JP5347499B2 - Vehicle control apparatus and vehicle control method - Google Patents
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Description
本発明は、運転者による前輪への操舵入力時に、前輪および後輪に補助舵角を与える車両制御装置及び車両制御方法に関するものである。 The present invention relates to a vehicle control device and a vehicle control method for providing auxiliary steering angles to front wheels and rear wheels when a driver inputs steering to front wheels.
従来、前後輪操舵機能を備える車両は、運転者の操舵角に基づいて目標ヨーレートや目標横加速度を設定し、設定した目標ヨーレートや目標横加速度に基づいて前輪と後輪とをそれぞれ転舵する。また、このような前後輪操舵機能に加えて、各輪に制動力を付与する４輪ブレーキ制御機能を備えるものがある。
特許文献１に記載の車両制御装置は、目標ヨーレートと実際のヨーレートとの偏差（ヨーレート誤差）および目標横加速度と実際の横加速度との偏差（横加速度誤差）の何れか一方が所定値以上となったときに、ブレーキ液圧調整手段を制御する。これにより、左右輪のブレーキ液圧に偏差を発生させるブレーキ制御を介入し、車両の特性をニュートラルステアに近づける。
In the vehicle control device described in Patent Document 1, any one of a deviation between the target yaw rate and the actual yaw rate (yaw rate error) and a deviation between the target lateral acceleration and the actual lateral acceleration (lateral acceleration error) is greater than or equal to a predetermined value. When this happens, the brake fluid pressure adjusting means is controlled. This intervenes brake control that causes a deviation in the brake fluid pressure of the left and right wheels, and brings the vehicle characteristics closer to neutral steer.
ところで、運転者が障害物との接触回避を行うために急なステアリング操作を行うなどの緊急回避操作を行った場合、前後輪操舵制御のみでは車両の安定性を確保することが難しい。しかしながら、上記特許文献１に記載の車両制御装置のように、ヨーレート誤差や横加速度誤差が所定値以上となるのを待ってからブレーキ制御を行うと、遅れが生じて車両の安定性が損なわれるおそれがある。
そこで、本発明は、緊急操舵時における車両の安定性を確保することができる車両制御装置及び車両制御方法を提供することを課題としている。
By the way, when the driver performs an emergency avoidance operation such as a sudden steering operation in order to avoid contact with an obstacle, it is difficult to ensure the stability of the vehicle only by the front and rear wheel steering control. However, when the brake control is performed after waiting for the yaw rate error or the lateral acceleration error to become a predetermined value or more as in the vehicle control device described in Patent Document 1, a delay occurs and the stability of the vehicle is impaired. There is a fear.
Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle control device and a vehicle control method that can ensure the stability of the vehicle during emergency steering.
上記課題を解決するために、本発明に係る車両制御装置は、前輪の目標転舵角と後輪の目標転舵角とに基づいて、前輪操舵機構を駆動する前輪操舵アクチュエータ及び後輪操舵機構を駆動する後輪操舵アクチュエータを駆動制御する。また、運転者による緊急操舵の度合に基づいて、ブレーキ制御による車両挙動を安定化する車両運動制御の実施度合を変更する。このとき、運転者による緊急操舵の度合が高いほど、アンダーステア側のモーメントを大きく発生するように車両運動制御の実施度合を大きくする。 In order to solve the above problems, a vehicle control apparatus according to the present invention includes a front wheel steering actuator and a rear wheel steering mechanism that drive a front wheel steering mechanism based on a target turning angle of a front wheel and a target turning angle of a rear wheel. The rear wheel steering actuator for driving is controlled. Further, based on the degree of emergency steering by the driver, the degree of execution of vehicle motion control that stabilizes vehicle behavior by brake control is changed. At this time, as the degree of emergency steering by the driver is higher, the degree of execution of vehicle motion control is increased so as to generate a larger moment on the understeer side.
本発明に係る車両制御装置によれば、運転者による緊急操舵時には、車両挙動が安定化するようなブレーキ制御を作動する。また、その実施度合は、緊急操舵の度合に基づいて変更する。したがって、従来方式のように、ヨーレート誤差又は横加速度誤差が所定値以上となってからブレーキ制御を行うのと比較して、遅れなくブレーキ制御を行うことができ、車両の安定性を確保することができる。 According to the vehicle control device of the present invention, the brake control that stabilizes the vehicle behavior is activated during emergency steering by the driver. Moreover, the implementation degree is changed based on the emergency steering degree. Therefore, unlike the conventional method, the brake control can be performed without delay compared to the case where the brake control is performed after the yaw rate error or the lateral acceleration error becomes equal to or greater than a predetermined value, and the vehicle stability is ensured. Can do.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
《第１の実施の形態》
《構成》
図１は、本発明に係る車両制御装置の実施形態を示す全体構成図である。
この図１に示すように、コラムシャフト１３は、ステアリングホイール１０と、前輪１１Ｌ，１１Ｒを操舵させる前輪操舵機構１２とを連結する。そして、そのコラムシャフト１３に操舵角センサ１と前輪操舵アクチュエータ７とを設ける。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<< First Embodiment >>
"Constitution"
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a vehicle control device according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the
前輪操舵アクチュエータ７は、例えば、モータと減速機等を備える。そして、コラムシャフト１３に、減速機を介してモータの出力軸を連結する。この前輪操舵アクチュエータ７は、前輪操舵コントローラ４からの舵角指令値により、コラムシャフト１３を介して入力される回転を可変ギア比により減速又は増速して前輪操舵機構１２のステアリングギアへ出力するものである。これにより、前輪１１Ｌ，１１Ｒの舵角（転舵角）に対するステアリングホイール１０の操舵角の比であるステアリングギア比を可変に制御する。
The front
後輪操舵アクチュエータ８は、前輪操舵アクチュエータ７と同様に、モータと減速機等を備える。そして、後輪１４Ｌ，１４Ｒを転舵させる後輪操舵機構１５のラック軸に、減速機を介してモータの出力軸を連結している。この後輪操舵アクチュエータ８は、後輪操舵コントローラ５からの舵角指令値により、後輪１４Ｌ，１４Ｒの舵角（転舵角）を可変に制御する。
Similar to the front
前輪操舵コントローラ４は、操舵制御コントローラ３で生成した目標前輪舵角（前輪の目標転舵角）と、前輪転舵角センサ１６で検出した実際の前輪転舵角との偏差を無くすような舵角指令値を算出し、算出した舵角指令値を前輪操舵アクチュエータ７に出力する。
後輪操舵コントローラ５は、操舵制御コントローラ３で生成した目標後輪舵角（後輪の目標転舵角）と、後輪転舵角センサ１７で検出した実際の後輪転舵角との偏差を無くすような舵角指令値を算出し、算出した舵角指令値を後輪操舵アクチュエータ８に出力する。
The front
The rear
操舵角センサ１は、コラムシャフト１３に設けられ、コラムシャフト１３の回転角を検出するパルスエンコーダ等を用いて、ステアリングホイール１０の操舵角を検出し、車速センサ２は、各車輪に設けられた車輪速センサ（不図示）で検出された各車輪速の平均値等から車体速を検出する。
また、前輪１１Ｌ，１１Ｒ及び後輪１４Ｌ，１４Ｒには、夫々制動力を発生する例えばディスクブレーキで構成したブレーキアクチュエータ９を設ける。そして、これらブレーキアクチュエータ９の制動油圧は、ブレーキコントローラ６によって制御する。
The steering angle sensor 1 is provided on the
The
ブレーキコントローラ６は、操舵制御コントローラ３で生成した目標ヨーモーメントを発生するような液圧指令値をブレーキアクチュエータ９に出力する。
操舵制御コントローラ３は、操舵角センサ１で検出した操舵角と、車速センサ２で検出した車体速とに応じて、目標前輪舵角と目標後輪舵角とを生成する。そして、操舵制御コントローラ３は、目標前輪舵角を前輪操舵コントローラ４へ出力し、目標後輪舵角を後輪操舵コントローラ５へ出力する。さらに、操舵制御コントローラ３は、目標前輪舵角と目標後輪舵角と後述する車両挙動目標値である目標ヨーレート及び目標横速度とに応じて、目標ヨーモーメントを生成し、これをブレーキコントローラ６へ出力する。
The
The steering control controller 3 generates a target front wheel steering angle and a target rear wheel steering angle according to the steering angle detected by the steering angle sensor 1 and the vehicle body speed detected by the
次に、操舵制御コントローラ３の構成について説明する。
図２は、操舵制御コントローラ３の制御ブロック図である。
操舵制御コントローラ３は、目標値生成部３１と、緊急回避操作度合演算部３２と、目標出力値生成部３３と、を備えている。
目標値生成部３１は、操舵角センサ１からの操舵角θと車速センサ２からの車体速Ｖとに基づいて、２輪モデルを用いて車両パラメータを演算し、車両の目標ヨーレートφ´ｔと目標横速度Ｖyｔとを生成する。生成した目標ヨーレートφ´ｔと目標横速度Ｖyｔとは目標出力値生成部３３へ出力する。また、目標ヨーレートφ´ｔは緊急回避操作度合演算部３２にも出力する。
Next, the configuration of the steering control controller 3 will be described.
