JP5747617B2 - Car body tilt control device, car body tilt control method - Google Patents
Car body tilt control device, car body tilt control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5747617B2 JP5747617B2 JP2011080102A JP2011080102A JP5747617B2 JP 5747617 B2 JP5747617 B2 JP 5747617B2 JP 2011080102 A JP2011080102 A JP 2011080102A JP 2011080102 A JP2011080102 A JP 2011080102A JP 5747617 B2 JP5747617 B2 JP 5747617B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel load
- correction amount
- limit value
- value correction
- vehicle body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
本発明は、車体傾動制御装置、車体傾動制御方法に関するものである。 The present invention relates to a vehicle body tilt control device and a vehicle body tilt control method.
従来、旋回走行時のような場面において、車両の安定性の向上や車両のダイナミクスモデルを活かした運転への適用という観点から、傾斜可能な車両構造を導入する提案があった。例えば特許文献1の従来技術では、旋回走行時の横加速度に応じて、車体を傾斜させることで、運転者への横加速度の影響を低減している。
Conventionally, there has been a proposal to introduce a tiltable vehicle structure from the viewpoint of improving the stability of a vehicle and applying it to a driving utilizing a vehicle dynamics model in a scene such as turning. For example, in the prior art of
しかしながら、車体を傾斜させる際、過渡的に輪荷重が変動するので、例えば片側のタイヤ接地性が低下し、旋回走行時の車両安定性に影響を与える可能性がある。
本発明の課題は、車体を傾斜させる際の輪荷重変動を補償し、旋回走行時の安定性を一層向上させることである。
However, since the wheel load fluctuates transiently when the vehicle body is tilted, for example, the tire grounding property on one side is lowered, which may affect the vehicle stability during turning.
An object of the present invention is to compensate for wheel load fluctuations when the vehicle body is tilted, and to further improve stability during turning.
上記の課題を解決するために、車体をロール方向に傾斜させるアクチュエータを備え、車両の旋回走行状態に応じて車体を旋回内側となるロール方向に傾斜させるための目標傾斜角を算出する。そして、車両の旋回走行状態及び目標傾斜角に応じて、左右輪荷重変動を推定し、車両の旋回走行状態に応じて、左右輪荷重変動時に左右輪の何れか一方に当該左右輪で支持する荷重の全荷重が乗ったときの荷重である物理的限界輪荷重に対する限界値補正量を算出する。そして、物理的限界輪荷重から限界値補正量を減じて制御用限界輪荷重を算出し、左右輪荷重変動が制御用限界輪荷重を超えないように、目標傾斜角に対して制限処理を行い、制限処理した目標傾斜角に応じて、アクチュエータを駆動制御する。 In order to solve the above problems, an actuator for tilting the vehicle body in the roll direction is provided, and a target tilt angle for tilting the vehicle body in the roll direction on the inside of the turn is calculated according to the turning state of the vehicle. Then, the left and right wheel load fluctuations are estimated according to the turning state of the vehicle and the target inclination angle, and the left and right wheels are supported on either the left or right wheel when the left and right wheel loads fluctuate according to the turning state of the vehicle. The limit value correction amount for the physical limit wheel load, which is the load when the entire load of the load to be loaded, is calculated. Then, the control limit wheel load is calculated by subtracting the limit value correction amount from the physical limit wheel load, and the target inclination angle is limited so that the left and right wheel load fluctuations do not exceed the control limit wheel load. The actuator is driven and controlled according to the target inclination angle subjected to the restriction process.
本発明に係る装置によれば、左右輪荷重変動を推定しつつ、限界値補正量から制御用限界輪荷重を設定し、この制御用限界輪荷重を超えないように、左右輪荷重変動が予測した目標傾斜角を制限処理しているので、パラメータ変動やモデル化誤差があっても、輪荷重変動を補償することができる。これにより、タイヤ接地性の低下を抑制し、旋回走行時の安定性を向上させることができる。 According to the apparatus of the present invention, while estimating the left and right wheel load fluctuations, the control limit wheel load is set from the limit value correction amount, and the left and right wheel load fluctuations are predicted so as not to exceed the control limit wheel load. Since the target inclination angle is limited, the wheel load fluctuation can be compensated for even if there is a parameter fluctuation or modeling error. Thereby, the fall of tire grounding property can be suppressed and the stability at the time of turning can be improved.
以下、本発明実施形態を図面に基づいて説明する。
《第一実施形態》
《構成》
図1は、車体傾動の模式図である。
車輪1に対して車体2を、サスペンションを介して懸架しており、このサスペンションは、駆動モータ3の駆動によって車体2を傾斜させることができる。例えば、旋回走行時に車体2を旋回内側に傾斜させる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<< First embodiment >>
"Constitution"
FIG. 1 is a schematic diagram of vehicle body tilting.
A
図2は、サスペンション構造の概略図である。
左右輪のサスペンション構造は、左右対称の同一構造なので、ここでは左輪側について説明する。このサスペンションは、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションであり、車輪1を支持するナックル(アップライト)11は、上側のアッパリンク12及び下側のロアリンク13を介して揺動可能な状態で車体フレーム14に連結してある。
FIG. 2 is a schematic view of the suspension structure.
Since the suspension structure of the left and right wheels is the same structure that is bilaterally symmetrical, only the left wheel side will be described here. This suspension is a double wishbone suspension, and a knuckle (upright) 11 that supports the
アッパリンク12はAアームで構成し、車輪側取付け点及び車体側取付け点の夫々が、ゴムブッシュを介してナックル11及び車体フレーム14に連結してある。また、ロアリンク13もAアームで構成し、車輪側取付け点及び車体側取付け点の夫々が、ゴムブッシュを介してナックル11及び車体フレーム14に連結してある。
車体フレーム14における車幅方向の中心位置には、車体前後方向の回動軸を有し、左右両側に向けて均等に突出したリーンアーム15を軸支してある。このリーンアーム15の先端と、ロアリンク13との間に、ショックアブソーバ16及びコイルスプリング17を介装する。また、リーンアーム15の回動軸に、図示しない減速機を介して駆動モータ3を連結する。
The
A
したがって駆動モータ3を回転させると、車体フレーム14に対してリーンアーム15が回動し、リーンアーム15の左端及び右端が上下方向に変位するので、ショックアブソーバ16及びコイルスプリング17を介してロアリンク13が揺動する。リーンアーム15は、左端が下がれば右端が上がり、左端が上がれば右端が下がるので、左右輪で逆方向のサスペンションストロークが生まれる。
Therefore, when the
すなわち、車両正面視で駆動モータ3を時計回りに回転させると、リーンアーム15の回動(左側を下げる傾動)によって、左輪側がリバウンドストロークとなり、右輪側ではバウンドストロークとなる。このとき、左輪側でロアリンク13を押し下げるリバウンド方向の力が作用し、左輪から受ける反力によって、車体2の左側が持ち上がり、結果として車体2が右側へ傾斜する。
That is, when the
逆に、車両正面視で駆動モータ3を反時計回りに回転させると、リーンアーム15の回動(右側を下げる傾動)によって、左輪側がバウンドストロークとなり、右輪側ではリバウンドストロークとなる。このとき、右輪側でロアリンク13を押し下げるリバウンド方向の力が作用し、右輪から受ける反力によって、車体2の右側が持ち上がり、結果として車体2が左側へ傾斜する。
Conversely, when the
上記のサスペンション構造を、前輪及び後輪に設け、夫々、個別の駆動モータ3によって駆動制御する。
なお、リーンアーム15を回動させるためのアクチュエータとして駆動モータ3を用いているが、他にも油圧や空気圧を用いたアクチュエータを使用してもよい。また、伸縮方向に推力を発生可能な例えば電磁式ショックアブソーバ等で、左右のサスペンションを夫々逆方向にストロークさせることで、車体を傾斜させてもよい。
The suspension structure described above is provided on the front wheel and the rear wheel, and each is driven and controlled by an
Although the
図3は、システム構成図である。
車両20は、前述し駆動モータ3の他に、操舵角センサ21、ヨーレートセンサ22、横加速度センサ23、車輪速センサ24、スリップ角センサ25、及び車両制御コントローラ26と、を備える。
操舵角センサ21は、車両20のステアリングの操舵角を検出し、検出値を車両制御コントローラ26に入力する。ヨーレートセンサ22は、車両20に発生するヨーレートを検出し、検出値を車両制御コントローラ26に入力する。横加速度センサ23は、車両20に発生する横加速度を検出し、検出値を車両制御コントローラ26に入力する。車輪速センサ24は、車両20の各車輪の回転速度(車輪速度)を検出し、検出値を車両制御コントローラ26に入力する。スリップ角センサ25は、車両20のすべり角を検出し、検出値を車両制御コントローラ26に入力する。
FIG. 3 is a system configuration diagram.
