゼロよりも大きいときに前記旋回外側前輪への制動力の付与を行うように構成されることが好適である。 In this case, the braking force control means does not apply the braking force to the turning outer front wheel when the stabilizing force is zero, and controls the braking outer front wheel when the stabilizing force is greater than zero. It is preferable to be configured to apply power.
操向車輪(前輪)についてネガティブキングピンオフセットが採用されている車両では、オーバステアを抑制するために旋回外側前輪に制動力を付与すると、操舵操作部材に、所謂「トルクステア」に基づく旋回方向(操向車輪を旋回方向に転舵させる方向)の力が作用する。一方、上述のように、前記安定化力は、操舵操作部材に対してカウンタステア方向(操向車輪をカウンタステア方向に転舵させる方向)に付与される。従って、オーバステア状態におけるオーバステア状態量の増大過程において、「旋回外側前輪への制動力の付与」と「操舵操作部材への前記安定化力の付与」の何れか一方が他方より先に開始されると、「旋回外側前輪への制動力の付与」に起因する「トルクステア」を運転者が感じ取り、運転者に違和感を与えることに繋がる。 In a vehicle in which a negative kingpin offset is adopted for the steered wheel (front wheel), if braking force is applied to the front outer wheel to suppress oversteer, the turning direction (steering) based on the so-called “torque steer” is applied to the steering operation member. Force in the direction of turning the direction wheel in the turning direction). On the other hand, as described above, the stabilizing force is applied to the steering operation member in the counter steer direction (direction in which the steered wheels are steered in the counter steer direction). Accordingly, in the process of increasing the amount of the oversteer state in the oversteer state, one of “applying the braking force to the front outer turning wheel” and “applying the stabilizing force to the steering operation member” is started before the other. Then, the driver feels “torque steer” caused by “applying the braking force to the front wheels on the outside of the turn”, leading to an uncomfortable feeling to the driver.
これに対し、上記構成では、前記安定化力がゼロから増大した時点で「旋回外側前輪への制動力の付与」が開始され得る。即ち、オーバステア状態におけるオーバステア状態量の増大過程において、「旋回外側前輪への制動力の付与」と「操舵操作部材への前記安定化力の付与」とが同時に開始され得る。この結果、「旋回外側前輪への制動力の付与」に起因する「トルクステア」を運転者が感じ難くなり、運転者に違和感を与えることなく、操舵操作部材に対して前記安定化力を付与することができる。 On the other hand, in the above configuration, “applying a braking force to the front outer wheel” can be started when the stabilizing force increases from zero. That is, in the process of increasing the amount of oversteer state in the oversteer state, “applying the braking force to the turning outer front wheel” and “applying the stabilizing force to the steering operation member” can be started simultaneously. As a result, it becomes difficult for the driver to feel “torque steer” due to “applying braking force to the front wheel outside the turn”, and the stabilizing force is applied to the steering operation member without giving the driver a sense of incongruity. can do.
この場合、前記安定化力演算手段は、前記舵角偏差が前記閾値となったときに前記安定化力がゼロから所定値までステップ的に増大するように前記安定化力を演算するよう構成されることが好適である。ここにおいて、前記所定値は、前記制動力の目標値、及び前記オーバステア状態量のうちの少なくとも1つに基づいて演算され得る。 In this case, the stabilizing force calculating means is configured to calculate the stabilizing force so that the stabilizing force increases stepwise from zero to a predetermined value when the steering angle deviation becomes the threshold value. Is preferable. Here, the predetermined value can be calculated based on at least one of the target value of the braking force and the oversteer state quantity.
これによれば、オーバステア状態におけるオーバステア状態量の増大過程において前記舵角偏差が前記閾値となったときに、上述のように「旋回外側前輪への制動力の付与」と「操舵操作部材への前記安定化力の付与」とが同時に開始されることに加え、その時点で安定化力がゼロから所定値(>ゼロ)までステップ的に増大させられる。この結果、「トルクステア」が補償され、安定化力をカウンタステア方向に確実に付与することができる。 According to this, when the steering angle deviation becomes the threshold value in the process of increasing the amount of oversteer in the oversteer state, as described above, “applying braking force to the front wheel outside the turn” and “applying to the steering operation member” In addition to simultaneously starting the “giving of the stabilizing force”, the stabilizing force is increased stepwise from zero to a predetermined value (> zero) at that time. As a result, the “torque steer” is compensated, and the stabilizing force can be reliably applied in the counter steer direction.
また、上記本発明に係る操舵制御装置においては、前記安定化力演算手段は、前記安定化力が所定の制限値以下に制限されるように前記安定化力を演算するよう構成されることが好適である。 In the steering control device according to the present invention, the stabilization force calculating means is configured to calculate the stabilization force so that the stabilization force is limited to a predetermined limit value or less. Is preferred.
これによれば、安定化力が過度に大きい値となって運転者がカウンタステア方向に過度に操舵操作部材を操作することで車両がふらつく事態の発生を抑制することができる。 According to this, it is possible to suppress the occurrence of a situation where the vehicle fluctuates due to an excessively large value of the stabilizing force and the driver operating the steering operation member excessively in the countersteer direction.
以下、本発明による車両の操舵制御装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of a vehicle steering control device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る操舵制御装置を搭載した車両の概略構成を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle equipped with a steering control device according to a first embodiment of the present invention.
第1実施形態では、ステアリングホイールSW(前記「操舵操作部材」に対応)が操作されると、その回転運動がステアリングシャフトSHを介して、ピニオンギアPNに回転運動として伝達される。ピニオンギアPNと螺合するラックRKによって、ピニオンギアPNの回転運動がラックRKの往復運動(車体左右方向の移動)に変換される。このラックRKの移動に応じてラックRKと一体のタイロッドTRが車体左右方向に移動することで、操向車輪(本例では、前輪)WHfl及びWHfrが転舵される。これにより、ステアリングホイールSWの中立位置からの操作角と、操向車輪WHfl及びWHfrの中立位置(直進状態)からの転舵角と、が一対一に決定される。 In the first embodiment, when the steering wheel SW (corresponding to the “steering operation member”) is operated, the rotational motion is transmitted as rotational motion to the pinion gear PN via the steering shaft SH. The rotational movement of the pinion gear PN is converted into the reciprocating movement of the rack RK (movement in the left-right direction of the vehicle body) by the rack RK that is screwed with the pinion gear PN. In response to the movement of the rack RK, the tie rod TR integrated with the rack RK moves in the left-right direction of the vehicle body, whereby the steered wheels (front wheels in this example) WHfl and WHfr are steered. Thereby, the operation angle from the neutral position of the steering wheel SW and the steering angle from the neutral position (straight-running state) of the steered wheels WHfl and WHfr are determined on a one-to-one basis.