FIG. 2 is a control block diagram of the steering control controller 3.
The steering control controller 3 includes a target
The target
図３は、目標値生成部３１の構成を示す制御ブロック図である。
目標値生成部３１は、上記車両パラメータを演算する車両モデル演算部３１１と、目標ヨーレートφ´ｔ及び目標横速度Ｖyｔを演算する目標値演算部３１２とを備える。また、目標値演算部３１２は、目標特性パラメータ演算部３１２１と、目標ヨーレート演算部３１２２と、目標横速度演算部３１２３とを備える。
FIG. 3 is a control block diagram illustrating the configuration of the target
The target
先ず、車両モデル演算部３１１で実行する車両パラメータの算出方法について、具体的に説明する。
（車両パラメータの算出）
一般に、２輪モデルを仮定すると、車両のヨー角加速度φ″と横加速度Ｖy´とは、下記（１）式および（２）式で表される。
φ″＝ａ11φ´＋ａ12Ｖy＋ｂf1θ＋ｂr1δ ………（１）
Ｖy´＝ａ21φ´＋ａ22Ｖy＋ｂf2θ＋ｂr2δ ………（２）
以上の式において、ａ11、ａ12、ａ21、ａ22、ｂf1、ｂf2は次のように表される。
ａ11＝−２（Ｋf・Ｌf 2＋Ｋr・Ｌr 2）／（Ｉz・Ｖx），
ａ12＝−２（Ｋf・Ｌf−Ｋr・Ｌr）／（Ｉz・Ｖx），
ａ21＝｛−Ｍ・Ｖx 2−２（Ｋf・Ｌf−Ｋr・Ｌr）｝／（Ｍ・Ｖx），
ａ22＝−２（Ｋf＋Ｋr）／（Ｍ・Ｖx） ………（３）
ｂf1＝２Ｋf・Ｌf／（Ｉz・Ｎ），
ｂf2＝２Ｋf／Ｍ・Ｎ，
ｂr1＝−２Ｋr・Ｌr／Ｉz，
ｂr2＝２Ｋr／Ｍ ………（４）
First, a vehicle parameter calculation method executed by the vehicle
(Calculation of vehicle parameters)
In general, assuming a two-wheel model, the yaw angular acceleration φ ″ and the lateral acceleration V y ′ of the vehicle are expressed by the following equations (1) and (2).
φ ″ = a 11 φ ′ + a 12 V y + b f1 θ + b r1 δ (1)
V y ′ = a 21 φ ′ + a 22 V y + b f2 θ + b r2 δ (2)
In the above formula, a 11 , a 12 , a 21 , a 22 , b f1 , b f2 are expressed as follows.
a 11 = −2 (K f · L f 2 + K r · L r 2 ) / (I z · V x ),
a 12 = −2 (K f · L f −K r · L r ) / (I z · V x ),
a 21 = {− M · V x 2 −2 (K f · L f −K r · L r )} / (M · V x ),
a 22 = −2 (K f + K r ) / (M · V x ) (3)
b f1 = 2K f · L f / (I z · N),
b f2 = 2K f / M · N,
b r1 = −2K r · L r / I z ,
b r2 = 2K r / M (4)
ここで、各記号は、以下のパラメータを表している。
φ´：ヨーレート，
Ｖy：横速度，
Ｖx：前後速度，
θ：前輪操舵角（運転者操舵角），
δ：後輪操舵角，
Ｉz：車両慣性モーメント
Ｍ：車両重量
Ｌf：前軸〜重心点距離，
Ｌr：重心点〜後軸距離，
Ｎ：ギア比，
Ｋf：前輪コーナリングパワー，
Ｋr：後輪コーナリングパワー
Here, each symbol represents the following parameter.
φ´: Yaw rate,
V y : lateral velocity,
V x : longitudinal speed,
θ: Front wheel steering angle (driver steering angle),
δ: Rear wheel steering angle,
Iz : Vehicle inertia moment M: Vehicle weight Lf : Distance between front axis and center of gravity,
L r : Center of gravity to rear axis distance,
N: gear ratio,
K f : front wheel cornering power,
Kr : Rear wheel cornering power
状態方程式より前輪操舵に対するヨーレート、横速度の伝達関数を求めると、下記（５）式および（６）式となる。
φ´（ｓ）／θ（ｓ）＝Ｈf（ｓ）／Ｇ（ｓ）
＝｛ｂf1・ｓ＋（ａ12・ｂf2−ａ22・ｂf1）｝／Ｇ（ｓ） ………（５）
Ｖy（ｓ）／θ（ｓ）＝｛ｂf2・ｓ＋（ａ21・ｂf1−ａ11・ｂf2）｝／Ｇ（ｓ） ………（６）
When the transfer functions of the yaw rate and the lateral velocity for the front wheel steering are obtained from the state equation, the following equations (5) and (6) are obtained.
φ ′ (s) / θ (s) = H f (s) / G (s)
= {B f1 · s + (a 12 · b f2- a 22 · b f1 )} / G (s) (5)
V y (s) / θ (s) = {b f2 · s + (a 21 · b f1 −a 11 · b f2 )} / G (s) (6)
上記（５）式において、Ｇ（ｓ）＝ｓ2−（ａ11＋ａ22）ｓ＋（ａ11・ａ22−ａ12・ａ21）とすると、上記（５）式で示すヨーレート伝達関数は下記（７）式のように表される。
φ´（ｓ）＝｛ωφ´（Ｖ）2 ・（Ｔφ´（Ｖ）ｓ＋ｇφ´（Ｖ））｝・θ（ｓ）
／｛ｓ2＋２ζφ´（Ｖ）・ωφ´（Ｖ）・ｓ＋ωφ´（Ｖ）2｝ ………（７）
ここで、
ｇφ´（Ｖ）＝（ａ12・ｂf2−ａ22・ｂf1）／（ａ11・ａ22−ａ12・ａ21），
ωφ´（Ｖ）2＝ａ11・ａ22−ａ12・ａ21，
２ζφ´（Ｖ）・ωφ´（Ｖ）＝−ａ11−ａ22，
Ｔφ´（Ｖ）＝ｂf1／（ａ11・ａ22−ａ12・ａ21）
である。
In the above equation (5), if G (s) = s 2 − (a 11 + a 22 ) s + (a 11 · a 22 −a 12 · a 21 ), the yaw rate transfer function represented by the above equation (5) is It is expressed as (7).
φ ′ (s) = {ωφ ′ (V) 2 · (Tφ ′ (V) s + gφ ′ (V))} · θ (s)
/ {S 2 + 2ζφ ′ (V) · ωφ ′ (V) · s + ωφ ′ (V) 2 } (7)
here,
gφ ′ (V) = (a 12 · b f2 −a 22 · b f1 ) / (a 11 · a 22 −a 12 · a 21 ),
ωφ ′ (V) 2 = a 11 · a 22 −a 12 · a 21 ,
2ζφ ′ (V) · ωφ ′ (V) = − a 11 −a 22 ,
Tφ ′ (V) = b f1 / (a 11 · a 22 −a 12 · a 21 )
It is.
また、同様に上記（６）式で示す横速度伝達関数は下記（８）式のように表される。
Ｖy（ｓ）＝｛ωＶy（Ｖ）2 ・（ＴＶy（Ｖ）ｓ＋ｇＶy（Ｖ））｝・θ（ｓ）
／｛ｓ2＋２ζＶy（Ｖ）・ωＶy（Ｖ）・ｓ＋ωＶy（Ｖ）2｝ ………（８）
ここで、
ｇＶy（Ｖ）＝（ａ21・ｂf1−ａ11・ｂf2）／（ａ11・ａ22−ａ12・ａ21），
ωＶy（Ｖ）2＝ａ11・ａ22−ａ12・ａ21，
２ζＶy（Ｖ）・ωＶy（Ｖ）＝−ａ11−ａ22，
ＴＶy（Ｖ）＝ｂf2／（ａ11・ａ22−ａ12・ａ21）
である。
Similarly, the lateral velocity transfer function expressed by the above equation (6) is expressed by the following equation (8).
V y (s) = {ωV y (V) 2 · (TV y (V) s + gV y (V))} · θ (s)
/ {S 2 + 2ζV y ( V) · ωV y (V) · s + ωV y (V) 2} ......... (8)
here,
gV y (V) = (a 21 · b f1 -a 11 · b f2) / (a 11 · a 22 -a 12 · a 21),
ωV y (V) 2 = a 11 · a 22 -a 12 · a 21 ,
2ζV y (V) · ωV y (V) = - a 11 -a 22,
TV y (V) = b f2 / (a 11 · a 22 −a 12 · a 21 )
It is.
以上から、車両パラメータｇφ´（Ｖ）、ζφ´（Ｖ）、ωφ´（Ｖ）、Ｔφ´（Ｖ）、ｇＶy（Ｖ）、ζＶy（Ｖ）、ωＶy（Ｖ）、ＴＶy（Ｖ）が求められる。
次に、目標値演算部３１２で実行される目標ヨーレートφ´ｔ及び目標横速度Ｖyｔの算出方法について、具体的に説明する。
先ず、目標特性パラメータ演算部３１２１で実行する目標特性パラメータの算出方法について説明する。なお、以下の説明において、「ｔ」の添え字はパラメータが目標値であることを示すものである。
From the above, vehicle parameters gφ ′ (V), ζφ ′ (V), ωφ ′ (V), Tφ ′ (V), gV y (V), ζV y (V), ωV y (V), TV y ( V) is required.