In addition to the
The
車両制御コントローラ26は、車体傾動制御処理を実行し、電流指令値により駆動モータ3を駆動することで、車体2の傾斜動作を実現する。
車両制御コントローラ26は、マイクロコンピュータで構成し、操舵角センサ21、ヨーレートセンサ22、横加速度センサ23、車輪速センサ24、及びスリップ角センサ25から入力した情報に基づき、駆動モータ3の動作を制御すると同時に、制御動作の解除も行う。
The
The
次に、車両制御コントローラ26で実行する車体傾動制御処理について説明する。
図4は、車体傾動制御処理を示す機能ブロック図である。
車両制御コントローラ26は、旋回走行状態検出部41と、目標傾斜角算出部42と、左右輪荷重変動推定部43と、限界値補正量算出部44と、傾斜角制限部45と、アクチュエータ駆動制御部46と、を備える。
旋回走行状態検出部41は、操舵角センサ21、ヨーレートセンサ22、横加速度センサ23、車輪速センサ24、及びスリップ角センサ25からの各種データを入力する。
Next, the vehicle body tilt control process executed by the
FIG. 4 is a functional block diagram showing the vehicle body tilt control process.
The
The turning traveling state detection unit 41 inputs various data from the
目標傾斜角算出部42は、旋回走行状態検出部41からの入力情報を利用して、車体2を傾斜させる目標傾斜角θ*を算出する。例えば、特開2005−112300号公報に記載の算出方法がある。具体的には、操舵角センサ21で検出した操舵角が大きいほど、車体2の目標傾斜角を操舵方向へ大きくする。また、ヨーレートセンサ22で検出したヨーレートが大きいほど、車体2の目標傾斜角を旋回内側へ大きくする。また、横加速度センサ23で検出した横加速度が大きいほど、車体2の目標傾斜角を旋回内側へ大きくする。また、スリップ角センサ25で検出したスリップ角が大きいほど、車体2の目標傾斜角を旋回内側へ大きくする。さらに、車輪速センサ24で検出した車輪速から車速を算出し、算出した車速が高いほど、操舵角、ヨーレート、横加速度、及びスリップ角の少なくとも一つに応じた目標傾斜角を、より旋回内側に大きくする。
The target inclination
左右輪荷重変動推定部43は、旋回走行状態検出部41からの入力情報を利用して、一般の車両ダイナミクスモデルとアクチュエータダイナミクスモデルの両方を用いて、想定される将来時間までにおける輪荷重変動を予測する。具体的に、車両ダイナミクスモデルと駆動モータ3を状態方程式で表現できるので、車両制御コントローラ26のサンプリング時間で離散化した状態方程式を用いて、プレビュー制御と似た方法で、想定される将来時間までの輪荷重変動を予測する。予測時間については、予め決められ、例えば駆動モータ3が動作する時定数を設定すればよい。
The left and right wheel load
左右輪荷重変動推定部43は、旋回走行状態検出部41からの入力情報を利用して、一般の車両ダイナミクスモデルとアクチュエータダイナミクスモデルの両方を用いて、想定される将来時間分までにおける左右輪の輪荷重変動(偏差)を推定する。具体的には、後述する図5の輪荷重変動推定処理を実行し、輪荷重変動を推定する。
限界値補正量算出部44は、旋回走行状態検出部41からの入力情報を利用して、物理的(実際の)限界輪荷重に対する補正量となる限界値補正量の算出を行う。本実施形態では、最も単純な方法としてオフラインで算出する方法を示す。具体的には、後述する図6の限界値補正量算出処理を実行し、限界値補正量を算出する。
The left and right wheel load
The limit value correction
傾斜角制限部45は、目標傾斜角算出部42、及び左右輪荷重変動推定部43からの入力情報と、限界値補正量算出部44からの入力情報を利用して、目標傾斜角に対する制限処理を行う。具体的には、後述する図7の傾斜角制限処理を実行し、目標傾斜角を制御用許容傾斜角で制限する。
アクチュエータ駆動制御部46は、傾斜角制限部45による制限処理後の目標傾斜角を達成するように、駆動モータ3の駆動制御を行う。例えば、PID制御によるサーボ制御を用いてもよい。
The tilt
The actuator drive control unit 46 performs drive control of the
次に、左右輪荷重変動推定部43で実行する左右輪荷重変動推定処理について説明する。
図5は、左右輪荷重変動推定処理を示すフローチャートである。
先ずステップS11の処理では、輪荷重変動の予測における想定される将来予測時間を決定する。この予測時間は、例えば駆動モータ3が動作する時定数で設定すればよい。これにより、駆動モータ3が素早く輪荷重変動に影響を与える限界時間がわかる。
続くステップS12では、将来予測時間を用いて、予測時間に必要なサンプル数を算出する。具体的に、予測するサンプル数は以下で求める。
サンプル数=予測時間/サンプリング時間
但し、サンプリング時間は例えば車両制御コントローラ26が動作するサンプリング時間を用いればよい。
Next, left and right wheel load fluctuation estimation processing executed by the left and right wheel load
FIG. 5 is a flowchart showing left and right wheel load fluctuation estimation processing.
First, in the process of step S11, a predicted future time for prediction of wheel load fluctuation is determined. This predicted time may be set by, for example, a time constant at which the
In subsequent step S12, the number of samples required for the prediction time is calculated using the future prediction time. Specifically, the number of samples to be predicted is obtained as follows.
Number of samples = predicted time / sampling time However, the sampling time may be a sampling time during which the
続くステップS13の処理では、ステップS12によって算出したサンプル数を用いて、上記のサンプリング時間で離散化した車両ダイナミクスモデル(周波数特性)において、傾斜角を入力Uとし、車両ダイナミクスモデルの動作による輪荷重変動を出力ΔW1とする差分方程式を以下で表現できる。
xt+1、1=A1xt、1+B1ut
ΔW1=H1xt、1
上記の差分方程式を用いて、将来予測時間分までの各サンプリング時間における輪荷重変動ΔW1を算出する。具体的に、サンプル数をN、サンプリング時間をΔTとしたときに、以下を計算する。
In the subsequent process of step S13, the wheel load due to the operation of the vehicle dynamics model with the inclination angle as the input U in the vehicle dynamics model (frequency characteristics) discretized at the sampling time using the number of samples calculated in step S12. A difference equation with fluctuation as output ΔW1 can be expressed as follows.
x t + 1 , 1 = A 1 x t , 1 + B 1 u t
ΔW 1 = H 1 x t , 1
Using the above difference equation, the wheel load fluctuation ΔW1 at each sampling time up to the future prediction time is calculated. Specifically, when the number of samples is N and the sampling time is ΔT, the following is calculated.
これにより、予測時間分までの車両ダイナミクスモデルによる輪荷重変動の動きが予測できる。
続くステップS14の処理では、ステップS12によって算出したサンプル数を用いて、上記のサンプリング時間で離散化したアクチュエータ・ダイナミクスモデル(周波数特性)において、傾斜角を入力Uとし、車両ダイナミクスモデルの動作による輪荷重変動を出力ΔW2とする差分方程式を以下で表現できる。
xt+1、2=A2xt、2+B2ut
ΔW2=H2xt、2
上記の差分方程式を用いて、将来予測時間分までの各サンプリング時間における輪荷重変動ΔW2を算出する。具体的に、上記と同様に以下を計算する。
Thereby, the motion of the wheel load fluctuation | variation by the vehicle dynamics model until the part for prediction time can be estimated.