タイロッドTRには、減速機Geを介して電気モータMeが接続されている。この電気モータMeの駆動力によって運転者のステリングホイール操作力(操舵トルク)が軽減され、所謂パワーステアリング制御(EPS制御)の機能が達成される。 An electric motor Me is connected to the tie rod TR via a speed reducer Ge. The driver's steering wheel operating force (steering torque) is reduced by the driving force of the electric motor Me, and a so-called power steering control (EPS control) function is achieved.
ブレーキアクチュエータBRKは、複数の電磁弁、液圧ポンプ、電気モータ等を備えた周知の構成を有している。非制御時では、運転者によるブレーキペダルBPの操作に応じたブレーキ液圧が各車輪のホイールシリンダWC**にそれぞれ供給され、各車輪にブレーキペダル操作に応じた制動トルクが与える。アンチスキッド制御(ABS制御)、トラクション制御(TCS制御)、或いは、車両のアンダステア・オーバステアを抑制する車両安定性制御(ESC制御)などの制動制御時では、ブレーキペダル操作とは独立してホイールシリンダWC**内のブレーキ液圧が車輪毎に制御され、車輪毎に制動トルクが調整され得るようになっている。なお、制動トルクの調整は、ブレーキ液圧を利用することなく、電気ブレーキ装置を利用してなされてもよい。 The brake actuator BRK has a known configuration including a plurality of solenoid valves, a hydraulic pump, an electric motor, and the like. At the time of non-control, the brake fluid pressure corresponding to the operation of the brake pedal BP by the driver is supplied to the wheel cylinder WC ** of each wheel, and the braking torque corresponding to the brake pedal operation is given to each wheel. Wheel cylinder independent of brake pedal operation during braking control such as anti-skid control (ABS control), traction control (TCS control), or vehicle stability control (ESC control) that suppresses vehicle understeer / oversteer The brake fluid pressure in the WC ** is controlled for each wheel, and the braking torque can be adjusted for each wheel. The braking torque may be adjusted using an electric brake device without using the brake fluid pressure.
なお、各種記号等の末尾に付された「**」は、各種記号等が何れの車輪に関するものであるかを示すために各種記号等の末尾に付される「fl」,「fr」等の包括表記である。「fl」は左前輪、「fr」は右前輪、「rl」は左後輪、「rr」は右後輪を示している。例えば、ホイールシリンダWC**は、左前輪ホイールシリンWCfl, 右前輪ホイールシリンダWCfr, 左後輪ホイールシリンダWCrl, 右後輪ホイールシリンダWCrrを包括的に示している。 In addition, “**” added to the end of various symbols etc. “fl”, “fr” etc. added to the end of various symbols etc. to indicate which wheel the various symbols etc. relate to Is a comprehensive notation. “Fl” indicates the left front wheel, “fr” indicates the right front wheel, “rl” indicates the left rear wheel, and “rr” indicates the right rear wheel. For example, the wheel cylinder WC ** comprehensively indicates a left front wheel wheel cylinder WCfl, a right front wheel wheel cylinder WCfr, a left rear wheel wheel cylinder WCrl, and a right rear wheel wheel cylinder WCrr.
第1実施形態では、車輪速度Vw**を検出する車輪速度センサWS**と、ステアリングホイールSWの(中立位置からの)回転角度(ステアリングホイール操作角θsw)を検出するステアリングホイール回転角度センサSAと、運転者によるステアリングホイールSWの操舵トルクTswを検出する操舵トルクセンサSTと、車体のヨーレイトYrを検出するヨーレイトセンサYRと、車体前後方向における前後加速度Gxを検出する前後加速度センサGXと、車体横方向における横加速度Gyを検出する横加速度センサGYと、前輪(操向車輪)の中立位置からの転舵角δfaを検出する操舵角センサFSと、ホイールシリンダ圧力Pw**を検出するホイールシリンダ圧力センサPS**と、電子制御装置(ECU)とを備えている。 In the first embodiment, a wheel speed sensor WS ** that detects a wheel speed Vw ** and a steering wheel rotation angle sensor SA that detects a rotation angle (from a neutral position) (steering wheel operation angle θsw) of the steering wheel SW. A steering torque sensor ST that detects the steering torque Tsw of the steering wheel SW by the driver, a yaw rate sensor YR that detects the yaw rate Yr of the vehicle body, a longitudinal acceleration sensor GX that detects the longitudinal acceleration Gx in the vehicle body longitudinal direction, A lateral acceleration sensor GY that detects a lateral acceleration Gy in the lateral direction, a steering angle sensor FS that detects a turning angle δfa from a neutral position of a front wheel (steering wheel), and a wheel cylinder that detects a wheel cylinder pressure Pw ** A pressure sensor PS ** and an electronic control unit (ECU) are provided.
ECUは、互いに通信バスCBで接続されたECUb、ECUe、ECUsから構成されたマイクロコンピュータである。ECUは、ブレーキアクチュエータBRK等の各種アクチュエータ、及び前記各種センサと電気的に接続されている。 The ECU is a microcomputer composed of ECUb, ECUe, and ECUs connected to each other via a communication bus CB. The ECU is electrically connected to various actuators such as a brake actuator BRK and the various sensors.
ECUbは、車輪速度センサWS**、前後加速度センサGX、横加速度センサGY等からの信号に基づいてABS制御、TCS制御、ESC制御等の制動制御を実行するようになっている。ECUeは、図示しないエンジンの制御を実行するようになっている。ECUsは、操舵トルクセンサST等からの信号に基づいてEPS制御を実行するようになっている。 The ECU b is adapted to execute braking control such as ABS control, TCS control, and ESC control based on signals from the wheel speed sensor WS **, the longitudinal acceleration sensor GX, the lateral acceleration sensor GY, and the like. The ECU e performs control of an engine (not shown). The ECUs execute EPS control based on signals from the steering torque sensor ST and the like.
(オーバステア抑制制御)
次に、図2を参照しながら、第1実施形態が実行するオーバステア抑制制御について説明する。第1実施形態では、オーバステア抑制制御として、操舵トルク制御のみが実行される。以下、この操舵トルク制御について説明する。
(Oversteer suppression control)
Next, oversteer suppression control executed by the first embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, only steering torque control is executed as oversteer suppression control. Hereinafter, this steering torque control will be described.
操舵トルク取得手段A1では、操舵トルクセンサSTにより、運転者によるステアリングホイールSWの操舵トルクTsw(操舵操作部材の操作力)が取得される。EPSトルク演算手段A2では、取得された操舵トルクTswに基づいて、運転者の操舵トルクを軽減するためのパワーステアリングトルク(EPSトルク)の目標値Tepsが演算される。Tepsは、Tswが大きいほどより大きい値に演算される。Tepsは、運転者の操舵トルクTswを軽減する方向の値である。 In the steering torque acquisition means A1, the steering torque Tsw (operation force of the steering operation member) of the steering wheel SW by the driver is acquired by the steering torque sensor ST. The EPS torque calculation means A2 calculates a target value Teps of power steering torque (EPS torque) for reducing the driver's steering torque based on the acquired steering torque Tsw. Teps is calculated to a larger value as Tsw is larger. Teps is a value in a direction to reduce the driver's steering torque Tsw.