Next, a method of calculating the target value target yaw rate φ't and the target lateral velocity V y t which is executed by the
First, a target characteristic parameter calculation method executed by the target characteristic
（目標特性パラメータの算出）
上記（７）式より、目標ヨー角加速度φ″ｔ（ｓ）は次式で表される。
φ″ｔ（ｓ）＝−２ζφ´ｔ（Ｖ）・ωφ´ｔ（Ｖ）・φ´ｔ（ｓ）
＋ωφ´ｔ（Ｖ）2・Ｔφ´（Ｖ）・θ（ｓ）
＋（１／ｓ）ωφ´ｔ（Ｖ）2・（ｇφ´ｔ（Ｖ）・θ（ｓ）−φ´ｔ（ｓ）） ………（９）
(Calculation of target characteristic parameters)
From the above equation (7), the target yaw angular acceleration φ ″ t (s) is expressed by the following equation.
φ ″ t (s) = − 2ζφ′t (V) · ωφ′t (V) · φ′t (s)
+ Ωφ't (V) 2 · Tφ '(V) · θ (s)
+ (1 / s) ωφ′t (V) 2 · (gφ′t (V) · θ (s) −φ′t (s)) (3)
ここで、目標ヨーレートのパラメータ、ｇφ´ｔ（Ｖ）、ωφ´ｔ（Ｖ）、ζφ´ｔ（Ｖ）、Ｔφ´（Ｖ）は、下記（１０）式により表される。
ｇφ´ｔ（Ｖ）＝ｇφ´（Ｖ）×ｙｒａｔｅ＿ｇａｉｎ＿ｍａｐ，
ωφ´ｔ（Ｖ）＝ωφ´（Ｖ）×ｙｒａｔｅ＿ｏｍｅｇｎ＿ｍａｐ，
ζφ´ｔ（Ｖ）＝ζφ´（Ｖ）×ｙｒａｔｅ＿ｚｅｔａ＿ｍａｐ，
Ｔφ´ｔ（Ｖ）＝Ｔφ´（Ｖ）×ｙｒａｔｅ＿ｚｅｒｏ＿ｍａｐ ………（１０）
但し、ｙｒａｔｅ＿ｇａｉｎ＿ｍａｐ（ヨーレート定常ゲイン），ｙｒａｔｅ＿ｏｍｅｇｎ＿ｍａｐ（ヨーレート応答（固有振動数）），ｙｒａｔｅ＿ｚｅｔａ＿ｍａｐ（ヨーレート減衰率），ｙｒａｔｅ＿ｚｅｒｏ＿ｍａｐ（ヨーレート進み要素）は、チューニングパラメータである。
Here, the parameters of the target yaw rate, gφ′t (V), ωφ′t (V), ζφ′t (V), and Tφ ′ (V) are expressed by the following equation (10).
gφ′t (V) = gφ ′ (V) × yrate_gain_map,
ωφ′t (V) = ωφ ′ (V) × yrate_omegn_map,
ζφ′t (V) = ζφ ′ (V) × yrate_zeta_map,
Tφ′t (V) = Tφ ′ (V) × yrate_zero_map (10)
However, yrate_gain_map (yaw rate steady gain), yrate_omegn_map (yaw rate response (natural frequency)), yrate_zeta_map (yaw rate decay rate), and yrate_zero_map (yaw rate advance factor) are tuning parameters.
また、上記（８）式より、目標横加速度Ｖy´ｔ（ｓ）は次式で表される。
Ｖy´ｔ（ｓ）＝−２ζＶyｔ（Ｖ）・ωＶyｔ（Ｖ）・Ｖyｔ（ｓ）
＋ωＶyｔ（Ｖ）2・ＴＶy（Ｖ）・θ（ｓ）
＋（１／ｓ）ωＶyｔ（Ｖ）2・（ｇＶyｔ（Ｖ）・θ（ｓ）−Ｖyｔ（ｓ）） ………（１１）
Further, from the above equation (8), the target lateral acceleration V y ′ t (s) is expressed by the following equation.
V y ′ t (s) = − 2ζ V y t (V) · ωV y t (V) · V y t (s)
+ ΩV y t (V) 2 · TV y (V) · θ (s)
+ (1 / s) ωV y t (V) 2 · (gV y t (V) · θ (s) −V y t (s)) (11)
ここで、目標横速度のパラメータ、ｇＶyｔ（Ｖ）、ωＶyｔ（Ｖ）、ζＶyｔ（Ｖ）、ＴＶy（Ｖ）は、下記（１２）式により表される。
ｇＶyｔ（Ｖ）＝ｇＶy（Ｖ）×ｖｙ＿ｇａｉｎ＿ｍａｐ，
ωＶyｔ（Ｖ）＝ωＶy（Ｖ）×ｖｙ＿ｏｍｅｇｎ＿ｍａｐ，
ζＶyｔ（Ｖ）＝ζＶy（Ｖ）×ｖｙ＿ｚｅｔａ＿ｍａｐ，
ＴＶyｔ（Ｖ）＝ＴＶy（Ｖ）×ｖｙ＿ｚｅｒｏ＿ｍａｐ ………（１２）
但し、ｖｙ＿ｇａｉｎ＿ｍａｐ（横速度定常ゲイン），ｖｙ＿ｏｍｅｇｎ＿ｍａｐ（横速度応答（固有振動数）），ｖｙ＿ｚｅｔａ＿ｍａｐ（横速度減衰率），ｖｙ＿ｚｅｒｏ＿ｍａｐ（横速度進み要素）は、チューニングパラメータである。
Here, the parameters of the target lateral velocity, gV y t (V), ωV y t (V), ζV y t (V), TV y (V) is represented by the following equation (12).
gV y t (V) = gV y (V) × vy_gain_map,
ωV y t (V) = ωV y (V) × vy_omegn_map,
ζV y t (V) = ζV y (V) × vy_zeta_map,
TV y t (V) = TV y (V) × vy_zero_map (12)
However, vy_gain_map (transverse velocity steady gain), vy_omegn_map (transverse velocity response (natural frequency)), vy_zeta_map (lateral velocity damping factor), and vy_zero_map (lateral velocity advance element) are tuning parameters.
（目標ヨーレート算出）
以上の結果から、目標ヨーレート演算部３１２２は、次式により目標ヨーレートφ´ｔ（ｓ）を算出する。
φ´ｔ（ｓ）＝｛ωφ´ｔ（Ｖ）2 ・（Ｔφ´ｔ（Ｖ）ｓ＋ｇφ´ｔ（Ｖ））｝・θ（ｓ）／｛ｓ2＋２ζφ´ｔ（Ｖ）・ωφ´ｔ（Ｖ）・ｓ＋ωφ´ｔ（Ｖ）2｝ ………（１３）
(Target yaw rate calculation)
From the above results, the target yaw
φ′t (s) = {ωφ′t (V) 2 · (Tφ′t (V) s + gφ′t (V))} · θ (s) / {s 2 + 2ζφ′t (V) · ωφ′t (V) · s + ωφ′t (V) 2 } (13)
（目標横速度算出）
以上の結果から、目標横速度演算部３１２３は、次式により目標横速度Ｖyｔ（ｓ）を算出する。
Ｖyｔ（ｓ）＝｛ωＶyｔ（Ｖ）2 ・（ＴＶyｔ（Ｖ）ｓ＋ｇＶyｔ（Ｖ））｝・θ（ｓ）／｛ｓ2＋２ζＶyｔ（Ｖ）・ωＶyｔ（Ｖ）・ｓ＋ωＶyｔ（Ｖ）2｝ ………（１４）
図２に戻って、緊急回避操作度合演算部３２は、操舵角センサ１からの操舵角θと、車速センサ２からの車速Ｖと、目標値生成部３１からの目標ヨーレートφ´ｔを入力し、緊急回避操作度合Ｋｓを生成する。
(Target lateral speed calculation)
From the above results, the target lateral
V y t (s) = {ωV y t (V) 2 · (TV y t (V) s + gV y t (V))} · θ (s) / {s 2 + 2ζV y t (V) · ωV y t (V) · s + ωV y t (V) 2 } (14)
Returning to FIG. 2, the emergency avoidance operation
図４は、緊急回避操作度合演算部３２で実行する処理手順を示すフローチャートである。
先ずステップＳ１で、緊急回避操作度合演算部３２は、操舵角θに基づいて、操舵角速度θ´を算出し、ステップＳ２に移行する。
ステップＳ２では、緊急回避操作度合演算部３２は、前記ステップＳ１で算出した操舵角速度θ´に基づいて、操舵角速度依存ゲインｋθ´を算出する。具体的には、操舵角速度θ´の絶対値｜θ´｜に基づいて、図５に示す操舵角速度依存ゲイン算出マップを参照し、操舵角速度依存ゲインｋθ´を算出する。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure executed by the emergency avoidance operation
First, in step S1, the emergency avoidance operation
In step S2, the emergency avoidance
ここで、操舵角速度依存ゲイン算出マップは、横軸が操舵角速度｜θ´｜、縦軸が操舵角速度依存ゲインｋθ´である。当該マップは、操舵角速度｜θ´｜が所定値θTH1より小さい範囲では操舵角速度依存ゲインｋθ´を“０”に算出し、操舵角速度｜θ´｜が所定値θTH2より大きい範囲では操舵角速度依存ゲインｋθ´を“１”に算出するように設定する。また、当該マップは、操舵角速度｜θ´｜が所定値θTH1以上所定値θTH2以下の範囲では、操舵角速度｜θ´｜が大きいほど操舵角速度依存ゲインｋθ´を“０”から“１”に向けて次第に大きく算出するように設定する。 Here, in the steering angular velocity dependent gain calculation map, the horizontal axis is the steering angular velocity | θ ′ |, and the vertical axis is the steering angular velocity dependent gain kθ ′. The map is the steering angular velocity | [theta] & apos | is calculated to "0" a steering angular velocity-dependent gain kθ' a predetermined value theta TH1 smaller ranges, the steering angular velocity | [theta] & apos | steering angular velocity is a predetermined value theta TH2 larger range The dependency gain kθ ′ is set to be calculated as “1”. Also, the map is the steering angular velocity | [theta] & apos | is a predetermined value theta TH2 below the range of the predetermined value theta TH1 is steering angular velocity | [theta] & apos | is higher steering angular velocity-dependent gain kθ' greater "0" to "1" It sets so that it may calculate gradually gradually toward.