In the subsequent processing of step S14, in the actuator dynamics model (frequency characteristics) discretized at the sampling time using the number of samples calculated in step S12, the inclination angle is input U, and the wheel by the operation of the vehicle dynamics model is used. A differential equation with load variation as output ΔW2 can be expressed as follows.
x t + 1, 2 = A 2 x t , 2 + B 2 u t
ΔW 2 = H 2 x t , 2
Using the above difference equation, the wheel load fluctuation ΔW2 at each sampling time up to the future prediction time is calculated. Specifically, the following is calculated in the same manner as described above.
これにより、予測時間分までのアクチュエータダイナミクスモデルによる輪荷重変動の動きが予測できる。
続くステップS15の処理では、ステップS13とステップS14によって算出した各サンプル数における輪荷重変動を用いて、以下の計算を行うことで左右輪荷重変動を予測する。但し、iは1〜Nである。
ΔW(t+iΔT)=ΔW1(t+iΔT)+ΔW2(t+iΔT)
Thereby, the motion of the wheel load fluctuation | variation by the actuator dynamics model until the part for prediction time can be estimated.
In the subsequent process of step S15, the left and right wheel load fluctuations are predicted by performing the following calculation using the wheel load fluctuations in the respective sample numbers calculated in step S13 and step S14. However, i is 1-N.
ΔW (t + i ΔT ) = ΔW 1 (t + i ΔT ) + ΔW 2 (t + i ΔT )
次に、限界値補正量算出部44で実行する限界値補正量算出処理について説明する。
図6は、限界値補正量算出処理を示すフローチャートである。
先ずステップS21の処理では、車両傾斜ダイナミクスモデルが持っているロール共振周波数を算出する。これにより、車両の傾斜により輪荷重変動が最も動く周波数帯域が見つかる。
続くステップS22の処理では、目標傾斜角算出部42で用いるノミナルモデルにおけるロール共振周波数のゲインを算出する。以下の算出を行うために、これをΔFnとする。
Next, limit value correction amount calculation processing executed by the limit value correction
FIG. 6 is a flowchart showing limit value correction amount calculation processing.
First, in the process of step S21, the roll resonance frequency possessed by the vehicle tilt dynamics model is calculated. As a result, a frequency band in which the wheel load fluctuation is most moved by the inclination of the vehicle is found.
In the subsequent step S22, the gain of the roll resonance frequency in the nominal model used in the target tilt
続くステップS23の処理では、想定されるモデル化誤差が存在する場合のモデルにおけるロール共振周波数のゲインを算出する。以下の算出を行うために、これをΔFeとする。ここで、想定されるモデル化誤差は単数又は複数でもよい。
続くステップS24の処理では、ステップS22とステップS23の処理結果を利用してノミナルモデルに対するモデル化誤差あるモデルにおけるゲイン比率を算出する。具体的に、モデル化誤差が単数の場合、例えばゲイン比率は以下の式で算出する。
ゲイン比率=(ΔFe−ΔFn)/ΔFn
In the subsequent process of step S23, the gain of the roll resonance frequency in the model when there is an assumed modeling error is calculated. In order to perform the following calculation, this is ΔFe. Here, one or more modeling errors may be assumed.
In the subsequent step S24, the gain ratio in the model having a modeling error with respect to the nominal model is calculated using the processing results in steps S22 and S23. Specifically, when the modeling error is singular, for example, the gain ratio is calculated by the following equation.
Gain ratio = (ΔFe−ΔFn) / ΔFn
モデル化誤差が複数の場合、例えばゲイン比率は以下の式で算出する。
ゲイン比率=MAX((ΔFe−ΔFn)/ΔFn)
続くステップS25の処理では、ステップS24の処理で得たゲイン比率を利用して、車両の総重量に対する限界値補正量を算出する。具体的に、例えば限界値補正量を以下の式で算出する。
限界値補正量=ゲイン比率×車両総重量
When there are a plurality of modeling errors, for example, the gain ratio is calculated by the following equation.
Gain ratio = MAX ((ΔFe−ΔFn) / ΔFn)
In the subsequent process of step S25, the limit value correction amount with respect to the total weight of the vehicle is calculated using the gain ratio obtained in the process of step S24. Specifically, for example, the limit value correction amount is calculated by the following equation.
Limit value correction amount = gain ratio x total vehicle weight
なお、想定される車両重量のばらつきに応じて、限界値補正量を調整してもよく、例えば、想定される車両重量のばらつきが大きいほど、限界値補正量を大きくする。
また、想定される車両重心高のばらつきに応じて、限界値補正量を調整してもよく、例えば、想定される車両重心高のばらつきが大きいほど、限界値補正量を大きくする。
Note that the limit value correction amount may be adjusted according to the assumed variation in vehicle weight. For example, the greater the assumed variation in vehicle weight, the larger the limit value correction amount.
Further, the limit value correction amount may be adjusted according to the assumed variation in the center of gravity of the vehicle. For example, the greater the variation in the assumed height of the center of gravity of the vehicle, the larger the limit value correction amount.
次に、傾斜角制限部45で実行する傾斜角制限処理について説明する。
図7は、傾斜角制限処理を示すフローチャートである。
先ず、ステップS31の処理では、物理的(実際の)限界輪荷重とは異なる制御用限界輪荷重を以下のように算出する。
制御用限界輪荷重=車両総重量−限界値補正量
続くステップS32の処理では、左右輪荷重変動推定部43で推定した左右輪荷重変動ΔWが、ステップS31で得た制御用限界輪荷重を超えないように、制御用許容傾斜角を算出する。
Next, an inclination angle restriction process executed by the inclination
FIG. 7 is a flowchart showing the tilt angle limiting process.
First, in the process of step S31, a control limit wheel load different from a physical (actual) limit wheel load is calculated as follows.
Limit wheel load for control = total vehicle weight−limit value correction amount In the subsequent process of step S32, the left / right wheel load fluctuation ΔW estimated by the left / right wheel load
続くステップS33の処理では、ステップS32で得た制御用許容傾斜角と、目標傾斜角算出部42で得た目標傾斜角とを比較し、目標傾斜角が制御用許容傾斜角よりも大きければ、下記に示すように、最終的な目標傾斜角を制御用許容傾斜角に制限する。
目標傾斜角 ← 制御用許容傾斜角
一方、目標傾斜角が制御用許容傾斜角よりも小さければ、下記に示すように、目標傾斜角算出部42で得た目標傾斜角を維持し、そのまま最終的な目標傾斜角とする(補正なし)。
目標傾斜角 ← 目標傾斜角
In the subsequent process of step S33, the allowable tilt angle for control obtained in step S32 is compared with the target tilt angle obtained by the target tilt
Target tilt angle ← Control allowable tilt angle On the other hand, if the target tilt angle is smaller than the control allowable tilt angle, as shown below, the target tilt angle obtained by the target tilt
Target tilt angle ← Target tilt angle
《作用》
旋回走行時に、目標傾斜角算出部42により、車体を旋回内側となるロール方向に傾斜させるための目標傾斜角を算出し、アクチュエータ駆動制御部46により、この目標傾斜角に従って駆動モータ3を駆動制御し、車体2を傾動させると、過渡的に輪荷重が変動することになる。
このとき、片側のタイヤ接地性が低下すると、旋回走行時の車両安定性に影響を与えることになる。車両のダイナミクスモデルを考慮して車体の傾斜角を決定することも考えられるが、車両のパラメータ変動やモデル化誤差などの入力があると、輪荷重変動を補償しきれない可能性もある。
<Action>
During turning, the target inclination
At this time, if the tire ground contact property on one side is lowered, the vehicle stability during turning is affected. Although it is conceivable to determine the tilt angle of the vehicle body in consideration of the vehicle dynamics model, if there is input such as vehicle parameter variation or modeling error, it may not be possible to compensate for wheel load variation.