実舵角取得手段A3では、前輪(操向車輪)の実舵角δfaが取得される。実舵角δfaは、操舵角センサFSの検出値に基づいて演算される。また、実舵角δfaは、ステアリングホイール回転角度センサSAにより検出されるステアリングホイール操作角θswに基づいて、δfa=θsw/SGの関係を利用して演算され得る。ここで、SGは、ステアリングギア比である。 In the actual steering angle acquisition means A3, the actual steering angle δfa of the front wheels (steering wheels) is acquired. The actual steering angle δfa is calculated based on the detection value of the steering angle sensor FS. The actual steering angle δfa can be calculated using the relationship of δfa = θsw / SG based on the steering wheel operation angle θsw detected by the steering wheel rotation angle sensor SA. Here, SG is a steering gear ratio.
実ヨーイング挙動取得手段A4では、実際のヨーイング挙動YMa(例えば、ヨーレイトYr)が取得される。「ヨーイング挙動」とは、車両のヨー方向の運動であり、車両が進行する向きが変化する運動(車両が偏向する運動)である。従って、ヨーイング挙動YMaとして、ヨーレイトYr、或いは、ヨーレイトYrに基づいて演算される値が用いられる。 The actual yawing behavior acquisition means A4 acquires the actual yawing behavior YMa (for example, yaw rate Yr). The “yawing behavior” is a movement in the yaw direction of the vehicle, and is a movement in which the direction in which the vehicle travels changes (movement in which the vehicle deflects). Accordingly, the yaw rate Yr or a value calculated based on the yaw rate Yr is used as the yawing behavior YMa.
目標ヨーイング挙動演算手段A5では、目標とするヨーイング挙動(目標ヨーイング挙動)YMtが演算される。YMtは、例えば、ステアリングホイール操作角θsw、車輪速度Vw**から得られる車速Vx等に基づいて演算される。 The target yawing behavior calculation means A5 calculates a target yawing behavior (target yawing behavior) YMt. YMt is calculated based on, for example, the vehicle speed Vx obtained from the steering wheel operation angle θsw and the wheel speed Vw **.
オーバステア状態量演算手段A6では、YMaとYMtとの比較結果(例えば、YMaとYMtとの偏差)に基づいて、オーバステアの程度を表すオーバステア状態量Jrosが演算される。 The oversteer state quantity calculation means A6 calculates an oversteer state quantity Jros representing the degree of oversteer based on the comparison result between YMa and YMt (for example, the deviation between YMa and YMt).
また、Jrosは、YMtを用いずにYMaに基づいて演算され得る。この場合、Jrosは、例えば、図3に示したテーブルと、車両の横すべり角(スリップ角)βと、横すべり角速度dβとに基づいて演算される。図3に示したテーブルでは、Jros=0に対応する曲線を基線として、より右上の領域程、オーバステア状態量Jrosがより大きい値に決定される。 Jros can be calculated based on YMa without using YMt. In this case, Jros is calculated based on, for example, the table shown in FIG. 3, the side slip angle (slip angle) β of the vehicle, and the side slip angular velocity dβ. In the table shown in FIG. 3, with the curve corresponding to Jros = 0 as the base line, the oversteer state quantity Jros is determined to be larger in the upper right region.
車両の横すべり角β(実ヨーイング挙動YMa)は、公知の方法によって、ヨーレイトYr、横加速度Gy、車速Vx等に基づいて演算される。また、車両の横すべり角速度dβ(実ヨーイング挙動YMa)も同様に、公知の方法によって、ヨーレイトYr、横加速度Gy、車速Vx等に基づいて演算される。 The side slip angle β (actual yawing behavior YMa) of the vehicle is calculated based on the yaw rate Yr, the lateral acceleration Gy, the vehicle speed Vx, and the like by a known method. Similarly, the side slip angular velocity dβ (actual yawing behavior YMa) of the vehicle is calculated based on the yaw rate Yr, the lateral acceleration Gy, the vehicle speed Vx, and the like by a known method.
また、図3に示したテーブルにおいて、横軸について、横すべり角βに代えて、横すべり角偏差hβを用いることができる。横すべり角偏差hβとは、横すべり角の目標値βt(目標ヨーイング挙動YMt)と、横すべり角の実際値βa(実ヨーイング挙動YMa)との偏差である。同様に、図3に示したテーブルにおいて、縦軸について、横すべり角速度dβに代えて、ヨーレイト偏差hYrを用いることができる。ヨーレイト偏差hYrとは、ヨーレイトの目標値Yrt(目標ヨーイング挙動YMt)と、ヨーレイトの実際値Yra(実ヨーイング挙動YMa)との偏差である。ここで、横すべり角目標値βt、及び、ヨーレイト目標値Yrtは、公知の方法によって、運転者の運転操作(ステアリングホイール操作角θsw、車速Vx等)に基づいて演算される。 In the table shown in FIG. 3, the side slip angle deviation hβ can be used for the horizontal axis instead of the side slip angle β. The side slip angle deviation hβ is a deviation between the side slip angle target value βt (target yawing behavior YMt) and the side slip angle actual value βa (actual yawing behavior YMa). Similarly, in the table shown in FIG. 3, the yaw rate deviation hYr can be used for the vertical axis instead of the side slip angular velocity dβ. The yaw rate deviation hYr is a deviation between the yaw rate target value Yrt (target yawing behavior YMt) and the actual yaw rate value Yra (actual yawing behavior YMa). Here, the side slip angle target value βt and the yaw rate target value Yrt are calculated based on the driver's driving operation (steering wheel operation angle θsw, vehicle speed Vx, etc.) by a known method.
目標舵角演算手段A7では、オーバステア状態量Jrosに基づいて前輪の目標舵角δftが演算される。具体的には、図4に示すように、先ず、オーバステア状態量Jrosに基づいて、車両を安定化するために必要な安定化ヨーイングモーメントMqが演算される。これにより、オーバステア状態量Jrosが大きいほどMqがより大きい値に演算される。 In the target rudder angle calculation means A7, the target rudder angle δft of the front wheels is calculated based on the oversteer state quantity Jros. Specifically, as shown in FIG. 4, first, a stabilizing yawing moment Mq necessary for stabilizing the vehicle is calculated based on the oversteer state quantity Jros. Thereby, Mq is calculated to a larger value as the oversteer state quantity Jros is larger.