次に、ステップＳ３では、緊急回避操作度合演算部３２は、目標値生成部３１で算出した目標ヨーレートφ´ｔと車速Ｖとに基づいて、次式をもとに目標横加速度Ｖy´ｔを算出する。
Ｖy´ｔ＝φ´ｔ×Ｖ ………（１５）
このように、前後輪操舵制御で使用する目標ヨーレートφ´ｔと車速Ｖとに基づいて、演算により目標横加速度Ｖy´ｔを求めるので、別途横加速度センサ等を設ける必要がない。
Next, in step S3, the emergency avoidance
V y ′ t = φ′t × V (15)
As described above, since the target lateral acceleration V y ′ t is obtained by calculation based on the target yaw rate φ′t and the vehicle speed V used in the front and rear wheel steering control, it is not necessary to separately provide a lateral acceleration sensor or the like.
次に、ステップＳ４では、緊急回避操作度合演算部３２は、前記ステップＳ３で算出した目標横加速度Ｖy´ｔに基づいて、横加速度依存ゲインｋＶy´を算出する。具体的には、目標横加速度Ｖy´ｔの絶対値｜Ｖy´ｔ｜に基づいて、図６に示す横加速度依存ゲイン算出マップを参照し、横加速度依存ゲインｋＶy´を算出する。
Next, in step S4, the emergency avoidance operation
ここで、横加速度依存ゲイン算出マップは、横軸が目標横加速度｜Ｖy´ｔ｜、縦軸が横加速度依存ゲインｋＶy´である。当該マップは、目標横加速度｜Ｖy´ｔ｜が所定値ＶTH1より小さい範囲では横加速度依存ゲインｋＶy´を“０”に算出し、目標横加速度｜Ｖy´ｔ｜が所定値ＶTH2より大きい範囲では横加速度依存ゲインｋＶy´を“１”に算出するように設定する。また、当該マップは、目標横加速度｜Ｖy´ｔ｜が所定値ＶTH1以上所定値ＶTH2以下の範囲では、目標横加速度｜Ｖy´ｔ｜が大きいほど横加速度依存ゲインｋＶy´を“０”から“１”に向けて比例的に大きく算出するように設定する。
次に、ステップＳ５では、緊急回避操作度合演算部３２は、前記ステップＳ２で算出した操舵角速度依存ゲインｋθ´と、前記ステップＳ４で算出した横加速度依存ゲインｋＶy´とに基づいて、次式をもとに緊急回避操作度合Ｋｓを算出する。
Ｋｓ＝ｋθ´×ｋＶy´ ………（１６）
Here, in the lateral acceleration dependent gain calculation map, the horizontal axis represents the target lateral acceleration | V y ' t |, and the vertical axis represents the lateral acceleration dependent gain kV y '. The map calculates the lateral acceleration dependent gain kV y ′ to “0” in the range where the target lateral acceleration | V y ′ t is smaller than the predetermined value V TH1 , and the target lateral acceleration | V y ′ t | In a range larger than TH2 , the lateral acceleration dependent gain kV y ′ is set to be calculated as “1”. Also, the map, the target lateral acceleration | V y'T | range is below a predetermined value V TH1 or greater than a predetermined value V TH2, the target lateral acceleration | a larger the lateral acceleration dependent gain kV y '| V y't Setting is made so that the value is proportionally increased from “0” to “1”.
Next, in step S5, the emergency avoidance
Ks = kθ ′ × kV y ′ (16)
次に、目標出力値生成部３３の構成について説明する。
図７は、目標出力値生成部３３の構成を示す制御ブロック図である。
目標出力値生成部３３は、目標前後輪舵角演算部３３１と、ブレーキ制御度合演算部３３２と、目標ヨーモーメント演算部３３３とを備える。
目標前後輪舵角演算部３３１は、目標値生成部３１で算出した目標ヨーレートφ´ｔ及び目標横速度Ｖyｔに基づいて、目標前後輪舵角θｔ，δｔを算出する。
Next, the configuration of the target output
FIG. 7 is a control block diagram illustrating a configuration of the target output
The target output
The target front and rear wheel steering angle calculation unit 331 calculates the target front and rear wheel steering angles θt and δt based on the target yaw rate φ′t and the target lateral velocity V y t calculated by the target
上記（１）式及び（２）式より、目標ヨー角加速度φ″ｔと目標横加速度Ｖｙ´ｔとは、下記（１７）式および（１８）式で表される。
φ″ｔ＝ａ11φ´ｔ＋ａ12Ｖyｔ＋ｂf1θｔ＋ｂr1δｔ ………（１７）
Ｖy´ｔ＝ａ21φ´ｔ＋ａ22Ｖyｔ＋ｂf2θｔ＋ｂr2δｔ ………（１８）
From the above equations (1) and (2), the target yaw angular acceleration φ ″ t and the target lateral acceleration Vy′t are expressed by the following equations (17) and (18).
φ ″ t = a 11 φ′t + a 12 V y t + b f1 θt + b r1 δt (17)
V y ' t = a 21 φ't + a 22 V y t + b f2 θt + b r2 δt (18)
これらより、目標前輪舵角θｔは下記（１９）式、目標後輪舵角δｔは下記（２０）式により求められる。
θｔ＝（ｂr2（φ″ｔ−（ａ11φ´ｔ＋ａ12Ｖyｔ））−ｂr1（Ｖy´ｔ−（ａ21φ´ｔ＋ａ22Ｖyｔ）））／（ｂf1・ｂr2−ｂf2・ｂr1） ………（１９）
δｔ＝（ｂf2（φ″ｔ−（ａ11φ´ｔ＋ａ12Ｖyｔ））−ｂf1（Ｖy´ｔ−（ａ21φ´ｔ＋ａ22Ｖyｔ）））／（ｂf1・ｂr2−ｂf2・ｂr1） ………（２０）
From these, the target front wheel steering angle θt is obtained by the following equation (19), and the target rear wheel steering angle δt is obtained by the following equation (20).
θt = (b r2 (φ " t- (a 11 φ't + a 12 V y t)) - b r1 (V y't- (a 21 φ't + a 22 V y t))) / (b f1 · b r2− b f2 · b r1 ) (19)
δt = (b f2 (φ " t- (a 11 φ't + a 12 V y t)) - b f1 (V y't- (a 21 φ't + a 22 V y t))) / (b f1 · b r2− b f2 · b r1 ) (20)
算出した目標前輪舵角θｔは前輪操舵コントローラ４に出力し、目標後輪舵角δｔは後輪操舵コントローラ５に出力する。また、目標前輪舵角θｔ及び目標後輪舵角δｔは、目標ヨーモーメント演算部３３３にも出力する。
ブレーキ制御度合演算部３３２は、緊急回避操作度合演算部３２で出力した緊急回避操作度合Ｋｓを入力する。そして、この緊急回避操作度合Ｋｓに基づいて、図８に示すブレーキ制御度合算出マップを参照し、ブレーキ制御度合Ｋｂを算出する。
The calculated target front wheel steering angle θt is output to the front
The brake control
ここで、ブレーキ制御度合算出マップは、横軸が緊急回避操作度合Ｋｓ、縦軸がブレーキ制御度合Ｋｂである。当該マップは、緊急回避操作度合Ｋｓが所定値ＫTH1より小さい範囲ではブレーキ制御度合Ｋｂを“０”に算出し、緊急回避操作度合Ｋｓが所定値ＫTH2より大きい範囲ではブレーキ制御度合Ｋｂを“１”に算出するように設定する。また、当該マップは、緊急回避操作度合Ｋｓが所定値ＫTH1以上所定値ＫTH2以下の範囲では、緊急回避操作度合Ｋｓが大きいほどブレーキ制御度合Ｋｂを“０”から“１”に向けて比例的に大きく算出するように設定する。 Here, in the brake control degree calculation map, the horizontal axis represents the emergency avoidance operation degree Ks, and the vertical axis represents the brake control degree Kb. The map calculates the brake control degree Kb to “0” when the emergency avoidance operation degree Ks is smaller than the predetermined value K TH1 , and sets the brake control degree Kb as “0” when the emergency avoidance operation degree Ks is larger than the predetermined value K TH2. It is set so as to calculate to 1 ″. Further, in the map, in the range where the emergency avoidance operation degree Ks is not less than the predetermined value KTH1 and not more than the predetermined value KTH2 , the brake control degree Kb is proportional from “0” to “1” as the emergency avoidance operation degree Ks increases. So that it is calculated as large as possible.