そこで、左右輪荷重変動算出部43により、車両の旋回走行状態及び目標傾斜角に応じて、左右輪荷重変動を推定し(ステップS11〜ステップS15)、限界値補正量算出部44により、車両の旋回走行状態に応じて、左右輪荷重変動時の物理的限界輪荷重に対する限界値補正量を算出する(ステップS21〜ステップS25)。そして、傾斜角制限部45により、物理的限界輪荷重から限界値補正量を減じて制御用限界輪荷重を算出し(ステップS31)、左右輪荷重変動が制御用限界輪荷重を超えないように、目標傾斜角に対して制限処理を行う(ステップS32、ステップS33)。
Therefore, the left and right wheel load
図8は、制御用限界輪荷重の概念図である。
ここで、破線で描かれた中心線は、左右輪荷重に偏差がなく均等である位置であり、左右輪荷重変動が生じ、左右輪荷重の偏差が大きくなるほど、その中心線から離れ、物理的限界輪荷重に近づくことを意味している。前述した制御用限界輪荷重は、物理的限界輪荷重よりも、限界値補正量分だけ中心線側にオフセットした値である。
FIG. 8 is a conceptual diagram of the control limit wheel load.
Here, the center line drawn with a broken line is a position where there is no deviation in the left and right wheel loads, the left and right wheel load fluctuations occur, and the larger the left and right wheel load deviation, the farther away from the center line, the physically It means approaching the limit wheel load. The limit wheel load for control described above is a value offset to the center line side by the limit value correction amount from the physical limit wheel load.
このように、左右輪荷重変動を推定しつつ、限界値補正量から制御用限界輪荷重を設定し、この制御用限界輪荷重を超えないように、左右輪荷重変動が予測された目標傾斜角を制限処理しているので、パラメータ変動やモデル化誤差があっても、輪荷重変動を補償することができる。これにより、タイヤ接地性の低下を抑制し、旋回走行時の安定性を向上させることができる。 In this way, while estimating the left and right wheel load fluctuations, the control limit wheel load is set from the limit value correction amount, and the target inclination angle at which the left and right wheel load fluctuations are predicted so as not to exceed this control limit wheel load. Therefore, even if there is a parameter variation or a modeling error, the wheel load variation can be compensated. Thereby, the fall of tire grounding property can be suppressed and the stability at the time of turning can be improved.
図9は、作用効果を示すタイムチャートである。
図中(a)は、本実施形態を適用しておらず、パラメータ変動やモデル化誤差が存在しない場合の輪荷重変動を示すタイムチャートである。ここでは、左右輪荷重が物理的限界輪荷重を超えることはない。
図中(b)は、本実施形態を適用しておらず、パラメータ変動やモデル化誤差が存在した場合の輪荷重変動を示すタイムチャートである。ここでは、パラメータ変動やモデル化誤差の影響を受けて、左右輪荷重が物理的限界輪荷重を越えてしまうことがある。
FIG. 9 is a time chart showing operational effects.
In the figure, (a) is a time chart showing the wheel load fluctuation when the present embodiment is not applied and there is no parameter fluctuation or modeling error. Here, the left and right wheel loads do not exceed the physical limit wheel loads.
In the figure, (b) is a time chart showing wheel load fluctuations when the present embodiment is not applied and there are parameter fluctuations and modeling errors. Here, the left and right wheel loads may exceed the physical limit wheel loads due to the influence of parameter variations and modeling errors.
図中(c)は、本実施形態を適用しており、パラメータ変動やモデル化誤差が存在した場合の輪荷重変動を示すタイムチャートである。ここでは、パラメータ変動やモデル化誤差があると、制御用限界輪荷重を越えることはあっても、物理的限界輪荷重を越えることはない。
また、左右輪荷重変動推定部43では、車両ダイナミクスモデル及びアクチュエータダイナミクスモデルに従い、左右輪荷重変動を予測する。具体的には、車両ダイナミクスモデルに従い、車両のヨーレートや横加速度に応じて、左右輪荷重変動を予測する。
In the figure, (c) is a time chart showing the wheel load fluctuation when the present embodiment is applied and there is a parameter fluctuation or a modeling error. Here, if there is a parameter variation or modeling error, the control limit wheel load may be exceeded, but the physical limit wheel load will not be exceeded.
In addition, the left and right wheel load
このように、一般の市販車両に使用している安価なヨーレートセンサ22や、高速応答する横加速度センサ23を用いることで、左右輪荷重変動を精度よく予測することができる。
また、左右輪荷重変動推定部43では、アクチュエータダイナミクスモデルに従い、目標傾斜角に応じて、左右輪荷重変動を予測する。
このように、車体を傾斜させるときの左右輪荷重変動を、より精度よく予測することができる。
In this way, by using the inexpensive
In addition, the left and right wheel load
In this way, the left and right wheel load fluctuations when the vehicle body is tilted can be predicted with higher accuracy.
また、限界値補正量算出部44では、想定される車両重量や車両重心高のばらつきに応じて、限界値補正量を算出する。すなわち、想定される車両重量のばらつきが大きいほど、且つ想定される車両重心高のばらつきが大きいほど、限界値補正量を大きくする。
このように、車両重量のばらつきや、車両重心高のばらつきに応じて、限界補正量を調整することで、左右輪荷重変動が物理的限界輪荷重の範囲内に収まるように、車体を傾斜させることができる。
Further, the limit value correction
In this way, by adjusting the limit correction amount according to the variation in vehicle weight and the variation in the center of gravity of the vehicle, the vehicle body is tilted so that the left and right wheel load fluctuations fall within the physical limit wheel load range. be able to.
以上より、駆動モータ3が「アクチュエータ」に対応し、操舵角センサ21、ヨーレートセンサ22、横加速度センサ23、車輪速センサ24、スリップ角センサ25、並びに旋回走行状態検出部41が「旋回走行状態検出手段」に対応する。また、目標傾斜角算出部42が「目標傾斜角算出手段」に対応し、左右輪荷重変動推定部43が「左右輪荷重変動推定手段」に対応し、限界値補正量算出部44が「限界値補正量算出手段」に対応する。また、ステップS31の処理が「制御用限界輪荷重算出手段」に対応し、ステップS33の処理が「傾斜角制限手段」に対応し、アクチュエータ駆動制御部46が「駆動制御手段」に対応する。
As described above, the
《効果》
(1)車体傾動制御装置は、車体をロール方向に傾斜させる駆動モータ3と、車両の旋回走行状態を検出する旋回走行状態検出部41と、旋回走行状態検出部41で検出した旋回走行状態に応じて、車体を旋回内側となるロール方向に傾斜させるための目標傾斜角を算出する目標傾斜角算出部42と、を備える。また、旋回走行状態検出部41で検出した旋回走行状態、及び目標傾斜角算出部42で算出した目標傾斜角に応じて、左右輪荷重変動を推定する左右輪荷重変動推定部43と、旋回走行状態検出部41で検出した旋回走行状態に応じて、左右輪荷重変動時の物理的限界輪荷重に対する限界値補正量を算出する限界値補正量算出部44と、を備える。さらに、物理的限界輪荷重から限界値補正量算出部44で算出した限界値補正量を減じて制御用限界輪荷重を算出するステップS31の処理と、左右輪荷重変動推定部43で推定した左右輪荷重変動がステップS31の処理で算出した制御用限界輪荷重を超えないように、目標傾斜角算出部42で算出した目標傾斜角に対して制限処理を行うステップS33の処理と、ステップS33の処理で制限処理した目標傾斜角に応じて、アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御部46と、備える。
"effect"
(1) The vehicle body tilt control device includes a
このように、左右輪荷重変動を推定しつつ、限界値補正量から制御用限界輪荷重を設定し、この制御用限界輪荷重を超えないように、左右輪荷重変動が予測された目標傾斜角を制限処理しているので、パラメータ変動やモデル化誤差があっても、輪荷重変動を補償することができる。これにより、タイヤ接地性の低下を抑制し、旋回走行時の安定性を向上させることができる。 In this way, while estimating the left and right wheel load fluctuations, the control limit wheel load is set from the limit value correction amount, and the target inclination angle at which the left and right wheel load fluctuations are predicted so as not to exceed this control limit wheel load. Therefore, even if there is a parameter variation or a modeling error, the wheel load variation can be compensated. Thereby, the fall of tire grounding property can be suppressed and the stability at the time of turning can be improved.