次いで、車両の逆モデルにMqを入力して目標舵角δftが演算される。ここで、車両の逆モデルとは、車速、操舵角等を入力してヨーレイトなどの車両挙動を演算する車両モデルの逆モデルであり、ヨーレイトなどの車両挙動を入力して前輪の目標舵角δftを演算するモデル(公知の連立運動方程式)である。即ち、例えば、現在の車速Vx、横加速度Gy、ヨーレイトYr、実舵角δfa(或いは、ステアリングホイール操作角θsw)に対して、安定化ヨーイングモーメントMqを得るために必要な前輪の目標舵角δftが、タイヤ特性を表すタイヤモデルを含む車両の逆モデルを用いて演算される。 Next, Mq is input to the inverse model of the vehicle, and the target rudder angle δft is calculated. Here, the reverse model of the vehicle is a reverse model of a vehicle model that calculates vehicle behavior such as yaw rate by inputting a vehicle speed, a steering angle, and the like, and inputs a vehicle behavior such as yaw rate to target steering angle δft of the front wheels. Is a model (a known simultaneous equation of motion). That is, for example, with respect to the current vehicle speed Vx, lateral acceleration Gy, yaw rate Yr, and actual steering angle δfa (or steering wheel operation angle θsw), the target steering angle δft of the front wheels necessary to obtain a stable yawing moment Mq. Is calculated using an inverse model of the vehicle including a tire model representing tire characteristics.
安定化トルク演算手段A8では、舵角偏差hδfに基づいて、車両を安定化するカウンタステア操作を誘導又は補助するための操舵トルクである、安定化トルクTstb(前記「安定化力」に対応)が、図5に実線で示した特性に従って演算される。舵角偏差hδfとは、目標舵角δftと実舵角δfaの偏差(=δft−δfa)である。Tstbは、カウンタステア方向(操向車輪をカウンタステア方向に転舵させる方向)の値である。 In the stabilization torque calculation means A8, a stabilization torque Tstb (corresponding to the “stabilization force”), which is a steering torque for guiding or assisting a counter-steer operation for stabilizing the vehicle based on the steering angle deviation hδf. Is calculated according to the characteristic indicated by the solid line in FIG. The steering angle deviation hδf is a deviation (= δft−δfa) between the target steering angle δft and the actual steering angle δfa. Tstb is a value in the counter steer direction (direction in which the steered wheels are steered in the counter steer direction).
これにより、安定化トルクTstbは、舵角偏差hδfが閾値δf1未満のときに「0」に演算され、hδfがδf1以上のときにhδfのδf1からの増大に伴って「0」から増大するように演算される。ただし、安定化トルクTstbは、図5に示した特性により、所定の制限値Ts1以下に制限される。なお、舵角偏差hδfを制限することで安定化トルクTstbを制限値Ts1以下に制限してもよい。 Accordingly, the stabilization torque Tstb is calculated to be “0” when the steering angle deviation hδf is less than the threshold value δf1, and increases from “0” as hδf increases from δf1 when hδf is equal to or greater than δf1. Is calculated. However, the stabilization torque Tstb is limited to a predetermined limit value Ts1 or less due to the characteristics shown in FIG. Note that the stabilization torque Tstb may be limited to a limit value Ts1 or less by limiting the steering angle deviation hδf.
モータ駆動手段A9では、TepsにTstbを加算して得られる、電気モータMeの駆動制御用の目標値Tmtr(=Teps+Tstb)に基づいて、電気モータMeが駆動される。 In the motor driving means A9, the electric motor Me is driven based on a target value Tmtr (= Teps + Tstb) for driving control of the electric motor Me obtained by adding Tstb to Teps.
これにより、Tmtrに相当する駆動力がタイロッドTRに付与され、ステアリングホイールSWに対して、運転者の操舵トルクTswを軽減する方向のトルク(EPSトルクTeps)と、カウンタステア方向のトルク(安定化トルクTstb)とが付与される。この結果、運転者は、このTstbにより、カウンタステア操作を誘導又は補助される。 As a result, a driving force corresponding to Tmtr is applied to the tie rod TR, and the torque in the direction of reducing the steering torque Tsw of the driver (EPS torque Teps) and the torque in the counter steer direction (stabilization) with respect to the steering wheel SW. Torque Tstb). As a result, the driver is guided or assisted with the counter steer operation by this Tstb.
以上のように、操舵トルクTswと舵角偏差hδfとに基づいて操舵トルク制御が実行され、オーバステア状態において、安定化トルクTstbがステアリングホイールSWに対してカウンタステア方向(車両旋回方向と逆方向の操舵方向)に付与される。ここで、上述のように、舵角偏差hδfが小さいほど、安定化トルクTstbがより小さくなる(図5を参照)。他方、舵角偏差hδfが小さいことは、運転者が適切なカウンタステア操作を行っていることを意味する。 As described above, the steering torque control is executed based on the steering torque Tsw and the steering angle deviation hδf. In the oversteer state, the stabilization torque Tstb is in the countersteer direction (the direction opposite to the vehicle turning direction) with respect to the steering wheel SW. (Steering direction). Here, as described above, the smaller the steering angle deviation hδf, the smaller the stabilization torque Tstb (see FIG. 5). On the other hand, a small steering angle deviation hδf means that the driver is performing an appropriate counter-steer operation.
従って、熟練運転者が車両の挙動を予測しながら適切なカウンタステア操作を行っている場合、安定化トルクTstbが小さくなる。従って、熟練運転者が覚える「操舵力が予想に反して軽減されるという違和感」を抑制することができる。 Therefore, when the skilled driver performs an appropriate counter steering operation while predicting the behavior of the vehicle, the stabilization torque Tstb is reduced. Therefore, the “uncomfortable feeling that the steering force is reduced unexpectedly” that the skilled driver learns can be suppressed.
一方、舵角偏差hδfが大きい場合、即ち、運転者が適切なカウンタステア操作を行っていない場合、安定化トルクTstbが大きくなる。この結果、熟練運転者でない運転者に対しては、大きい安定化トルクTstbによりカウンタステア操作が適切且つ十分に誘導又は補助され得る。 On the other hand, when the steering angle deviation hδf is large, that is, when the driver is not performing an appropriate counter steering operation, the stabilization torque Tstb is large. As a result, for the driver who is not an expert driver, the countersteer operation can be appropriately or sufficiently guided or assisted by the large stabilization torque Tstb.