このようにして算出したブレーキ制御度合Ｋｂは、目標ヨーモーメント演算部３３３に出力する。
目標ヨーモーメント演算部３３３は、ブレーキ制御度合演算部３３２で算出したブレーキ制御度合Ｋｂに基づいて、目標横加速度Ｖy´ｔ（目標ヨーレートφ´ｔ）を補正する。そして、補正後の目標ヨーレートφ´ｔを達成するためにブレーキ制御で発生する目標ヨーモーメントＹａｗmを算出する。
The brake control degree Kb thus calculated is output to the target
The target
図９は、目標ヨーモーメント演算部３３３で実行する処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１１で、目標ヨーモーメント演算部３３３は、ブレーキ制御度合Ｋｂに基づいて、次式をもとに横加速度補正量ｄＶy´ｔを算出する。
ｄＶy´ｔ＝Ｋｂ×Ｖy´ｔ０ ………（２１）
ここで、Ｖy´ｔ０は予め設定した固定値である。
FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure executed by the target
First, in step S11, the target yaw
dV y ' t = Kb × V y' t0 (21)
Here, V y ′ t0 is a preset fixed value.
次に、ステップＳ１２では、目標ヨーモーメント演算部３３３は、前記ステップＳ１１で算出した横加速度補正量ｄＶy´ｔを用いて、目標横加速度Ｖy´ｔを補正する。ここでは、目標値生成部３１で算出した目標横加速度Ｖy´ｔから上記横加速度補正量ｄＶy´ｔを差し引くことにより、補正後の目標横加速度（横加速度補正値）Ｖy´ｔを算出する。
Ｖy´ｔ＝Ｖy´ｔ−ｄＶy´ｔ ………（２２）
Next, in step S12, the target
V y ' t = V y' t-dV y ' t (22)
次に、ステップＳ１３では、目標ヨーモーメント演算部３３３は、前記ステップＳ１２で算出した補正後の目標横加速度Ｖy´ｔに基づいて、次式をもとに補正後の目標ヨーレート（目標ヨーレート補正値）φ´ｔを算出する。
φ´ｔ＝Ｖy´ｔ／Ｖ ………（２３）
Next, in step S13, the target
φ′t = V y ′ t / V (23)
次に、ステップＳ１４では、目標ヨーモーメント演算部３３３は、ブレーキ制御によって車両に発生する目標ヨーモーメントＹａｗmを算出する。
ブレーキ制御により発生するヨー角加速度をφ″brｔとすると、車両の運動方程式は、補正後の目標ヨーレートφ´ｔ、目標横速度Ｖyｔ、目標前輪舵角θｔ及び目標後輪舵角δｔを用いて以下のようになる。
φ″ｔ＝ａ11φ´ｔ＋ａ12Ｖyｔ＋ｂf1θｔ＋ｂr1δｔ＋φ″brｔ ………（２４）
Ｖｙ´ｔ＝ａ21φ´ｔ＋ａ22Ｖyｔ＋ｂf2θｔ＋ｂr2δｔ ………（２５）
Next, in step S14, the target
Assuming that the yaw angular acceleration generated by the brake control is φ ″ br t, the equation of motion of the vehicle is the corrected target yaw rate φ′t, target lateral velocity V y t, target front wheel steering angle θt, and target rear wheel steering angle δt. Is used as follows.
φ ″ t = a 11 φ′t + a 12 V y t + b f1 θt + b r1 δt + φ ″ br t (24)
Vy′t = a 21 φ′t + a 22 V y t + b f2 θt + b r2 δt (25)
したがって、補正後の目標ヨーレートφ´ｔ及び目標横速度Ｖyｔを実現するためにブレーキ制御により発生するヨー角加速度φ″brｔは、次式で表される。
φ″brｔ＝φ″ｔ−（ａ11φ´ｔ＋ａ12Ｖyｔ＋ｂf1θｔ＋ｂr1δｔ） ………（２６）
よって、目標ヨーモーメントＹａｗmは、次式をもとに求めることができる。
Ｙａｗm＝ＩZ・φ″brｔ ………（２７）
Accordingly, the yaw angular acceleration φ ″ br t generated by the brake control in order to realize the corrected target yaw rate φ′t and target lateral velocity V y t is expressed by the following equation.
φ ″ br t = φ ″ t− (a 11 φ′t + a 12 V y t + b f1 θt + b r1 δt) (26)
Therefore, the target yaw moment Yaw m can be obtained based on the following equation.
Yaw m = I Z · φ ″ br t (27)
このようにして算出した目標ヨーモーメントＹａｗmは、ブレーキコントローラ６に出力する。
ブレーキコントローラ６は目標ヨーモーメントＹａｗmを達成するように、車両の左右輪のブレーキ液圧に差を発生させることで、左右輪に制動力差を発生させ、ヨーモーメントを発生させる。なお、左右輪に制動力差を発生させるのは前輪のみ、後輪のみ若しくは前後輪の両方であっても良い。また、目標ヨーモーメントＹａｗmを達成する左右輪のブレーキ液圧差は、予め実験等によって求めた、車速に応じたヨーモーメントとブレーキ液圧差との関係をマップ等に記憶しておき、車速と目標ヨーモーメントＹａｗmとから当該マップを参照して求めても良いし、演算等によって求めても良い。
The target yaw moment Yaw m calculated in this way is output to the
The
《動作》
次に、本発明における実施形態の動作について説明する。
図１０は、操舵制御コントローラ３で実行する処理手順を示すフローチャートである。
今、運転者がステアリング操作を行って、車両がカーブを旋回走行しているものとする。このとき、操舵角センサ１で検出した操舵角θおよび車速センサ２で検出した車体速Ｖを、図２の目標値生成部３１および緊急回避操作度合演算部３２に入力する（ステップＳ２１）。
<Operation>
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure executed by the steering controller 3.
Now, it is assumed that the driver performs a steering operation and the vehicle is turning on a curve. At this time, the steering angle θ detected by the steering angle sensor 1 and the vehicle body speed V detected by the
目標値生成部３１は、操舵角θ及び車体速Ｖに基づいて、目標ヨーレートφ´ｔ及び目標横速度Ｖyｔを算出し（ステップＳ２２）、これら目標ヨーレートφ´ｔ及び目標横速度Ｖyｔを目標出力値生成部３３に入力する。
また、緊急回避操作度合演算部３２は、操舵角θ及び車体速Ｖに基づいて、運転者による緊急回避操作度合Ｋｓを演算する（ステップＳ２３）。このとき、運転者が自車走行車線前方の障害物との接触回避をするために緊急操舵を行っており、操舵角速度θ´及び目標横加速度Ｖy´ｔがそれぞれ大きい値であるものとする。この場合、緊急回避操作度合演算部３２は、図５及び図６をもとに、操舵角速度依存ゲインｋθ´及び横加速度依存ゲインｋＶy´をそれぞれ大きい値に算出する。その結果、緊急回避操作度合演算部３２は、緊急回避操作度合Ｋｓを比較的大きい値（例えば、１）に算出する。
The target
Further, the emergency avoidance operation
目標出力値生成部３３の目標前後輪舵角演算部３３１は、目標値生成部３１で算出した目標ヨーレートφ´ｔ及び目標横速度Ｖyｔに基づいて、目標前後輪舵角θｔ，δｔを算出する（ステップＳ２４）。そして、これら目標前輪舵角θｔ及び目標後輪舵角δｔを、それぞれ前輪操舵コントローラ４及び後輪操舵コントローラ５に出力する（ステップＳ２５）。
The target front and rear wheel steering angle calculation unit 331 of the target output
前輪操舵コントローラ４は、目標前後輪舵角演算部３３１で算出した目標前輪舵角θｔと実際の前輪転舵角との偏差を無くすような舵角指令値を前輪操舵アクチュエータ７に出力する。後輪操舵コントローラ５は、目標前後輪舵角演算部３３１で算出した目標後輪舵角δｔと実際の後輪転舵角との偏差を無くすような舵角指令値を後輪操舵アクチュエータ８に出力する。これにより、前後輪に補助舵角を与えることができる。
The front
次に、ブレーキ制御度合演算部３３２は、緊急回避操作度合演算部３２で算出した緊急回避操作度合Ｋｓに基づいて、ブレーキ制御度合Ｋｂを算出する（ステップＳ２６）。このとき、緊急回避操作度合Ｋｓが最大値“１”であるとすると、ブレーキ制御度合Ｋｂも最大値“１”となる。
これにより、目標ヨーモーメント演算部３３３は、ブレーキ制御度合Ｋｂに基づいて、上記（２１）式をもとに横加速度補正量ｄＶy´ｔを最大値Ｖy´ｔ０に算出する。そして、この横加速度補正量ｄＶy´ｔを目標値生成部３１で算出した目標横加速度Ｖy´ｔから差し引き、横加速度補正値Ｖy´ｔを算出する。このように、横加速度補正量ｄＶy´ｔの分だけ目標横加速度Ｖy´ｔを減少補正する。すなわち、横加速度補正量ｄＶy´ｔは、車両の横加速度の発生を抑制するための補正量である。
Next, the brake control
As a result, the target
次に、上記横加速度補正値Ｖy´ｔに基づいて、上記（２３）式をもとに目標ヨーレート補正値φ´ｔを算出する（ステップＳ２７）。この目標ヨーレート補正値φ´ｔは、減少補正した目標横加速度Ｖy´ｔを用いて算出しているため、制限された目標ヨーレートとなる。
そして、目標ヨーモーメント演算部３３３は、制限された目標ヨーレートφ´ｔを達成するためにブレーキ制御により発生する目標ヨーモーメントＹａｗmを算出する（ステップＳ２８）。算出した目標ヨーモーメントＹａｗmはブレーキコントローラ６へ出力する（ステップＳ２９）。これにより、各輪に制動力を付与する。
Next, based on the lateral acceleration correction value V y ′ t, a target yaw rate correction value φ′t is calculated based on the above equation (23) (step S27). Since the target yaw rate correction value φ′t is calculated using the target lateral acceleration V y ′ t that has been corrected to decrease, it becomes a limited target yaw rate.