(2)車体傾動制御装置は、左右輪荷重変動推定部43により、車両ダイナミクスモデル及びアクチュエータダイナミクスモデルに従い、左右輪荷重変動を予測する。
このように、車両ダイナミクスモデル及びアクチュエータダイナミクスモデルに従い、左右輪荷重変動を予測することで、精度よく左右輪荷重変動を推定することができる。
(2) In the vehicle body tilt control device, the left and right wheel load
Thus, the left and right wheel load fluctuations can be accurately estimated by predicting the left and right wheel load fluctuations according to the vehicle dynamics model and the actuator dynamics model.
(3)車体傾動制御装置は、旋回走行状態検出部41(ヨーレートセンサ22)により、車両のヨーレートを検出し、左右輪荷重変動推定部43により、車両ダイナミクスモデルに従い、旋回走行状態検出部41(ヨーレートセンサ22)で検出したヨーレートに応じて、左右輪荷重変動を予測する。
このように、一般の市販車両に使用している安価なヨーレートセンサ22を用いることで、左右輪荷重変動を予測することができる。
(3) The vehicle body tilt control device detects the yaw rate of the vehicle by the turning travel state detection unit 41 (yaw rate sensor 22), and the left and right wheel load
Thus, by using the inexpensive
(4)車体傾動制御装置は、旋回走行状態検出部41(横加速度センサ23)により、車両の横加速度を検出し、左右輪荷重変動推定部43は、車両ダイナミクスモデルに従い、旋回走行状態検出部41(横加速度センサ23)で検出した横加速度に応じて、左右輪荷重変動を予測する。
このように、高速応答する横加速度センサ23を用いることで、左右輪荷重変動をより高精度に推定することができる。
(4) The vehicle body tilt control device detects the lateral acceleration of the vehicle by the turning traveling state detection unit 41 (lateral acceleration sensor 23), and the left and right wheel load
Thus, by using the
(5)車体傾動制御装置は、左右輪荷重変動推定部43により、アクチュエータダイナミクスモデルに従い、目標傾斜角算出部42で算出した目標傾斜角に応じて、左右輪荷重変動を予測する。
このように、目標傾斜角算出部42で算出した目標傾斜角に応じて、左右輪荷重変動を予測することで、傾斜運動によって発生する左右輪荷重変動を精度よく推定することができる。
(5) In the vehicle body tilt control device, the left and right wheel load
Thus, by predicting the left and right wheel load fluctuations according to the target inclination angle calculated by the target inclination
(6)車体傾動制御装置は、限界値補正量算出部44により、想定される車両重量のばらつきに応じて、限界値補正量を算出する。
このように、想定される車両重量のばらつきに応じて限界値補正量を算出することで、想定範囲内の車両重量のばらつきであれば、左右輪荷重変動が物理的限界輪荷重の範囲内に収まるように、車体を傾斜させることができる。
(6) In the vehicle body tilt control device, the limit value correction
In this way, by calculating the limit value correction amount according to the assumed vehicle weight variation, if the vehicle weight variation is within the assumed range, the left and right wheel load fluctuations are within the physical limit wheel load range. The vehicle body can be tilted to fit.
(7)車体傾動制御装置は、限界値補正量算出部44により、想定される車両重量のばらつきが大きいほど、限界値補正量を大きくする。
このように、想定される車両重量のばらつきが大きいほど、限界値補正量を大きくすることで、想定範囲内の車両重量のばらつきであれば、左右輪荷重変動が物理的限界輪荷重の範囲内に収まるように、車体を傾斜させることができる。
(7) In the vehicle body tilt control device, the limit value correction amount is increased by the limit value correction
In this way, by increasing the limit value correction amount as the assumed vehicle weight variation increases, if the vehicle weight variation is within the assumed range, the left and right wheel load fluctuations are within the physical limit wheel load range. The vehicle body can be tilted so that it fits in.
(8)車体傾動制御装置は、限界値補正量算出部44により、想定される車両重心高のばらつきに応じて、限界値補正量を算出する。
このように、想定される車両重心高のばらつきに応じて限界値補正量を算出することで、想定範囲内の車両重心高のばらつきであれば、左右輪荷重変動が物理的限界輪荷重の範囲内に収まるように、車体を傾斜させることができる。
(8) The vehicle body tilt control device calculates the limit value correction amount by the limit value correction
In this way, by calculating the limit value correction amount according to the assumed variation in the center of gravity of the vehicle, if the variation in the center of gravity of the vehicle is within the assumed range, the left and right wheel load fluctuation is within the range of the physical limit wheel load. The vehicle body can be tilted so that it fits inside.
(9)車体傾動制御装置は、限界値補正量算出部44により、想定される車両重心高のばらつきが大きいほど、限界値補正量を大きくする。
このように、想定される車両重心高のばらつきが大きいほど、限界値補正量を大きくすることで、想定範囲内の車両重心高のばらつきであれば、左右輪荷重変動が物理的限界輪荷重の範囲内に収まるように、車体を傾斜させることができる。
(9) The vehicle body tilt control device causes the limit value correction
In this way, by increasing the limit value correction amount as the assumed variation in the center of gravity of the vehicle increases, if the variation in the center of gravity of the vehicle is within the assumed range, the left and right wheel load fluctuations The vehicle body can be tilted so that it falls within the range.
(10)車体傾動制御方法は、旋回走行状態検出部41により、車両の旋回走行状態を検出し、目標傾斜角算出部42により、旋回走行状態に応じて車体を旋回内側となるロール方向に傾斜させるための目標傾斜角を算出する。また、左右輪荷重変動推定部43により、旋回走行状態及び目標傾斜角に応じて左右輪荷重変動を推定し、限界値補正量算出部44により、旋回走行状態に応じて左右輪荷重変動時の物理的限界輪荷重に対する限界値補正量を算出する。そして、ステップS31の処理により、物理的限界輪荷重から限界値補正量を減じて制御用限界輪荷重を算出し、ステップS33の処理により、左右輪荷重変動が制御用限界輪荷重を超えないように目標傾斜角に対して制限処理を行い、アクチュエータ駆動制御部46により、制限処理した目標傾斜角に応じてアクチュエータを駆動制御する。
(10) In the vehicle body tilt control method, the turning state detection unit 41 detects the turning state of the vehicle, and the target inclination
このように、左右輪荷重変動を推定しつつ、限界値補正量から制御用限界輪荷重を設定し、この制御用限界輪荷重を超えないように、左右輪荷重変動が予測された目標傾斜角を制限処理しているので、パラメータ変動やモデル化誤差があっても、輪荷重変動を補償することができる。これにより、タイヤ接地性の低下を抑制し、旋回走行時の安定性を向上させることができる。 In this way, while estimating the left and right wheel load fluctuations, the control limit wheel load is set from the limit value correction amount, and the target inclination angle at which the left and right wheel load fluctuations are predicted so as not to exceed this control limit wheel load. Therefore, even if there is a parameter variation or a modeling error, the wheel load variation can be compensated. Thereby, the fall of tire grounding property can be suppressed and the stability at the time of turning can be improved.
《第二実施形態》
《構成》
図10は、第二実施形態を示すシステム構成図である。
第一実施形態との違いは、スリップ角センサ25を用いないところにある。すなわち、左右輪荷重変動を予測する際、スリップ角が必要な場合には、操舵角センサ21、ヨーレートセンサ22、横加速度センサ23、車輪速センサ24から得られる情報を用いて、例えばカルマン・フィルタを用いてスリップ角を推定してもよい。
また、操舵角センサ21、ヨーレートセンサ22、横加速度センサ23、車輪速センサ24から得た情報を用いて、状態オブザーバーを用いてもよい。
また、操舵角センサ21、ヨーレートセンサ22、横加速度センサ23、車輪速センサ24から得た情報を用いて、外乱オブザーバーを用いてもよい。
<< Second Embodiment >>
"Constitution"
FIG. 10 is a system configuration diagram showing the second embodiment.