以下、図6を参照しながら、第1実施形態の作動について説明する。図6は、一般的なタイヤ特性(操向車輪のスリップ角αと横力Fyとの関係)を示す。ここで、操向車輪のスリップ角αは、上記実舵角δfa(或いは、上記目標舵角δft)と所定の関係があり、操向車輪の横力Fyは、上記安定化ヨーイングモーメントMqと所定の関係がある。従って、図6に示したタイヤ特性において、横軸が実舵角δfa(δft)をも表し、縦軸が安定化ヨーイングモーメントMqをも表すと考えることで、図6に示した特性を用いて、以下のように第1実施形態の作動について説明することができる。なお、図6に示した特性において、第1象限(右上の領域)が左旋回状態に対応し、第3象限(左下の領域)が右旋回状態に対応するものとする。 Hereinafter, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows general tire characteristics (relationship between the steering wheel slip angle α and the lateral force Fy). Here, the slip angle α of the steered wheel has a predetermined relationship with the actual rudder angle δfa (or the target rudder angle δft), and the lateral force Fy of the steered wheel is equal to the predetermined yawing moment Mq. There is a relationship. Therefore, in the tire characteristics shown in FIG. 6, the horizontal axis also represents the actual steering angle δfa (δft), and the vertical axis also represents the stabilization yawing moment Mq, so that the characteristics shown in FIG. 6 are used. The operation of the first embodiment can be described as follows. In the characteristics shown in FIG. 6, the first quadrant (upper right area) corresponds to the left turning state, and the third quadrant (lower left area) corresponds to the right turning state.
車両が過度のオーバステア状態となった場合、車両の安定性を確保するためにカウンタステア操作を行い、車両を安定化する安定化ヨーイングモーメントMqを発生させることが必要となる。例えば、図7に示すように、車両が右旋回中(車両の上方から見て時計回り方向に旋回中)、オーバステアが発生した場合、カウンタステア操作を左旋回方向(運転者から見てステアリングホイールの反時計回り方向)に行って、右旋回方向(車両の上方から見て時計回り方向)のヨーイングモーメントを減少させ左旋回方向(車両の上方から見て反時計回り方向)のヨーイングモーメントを増加させて、安定化モーメントMq(図7を参照)を発生させる必要がある。この場合、左旋回方向の安定化モーメントMqを発生させるためにカウンタステア操作を行って前輪舵角をδft(点Bに対応)とする必要があるものとする。しかしながら、運転者によるカウンタステア操作が行われないか又は不十分であることに起因して前輪舵角がδfa(点Aに対応)となっている場合、舵角偏差hδf(=δft−δfa)に応じて安定化トルクTstbが、ステアリングホイールSWに対して左旋回方向(運転者から見てステアリングホイールの反時計回り方向であり、操向車輪を左方向に転舵させる方向)に付与される(図5を参照)。 When the vehicle is in an excessive oversteer state, it is necessary to perform a countersteer operation in order to ensure the stability of the vehicle and generate a stabilizing yawing moment Mq that stabilizes the vehicle. For example, as shown in FIG. 7, when oversteer occurs while the vehicle is turning right (turning clockwise as viewed from above the vehicle), the countersteer operation is performed in the left turn direction (steering as viewed from the driver). Go in the counterclockwise direction of the wheel and reduce the yawing moment in the right turn direction (clockwise as seen from the top of the vehicle) and reduce the yawing moment in the left turn direction (counterclockwise as seen from the top of the vehicle) To increase the stabilization moment Mq (see FIG. 7). In this case, in order to generate the stabilization moment Mq in the left turn direction, it is necessary to perform a counter steer operation to set the front wheel steering angle to δft (corresponding to point B). However, when the front wheel steering angle is δfa (corresponding to point A) because the driver does not perform the counter steering operation or is insufficient, the steering angle deviation hδf (= δft−δfa) Accordingly, the stabilization torque Tstb is applied to the steering wheel SW in the left turning direction (the counterclockwise direction of the steering wheel as viewed from the driver and the steering wheel is steered to the left). (See FIG. 5).
以上、本発明の第1実施形態に係る操舵制御装置によれば、オーバステア抑制制御として、操舵トルク制御(「安定化トルクTstbの付与」)が実行される。操舵トルク制御では、運転者による操舵トルクTswに基づいて、操舵トルクを軽減するためのEPSトルクTepsが演算される。オーバステアの程度を表すオーバステア状態量Jrosに基づいて、カウンタステア方向における目標舵角δftが演算される。この目標舵角δftと実舵角δfaとの偏差(舵角偏差hδf=δft−δfa)に基づいて、カウンタステア操作を誘導又は補助するための安定化トルクTstbが演算される。ステアリングホイールSWに対して、運転者の操舵トルクTswを軽減する方向のトルクTepsと、カウンタステア方向のトルクTstbとが付与される。この結果、運転者は、このTstbにより、カウンタステア操作を誘導又は補助される。 As described above, according to the steering control device according to the first embodiment of the present invention, the steering torque control (“giving the stabilization torque Tstb”) is executed as the oversteer suppression control. In the steering torque control, an EPS torque Teps for reducing the steering torque is calculated based on the steering torque Tsw by the driver. Based on the oversteer state quantity Jros representing the degree of oversteer, the target steering angle δft in the countersteer direction is calculated. Based on the deviation (steering angle deviation hδf = δft−δfa) between the target steering angle δft and the actual steering angle δfa, a stabilizing torque Tstb for guiding or assisting the countersteer operation is calculated. Torque Teps in a direction that reduces the steering torque Tsw of the driver and torque Tstb in the counter steer direction are applied to the steering wheel SW. As a result, the driver is guided or assisted with the counter steer operation by this Tstb.
ここで、舵角偏差hδfが大きい場合、即ち、運転者が適切なカウンタステア操作を行っていない場合、安定化トルクTstbが大きい値に設定される。この結果、熟練運転者でない運転者に対しては、大きい安定化トルクTstbによりカウンタステア操作が適切且つ十分に誘導又は補助され得る。他方、舵角偏差hδfが小さい場合、即ち、運転者が車両の挙動を予測しながら適切なカウンタステア操作を行っている場合、安定化トルクTstbが小さい値に設定される。この結果、熟練運転者が覚える「カウンタステア操作中の操舵力が予想に反して軽減されるという違和感」を抑制することができる。 Here, when the steering angle deviation hδf is large, that is, when the driver is not performing an appropriate counter-steer operation, the stabilization torque Tstb is set to a large value. As a result, for the driver who is not an expert driver, the countersteer operation can be appropriately or sufficiently guided or assisted by the large stabilization torque Tstb. On the other hand, when the steering angle deviation hδf is small, that is, when the driver is performing an appropriate counter steering operation while predicting the behavior of the vehicle, the stabilization torque Tstb is set to a small value. As a result, it is possible to suppress the “uncomfortable feeling that the steering force during the counter-steer operation is reduced unexpectedly” that the skilled driver learns.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る操舵制御装置について説明する。この第2実施形態は、オーバステア抑制制御として、上記第1実施形態における操舵トルク制御(「安定化トルクTstbの付与」)に加えて、制動力制御(「旋回外側前輪への制動力の付与」)が実行される点が上記第1実施形態と異なる。以下、係る相違点についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a steering control device according to a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, as the oversteer suppression control, in addition to the steering torque control (“applying the stabilization torque Tstb”) in the first embodiment, the braking force control (“applying the braking force to the turning outer front wheel”). ) Is different from the first embodiment. Only such differences will be described below.