Then, the target
すなわち、本実施形態では、運転者が緊急回避操作を行っている場合には、その緊急度が高いほど横加速度（ヨーレート）を大きく減少補正する。そして、減少補正した横加速度（ヨーレート）に基づいてブレーキ制御を作動する。その結果、緊急回避操舵時には、安定側（アンダーステア側）のモーメントを出すようブレーキ制御を行うことになり、車両安定性が向上する。つまり、操舵の緊急度が高いほど、ブレーキ制御によって車両挙動を安定化するような車両運動制御の実施度合が大きくなる。 That is, in this embodiment, when the driver is performing an emergency avoidance operation, the lateral acceleration (yaw rate) is corrected to be greatly decreased as the urgency level is higher. Then, the brake control is activated based on the lateral acceleration (yaw rate) corrected for decrease. As a result, during emergency avoidance steering, brake control is performed so as to produce a moment on the stable side (understeer side), and vehicle stability is improved. That is, the higher the steering urgency, the greater the degree of vehicle motion control that stabilizes the vehicle behavior by brake control.
このように、緊急回避操舵時には、目標前後輪舵角演算部３３１で算出した目標前後輪舵角θｔ，δｔと実際の前後輪転舵角との偏差を無くすような操舵制御と、緊急回避操作度合Ｋｓに応じた車両運動制御（ブレーキ制御）とを併用する。
ところで、前後輪操舵機能と４輪ブレーキ制御機能とを備える車両として、目標ヨーレートと実際のヨーレートとの偏差（ヨーレート誤差）及び目標横加速度と実際の横加速度との偏差（横加速度誤差）が所定値未満であるときは操舵制御のみを行い、ヨーレート誤差又は横加速度誤差が所定値以上となったとき、操舵制御に加えてブレーキ制御を行うというものがある。
In this way, during emergency avoidance steering, steering control that eliminates the deviation between the target front and rear wheel steering angles θt and δt calculated by the target front and rear wheel steering angle calculation unit 331 and the actual front and rear wheel steering angles, and the degree of emergency avoidance operation Combined with vehicle motion control (brake control) according to Ks.
By the way, as a vehicle having a front and rear wheel steering function and a four-wheel brake control function, a deviation between the target yaw rate and the actual yaw rate (yaw rate error) and a deviation between the target lateral acceleration and the actual lateral acceleration (lateral acceleration error) are predetermined. When it is less than the value, only the steering control is performed, and when the yaw rate error or the lateral acceleration error exceeds a predetermined value, the brake control is performed in addition to the steering control.
しかしながら、運転者が緊急回避操作を行った場合など、限界領域に近い状況では、前後輪操舵制御のみでは車両の安定性を確保することが難しい。そのため、上記のようにヨーレート誤差や横加速度誤差が所定値以上となるのを待ってからブレーキ制御を行うと、遅れが生じて車両の安定性が損なわれるおそれがある。
したがって、運転者が緊急回避操作を行った場合には、より積極的にブレーキ制御を介入して車両挙動を安定化する車両運動制御を行い、車両をより早いタイミングで安定化することが望ましい。
However, in a situation close to the limit area, such as when the driver performs an emergency avoidance operation, it is difficult to ensure the stability of the vehicle only by the front and rear wheel steering control. Therefore, if the brake control is performed after waiting for the yaw rate error or the lateral acceleration error to become a predetermined value or more as described above, there is a possibility that a delay occurs and the stability of the vehicle is impaired.
Therefore, when the driver performs an emergency avoidance operation, it is desirable to more actively intervene brake control to perform vehicle motion control that stabilizes the vehicle behavior and stabilize the vehicle at an earlier timing.
これに対して、本実施形態では、運転者による緊急回避操作を検出したとき、その緊急度に応じて上記車両運動制御の実施度合を変更する。このとき、運転者による操舵の緊急度が高いほど車両安定性を向上する方向に目標値（目標横加速度および目標ヨーレート）を変更し、車両運動制御の実施度合を高める。
これにより、緊急操舵時には遅れなくブレーキ制御を作動することができる。また、操舵の緊急度が高いほど、より積極的にブレーキ制御を作動することができる。その結果、車両を早いタイミングで安定化することができ、運転者の違和感を抑制することができる。
On the other hand, in this embodiment, when the emergency avoidance operation by the driver is detected, the execution degree of the vehicle motion control is changed according to the emergency degree. At this time, the target value (target lateral acceleration and target yaw rate) is changed in a direction to improve the vehicle stability as the driver's steering urgency increases, and the degree of vehicle motion control is increased.
This makes it possible to operate the brake control without delay during emergency steering. Moreover, the higher the steering urgency is, the more actively the brake control can be activated. As a result, the vehicle can be stabilized at an early timing, and the driver's uncomfortable feeling can be suppressed.
なお、本実施形態においては、目標値生成部３１（ステップＳ２２）が車両挙動目標値設定手段を構成し、目標前後輪舵角演算部３３１（ステップＳ２４）が転舵角設定手段を構成し、前輪操舵コントローラ４及び後輪操舵コントローラ５が転舵制御手段を構成している。また、緊急回避操作度合演算部３２（ステップＳ２３）が緊急操舵度合検出手段を構成している。さらに、ブレーキ制御度合演算部３３２（ステップＳ２６）、目標ヨーモーメント演算部３３３（ステップＳ２７，Ｓ２８）、ブレーキコントローラ６及びブレーキアクチュエータ９がブレーキ制御手段を構成している。
また、図１０のステップＳ２６及びＳ２７がブレーキ制御度合変更手段に対応している。さらに、図９のステップＳ１１が横加速度演算手段に対応し、ステップＳ１２及びＳ１３が横加速度補正手段に対応し、ステップＳ１４が目標ヨーレート補正手段に対応している。
In the present embodiment, the target value generation unit 31 (step S22) constitutes a vehicle behavior target value setting unit, the target front and rear wheel steering angle calculation unit 331 (step S24) constitutes a turning angle setting unit, The front
Further, steps S26 and S27 in FIG. 10 correspond to the brake control degree changing means. Further, step S11 in FIG. 9 corresponds to the lateral acceleration calculation means, steps S12 and S13 correspond to the lateral acceleration correction means, and step S14 corresponds to the target yaw rate correction means.
《効果》
（１）車両挙動目標値設定手段は、運転者によって操舵されるステアリングの操舵角および車両の速度に基づいて、車両挙動の目標値である車両挙動目標値を設定する。転舵角設定手段は、車両挙動目標値設定手段によって設定された車両挙動目標値に基づいて、車両前輪の目標転舵角と車両後輪の目標転舵角とをそれぞれ設定する。転舵制御手段は、転舵角設定手段によって設定された車両前輪の目標転舵角と車両後輪の目標転舵角とに基づいて、前輪操舵機構を駆動する前輪操舵アクチュエータ及び後輪操舵機構を駆動する後輪操舵アクチュエータを駆動制御する。ブレーキ制御手段は、各輪の制動力を制御して、車両挙動を安定化する車両運動制御を行う。緊急操舵度合検出手段は、運転者による緊急操舵の度合を検出する。ブレーキ制御度合変更手段は、緊急操舵度合検出手段で検出した緊急操舵の度合に基づいて、ブレーキ制御による車両運動制御の実施度合を変更する。
"effect"
(1) The vehicle behavior target value setting means sets a vehicle behavior target value, which is a target value of the vehicle behavior, based on the steering angle of the steering steered by the driver and the vehicle speed. The turning angle setting means sets the target turning angle of the front wheels and the target turning angle of the vehicle rear wheels based on the vehicle behavior target values set by the vehicle behavior target value setting means. The steering control means includes a front wheel steering actuator and a rear wheel steering mechanism for driving the front wheel steering mechanism based on the target turning angle of the vehicle front wheel and the target turning angle of the vehicle rear wheel set by the turning angle setting means. The rear wheel steering actuator for driving is controlled. The brake control means performs vehicle motion control that stabilizes the vehicle behavior by controlling the braking force of each wheel. The emergency steering degree detection means detects the degree of emergency steering by the driver. The brake control degree changing means changes the execution degree of the vehicle motion control by the brake control based on the emergency steering degree detected by the emergency steering degree detecting means.