The difference from the first embodiment is that the
Further, a state observer may be used by using information obtained from the
Further, a disturbance observer may be used by using information obtained from the
《作用》
上記のように、全ての車両運動状態の検出はできなくても、推定器のようなものを用いれば、パラメータ変動やモデル化誤差を持つ車両の輪荷重変動でも、車両の走行状態に応じて左右輪荷重変動を推定することができる。したがって、左右輪荷重変動が制御用限界輪荷重を超えないように、目標傾斜角に対して制限処理を行うことができ、パラメータ変動やモデル化誤差があっても、輪荷重変動を補償することができる。これにより、タイヤ接地性の低下を抑制し、旋回走行時の安定性を向上させることができる。
《効果》
(1)車体傾動制御装置は、旋回走行状態検出部41により、推定器を介してスリップ角を推定する。
このように、推定器を介してスリップ角を推定することで、スリップ角センサを省略することができる。
<Action>
As mentioned above, even if not all vehicle motion states can be detected, if an estimator is used, even if there is parameter variation or wheel load variation of a model with modeling error, it depends on the running state of the vehicle. Left and right wheel load fluctuations can be estimated. Therefore, it is possible to limit the target inclination angle so that the left and right wheel load fluctuations do not exceed the control limit wheel load, and compensate for wheel load fluctuations even if there are parameter fluctuations or modeling errors. Can do. Thereby, the fall of tire grounding property can be suppressed and the stability at the time of turning can be improved.
"effect"
(1) The vehicle body tilt control device estimates the slip angle via the estimator by the turning travel state detection unit 41.
Thus, the slip angle sensor can be omitted by estimating the slip angle via the estimator.
《第三実施形態》
《構成》
第三実施形態は、運転者の操舵パターンを考慮しつつ限界値補正量を算出するものである。
図11は、第三実施形態の限界値補正量算出処理を示すフローチャートである。
なお、本実施形態の算出もオフラインで算出でき、以下のステップ処理をオフラインで算出する。
先ずステップS41の処理では、想定される運転者の操舵周波数特性を算出する。この操舵周波数は、例えば運転者の操舵を複数の正弦波信号の組み合わせで表現する場合、それに応じる操舵周波数特性を求める。また、運転者の操舵として、操舵方向を大きく連続的に切り替える所謂フィッシュフックターンを想定する場合、それに応じる操舵周波数特性を求めてもよい。
<< Third embodiment >>
"Constitution"
In the third embodiment, the limit value correction amount is calculated in consideration of the driver's steering pattern.
FIG. 11 is a flowchart showing limit value correction amount calculation processing according to the third embodiment.
In addition, the calculation of this embodiment can also be calculated offline, and the following step processing is calculated offline.
First, in the process of step S41, an assumed driver's steering frequency characteristic is calculated. For example, when the steering of the driver is expressed by a combination of a plurality of sinusoidal signals, the steering frequency characteristic corresponding to the steering frequency is obtained. Further, when assuming a so-called fish hook turn in which the steering direction is largely and continuously switched as the driver's steering, a steering frequency characteristic corresponding thereto may be obtained.
続くステップS42の処理では、目標傾斜角算出部42で用いるノミナルモデルにおけるロール共振周波数のゲインを算出する。以下の算出を行うために、これをΔFnとする。
続くステップS43の処理では、想定されるモデル化誤差が存在する場合のモデルにおけるロール共振周波数のゲインを算出する。以下の算出を行うために、これをΔFeとする。ここで、想定されるモデル化誤差は単数又は複数でもよい。
In the subsequent process of step S42, the gain of the roll resonance frequency in the nominal model used in the target tilt
In the subsequent process of step S43, the gain of the roll resonance frequency in the model when there is an assumed modeling error is calculated. In order to perform the following calculation, this is ΔFe. Here, one or more modeling errors may be assumed.
続くステップS44の処理では、ステップS42とステップS43の処理結果を利用してノミナルモデルに対するモデル化誤差あるモデルにおけるゲイン比率を算出する。具体的に、モデル化誤差が単数の場合、例えばゲイン比率は以下の式で算出する。
ゲイン比率=(ΔFe−ΔFn)/ΔFn
モデル化誤差が複数の場合、例えばゲイン比率は以下の式で算出する。
ゲイン比率=MAX((ΔFe−ΔFn)/ΔFn)
In the subsequent process of step S44, the gain ratio in the model having a modeling error with respect to the nominal model is calculated using the processing results of step S42 and step S43. Specifically, when the modeling error is singular, for example, the gain ratio is calculated by the following equation.
Gain ratio = (ΔFe−ΔFn) / ΔFn
When there are a plurality of modeling errors, for example, the gain ratio is calculated by the following equation.
Gain ratio = MAX ((ΔFe−ΔFn) / ΔFn)
ステップS45の処理では、ステップS41で得た操舵周波数特性の情報を利用して、例えばFFT(フーリエ変換)を用いて、操舵周波数におけるパワーを算出する。FFT以外に、例えばWavelet変換を用いてパワーを算出してもよい。
続くステップS46の処理では、ステップS44とステップS45で得たゲイン比率とパワーを用いて、パワーによって正規化したゲイン比率の算出を行う。具体的に、例えば操舵周波数帯域全体におけるゲインとパワーの掛け算を足し合わせたものとして表現でき、以下の式で記述する。
In the process of step S45, the power at the steering frequency is calculated using, for example, FFT (Fourier transform) using the information on the steering frequency characteristic obtained in step S41. In addition to FFT, power may be calculated using, for example, Wavelet transform.
In the subsequent step S46, the gain ratio normalized by the power is calculated using the gain ratio and the power obtained in steps S44 and S45. Specifically, for example, it can be expressed as a sum of multiplication of gain and power in the entire steering frequency band, and is described by the following equation.
但し、P(ω)はパワーで、G(ω)はゲイン比率、ωmaxは最大想定される周波数を表している。
続くステップS47の処理では、ステップS46で得たゲイン比率を利用して、車両の総重量に対する限界値補正量を算出する。具体的に、例えば限界値補正量を以下の式で算出する。
限界値補正量=ゲイン比率×車両総重量
However, P (ω) is power, G (ω) is a gain ratio, and ωmax is a maximum expected frequency.
In the subsequent process of step S47, the limit value correction amount for the total weight of the vehicle is calculated using the gain ratio obtained in step S46. Specifically, for example, the limit value correction amount is calculated by the following equation.
Limit value correction amount = gain ratio x total vehicle weight
《作用》
図12は、第三実施形態の限界値補正量算出処理を示す概念図である。
本実施形態では、想定される運転者の操舵周波数特性を算出し(ステップS41)、その操舵周波数特性におけるパワーを算出し(ステップS45)、パワーで正規化したゲイン比率を算出し(ステップS46)、このゲイン比率を利用して限界値補正量を算出する(ステップS47)。
このように、運転者の操舵パターンを考慮して限界値補正量を算出することで、パラメータ変動やモデル化誤差があっても、より効果的に輪荷重変動を補償することができる。これにより、タイヤ接地性の低下を抑制し、旋回走行時の安定性を向上させることができる。
<Action>
FIG. 12 is a conceptual diagram showing limit value correction amount calculation processing according to the third embodiment.
In the present embodiment, the assumed steering frequency characteristic of the driver is calculated (step S41), the power in the steering frequency characteristic is calculated (step S45), and the gain ratio normalized by the power is calculated (step S46). The limit value correction amount is calculated using this gain ratio (step S47).
Thus, by calculating the limit value correction amount in consideration of the driver's steering pattern, it is possible to more effectively compensate for wheel load fluctuations even if there are parameter fluctuations and modeling errors. Thereby, the fall of tire grounding property can be suppressed and the stability at the time of turning can be improved.
《効果》
(1)車体傾動制御装置は、限界値補正量算出部44により、操舵周波数に応じて、限界値補正量を算出する。
このように、操舵周波数を考慮に入れて限界値補正量を算出することで、パラメータ変動やモデル化誤差があっても、輪荷重変動を補償することができる。これにより、タイヤ接地性の低下を抑制し、旋回走行時の安定性を向上させることができる。
"effect"
(1) In the vehicle body tilt control device, the limit value correction
In this way, by calculating the limit value correction amount in consideration of the steering frequency, it is possible to compensate for wheel load fluctuations even if there are parameter fluctuations or modeling errors. Thereby, the fall of tire grounding property can be suppressed and the stability at the time of turning can be improved.