図8は、第2実施形態に係る操舵制御装置によりオーバステア抑制制御を行う際の機能ブロック図である。図8に示すように、第2実施形態では、上記第1実施形態(図2を参照)に比して、目標制動力演算手段A10、制御開始判定手段A11、切替手段A12、及び制動力制御手段A13が追加されている。これにより、車両のオーバステアを抑制する制動力制御(ESC制御)が、Jrosに基づいて行われる。 FIG. 8 is a functional block diagram when oversteer suppression control is performed by the steering control device according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, in the second embodiment, compared to the first embodiment (see FIG. 2), the target braking force calculation means A10, the control start determination means A11, the switching means A12, and the braking force control. Means A13 is added. Thereby, braking force control (ESC control) for suppressing oversteer of the vehicle is performed based on Jros.
具体的には、目標制動力演算手段A10では、オーバステア状態量Jrosに基づいて、図9に示した特性に従って、各車輪の制動力の目標値(目標制動力Fxt**)が演算される。これにより、Fxt**は、Jrosが閾値Jr1未満のときに「0」に演算され、JrosがJr1以上のときにJrosのJr1からの増大に伴って「0」から増大するように(ただし、値Fx1以下に制限される)演算される。 Specifically, the target braking force calculation means A10 calculates the target value (target braking force Fxt **) of the braking force of each wheel according to the characteristics shown in FIG. 9 based on the oversteer state quantity Jros. Thus, Fxt ** is calculated to be “0” when Jros is less than the threshold value Jr1, and increases from “0” as Jros increases from Jr1 when Jros is equal to or greater than Jr1 (however, (Restricted to a value Fx1 or less).
制御開始判定手段A11では、安定化トルクTstbに基づいて制動力制御の開始判定が行われる。具体的には、安定化トルクTstbが「0」の場合、制動力制御の開始を否定する判定が行われ、Tstbが「0」よりも大きい値になったときに、制動力制御の開始を肯定する判定が行われる。 In the control start determination means A11, the start determination of the braking force control is performed based on the stabilization torque Tstb. Specifically, when the stabilization torque Tstb is “0”, a determination is made to deny the start of the braking force control. When Tstb becomes a value larger than “0”, the start of the braking force control is determined. An affirmative determination is made.
切替手段A12では、制御開始判定手段A11の判定結果Hnsに基づいて、制動力制御の開始を否定する判定が行われている場合には目標制動力Fxt**の制動力制御手段A13への出力を行わず、制動力制御の開始を肯定する判定が行われている場合には目標制動力Fxt**の制動力制御手段A13への出力を行う。 The switching means A12 outputs the target braking force Fxt ** to the braking force control means A13 when it is determined to deny the start of the braking force control based on the determination result Hns of the control start determination means A11. When the determination to affirm the start of the braking force control is made, the target braking force Fxt ** is output to the braking force control means A13.
制動力制御手段A13では、目標制動力Fxt**の制動力制御手段A13への出力が行われている場合において、Fxt**に基づいてブレーキアクチュエータBRKが駆動される。これにより、各車輪の制動力がFxt**と一致するように調整される。この結果、運転者によるブレーキペダルBPの操作とは独立して、旋回外側の前輪の制動力が増加させられる。 In the braking force control means A13, when the target braking force Fxt ** is being output to the braking force control means A13, the brake actuator BRK is driven based on Fxt **. As a result, the braking force of each wheel is adjusted to coincide with Fxt **. As a result, the braking force of the front wheels outside the turn is increased independently of the operation of the brake pedal BP by the driver.
この結果、安定化トルクTstbが「0」の場合には、制動力制御(「旋回外側前輪への制動力の付与」)が実行されない。一方、「Tstb>0」を開始条件として、Jrosに基づいて制動力制御が実行される。即ち、「旋回外側前輪への制動力の付与」と「安定化トルクTstbの付与」が同時に開始される。第2実施形態では、上記第1実施形態での上述の操舵トルク制御におけるTstbの付与に加えて、この制動力制御によっても、オーバステアが抑制される。 As a result, when the stabilization torque Tstb is “0”, the braking force control (“applying braking force to the turning outer front wheel”) is not executed. On the other hand, braking force control is executed based on Jros using “Tstb> 0” as a start condition. That is, “applying the braking force to the front outer wheel” and “applying the stabilizing torque Tstb” are started simultaneously. In the second embodiment, in addition to the application of Tstb in the steering torque control described above in the first embodiment, this braking force control also suppresses oversteer.
ところで、図10に示すように、操向車輪(前輪)についてネガティブキングピンオフセットが採用されている車両について考える。ネガティブキングピンオフセットとは、キングピン中心軸の接地点Pkpが、前後力(Fxfr)の着力点Pbfよりも車両幅方向に対して外側にある場合をいう。 Now, as shown in FIG. 10, consider a vehicle in which a negative kingpin offset is adopted for the steered wheels (front wheels). The negative kingpin offset refers to a case where the grounding point Pkp of the kingpin center axis is outside the front-and-rear force (Fxfr) force point Pbf in the vehicle width direction.
操向車輪についてネガティブキングピンオフセットが採用されている車両において、操向車輪に制動力が付与されると、制動力の着力点Pbfとキングピン中心軸の接地点Pkpとの距離(キングピンオフセット)Ofsの存在により、制動力に応じて操向車輪を転舵するトルクが発生する。この現象は「トルクステア」とも呼ばれる。 In a vehicle in which a negative kingpin offset is adopted for the steering wheel, when a braking force is applied to the steering wheel, the distance (kingpin offset) Ofs between the braking force application point Pbf and the kingpin center axis grounding point Pkp Due to the presence, a torque for turning the steered wheels according to the braking force is generated. This phenomenon is also called “torque steer”.
例えば、図10に示すように、左旋回中においてオーバステアが発生したことで、上述の制動力制御(ESC制御)により旋回外側前輪WHfrに制動力Fxfrが付与された場合、「トルクステア」により、前輪を左旋回方向に転舵するトルクTkp(=Ofs・Fxfr)が前輪に作用する。このトルクTkpは、ステアリングホイールSWを左旋回方向(運転者から見て反時計回り方向)に回転させるトルクTskとして作用する。 For example, as shown in FIG. 10, when oversteer occurs during a left turn, when the braking force Fxfr is applied to the turning outer front wheel WHfr by the above-described braking force control (ESC control), “torque steer” Torque Tkp (= Ofs · Fxfr) for turning the front wheel in the left turn direction acts on the front wheel. This torque Tkp acts as a torque Tsk that rotates the steering wheel SW in the left turn direction (counterclockwise direction as viewed from the driver).