したがって、運転者が緊急操舵を行った場合には、従来方式のように、ヨーレート誤差又は横加速度誤差が所定値以上となってからブレーキ制御を行うのと比較して、遅れなくブレーキ制御を作動することができる。また、車両運動制御の実施度合を操舵の緊急度に応じた大きさとすることができる。その結果、運転者に違和感を与えることなく、車両の安定性を確保することができる。 Therefore, when the driver performs emergency steering, the brake control is operated without delay compared to the case where the brake control is performed after the yaw rate error or the lateral acceleration error exceeds a predetermined value as in the conventional method. can do. In addition, the degree of execution of the vehicle motion control can be set according to the urgency of steering. As a result, the stability of the vehicle can be ensured without causing the driver to feel uncomfortable.
（２）ブレーキ制御度合変更手段は、緊急操舵度合検出手段で検出した緊急操舵の度合が高いほど、車両運動制御の実施度合を大きくする。
したがって、車両の安定性向上が必要な状況であるほど車両挙動を安定化するようにブレーキ制御を作動することができるので、より車両の安定性を高めることができる。また、運転者による操舵の緊急度が低い場合は、上記車両運動制御の割合を小さくすることができ、ブレーキ制御が介入することに起因する違和感を低減することができる。
(2) The brake control degree changing means increases the execution degree of the vehicle motion control as the degree of emergency steering detected by the emergency steering degree detecting means is higher.
Accordingly, since the brake control can be operated so as to stabilize the vehicle behavior as the situation where the stability of the vehicle needs to be improved, the stability of the vehicle can be further improved. Further, when the driver's steering urgency is low, the ratio of the vehicle motion control can be reduced, and the uncomfortable feeling caused by the intervention of the brake control can be reduced.
（３）ブレーキ制御度合変更手段は、緊急操舵度合検出手段で検出した緊急操舵の度合が高いほど、車両の横加速度を抑制するようにブレーキ制御を実施することで、車両運動制御の実施度合を大きくする。したがって、操舵の緊急度が高いほど車両の横加速度を抑制することができ、確実に車両安定性を確保することができる。
（４）ブレーキ制御度合変更手段は、緊急操舵度合検出手段で検出した緊急操舵の度合が高いほど、車両のヨーレートを抑制するようにブレーキ制御を実施することで、車両運動制御の実施度合を大きくする。したがって、操舵の緊急度が高いほど車両のヨーレートを抑制することができ、確実に車両安定性を確保することができる。
(3) The brake control degree change means implements the brake control so as to suppress the lateral acceleration of the vehicle as the degree of emergency steering detected by the emergency steering degree detection means is higher, so that the degree of execution of the vehicle motion control is increased. Enlarge. Therefore, the higher the steering urgency, the more the lateral acceleration of the vehicle can be suppressed, and the vehicle stability can be reliably ensured.
(4) The brake control degree changing means increases the degree of execution of the vehicle motion control by performing the brake control so as to suppress the yaw rate of the vehicle as the degree of emergency steering detected by the emergency steering degree detecting means is higher. To do. Therefore, the higher the steering urgency is, the more the vehicle yaw rate can be suppressed, and the vehicle stability can be reliably ensured.
（５）横加速度演算手段は、自車速及び前記目標ヨーレートに基づいて、目標横加速度を演算する。目標横加速度補正手段は、緊急操舵度合検出手段で検出した緊急操舵の度合が高いほど、横加速度演算手段で演算した目標横加速度を大きく減少補正する。目標ヨーレート補正手段は、自車速及び目標横加速度補正手段で補正した目標横加速度に基づいて目標ヨーレート補正値を演算する。ブレーキ制御度合変更手段は、目標ヨーレート補正手段で演算した目標ヨーレート補正値を達成するようにブレーキ制御を実施する。
したがって、操舵の緊急度が高いほど、車両安定性を向上する方向に目標値（目標横加速度及び目標ヨーレート）を変更することができる。そして、補正した上記目標値を達成するようにブレーキ制御を行うので、比較的簡易な構成で確実に緊急操舵時における車両安定性を確保することができる。
(5) The lateral acceleration calculating means calculates a target lateral acceleration based on the host vehicle speed and the target yaw rate. The target lateral acceleration correcting means corrects the target lateral acceleration calculated by the lateral acceleration calculating means to be greatly decreased as the degree of emergency steering detected by the emergency steering degree detecting means is higher. The target yaw rate correction means calculates a target yaw rate correction value based on the host vehicle speed and the target lateral acceleration corrected by the target lateral acceleration correction means. The brake control degree changing means performs brake control so as to achieve the target yaw rate correction value calculated by the target yaw rate correcting means.
Therefore, the target value (target lateral acceleration and target yaw rate) can be changed in a direction that improves vehicle stability as the steering urgency level increases. Since the brake control is performed so as to achieve the corrected target value, the vehicle stability during emergency steering can be ensured with a relatively simple configuration.
（６）緊急操舵度合検出手段は、運転者が操作するステアリングホイールの操舵角速度に基づいて、緊急操舵の度合を検出する。したがって、運転者がステアリングホイールを素早く操作している場合など、緊急回避操舵であると判断できる状況を適正に検出することができる。
（７）緊急操舵度合検出手段は、運転者が操作するステアリングホイールの操舵角速度が大きいほど、緊急操舵の度合を高く設定する。したがって、運転者による操舵状態をもとに、より適正に緊急操舵の度合を検出することができる。
(6) The emergency steering degree detection means detects the degree of emergency steering based on the steering angular speed of the steering wheel operated by the driver. Therefore, it is possible to appropriately detect a situation that can be determined as emergency avoidance steering, such as when the driver is operating the steering wheel quickly.
(7) The emergency steering degree detection means sets the degree of emergency steering higher as the steering angular speed of the steering wheel operated by the driver is larger. Therefore, the degree of emergency steering can be detected more appropriately based on the steering state by the driver.
（８）横加速度演算手段は、自車速と前記目標ヨーレートとに基づいて、目標横加速度を演算する。緊急操舵度合検出手段は、横加速度演算手段で演算した目標横加速度が大きいほど、緊急操舵の度合を高く設定する。
したがって、操舵角速度が比較的大きく運転者が緊急回避操作を行っていると判断した場合であっても、車両の横加速度が小さい場合には緊急操舵の度合を小さく設定する。これにより、車両の安定性がある程度確保されている状況下では上記車両運動制御の実施度合を小さくすることができる。その結果、ブレーキ制御が介入されることに起因する運転者の違和感を低減することができる。
(8) The lateral acceleration calculating means calculates a target lateral acceleration based on the host vehicle speed and the target yaw rate. The emergency steering degree detection means sets the degree of emergency steering higher as the target lateral acceleration calculated by the lateral acceleration calculation means is larger.
Therefore, even if it is determined that the steering angular velocity is relatively large and the driver is performing an emergency avoidance operation, the degree of emergency steering is set to be small when the lateral acceleration of the vehicle is small. Thereby, the implementation degree of the said vehicle motion control can be made small under the condition where the stability of a vehicle is ensured to some extent. As a result, the driver's uncomfortable feeling due to the intervention of the brake control can be reduced.
（９）前輪の目標転舵角と後輪の目標転舵角とに基づいて、前輪操舵アクチュエータ及び後輪操舵アクチュエータを駆動制御して前輪操舵機構及び後輪操舵機構を駆動し、運転者による緊急操舵の度合に応じて、各輪に制動力を付与するブレーキ制御によって実施する車両挙動を安定化する制御の実施度合を変更する。
したがって、運転者が緊急操舵を行っている場合には、遅れなくブレーキ制御を作動して車両安定性を確保することができる。また、運転者による操舵の緊急度に応じて上記車両運動制御の実施度合を変更するので、運転者に違和感を与えることがない。
(9) Based on the target turning angle of the front wheels and the target turning angle of the rear wheels, the front wheel steering actuator and the rear wheel steering actuator are driven and controlled to drive the front wheel steering mechanism and the rear wheel steering mechanism. In accordance with the degree of emergency steering, the degree of execution of control that stabilizes the vehicle behavior that is performed by brake control that applies braking force to each wheel is changed.
Therefore, when the driver is performing emergency steering, the brake control can be operated without delay to ensure vehicle stability. Moreover, since the execution degree of the said vehicle motion control is changed according to the emergency degree of the steering by a driver | operator, a driver | operator is not given discomfort.