(2)車体傾動制御装置は、限界値補正量算出部44により、想定される操舵周波数に対する変動が大きいほど、限界値補正量を大きくする。
このように、想定される操舵周波数に対する変動が大きいほど、限界値補正量を大きくすることで、操舵操作の速さの変動が発生しても、輪荷重変動を補償することができる。これにより、タイヤ接地性の低下を抑制し、旋回走行時の安定性を向上させることができる。
(2) In the vehicle body tilt control device, the limit value correction amount is increased by the limit value correction
As described above, by increasing the limit value correction amount as the fluctuation with respect to the assumed steering frequency increases, it is possible to compensate for the wheel load fluctuation even when the fluctuation in the steering operation speed occurs. Thereby, the fall of tire grounding property can be suppressed and the stability at the time of turning can be improved.
《第四実施形態》
《構成》
第四実施形態は、運転者の操舵パターンをリアルタイムで考慮しつつ限界値補正量を算出するものである。
図13は、第四実施形態の限界値補正量算出処理を示すフローチャートである。
なお、本実施形態での算出は、以下のステップ処理をオンラインで算出する。
先ずステップS51の処理では、想定される運転者の操舵周波数特性を算出する。この操舵周波数は、例えば運転者の操舵を複数の正弦波信号の組み合わせで表現する場合、それに応じる操舵周波数特性を求める。また、運転者の操舵として、操舵方向を大きく連続的に切り替える所謂フィッシュフックターンを想定する場合、それに応じる操舵周波数特性を求めてもよい。
<< 4th embodiment >>
"Constitution"
In the fourth embodiment, the limit value correction amount is calculated while considering the driver's steering pattern in real time.
FIG. 13 is a flowchart showing limit value correction amount calculation processing according to the fourth embodiment.
In the calculation in the present embodiment, the following step processing is calculated online.
First, in the process of step S51, an assumed driver's steering frequency characteristic is calculated. For example, when the steering of the driver is expressed by a combination of a plurality of sinusoidal signals, the steering frequency characteristic corresponding to the steering frequency is obtained. Further, when assuming a so-called fish hook turn in which the steering direction is largely and continuously switched as the driver's steering, a steering frequency characteristic corresponding thereto may be obtained.
続くステップS52の処理では、目標傾斜角算出部42で用いるノミナルモデルにおけるロール共振周波数のゲインを算出する。以下の算出を行うために、これをΔFnとする。
続くステップS53の処理では、想定されるモデル化誤差が存在する場合のモデルにおけるロール共振周波数のゲインを算出する。以下の算出を行うために、これをΔFeとする。ここで、想定されるモデル化誤差は単数又は複数でもよい。
In the subsequent step S52, the gain of the roll resonance frequency in the nominal model used by the target tilt
In the subsequent step S53, the gain of the roll resonance frequency in the model when there is an assumed modeling error is calculated. In order to perform the following calculation, this is ΔFe. Here, one or more modeling errors may be assumed.
続くステップS54の処理では、ステップS52とステップS53の処理結果を利用してノミナルモデルに対するモデル化誤差あるモデルにおけるゲイン比率を算出する。具体的に、モデル化誤差は単数の場合、例えばゲイン比率は以下の式で算出する。
ゲイン比率=(ΔFe−ΔFn)/ΔFn
モデル化誤差は複数の場合、例えばゲイン比率は以下の式で算出する。
ゲイン比率=MAX((ΔFe−ΔFn)/ΔFn)
In the subsequent step S54, the gain ratio in the model having a modeling error with respect to the nominal model is calculated using the processing results in steps S52 and S53. Specifically, when the modeling error is singular, for example, the gain ratio is calculated by the following equation.
Gain ratio = (ΔFe−ΔFn) / ΔFn
When there are a plurality of modeling errors, for example, the gain ratio is calculated by the following equation.
Gain ratio = MAX ((ΔFe−ΔFn) / ΔFn)
続くステップS55の処理では、車両20に搭載している操舵角センサ21からの情報を利用して、過去T秒間オンラインでの運転者の操舵するパターンを抽出する。これにより、運転者の操舵パターンの特徴をリアルタイムで検出できる。
続くステップS56の処理では、ステップS55で得た運転者の操舵周波数特性の情報を利用して、例えばFFT(フーリエ変換)を用いて、操舵周波数におけるパワーを算出する。FFT以外に、例えばWavelet変換を用いてパワーを算出してもよい。
続くステップS57の処理では、ステップS54とステップS56で得たゲイン比率とパワーを用いて、パワーによって正規化したゲイン比率の算出を行う。具体的に、例えば操舵周波数帯域全体におけるゲインとパワーの掛け算を足し合わせたものとして表現でき、以下の式で記述する。
In the subsequent process of step S55, a pattern for steering by the driver online for the past T seconds is extracted using information from the
In the subsequent step S56, the power at the steering frequency is calculated by using, for example, FFT (Fourier transform) using the information on the steering frequency characteristic of the driver obtained in step S55. In addition to FFT, power may be calculated using, for example, Wavelet transform.
In the subsequent step S57, the gain ratio normalized by the power is calculated using the gain ratio and power obtained in steps S54 and S56. Specifically, for example, it can be expressed as a sum of multiplication of gain and power in the entire steering frequency band, and is described by the following equation.
但し、P(ω)はパワーで、G(ω)はゲイン比率、ωmaxは最大想定される周波数を表している。
続くステップS58の処理では、ステップS57で得たゲイン比率を利用して、車両の総重量に対する限界値補正量を算出する。具体的に、例えば限界値補正量を以下の式で算出する。
限界値補正量=ゲイン比率×車両総重量
However, P (ω) is power, G (ω) is a gain ratio, and ωmax is a maximum expected frequency.
In the subsequent step S58, a limit value correction amount for the total weight of the vehicle is calculated using the gain ratio obtained in step S57. Specifically, for example, the limit value correction amount is calculated by the following equation.
Limit value correction amount = gain ratio x total vehicle weight
《作用》
図14は、第四実施形態の限界値補正量算出処理を示す概念図である。
本実施形態では、過去T秒間オンラインでの運転者の操舵するパターンを抽出し(ステップS55)、抽出した操舵パターンのパターを算出し(ステップS56)、パワーで正規化したゲイン比率を算出し(ステップS57)、このゲイン比率を利用して限界値補正量を算出する(ステップS58)。
このように、運転者の操舵パターンをリアルタイムで考慮して限界値補正量を算出することで、時々刻々と変化する運転者のステアリング操作に合わせて、パラメータ変動やモデル化誤差があっても、より効果的に輪荷重変動を補償することができる。これにより、タイヤ接地性の低下を抑制し、旋回走行時の安定性を向上させることができる。
<Action>
FIG. 14 is a conceptual diagram showing limit value correction amount calculation processing of the fourth embodiment.
In the present embodiment, a pattern that the driver steers online is extracted for the past T seconds (step S55), a pattern of the extracted steering pattern is calculated (step S56), and a gain ratio normalized by power is calculated ( In step S57, a limit value correction amount is calculated using this gain ratio (step S58).
In this way, by calculating the limit value correction amount in consideration of the driver's steering pattern in real time, even if there are parameter fluctuations and modeling errors in accordance with the driver's steering operation that changes from moment to moment, The wheel load fluctuation can be compensated more effectively. Thereby, the fall of tire grounding property can be suppressed and the stability at the time of turning can be improved.
《効果》
(1)車体傾動制御装置は、限界値補正量算出部44により、想定される操舵周波数に対する変動が大きいほど、限界値補正量を大きくする。
このように、想定される操舵周波数に対する変動が大きいほど、限界値補正量を大きくすることで、操舵操作の速さの変動が発生しても、より効果的に輪荷重変動を補償することができる。これにより、タイヤ接地性の低下を抑制し、旋回走行時の安定性を向上させることができる。
"effect"
(1) In the vehicle body tilt control device, the limit value correction amount is increased by the limit value correction
In this way, by increasing the limit value correction amount as the fluctuation with respect to the assumed steering frequency is larger, it is possible to more effectively compensate for wheel load fluctuations even if fluctuations in the speed of the steering operation occur. it can. Thereby, the fall of tire grounding property can be suppressed and the stability at the time of turning can be improved.