一方、この場合において、カウンタステア方向は右旋回方向であるから、安定化トルクTstbは、ステアリングホイールSWに対して右旋回方向(運転者から見て時計回り方向)に付与される。 On the other hand, in this case, since the countersteer direction is the right turning direction, the stabilization torque Tstb is applied to the steering wheel SW in the right turning direction (clockwise as viewed from the driver).
従って、オーバステア状態におけるオーバステア状態量の増大過程において、「旋回外側前輪への制動力の付与」と「安定化トルクTstbの付与」の何れか一方が他方より先に開始されると(両者が同時に開始されないと)、「旋回外側前輪への制動力の付与」に起因する「トルクステア」を運転者が感じ取り、運転者に違和感を与えることに繋がる。 Therefore, in the process of increasing the amount of oversteering in the oversteering state, when either “applying braking force to the front outer turning wheel” or “applying stabilizing torque Tstb” is started before the other (both are simultaneously If it is not started), the driver will feel “torque steer” caused by “applying braking force to the front wheel outside the turn”, leading to an uncomfortable feeling to the driver.
これに対し、第2実施形態では、上述のように、「旋回外側前輪への制動力の付与」と「安定化トルクTstbの付与」の開始条件(「Tstb>0」)が同じである。従って、オーバステア状態におけるJrosの増大過程において、「旋回外側前輪への制動力の付与」と「安定化トルクTstbの付与」とが同時に開始される。この結果、「旋回外側前輪への制動力の付与」に起因する「トルクステア」を運転者が感じ難くなり、運転者に違和感を与えることなく、安定化トルクTstbの付与が実行され得る。 On the other hand, in the second embodiment, as described above, the start conditions (“Tstb> 0”) of “applying braking force to the outer front wheel” and “applying stabilizing torque Tstb” are the same. Accordingly, in the process of increasing Jros in the oversteer state, “applying a braking force to the turning outer front wheel” and “applying the stabilizing torque Tstb” are started simultaneously. As a result, it becomes difficult for the driver to feel “torque steer” due to “applying the braking force to the front outer wheel”, and the application of the stabilization torque Tstb can be executed without causing the driver to feel uncomfortable.
本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態においては、ステアリングホイールSWと操向車輪WHfl及びWHfrとが機械的に接続されているが、ステアリングホイールSWと操向車輪WHfl及びWHfrとが機械的に接続されていない所謂ステア・バイ・ワイヤ方式(即ち、ステアリングホイールSWの操作角θswを示す電気信号に基づいて前輪舵角の制御を行う機構)が採用されてもよい。この場合、前記「操舵操作部材」として、ステアリングホイールSWに代えて棒状部材(所謂、ジョイスティック)が使用されてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be adopted within the scope of the present invention. For example, in each of the above embodiments, the steering wheel SW and the steered wheels WHfl and WHfr are mechanically connected, but the steering wheel SW and the steered wheels WHfl and WHfr are not mechanically connected. A steer-by-wire system (that is, a mechanism for controlling the front wheel steering angle based on an electrical signal indicating the operation angle θsw of the steering wheel SW) may be employed. In this case, a rod-shaped member (so-called joystick) may be used as the “steering operation member” instead of the steering wheel SW.
また、上記第2実施形態において、「トルクステア」に基づいてステアリングホイールSWに作用する上記トルクTskは、旋回外側の前輪に付与される制動力(従って、オーバステア状態量Jros)に依存する(図9を参照)。一方、安定化トルクTstbは、(Jrosではなく)舵角偏差hδfに依存する(図5を参照)。従って、「旋回外側前輪への制動力の付与」と「安定化トルクTstbの付与」が共に実行されている場合(hδf>δf1、且つ、Jros>Jr1)において、hδfが小さくてJrosが大きいとき、Tsk>Tstbとなる場合が発生し得る。 In the second embodiment, the torque Tsk acting on the steering wheel SW based on the “torque steer” depends on the braking force (accordingly, the oversteer state amount Jros) applied to the front wheel outside the turn (see FIG. 9). On the other hand, the stabilization torque Tstb depends on the steering angle deviation hδf (not on Jros) (see FIG. 5). Therefore, when both “applying braking force to the outer front wheel on turning” and “applying stabilizing torque Tstb” are executed (hδf> δf1 and Jros> Jr1), when hδf is small and Jros is large , Tsk> Tstb may occur.
これに対し、Tsk及びTstbが発生している間において、常に、Tsk<Tstbとなるように、(図9に示した特性をもって演算される)旋回外側の前輪に付与される制動力が制限されてもよい。なお、旋回外側の前輪に付与される制動力(従って、Jros)に対するトルクTskは、実験等を通して予め取得することができる。この構成により、安定化トルクTstbの付与により、「トルクステア」に基づくトルクTskを完全に吸収することができる。この結果、上記「トルクステア」を運転者がより一層感じ難くなる。 On the other hand, while Tsk and Tstb are generated, the braking force applied to the front wheels outside the turn (calculated with the characteristics shown in FIG. 9) is limited so that Tsk <Tstb is always satisfied. May be. The torque Tsk with respect to the braking force (accordingly, Jros) applied to the front wheel outside the turn can be acquired in advance through experiments or the like. With this configuration, the torque Tsk based on the “torque steer” can be completely absorbed by applying the stabilization torque Tstb. As a result, it becomes more difficult for the driver to feel the “torque steer”.
また、旋回外側の前輪に付与される制動力(従って、Jros)に対するトルクTskは、実験等を通して予め取得することができるため、安定化トルクTstbの設定においてトルクTskを考慮することができる。具体的には、図5に破線で示した特性のように、舵角偏差hδfが値δf1になったときにTstbが「0」から値Ts2までステップ的に増大させられる特性が採用され得る。ここで、値Ts2は、予め設定された所定値とされ得る。また、Ts2は、旋回外側前輪に付与される制動力(例えば、目標値Fxt**)、及びJrosのうちの少なくとも1つに基づいて演算され得る。これにより、hδfがδf1よりも大きくなったときに「安定化トルクTstbの付与」と「旋回外側前輪への制動力の付与」とが同時に開始され、且つ、その時点で安定化トルクTstbが「0」からTs2までステップ的に増大される。この結果、トルクTskが補償され、安定化トルクをカウンタステア方向に確実に付与することができる。 Further, since the torque Tsk with respect to the braking force (accordingly, Jros) applied to the front wheel outside the turn can be acquired in advance through experiments or the like, the torque Tsk can be taken into account in setting the stabilization torque Tstb. Specifically, a characteristic in which Tstb is increased stepwise from “0” to value Ts2 when the steering angle deviation hδf reaches the value δf1, as shown by the broken line in FIG. Here, the value Ts2 may be a predetermined value set in advance. Further, Ts2 can be calculated based on at least one of braking force (for example, target value Fxt **) applied to the front outside wheel and Jros. As a result, when hδf becomes larger than δf1, “applying stabilization torque Tstb” and “applying braking force to the front front wheel” are simultaneously started, and at that time, stabilization torque Tstb is “ It is increased stepwise from “0” to Ts2. As a result, the torque Tsk is compensated, and the stabilizing torque can be reliably applied in the counter steer direction.
加えて、上記各実施形態においては、電気モータMeの駆動制御用の目標値Tmtr(=Teps+Tstb)に基づいて電気モータMeが駆動されるように構成されているが、電気モータMeの駆動制御用の目標値Tmtr(=Tstb)に基づいて電気モータMeが駆動されてもよい。この場合、ステアリングホイールSWに対して、Tstbのみがカウンタステア方向に付与される。これによっても、運転者は、このTstbにより、カウンタステア操作を誘導又は補助され得る。 In addition, in each of the above embodiments, the electric motor Me is driven based on the target value Tmtr (= Teps + Tstb) for driving control of the electric motor Me, but for driving control of the electric motor Me. The electric motor Me may be driven based on the target value Tmtr (= Tstb). In this case, only Tstb is applied to the steering wheel SW in the counter steer direction. Also by this, the driver can guide or assist the counter steer operation by this Tstb.
BRK…ブレーキアクチュエータ、ECU…電子制御装置、Me…電気モータ、Mv…電気モータ、SW…ステアリングホイール、FS…操舵角センサ、SA…ステアリングホイール回転角度センサ、ST…操舵トルクセンサ、YR…ヨーレイトセンサ、WS**…車輪速度センサ BRK ... Brake actuator, ECU ... Electronic control device, Me ... Electric motor, Mv ... Electric motor, SW ... Steering wheel, FS ... Steering angle sensor, SA ... Steering wheel rotation angle sensor, ST ... Steering torque sensor, YR ... Yaw rate sensor , WS ** ... Wheel speed sensor
Claims (5)
前記オーバステア状態量に基づいて、前記車両を安定化させるための前記車両の操向車輪(WHf*)の前記車両の旋回方向と逆方向における目標舵角に相当する値(δft)を演算する目標舵角演算手段(A7)と、
前記操向車輪の実舵角に相当する値(δfa,θsw)を取得する実舵角取得手段(A3)と、
前記目標舵角相当値と前記実舵角相当値との比較結果に基づいて、前記車両の運転者により前記操向車輪の転舵のために操作される操舵操作部材(SW)の前記旋回方向と逆方向への操作を誘導又は補助するための安定化力(Tstb)を演算する安定化力演算手段(A8)と、
前記安定化力を、前記操舵操作部材に対して前記旋回方向と逆方向に付与する力付与手段(A9)と、
を備えた車両の操舵制御装置において、
前記安定化力演算手段は、
前記目標舵角相当値と前記実舵角相当値との差(hδf)が閾値(δf1)未満のときに前記安定化力をゼロに演算し、前記差が前記閾値以上のときに前記差の前記閾値からの増大に伴って前記安定化力が増大するように前記安定化力を演算するよう構成された車両の操舵制御装置。 A state quantity calculating means (A4, which obtains a value (YMa) corresponding to the yawing motion of the vehicle, and calculates an oversteer state quantity (Jros) representing the degree of oversteer of the vehicle based on the value corresponding to the yawing motion. A5, A6) and
A target for calculating a value (δft) corresponding to a target steering angle in a direction opposite to the turning direction of the vehicle of the steering wheel (WHf *) of the vehicle for stabilizing the vehicle based on the oversteer state quantity. Rudder angle calculation means (A7),
Actual steering angle acquisition means (A3) for acquiring a value (δfa, θsw) corresponding to the actual steering angle of the steering wheel;
Based on the comparison result between the target rudder angle equivalent value and the actual rudder angle equivalent value, the turning direction of the steering operation member (SW) operated by the vehicle driver to steer the steered wheel Stabilizing force calculating means (A8) for calculating a stabilizing force (Tstb) for guiding or assisting the operation in the opposite direction, and
Force applying means (A9) for applying the stabilizing force to the steering operation member in a direction opposite to the turning direction;
In a vehicle steering control device comprising :
The stabilizing force calculation means includes:
When the difference (hδf) between the target rudder angle equivalent value and the actual rudder angle equivalent value is less than a threshold value (δf1), the stabilizing force is calculated to be zero, and when the difference is equal to or greater than the threshold value, A vehicle steering control device configured to calculate the stabilizing force such that the stabilizing force increases with an increase from the threshold.
前記オーバステア状態量に基づいて、前記車両を安定化させるために前記車両の旋回外側の前輪に付与すべき制動力の目標値(Fxt**)を演算する制動力演算手段(A10)と、
前記制動力の目標値に基づいて、前記旋回外側の前輪に制動力を付与する制動力制御手段(A11,A12,A13)と、
を備え、
前記制動力制御手段は、
前記安定化力がゼロのときには前記旋回外側前輪への制動力の付与を行わず、前記安定化力がゼロよりも大きいときに前記旋回外側前輪への制動力の付与を行う(A11,A12)ように構成された車両の操舵制御装置。 The vehicle steering control device according to claim 1 ,
Braking force calculation means (A10) for calculating a target value (Fxt **) of the braking force to be applied to the front wheel outside the turning of the vehicle in order to stabilize the vehicle based on the oversteer state quantity;
Based on the target value of the braking force, braking force control means (A11, A12, A13) for applying a braking force to the front wheel outside the turn,
With
The braking force control means includes
When the stabilizing force is zero, no braking force is applied to the outer front wheel, and when the stabilizing force is greater than zero, the braking force is applied to the outer front wheel (A11, A12). A vehicle steering control apparatus configured as described above.
前記安定化力演算手段は、
前記差が前記閾値となったときに前記安定化力がゼロから所定値(Ts2)までステップ的に増大するように前記安定化力を演算するよう構成された車両の操舵制御装置。 The vehicle steering control device according to claim 2 ,
The stabilizing force calculation means includes:
A vehicle steering control device configured to calculate the stabilizing force so that the stabilizing force increases stepwise from zero to a predetermined value (Ts2) when the difference becomes the threshold value.
前記所定値は、前記制動力の目標値、及び前記オーバステア状態量のうちの少なくとも1つに基づいて演算される車両の操舵制御装置。 In the vehicle steering control device according to claim 3 ,
The vehicle steering control device, wherein the predetermined value is calculated based on at least one of the target value of the braking force and the oversteer state quantity.
前記安定化力演算手段は、
前記安定化力が所定の制限値(Ts1)以下に制限されるように前記安定化力を演算するよう構成された車両の操舵制御装置。 The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 4 ,
The stabilizing force calculation means includes:
A vehicle steering control device configured to calculate the stabilization force such that the stabilization force is limited to a predetermined limit value (Ts1) or less.
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