《変形例》
（１）上記実施形態においては、ブレーキ制御度合演算部３３２で緊急回避操作度合Ｋｓをもとにブレーキ制御度合Ｋｂを算出し、目標ヨーモーメント演算部３３３でブレーキ制御度合Ｋｂをもとに横加速度補正量ｄＶy´ｔを算出する場合について説明したが、緊急回避操作度合Ｋｓをもとに横加速度補正量ｄＶy´ｔを直接算出することもできる。
このとき、図８に示すように、緊急回避操作度合Ｋｓが所定値ＫTH1より小さい範囲ではブレーキ制御度合Ｋｂを“０”に算出していることから、緊急回避操作度合Ｋｓが所定値ＫTH1より小さいとき、横加速度補正量ｄＶy´ｔを“０”に算出するようにする。また、図８に示すように、緊急回避操作度合Ｋｓが所定値ＫTH2より大きい範囲ではブレーキ制御度合Ｋｂを“１”に算出していることから、緊急回避操作度合Ｋｓが所定値ＫTH2より大きいとき、横加速度補正量ｄＶy´ｔを予め設定した固定値Ｖy´ｔ０に算出するようにする。
これにより、より簡易な構成で車両運動制御を行うための目標値（目標横加速度、目標ヨーレート）の補正を行うことができる。
<Modification>
(1) In the above embodiment, the brake control
At this time, as shown in FIG. 8, since the brake control degree Kb is calculated to be “0” in the range where the emergency avoidance operation degree Ks is smaller than the predetermined value KTH1 , the emergency avoidance operation degree Ks is set to the predetermined value KTH1. When smaller, the lateral acceleration correction amount dV y ′ t is calculated to be “0”. Further, as shown in FIG. 8, since the emergency avoidance operation degree Ks is that calculated to "1" to brake control degree Kb is greater than the range predetermined value K TH2, emergency avoidance operation degree Ks is than the predetermined value K TH2 When it is larger, the lateral acceleration correction amount dV y ′ t is calculated to a preset fixed value V y ′ t0.
Thereby, the target value (target lateral acceleration, target yaw rate) for performing vehicle motion control with a simpler configuration can be corrected.
（２）上記実施形態においては、操舵角速度依存ゲインｋθ´と横加速度依存ゲインｋＶy´とに基づいて緊急回避操作度合Ｋｓを算出する場合について説明したが、これに加えて操舵角θをもとに算出した操舵角依存ゲインを用いることもできる。この場合、操舵角θの絶対値｜θ｜が大きいほど操舵角依存ゲインを大きく算出する。そして、操舵角速度依存ゲインｋθ´と横加速度依存ゲインｋＶy´と操舵角依存ゲインとを乗算して、緊急回避操作度合Ｋｓを算出する。
これにより、運転者がステアリングホイールを大きく操作している場合など、緊急回避操舵であると判断できる状況下において適正に緊急回避操作度合Ｋｓを大きく算出することができる。
(2) In the above-described embodiment, the case where the emergency avoidance operation degree Ks is calculated based on the steering angular velocity dependent gain kθ ′ and the lateral acceleration dependent gain kV y ′ has been described. It is also possible to use the calculated steering angle-dependent gain. In this case, the larger the absolute value | θ | of the steering angle θ, the larger the steering angle dependent gain is calculated. Then, the emergency avoidance operation degree Ks is calculated by multiplying the steering angular velocity dependent gain kθ ′, the lateral acceleration dependent gain kV y ′, and the steering angle dependent gain.
As a result, the emergency avoidance operation degree Ks can be appropriately calculated to be large in a situation where it can be determined that emergency avoidance steering is performed, such as when the driver is operating the steering wheel greatly.
（３）上記実施形態においては、運転者による操舵状態に基づいて緊急回避操作度合Ｋｓを算出する場合について説明したが、運転者による操舵状態以外にも自車両の走行状態を用いることができる。この場合、例えば、当該走行状態として自車両と前方障害物との車間距離や前方障害物に対する車間時間等を用いることができる。そして、上記車間距離が小さいほど緊急回避操作度合Ｋｓを高く算出したり、上記車間時間が短いほど緊急回避操作度合Ｋｓを高く算出したりすればよい。
これにより、自車両の走行状態に応じて、より適正に緊急回避操作度合Ｋｓを検出することができる。
(3) In the above embodiment, the case where the emergency avoidance operation degree Ks is calculated based on the steering state by the driver has been described, but the traveling state of the host vehicle can be used in addition to the steering state by the driver. In this case, for example, an inter-vehicle distance between the host vehicle and the front obstacle, an inter-vehicle time with respect to the front obstacle, and the like can be used as the traveling state. Then, the emergency avoidance operation degree Ks may be calculated higher as the inter-vehicle distance is smaller, or the emergency avoidance operation degree Ks may be calculated higher as the inter-vehicle time is shorter.
Thereby, the emergency avoidance operation degree Ks can be detected more appropriately according to the traveling state of the host vehicle.
１ 操舵角センサ
２ 車速センサ
３ 操舵制御コントローラ
４ 前輪操舵コントローラ
５ 後輪操舵コントローラ
６ ブレーキコントローラ
７ 前輪操舵アクチュエータ
８ 後輪操舵アクチュエータ
９ ブレーキアクチュエータ
１０ ステアリングホイール
１１ 前輪
１２ 前輪操舵機構
１４ 後輪
１５ 後輪操舵機構
３１ 目標値生成部
３２ 緊急回避操作度合演算部
３３ 目標出力値生成部
３３１ 目標前後輪舵角演算部
３３２ ブレーキ制御度合演算部
３３３ 目標ヨーモーメント演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前記車両挙動目標値設定手段によって設定された車両挙動目標値に基づいて、車両前輪の目標転舵角と車両後輪の目標転舵角とをそれぞれ設定する転舵角設定手段と、
前輪操舵機構を駆動する前輪操舵アクチュエータと、
後輪操舵機構を駆動する後輪操舵アクチュエータと、
前記転舵角設定手段によって設定された車両前輪の目標転舵角と車両後輪の目標転舵角とに基づいて、前記前輪操舵アクチュエータ及び前記後輪操舵アクチュエータを駆動制御する転舵制御手段と、
各輪の制動力を制御して、車両挙動を安定化する車両運動制御を行うブレーキ制御手段と、
運転者による緊急操舵の度合を検出する緊急操舵度合検出手段と、を備え、
前記ブレーキ制御手段は、前記緊急操舵度合検出手段で検出した緊急操舵の度合に基づいて、前記ブレーキ制御による車両運動制御の実施度合を変更するブレーキ制御度合変更手段を備え、
前記ブレーキ制御度合変更手段は、前記緊急操舵度合検出手段で検出した緊急操舵の度合が高いほど、アンダーステア側のモーメントを大きく発生するように前記車両運動制御の実施度合を大きくすることを特徴とする車両制御装置。 Vehicle behavior target value setting means for setting a vehicle behavior target value, which is a target value of the vehicle behavior, based on the steering angle of the steering steered by the driver and the speed of the vehicle;
Steering angle setting means for setting the target turning angle of the vehicle front wheel and the target turning angle of the vehicle rear wheel based on the vehicle behavior target value set by the vehicle behavior target value setting means,
A front wheel steering actuator that drives the front wheel steering mechanism;
A rear wheel steering actuator for driving the rear wheel steering mechanism;
Steering control means for drivingly controlling the front wheel steering actuator and the rear wheel steering actuator based on the target turning angle of the vehicle front wheel and the target turning angle of the vehicle rear wheel set by the turning angle setting means; ,
Brake control means for controlling the vehicle's motion to stabilize the vehicle behavior by controlling the braking force of each wheel;
Emergency steering degree detection means for detecting the degree of emergency steering by the driver,
The brake control means comprises a brake control degree changing means for changing the degree of vehicle motion control by the brake control based on the degree of emergency steering detected by the emergency steering degree detecting means ,
The brake control degree changing means increases the degree of execution of the vehicle motion control so as to generate a larger moment on the understeer side as the degree of emergency steering detected by the emergency steering degree detecting means is higher. Vehicle control device.
前記緊急操舵度合検出手段は、前記横加速度演算手段で演算した目標横加速度が大きいほど、緊急操舵の度合を高く設定することを特長とする請求項５又は６に記載の車両制御装置。 A lateral acceleration calculating means for calculating a target lateral acceleration based on the host vehicle speed and the target yaw rate;
The vehicle control device according to claim 5 or 6 , wherein the emergency steering degree detection means sets the degree of emergency steering higher as the target lateral acceleration calculated by the lateral acceleration calculation means is larger.
運転者による緊急操舵の度合が高いほど、各輪に制動力を付与するブレーキ制御によって実施する車両挙動を安定化するための車両運動制御の実施度合を、アンダーステア側のモーメントを大きく発生するように大きくすることを特徴とする車両制御方法。 Based on the target turning angle of the front wheel and the target turning angle of the rear wheel, the front wheel steering actuator and the rear wheel steering actuator are driven and controlled to drive the front wheel steering mechanism and the rear wheel steering mechanism,
The higher the degree of emergency steering by the driver, the greater the degree of understeer moment, the greater the degree of understeering, the degree of vehicle motion control that stabilizes the vehicle behavior performed by brake control that applies braking force to each wheel. A vehicle control method characterized by enlarging .
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