(2)車体傾動制御装置は、限界値補正量算出部44により、操舵周波数に対する変動が大きいほど、限界値補正量を大きくする。
このように、操舵周波数に対する変動が大きいほど、限界値補正量を大きくすることで、運転者操舵操作の速さに応じて限界値補正量を変更することで、より効果的に輪荷重変動を補償することができる。これにより、タイヤ接地性の低下を抑制し、旋回走行時の安定性を向上させることができる。
(2) In the vehicle body tilt control device, the limit value correction amount is increased by the limit value correction
Thus, by increasing the limit value correction amount as the variation with respect to the steering frequency increases, the limit value correction amount is changed according to the speed of the driver's steering operation. Can be compensated. Thereby, the fall of tire grounding property can be suppressed and the stability at the time of turning can be improved.
1 車輪
2 車体
3 駆動モータ
11 ナックル
12 アッパリンク
13 ロアリンク
14 車体フレーム
15 リーンアーム
16 ショックアブソーバ
17 コイルスプリング
20 車両
21 操舵角センサ
22 ヨーレートセンサ
23 横加速度センサ
24 車輪速センサ
25 スリップ角センサ
26 車両制御コントローラ
41 旋回走行状態検出部
42 目標傾斜角算出部
43 左右輪荷重変動推定部
44 限界値補正量算出部
45 傾斜角制限部
46 アクチュエータ駆動制御部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
車両の旋回走行状態を検出する旋回走行状態検出手段と、
前記旋回走行状態検出手段で検出した旋回走行状態に応じて、車体を旋回内側となるロール方向に傾斜させるための目標傾斜角を算出する目標傾斜角算出手段と、
前記旋回走行状態検出手段で検出した旋回走行状態、及び前記目標傾斜角算出手段で算出した目標傾斜角に応じて、左右輪荷重変動を推定する左右輪荷重変動推定手段と、
前記旋回走行状態検出手段で検出した旋回走行状態に応じて、左右輪荷重変動時に左右輪の何れか一方に当該左右輪で支持する荷重の全荷重が乗ったときの荷重である物理的限界輪荷重に対する限界値補正量を算出する限界値補正量算出手段と、
前記物理的限界輪荷重から前記限界値補正量算出手段で算出した限界値補正量を減じて制御用限界輪荷重を算出する制御用限界輪荷重算出手段と、
前記左右輪荷重変動推定手段で推定した左右輪荷重変動が前記制御用限界輪荷重算出手段で算出した前記制御用限界輪荷重を超えないように、前記目標傾斜角算出手段で算出した目標傾斜角に対して制限処理を行う傾斜角制限手段と、
前記傾斜角制限手段で制限処理した目標傾斜角に応じて、前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段と、備えることを特徴とする車体傾動制御装置。 An actuator for tilting the vehicle body in the roll direction;
Turning state detection means for detecting turning state of the vehicle;
Target inclination angle calculating means for calculating a target inclination angle for inclining the vehicle body in the roll direction on the inside of the turning according to the turning traveling state detected by the turning traveling state detecting means;
Left and right wheel load fluctuation estimating means for estimating left and right wheel load fluctuations according to the turning running state detected by the turning running state detecting means and the target inclination angle calculated by the target inclination angle calculating means;
According to the turning state detected by the turning state detection means , the physical limit is the load when the full load of the load supported by the left and right wheels is loaded on one of the left and right wheels when the left and right wheel load changes Limit value correction amount calculating means for calculating a limit value correction amount for the wheel load;
A control limit wheel load calculating means for calculating a control limit wheel load by subtracting the limit value correction amount calculated by the limit value correction amount calculating means from the physical limit wheel load;
The target inclination angle calculated by the target inclination angle calculation means so that the left and right wheel load fluctuation estimated by the left and right wheel load fluctuation estimation means does not exceed the control limit wheel load calculated by the control limit wheel load calculation means. Tilt angle limiting means for performing a limiting process on
A vehicle body tilt control device comprising: drive control means for driving and controlling the actuator according to a target tilt angle that has been restricted by the tilt angle restricting means.
前記左右輪荷重変動推定手段は、前記旋回走行状態検出手段で検出したヨーレートに応じて、左右輪荷重変動を予測することを特徴とする請求項1に記載の車体傾動制御装置。 The turning traveling state detecting means detects a yaw rate of the vehicle,
The right and left wheel load variation estimating means, in response to the yaw rate detected by the previous SL turning traveling state detecting means, the vehicle body tilt control device according to claim 1, characterized in that predicting the left and right wheel load variation.
前記左右輪荷重変動推定手段は、前記旋回走行状態検出手段で検出した横加速度に応じて、左右輪荷重変動を予測することを特徴とする請求項1又は2に記載の車体傾動制御装置。 The turning traveling state detecting means detects a lateral acceleration of the vehicle,
The right and left wheel load fluctuation estimation means before SL depending on the lateral acceleration detected by turning traveling state detecting means, the vehicle body tilt control device according to claim 1 or 2, characterized in that predicting the left and right wheel load variation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011080102A JP5747617B2 (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Car body tilt control device, car body tilt control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011080102A JP5747617B2 (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Car body tilt control device, car body tilt control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012214100A JP2012214100A (en) | 2012-11-08 |
JP5747617B2 true JP5747617B2 (en) | 2015-07-15 |
Family
ID=47267366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011080102A Expired - Fee Related JP5747617B2 (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Car body tilt control device, car body tilt control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5747617B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115416746B (en) * | 2022-09-22 | 2023-08-18 | 清华大学 | Distributed control device, hybrid drive trailer and automobile train |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07257136A (en) * | 1994-03-23 | 1995-10-09 | Toyota Motor Corp | Fluid pressure type active suspension |
JP5278079B2 (en) * | 2009-03-24 | 2013-09-04 | 日産自動車株式会社 | Rolling behavior control device for vehicle |
JP2010247631A (en) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Nissan Motor Co Ltd | Control device of vehicle |
-
2011
- 2011-03-31 JP JP2011080102A patent/JP5747617B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012214100A (en) | 2012-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102245115B1 (en) | Vehicle behavior control device | |
CN100554017C (en) | Vehicle damping force control apparatus | |
US7418325B2 (en) | Suspension system for vehicle | |
JP5200998B2 (en) | Vehicle state estimation device, vehicle state estimation method, vehicle suspension control device, and automobile | |
WO2019186840A1 (en) | Working machine | |
CN111038477A (en) | Vehicle control method, device and equipment | |
CN110901325A (en) | Active suspension control method and system | |
CN105313635A (en) | Method for adjusting a roll moment of an axle of a vehicle for roll stabilization | |
JP6070044B2 (en) | Suspension control device | |
JP2013023017A (en) | Apparatus and method for controlling vehicle body tilt | |
CN116061947A (en) | Architecture and method for adaptive tire force prediction for integrated vehicle motion control | |
JP5747617B2 (en) | Car body tilt control device, car body tilt control method | |
JP2013023018A (en) | Apparatus and method for controlling tilting of vehicle body | |
CN117508166A (en) | Vehicle running control method, running control device, equipment and storage medium | |
US11919582B2 (en) | Methods, systems, and apparatuses for real-time adaptation of handwheel angle controls for robust automated driving to environmental conditions and model uncertainties | |
JP6848677B2 (en) | Vehicle control method and vehicle control device | |
CN113661108A (en) | Method and control unit for determining a parameter indicative of the road capacity of a section of road supporting a vehicle | |
KR102417608B1 (en) | Vehicle having active roll stabilizer and control method thereof | |
JP5483194B2 (en) | Sliding mode control device and vehicle automatic steering control device | |
JP6004814B2 (en) | Suspension control device | |
JP5747616B2 (en) | Car body tilt control device, car body tilt control method | |
CN115023355A (en) | Look-ahead control of vehicle systems | |
KR102563483B1 (en) | Active Roll Stabilization apparatus and Method thereof | |
JP2021146916A (en) | Power steering control device, power steering control method, program, and automatic steering system | |
KR20240103497A (en) | Apparatus for controlling suspension of vehicle and method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140926 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141007 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141205 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150414 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150427 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5747617 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |