JP6453103B2 - Vehicle motion control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両運動制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle motion control device.
特許文献１には、タイヤ力を効率よく利用して無駄のない運転操作でカーブを走行できるように運転操作を支援する運動制御装置（車両運動制御装置）が記載されている。
特許文献１に記載される運動制御装置は、横加速度や横加加速度（横加速度の微分値）に応じた前後加速度指令値によって制動力を発生して走行の安定性を向上する。
Patent Document 1 describes a motion control device (vehicle motion control device) that assists a driving operation so that the tire force can be used efficiently to drive a curve with a lean driving operation.
The motion control device described in Patent Document 1 generates a braking force by a longitudinal acceleration command value corresponding to a lateral acceleration or a lateral jerk (a differential value of the lateral acceleration), thereby improving running stability.
車両は、カーブを走行するときに路面状態や車体速に応じてスピンやブロー（車輪のコーナリングフォースの低下によって車両の前部から滑りだす状態）など、様々な走行状態となる。特許文献１に記載される運動制御装置は、横加速度センサ（横加速度検出手段）が検出する横加速度にもとづいて制御量（加速、制動）を設定しているが、車両の走行状態（ブロー、スピン等）に応じて制御量を変更していない。したがって、実際の車両の走行状態に対応した好適な制御量が設定されずに車両の走行が不安定になることがあるという問題が生じる。 When the vehicle travels on a curve, the vehicle enters various traveling states such as spin and blow (sliding from the front of the vehicle due to a decrease in the cornering force of the wheels) according to the road surface state and the vehicle body speed. The motion control device described in Patent Document 1 sets the control amount (acceleration, braking) based on the lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor (lateral acceleration detection means), but the vehicle running state (blow, The control amount is not changed according to the spin or the like. Accordingly, there arises a problem that the traveling of the vehicle may become unstable without setting a suitable control amount corresponding to the actual traveling state of the vehicle.
そこで、本発明は、車両の走行状態に対応した好適な制御量で、カーブを走行する車両を安定させることができる車両運動制御装置を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle motion control device that can stabilize a vehicle traveling on a curve with a suitable control amount corresponding to the traveling state of the vehicle.
前記課題を解決するため、本発明は、車両の車体速及びステアリングホイールの操舵角から規範横加速度を推定する横加速度推定部と、横加速度検出手段が検出する前記車両の実横加速度を微分して横加加速度を算出する横加加速度演算部と、前記横加加速度にもとづいて制動力目標値を設定する制動力目標値演算部と、前記規範横加速度から前記実横加速度を減算した横加速度偏差にもとづいて、前記制動力目標値を補正する補正演算部と、を有し、前記制動力目標値に応じた制動力を制動力発生部で発生させて、前記車両の前後加速度を調節する車両運動制御装置とする。そして、前記補正演算部は、前記横加速度偏差が大きいほど、前記制動力発生部で発生する制動力が小さくなるように前記制動力目標値を補正することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention differentiates the actual lateral acceleration of the vehicle detected by a lateral acceleration detecting means and a lateral acceleration estimating unit that estimates a reference lateral acceleration from a vehicle body speed and a steering angle of a steering wheel. A lateral jerk calculating unit that calculates a lateral jerk, a braking force target value calculating unit that sets a braking force target value based on the lateral jerk, and a lateral acceleration deviation obtained by subtracting the actual lateral acceleration from the reference lateral acceleration. A vehicle motion control that adjusts the longitudinal acceleration of the vehicle by generating a braking force according to the braking force target value in the braking force generation unit. A device. The correction calculation unit corrects the braking force target value so that the braking force generated by the braking force generation unit decreases as the lateral acceleration deviation increases.
本発明によると、車両運動制御装置は、横加加速度にもとづいて発生させる制動力を、規範横加速度に対する実横加速度が小さいほど小さくして前後加速度を調節する。車両が走行する走行路の路面μが小さい場合や車体速が高い場合など、車両の走行が限界域に近いほどカーブにおいてブローになりやすい。そして、ブローになると規範横加速度に対する実横加速度が小さくなる。このため、規範横加速度に対する実横加速度が小さいほど制動力が小さくなることで、極限域に近い車両に大きな制動力が発生することが回避され、車両の走行の安定性が向上する。 According to the present invention, the vehicle motion control device adjusts the longitudinal acceleration by decreasing the braking force generated based on the lateral jerk as the actual lateral acceleration with respect to the reference lateral acceleration is smaller. When the road surface μ of the travel path on which the vehicle travels is small or when the vehicle body speed is high, the closer the vehicle travels to the limit region, the more likely it is to blow on the curve. When blown, the actual lateral acceleration with respect to the reference lateral acceleration becomes smaller. For this reason, as the actual lateral acceleration with respect to the reference lateral acceleration is smaller, the braking force is reduced, so that a large braking force is prevented from being generated in a vehicle near the limit region, and the running stability of the vehicle is improved.
また、前記補正演算部は、前記実横加速度が小さいほど、前記制動力発生部で発生する制動力が小さくなるように前記制動力目標値を補正することを特徴とする。 The correction calculation unit corrects the braking force target value so that the braking force generated by the braking force generation unit decreases as the actual lateral acceleration decreases.
本発明によると、車両運動制御装置は、横加加速度にもとづいて発生させる制動力を、実横加速度が小さいほど小さくして前後加速度を調節する。車両は、極限域に近い（路面μが小さい、又は車体速が高い）ほど旋回しにくく実横加速度が小さくなる傾向があるので、実横加速度が小さいほど極限域に近い確率が高くなる。このため、実横加速度が小さいほど制動力が小さくなることで、極限域に近い車両に大きな制動力が発生することが回避され、車両の走行の安定性が向上する。 According to the present invention, the vehicle motion control device adjusts the longitudinal acceleration by reducing the braking force generated based on the lateral jerk as the actual lateral acceleration is smaller. Since the vehicle tends to turn harder and the actual lateral acceleration becomes smaller as the vehicle is closer to the limit region (the road surface μ is smaller or the vehicle body speed is higher), the probability that the vehicle is closer to the limit region becomes higher as the actual lateral acceleration is smaller. For this reason, as the actual lateral acceleration is smaller, the braking force becomes smaller, so that a large braking force is avoided from being generated in a vehicle near the limit region, and the traveling stability of the vehicle is improved.
また、前記制動力目標値演算部は、前記横加加速度の正負に応じて前記制動力目標値を設定することを特徴とする。
横加加速度は、車両が直線走行から旋回走行に変化するときに変化する。例えば、車両が左旋回する時に横加加速度がプラスの方向に大きくなる場合には、車両が右方向に旋回するときに横加加速度はマイナスの方向に大きくなる。
よって、本発明によると、車両が直線走行から旋回走行に変化するときに、横加加速度の正負に応じて（つまり、左旋回又は右旋回に応じて）制動力を発生させることができる。車両に制動力が発生すると前輪に荷重がかかるので前輪のタイヤ力を有効に利用して、車両を旋回させることができる。
In addition, the braking force target value calculation unit sets the braking force target value according to whether the lateral jerk is positive or negative.
The lateral jerk changes when the vehicle changes from straight running to turning. For example, if the lateral jerk increases in the positive direction when the vehicle turns left, the lateral jerk increases in the negative direction when the vehicle turns right.
Therefore, according to the present invention, when the vehicle changes from straight running to turning, braking force can be generated according to the sign of the lateral jerk (that is, according to left turn or right turn). When braking force is generated in the vehicle, a load is applied to the front wheels, so that the vehicle can be turned by effectively using the tire force of the front wheels.
本発明によると、車両の走行状態に対応した好適な制御量で、カーブを走行する車両を安定させることができる車両運動制御装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vehicle motion control apparatus which can stabilize the vehicle which drive | works a curve with the suitable control amount corresponding to the driving state of a vehicle can be provided.
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は車両運動制御装置を備える車両を示す図である。
図１に示すように、車両運動制御装置１は車両１０に備わっている。図１に示す車両１０は、動力源１１が出力する動力で後輪ＷＲが駆動されて走行する後輪駆動であるが、車両１０の駆動形式は限定されない。車両１０は前輪ＷＦが駆動されて走行する前輪駆動であってもよいし４輪駆動であってもよい。動力源１１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であってもよいし、電動機であってもよい。また、内燃機関と電動機が組み合わさったハイブリッドタイプであってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a diagram illustrating a vehicle including a vehicle motion control device.
As shown in FIG. 1, the vehicle motion control device 1 is provided in a
車両運動制御装置１は、いずれも図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）から構成されるマイクロコンピュータ、及び周辺機器からなる。 The vehicle motion control device 1 includes a microcomputer (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a microcomputer (Random Access Memory), and peripheral devices (not shown).
車両１０は操舵装置１２と制動装置１３を備える。
操舵装置１２は、ステアリングホイール１２１と転舵モータ１２２を有する。転舵モータ１２２はラック軸１２３を変位させて前輪ＷＦを転舵する。また、ステアリングホイール１２１が操舵されたときの操舵角は舵角センサ１２１ａで検出される。舵角センサ１２１ａの検出信号（舵角信号Ｓｈ）は、車両運動制御装置１に入力される。車両運動制御装置１は舵角信号Ｓｈにもとづいてステアリングホイール１２１の操舵角を算出し、算出した操舵角にもとづいて転舵モータ１２２を駆動する。前輪ＷＦは転舵モータ１２２が駆動してステアリングホイール１２１の操舵角に対応した角度で転舵する。このように、操舵装置１２は、ステアリングホイール１２１の操舵角に応じた車両運動制御装置１の制御で転舵モータ１２２が駆動し、前輪ＷＦが転舵するステアバイワイヤになっている。
The
The
なお、操舵装置１２には反力モータ（図示せず）が備わっている。反力モータはステアリングホイール１２１にトルク（反力トルク）を入力する。反力モータは車両運動制御装置１で制御される。車両運動制御装置１はステアリングホイール１２１の操舵角に対応して反力モータを駆動し、操舵角に応じた反力トルクをステアリングホイール１２１に入力する。これによって、ステアリングホイール１２１を操舵する運転者が適切な反力を感じることになり操舵フィールが向上する。
The
制動装置１３は、ブレーキペダル１３１と制動力発生部（ブレーキ動作部１３２）を有する。ブレーキ動作部１３２は例えばディスクブレーキであって、液圧発生部１３３で発生するブレーキ液圧でブレーキディスク１３２ａを挟んで制動力を発生する。ブレーキペダル１３１が踏み込み操作されたときの操作量（ブレーキストローク）はブレーキセンサ１３１ａで検出される。ブレーキセンサ１３１ａの検出信号（制動信号Ｓｂ）は車両運動制御装置１に入力される。車両運動制御装置１は制動信号Ｓｂにもとづいてブレーキストロークを算出し、算出したブレーキストロークにもとづいて、液圧発生部１３３のアクチュエータ１３３ａを駆動する。液圧発生部１３３はアクチュエータ１３３ａが駆動してブレーキストロークに対応したブレーキ液圧を発生する。このように、制動装置１３は、ブレーキペダル１３１の踏み込み操作量（ブレーキストローク）に応じた車両運動制御装置１の制御でアクチュエータ１３３ａが駆動し、ブレーキ動作部１３２が駆動するブレーキバイワイヤになっている。
The
車両１０にはスロットルペダル１１１が備わる。スロットルペダル１１１が踏み込み操作されたときの操作量（スロットルストローク）はスロットルセンサ１１１ａで検出される。スロットルセンサ１１１ａの検出信号（スロットル信号Ｓａ）は車両運動制御装置１に入力される。車両運動制御装置１はスロットル信号Ｓａにもとづいてスロットルストロークを算出し、算出したスロットルストロークにもとづいて、動力源１１から出力される動力を調節する。例えば、動力源１１がガソリンエンジンの場合、車両運動制御装置１はスロットルストロークにもとづいてスロットル弁（図示せず）を制御してスロットル開度を設定する。このように、車両１０は、スロットルペダル１１１の踏み込み操作量（スロットルストローク）に応じた車両運動制御装置１の制御で、動力源１１の出力する動力が調節されるドライブバイワイヤとなっている。
The
また、車両１０には、横加速度検出手段（横加速度センサ１４）、前後加速度センサ１５、及び車速センサ１６が備わっている。
横加速度センサ１４は車両１０に発生する横加速度を検出するセンサであり、検出信号（横加速度信号Ｓｇｙ）は車両運動制御装置１に入力される。車両運動制御装置１は横加速度信号Ｓｇｙにもとづいて車両１０に発生している横加速度（実横加速度Ｇｒ）を算出する。
前後加速度センサ１５は車両１０に発生する前後加速度を検出するセンサであり、検出信号（前後加速度信号Ｓｇｘ）は車両運動制御装置１に入力される。車両運動制御装置１は前後加速度信号Ｓｇｘにもとづいて車両１０に発生している前後加速度を算出する。
また、車速センサ１６は、例えば車輪（前輪ＷＦ，後輪ＷＲ）の回転速度を検出する回転速度センサである。車速センサ１６は車輪の回転に応じてパルス信号（車輪速信号Ｓｗ）を出力する。車両運動制御装置１は車輪速信号Ｓｗにもとづいて車両１０の車速（車体速）を算出する。
Further, the
The
The
The
なお、図１では省略してあるが、車両運動制御装置１には４つの車速センサ１６からパルス信号が入力される。車両運動制御装置１は、４つのパルス信号の１つ（例えばパルス幅が最大のパルス信号）を車輪速信号Ｓｗとしてもよいし、４つのパルス信号の平均（パルス幅の平均）を車輪速信号Ｓｗとしてもよい。
Although omitted in FIG. 1, pulse signals are input from the four
図２は車両運動制御装置の機能ブロック図である。図２に示すように、車両運動制御装置１は、横加加速度演算部（横Ｇ加速度演算部２１）と、ＧＶＣ（G‐Vectoring Control）演算部２２と、補正演算部２３と、を含んで構成される。
横Ｇ加速度演算部２１は、横加速度センサ１４から入力される横加速度信号Ｓｇｙにもとづいて、車両１０（図１参照）に生じている実際の横加速度（実横加速度Ｇｒ）を算出する。さらに、横Ｇ加速度演算部２１は、算出した実横加速度Ｇｒを微分して横加速度の時間的な変化率（横加加速度Ｇｙｊｋ）を算出する。横加加速度Ｇｙｊｋは、ＧＶＣ演算部２２に入力される。また、実横加速度Ｇｒは補正演算部２３に入力される。
FIG. 2 is a functional block diagram of the vehicle motion control device. As shown in FIG. 2, the vehicle motion control device 1 includes a lateral jerk calculation unit (lateral G acceleration calculation unit 21), a GVC (G-Vectoring Control)
The lateral G
ＧＶＣ演算部２２は、車両１０（図１参照）が横加加速度Ｇｙｊｋに比例して加減速するような制御量（ＧＶＣ制御量）を出力する。例えば、車両１０がカーブを走行するとき、ＧＶＣ演算部２２は、前後加速度を調節して走行を安定させるためのＧＶＣ制御量を出力する。このようなＧＶＣ制御量は、例えば、横加加速度Ｇｙｊｋの数値（絶対値）に所定のゲイン（Ｇｃ）を乗算した値として設定される（ＧＶＣ制御量＝Ｇｃ×｜横加加速度Ｇｙｊｋ｜）。
The
図３は、車両が左にカーブしている走行路を走行するときの操舵角と、実横加速度と、横加加速度と、の関係を示す図である。なお、図３においては実線が直線区間における直線走行を示し、破線がカーブ（曲線区間）での旋回走行を示している。
旋回開始時は、車両１０が直線走行から旋回走行に変化する状態である。旋回開始時ではステアリングホイール１２１（図１参照）が切り増しされるので操舵角θｈが増大する（グラフＡ）。車両１０は旋回し始めるので実横加速度Ｇｒが増加し（グラフＢ）、横加加速度Ｇｙｊｋがプラスになる（グラフＣ）。
その後、車両１０は定常円旋回状態に入る。この状態は車両１０が一定の曲率で湾曲するカーブを走行するので操舵角θｈが一定に維持される（グラフＡ）。操舵角θｈが一定に維持されると実横加速度Ｇｒが一定になるので（グラフＢ）、横加加速度Ｇｙｊｋはゼロになる（グラフＣ）。
旋回終了時は、車両１０が旋回走行から直線走行に変化する状態である。旋回終了時ではステアリングホイール１２１が切り戻されるので操舵角θｈが減少する（グラフＡ）。車両１０は旋回走行から直進走行に移行するので実横加速度Ｇｒが減少し（グラフＢ）、横加加速度Ｇｙｊｋがマイナスになる（グラフＣ）。
このように、カーブしている走行路を走行する車両１０においては、実横加速度Ｇｒが変化し、それにともなって横加加速度Ｇｙｊｋが変化する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship among a steering angle, an actual lateral acceleration, and a lateral jerk when the vehicle travels on a traveling road curved to the left. In FIG. 3, the solid line indicates straight traveling in a straight section, and the broken line indicates turning traveling in a curve (curved section).
At the start of turning, the
Thereafter, the
At the end of turning, the
As described above, in the
図２に示すＧＶＣ演算部２２は、横加加速度Ｇｙｊｋがプラスのとき旋回開始時（左旋回）と判定し、車両１０（図１参照）を減速させるべくＧＶＣ制御量を出力する。本実施形態のＧＶＣ演算部２２は、車両１０が旋回走行していない状態で横加加速度Ｇｙｊｋがプラスになったときに左旋回の旋回開始時と判定して、制動力の目標値（制動力目標値）の基準となるＧＶＣ制御量（基準制動力目標値Ｂｔｓ）を出力する。本実施形態においてＧＶＣ演算部２２は、制動力の目標値を設定する制動力目標値演算部となる。
また、ＧＶＣ演算部２２は、車両１０が旋回走行（左旋回）している状態で横加加速度Ｇｙｊｋがマイナスになったとき旋回終了時と判定し、車両１０（図１参照）を加速させるべくＧＶＣ制御量を出力する。本実施形態のＧＶＣ演算部２２は、横加加速度Ｇｙｊｋがマイナスのときに、駆動力の目標値（駆動力目標値）の基準となるＧＶＣ制御量（基準駆動力目標値Ｐｔｓ）を出力する。
The
In addition, the
なお、動力源１１（図１参照）が電動機の場合、又は、動力源１１が内燃機関と電動機が組み合わさったハイブリッドタイプの場合、ＧＶＣ演算部２２は旋回開始時と判定すると、電動機で発生する回生制動力の目標値の基準値（基準制動力目標値Ｂｔｓ）をＧＶＣ制御量として出力する。この場合、回生制動力を発生する動力源１１（電動機）が制動力発生部になる。
また、ＧＶＣ演算部２２は旋回終了時と判定したとき、電動機の力行で出力する動力の目標値の基準値（基準駆動力目標値Ｐｔｓ）をＧＶＣ制御量として出力する。
When the power source 11 (see FIG. 1) is an electric motor, or when the
In addition, when it is determined that the turn is over, the
なお、ＧＶＣ演算部２２がＧＶＣ制御量を設定して出力する制御（ＧＶＣ）については、前記した特許文献１や、特許文献１が引用している特許文献（特許第３７３３９２９号公報）等に詳細に記載される公知技術を利用できる。
The control (GVC) in which the
車両１０（図１参照）が旋回終了時にＧＶＣ演算部２２が出力する基準駆動力目標値Ｐｔｓは、駆動力制御信号生成部２４ｂに入力される。駆動力制御信号生成部２４ｂは、基準駆動力目標値Ｐｔｓに相当する駆動力が動力源１１で発生するような制御信号（駆動力御信号Ｃｐ）を設定する。
駆動力制御信号生成部２４ｂが設定する駆動力制御信号Ｃｐは、車両運動制御装置１から出力されて、動力源１１の制御部（図示せず）に入力される。動力源１１は駆動力制御信号Ｃｐにもとづいて駆動して駆動力を発生する。このように動力源１１に発生する駆動力は、横加加速度Ｇｙｊｋに対応した駆動力になる。
The reference driving force target value Pts output from the
The driving force control signal Cp set by the driving force control
車両１０（図１参照）が旋回開始時に、ＧＶＣ演算部２２が設定する基準制動力目標値Ｂｔｓは補正演算部２３に入力される。
補正演算部２３は、ステアリングホイール１２１（図１参照）の操舵角θｈと、車両１０（図１参照）の車体速Ｖｃと、車両１０に発生している横加速度（実横加速度Ｇｒ）と、にもとづいて基準制動力目標値Ｂｔｓを補正する。補正された基準制動力目標値Ｂｔｓは制動力目標値Ｂｔとして補正演算部２３から出力される。
The reference braking force target value Bts set by the
The
補正演算部２３から出力される制動力目標値Ｂｔは、制動力制御信号生成部２４ａに入力される。
制動力制御信号生成部２４ａは、制動力目標値Ｂｔに相当する制動力をブレーキ動作部１３２（図１参照）で発生させるブレーキ液圧が液圧発生部１３３で発生するような制御信号（液圧制御信号Ｃｂ）を設定する。
The braking force target value Bt output from the
The braking force control
制動力制御信号生成部２４ａが設定する液圧制御信号Ｃｂは、車両運動制御装置１から出力されて、制動装置１３の液圧発生部１３３のアクチュエータ１３３ａに入力される。アクチュエータ１３３ａは液圧制御信号Ｃｂにもとづいて駆動し、液圧発生部１３３がブレーキ液圧を発生する。
液圧発生部１３３で発生したブレーキ液圧でブレーキ動作部１３２（図１参照）が駆動し、前輪ＷＦ（図１参照）及び後輪ＷＲ（図１参照）に制動力が発生する。前輪ＷＦ及び後輪ＷＲに発生する制動力は、横加加速度Ｇｙｊｋに対応した制動力になる。
The hydraulic pressure control signal Cb set by the braking force control
The brake operating unit 132 (see FIG. 1) is driven by the brake hydraulic pressure generated by the hydraulic
このように、ＧＶＣ演算部２２は、車両１０（図１参照）が旋回走行していない状態で横加加速度Ｇｙｊｋがプラスになったときに旋回開始時（左旋回）と判定して基準制動力目標値Ｂｔｓを設定する。ＧＶＣ演算部２２は横加加速度Ｇｙｊｋが大きいほど大きな基準制動力目標値Ｂｔｓを設定する。そして、ＧＶＣ演算部２２が設定する基準制動力目標値Ｂｔｓが補正された制動力目標値Ｂｔにもとづいた液圧制御信号Ｃｂでブレーキ動作部１３２（図１参照）が動作して制動力が発生する。
例えば、ＧＶＣ演算部２２は、横加加速度Ｇｙｊｋの数値（絶対値）に所定のゲイン（Ｇｃ）を乗算した値を目標とする前後加速度とし、このような前後加速度（減速度）が生じるような基準制動力目標値Ｂｔｓを設定する。
As described above, the
For example, the
車両１０（図１参照）に制動力が発生すると前輪ＷＦ（図１参照）に荷重がかかる。前輪ＷＦは、ステアリングホイール１２１（図１参照）の操舵角θｈに応じて転舵する転舵輪である。したがって、旋回開始時に制動力が発生して前輪ＷＦに荷重がかかると、タイヤ力（グリップ力）を有効に利用した転舵が可能になる。
つまり、ＧＶＣ演算部２２を有する車両運動制御装置１は、旋回開始時に制動力を発生することで、タイヤ力を有効に利用した効率のよい、且つ、安定した旋回を実現することができる。
そして、横加加速度Ｇｙｊｋが大きいほど大きな基準制動力目標値Ｂｔｓが設定されて、車両１０に発生する制動力が大きくなる。したがって、横加加速度Ｇｙｊｋが大きいほど前輪ＷＦにかかる荷重が増大するので、旋回開始時の初期段階においてステアリングホイール１２１が操舵され始める時点で前輪ＷＦにかかる荷重が増大する。これによって、特に旋回開始時の初期段階においてタイヤ力が有効に利用される。
When braking force is generated in the vehicle 10 (see FIG. 1), a load is applied to the front wheel WF (see FIG. 1). The front wheel WF is a steered wheel that steers according to the steering angle θh of the steering wheel 121 (see FIG. 1). Therefore, when braking force is generated at the start of turning and a load is applied to the front wheels WF, it is possible to perform steering using tire force (grip force) effectively.
In other words, the vehicle motion control device 1 having the
As the lateral jerk Gyjk increases, a larger reference braking force target value Bts is set, and the braking force generated in the
また、ＧＶＣ演算部２２は、車両１０（図１参照）が旋回走行（左旋回）している状態で横加加速度Ｇｙｊｋがマイナスになったとき旋回終了時と判定して基準駆動力目標値Ｐｔｓを設定する。そして、ＧＶＣ演算部２２が設定する基準駆動力目標値Ｐｔｓにもとづいた駆動力制御信号Ｃｐで動力源１１が動作して駆動力が発生する。
これによって、車両１０（図１参照）は、カーブでの旋回走行から直線区間での直線走行に移行する旋回終了時に効率よく加速する。
つまり、ＧＶＣ演算部２２を有する車両運動制御装置１は、旋回終了時に駆動力を発生することで、効率のよい加速を実現することができる。
Further, the
As a result, the vehicle 10 (see FIG. 1) efficiently accelerates at the end of the turn when the vehicle makes a transition from turning on a curve to straight running on a straight section.
That is, the vehicle motion control device 1 having the
なお、図３は車両１０が左旋回している場合を示している。車両１０が左旋回する旋回開始時に横加加速度Ｇｙｊｋがプラスになる場合において車両１０が右旋回する旋回開始時に横加加速度Ｇｙｊｋはマイナスになる。また、この場合において旋回終了時に横加加速度Ｇｙｊｋはプラスになる。
つまり、車両１０が右旋回する場合、図３におけるグラフＣは正負の符号が逆になる。
FIG. 3 shows a case where the
That is, when the
よって、ＧＶＣ演算部２２は、車両１０が旋回走行していない状態で横加加速度Ｇｙｊｋがマイナスになった時に旋回開始時（右旋回）と判定し、車両１０を減速させるべくＧＶＣ制御量を出力する。つまり、本実施形態のＧＶＣ演算部２２は、横加加速度Ｇｙｊｋがマイナスのときに右旋回の旋回開始時と判定して、制動力の制動力目標値の基準となるＧＶＣ制御量（基準制動力目標値Ｂｔｓ）を出力する。
また、ＧＶＣ演算部２２は、車両１０が旋回走行（右旋回）している状態で横加加速度Ｇｙｊｋがプラスになった時に旋回終了時と判定して基準駆動力目標値Ｐｔｓを設定する。
このように、本実施形態のＧＶＣ演算部２２は、横加加速度Ｇｙｊｋの正負に応じて制動力の制動力目標値の基準となるＧＶＣ制御量（基準制動力目標値Ｂｔｓ）を設定することが可能に構成されている。
Therefore, the
Further, the
As described above, the
図４の（ａ）は補正演算部の機能ブロック図、（ｂ）は補正ゲインマップの一例を示す図である。
図４の（ａ）に示すように、補正演算部２３には、舵角信号Ｓｈと、車輪速信号Ｓｗと、実横加速度Ｇｒとが入力される。
補正演算部２３は、操舵角算出部２３ａで舵角信号Ｓｈにもとづいてステアリングホイール１２１（図１参照）の操舵角θｈを算出する。また、補正演算部２３は、車体速算出部２３ｂで車輪速信号Ｓｗにもとづいて車両１０（図１参照）の車体速Ｖｃを算出する。操舵角θｈと車体速Ｖｃは、横加速度推定部２３ｃに入力される。
4A is a functional block diagram of the correction calculation unit, and FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a correction gain map.
As shown in FIG. 4A, the steering angle signal Sh, the wheel speed signal Sw, and the actual lateral acceleration Gr are input to the
The
補正演算部２３は、横加速度推定部２３ｃで、操舵角θｈと車体速Ｖｃにもとづいて規範横加速度Ｇａを推定（算出）する。
The
補正演算部２３は、補正ゲインマップＭＰ２３を有する。補正ゲインマップＭＰ２３は、基準制動力目標値Ｂｔｓを補正する補正ゲインｇ１と、規範横加速度Ｇａ及び実横加速度Ｇｒとの関係を示すマップである。
補正演算部２３は、規範横加速度Ｇａ及び実横加速度Ｇｒに対応する補正ゲインｇ１を、補正ゲインマップＭＰ２３にもとづいて設定する。
The
The
設定された補正ゲインｇ１は乗算器２３ｄに入力される。乗算器２３ｄは、基準制動力目標値Ｂｔｓに補正ゲインｇ１を乗算して制動力目標値Ｂｔを生成する。
補正演算部２３は制動力目標値Ｂｔを出力する。
The set correction gain g1 is input to the
The
図４の（ｂ）に示すように、補正ゲインマップＭＰ２３は、規範横加速度Ｇａから実横加速度Ｇｒを減算した偏差（横加速度偏差ΔＧ）に対応する補正ゲインｇ１が示されている。補正ゲインｇ１は１．０以下の値であり、横加速度偏差ΔＧが大きいほど、つまり、規範横加速度Ｇａに対して実横加速度Ｇｒが小さいほど小さく設定される。
このような補正ゲインｇ１が基準制動力目標値Ｂｔｓに乗算されるので、規範横加速度Ｇａに対して実横加速度Ｇｒが小さいほど制動力目標値Ｂｔが小さくなる。
つまり、カーブを走行している車両１０（図３参照）において規範横加速度Ｇａよりも実横加速度Ｇｒが小さな状態（ブローなど）では、制動力目標値Ｂｔが小さくなって車両１０に発生する制動力が小さくなる。
As shown in FIG. 4B, the correction gain map MP23 shows a correction gain g1 corresponding to a deviation (lateral acceleration deviation ΔG) obtained by subtracting the actual lateral acceleration Gr from the reference lateral acceleration Ga. The correction gain g1 is a value of 1.0 or less, and is set smaller as the lateral acceleration deviation ΔG is larger, that is, as the actual lateral acceleration Gr is smaller than the reference lateral acceleration Ga.
Since the correction gain g1 is multiplied by the reference braking force target value Bts, the braking force target value Bt becomes smaller as the actual lateral acceleration Gr is smaller than the reference lateral acceleration Ga.
That is, in the
例えば、車両１０（図１参照）が走行している走行路の路面μが小さい場合（走行路が滑りやすい場合）にはブローが発生しやすいが、路面μが小さい走行路において大きな制動力が発生すると前輪ＷＦ（図１参照）や後輪ＷＲ（図１参照）がロック状態になりやすく、車両１０の走行が不安定になりやすい。
横加速度偏差ΔＧが大きいほど（ブローが大きいほど）、車両１０に発生する制動力を小さくすることで、路面μが小さい走行路における前輪ＷＦや後輪ＷＲのロック状態を回避することができ、車両１０の走行を安定させることができる。
For example, when the road surface μ of the traveling road on which the vehicle 10 (see FIG. 1) is traveling is small (when the traveling road is slippery), blow is likely to occur, but a large braking force is generated on the traveling road where the road μ is small. If it occurs, the front wheel WF (see FIG. 1) and the rear wheel WR (see FIG. 1) are likely to be locked, and the traveling of the
The greater the lateral acceleration deviation ΔG (the greater the blow), the smaller the braking force generated in the
また、補正ゲインマップＭＰ２３は、実横加速度Ｇｒが小さいほど補正ゲインｇ１が小さく設定されている。
路面μが小さい走行路ほど車両１０（図１参照）は旋回しにくくなり、車両１０に発生する実横加速度Ｇｒが小さくなる傾向があるので、実横加速度Ｇｒが小さいほど路面μが小さい確率が高くなる。そこで、実横加速度Ｇｒが小さいほど小さな補正ゲインｇ１にすることで、路面μが小さい走行路で大きな制動力が車両１０に発生することを効果的に回避できる。
In the correction gain map MP23, the smaller the actual lateral acceleration Gr is, the smaller the correction gain g1 is set.
The vehicle 10 (see FIG. 1) is less likely to turn as the road surface μ is smaller, and the actual lateral acceleration Gr generated in the
なお、横加速度偏差ΔＧが所定の範囲（ゼロから所定値ｖ１までの間）は、補正ゲインｇ１が１．０となる補正ゲインマップＭＰ２３であってもよい。
このような補正ゲインマップＭＰ２３は、車両１０に要求される走行性能や旋回性能等にもとづいて、事前の実験計測やシミュレーションによって設定されることが好適である。
The lateral acceleration deviation ΔG may be within a predetermined range (between zero and a predetermined value v1) in the correction gain map MP23 where the correction gain g1 is 1.0.
Such a correction gain map MP23 is preferably set by prior experimental measurement or simulation based on the running performance, turning performance, etc. required for the
以上のように、本実施形態の車両運動制御装置１は、図２に示すようにＧＶＣ演算部２２を有する。そして車両運動制御装置１は、車両１０がカーブしている走行路を走行するときに横加加速度Ｇｙｊｋに応じて制動装置１３（図１参照）を制御し、前後加速度を調節することで車両１０がカーブを走行するときの安定性を向上する。
As described above, the vehicle motion control device 1 of the present embodiment includes the
さらに、本実施形態の車両運動制御装置１は、補正演算部２３を有する。補正演算部２３は、図４の（ｂ）に示す補正ゲインマップＭＰ２３にもとづいて補正ゲインｇ１を設定する。車両運動制御装置１は、ＧＶＣ演算部２２が演算する基準制動力目標値Ｂｔｓ（制動力の目標値の基準値）を補正ゲインｇ１で補正した制動力目標値Ｂｔにもとづいて制動装置１３（図１参照）を制御する。
補正ゲインｇ１は、横加速度偏差ΔＧが大きいほど小さく設定されるので、横加速度偏差ΔＧが大きいほど制動力目標値Ｂｔが小さくなる。これによって、横加速度偏差ΔＧが大きいほど車両１０に発生する制動力が小さくなる。
横加速度偏差ΔＧは規範横加速度Ｇａから実横加速度Ｇｒを減算した偏差であるので、実横加速度Ｇｒが小さいほど車両１０に発生する制動力が小さくなる。
Furthermore, the vehicle motion control device 1 of the present embodiment has a
Since the correction gain g1 is set to be smaller as the lateral acceleration deviation ΔG is larger, the braking force target value Bt is smaller as the lateral acceleration deviation ΔG is larger. As a result, the braking force generated in the
Since the lateral acceleration deviation ΔG is a deviation obtained by subtracting the actual lateral acceleration Gr from the reference lateral acceleration Ga, the braking force generated in the
カーブにおいて実横加速度Ｇｒが規範横加速度Ｇａよりも小さい場合、路面μが小さい確率が高い。したがって、実横加速度Ｇｒが小さいほど車両１０に発生する制動力が小さくなることで、路面μが小さい走行路で大きな制動力が発生することが回避される。これによって、前輪ＷＦ（図１参照）及び後輪ＷＲ（図１参照）がロック状態になることが抑制されるので、車両１０の走行の安定性が向上する。
When the actual lateral acceleration Gr is smaller than the reference lateral acceleration Ga in the curve, the probability that the road surface μ is small is high. Therefore, the smaller the actual lateral acceleration Gr is, the smaller the braking force generated in the
なお、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更が可能である。 Note that the design of the present invention can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
図５の（ａ）は補正演算部の設計変更例を示す図、（ｂ）は車速ゲインマップの一例を示す図である。
図５に示す補正演算部２３０は、図４の（ａ）に示す補正演算部２３に加えて、車速ゲインマップＭＰ２３０と乗算器２３１を有する。
車速ゲインマップＭＰ２３０は、車体速Ｖｃと車速ゲインｇ２の関係を示すマップである。補正演算部２３０は、車体速Ｖｃに対応する車速ゲインｇ２を車速ゲインマップＭＰ２３０にもとづいて設定する。
FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a design change of the correction calculation unit, and FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a vehicle speed gain map.
The
The vehicle speed gain map MP230 is a map showing the relationship between the vehicle speed Vc and the vehicle speed gain g2. The
車速ゲインｇ２は、乗算器２３１に入力される。また、補正ゲインマップＭＰ２３にもとづいて設定された補正ゲインｇ１が乗算器２３１に入力される。乗算器２３１は補正ゲインｇ１と車速ゲインｇ２を乗算して中間ゲインｇ３を出力する。中間ゲインｇ３は乗算器２３ｄに入力される。乗算器２３ｄは、基準制動力目標値Ｂｔｓに中間ゲインｇ３を乗算して、制動力目標値Ｂｔを生成する。そして、補正演算部２３０は制動力目標値Ｂｔを出力する。
The vehicle speed gain g2 is input to the
図５の（ｂ）に示すように、車速ゲインマップＭＰ２３０は、車体速Ｖｃに対応する車速ゲインｇ２が示されている。車速ゲインｇ２は１．０以下の値であり、車体速Ｖｃが大きいほど小さく設定される。
このような車速ゲインマップＭＰ２３０は、車両１０（図１参照）に要求される走行性能や旋回性能等にもとづいて、事前の実験計測やシミュレーションによって設定されることが好適である。また、車速Ｖｃが所定の範囲（ゼロから所定値ｖ２までの間）は、車速ゲインｇ２が１．０となる車速ゲインマップＭＰ２３０であってもよい。
As shown in FIG. 5B, the vehicle speed gain map MP230 indicates a vehicle speed gain g2 corresponding to the vehicle body speed Vc. The vehicle speed gain g2 is a value of 1.0 or less, and is set smaller as the vehicle body speed Vc is larger.
Such a vehicle speed gain map MP230 is preferably set by prior experimental measurement or simulation based on the travel performance, turning performance, etc. required for the vehicle 10 (see FIG. 1). The vehicle speed Vc may be a vehicle speed gain map MP230 in which the vehicle speed gain g2 is 1.0 when the vehicle speed Vc is within a predetermined range (between zero and a predetermined value v2).
車体速Ｖｃが大きな車両１０（図１参照）、つまり、高速で走行している車両１０に大きな制動力が発生すると、車両１０の走行が不安定になりやすい。図５の（ｂ）に示すように、車体速Ｖｃが大きいほど小さくなる車速ゲインｇ２が基準制動力目標値Ｂｔｓに乗算されることで、車体速Ｖｃが大きいほど制動力目標値Ｂｔが小さくなり、高速で走行している車両１０に大きな制動力が発生することが回避される。このことによって、車両１０の走行の安定性が向上する。
When a large braking force is generated in the vehicle 10 (see FIG. 1) having a large vehicle body speed Vc (that is, the
なお、図１に示す本実施形態の車両１０は、動力源１１と操舵装置１２と制動装置１３がバイワイヤ（ドライブバイワイヤ、ステアバイワイヤ、ブレーキバイワイヤ）で構成されている。
この構成に限定されず、動力源１１のスロットル弁（図示せず）がスロットルペダル１１１と機械的に接続された構成であってもよい。この場合、スロットル弁は、スロットルペダル１１１の操作と独立して車両運動制御装置１で制御される構成とすればよい。
同様に、ステアリングホイール１２１とラック軸１２３が機械的に接続された構成であってもよい。この場合、ラック軸１２３が転舵モータ１２２で変位可能に構成されていればよい。
同様に、ブレーキペダル１３１と液圧発生部１３３が機械的に接続された構成であってもよい。この場合、アクチュエータ１３３ａの駆動で液圧発生部１３３にブレーキ液圧が発生可能に構成されていればよい。
In the
The configuration is not limited to this, and a throttle valve (not shown) of the
Similarly, the
Similarly, the
また、図４の（ｂ）に示す補正ゲインマップＭＰ２３は、実横加速度Ｇｒの大きさに応じて補正ゲインｇ１が変化するマップとなっている。
この構成に限定されず、路面μが小さいほど補正ゲインｇ１が小さくなる補正ゲインマップＭＰ２３であってもよい。
この場合、補正演算部２３は、路面μを算出（推定）し、算出した路面μに応じて補正ゲインｇ１を設定する構成とすればよい。また、補正演算部２３は、駆動輪である後輪ＷＲ（図１参照）の回転速度と、従動輪である前輪ＷＦ（図１参照）の回転速度差から路面μを算出（推定）する構成とすればよい。
Further, the correction gain map MP23 shown in FIG. 4B is a map in which the correction gain g1 changes according to the magnitude of the actual lateral acceleration Gr.
The correction gain map MP23 is not limited to this configuration, and the correction gain g1 decreases as the road surface μ decreases.
In this case, the
１ 車両運動制御装置
１０ 車両
１４ 横加速度センサ（横加速度検出手段）
２１ 横Ｇ加速度演算部（横加加速度演算部）
２２ ＧＶＣ演算部（制動力目標値演算部）
２３ 補正演算部
２３ｃ 横加速度推定部
１２１ ステアリングホイール
１３２ ブレーキ動作部（制動力発生部）
Ｂｔｓ 基準制動力目標値（制動力目標値）
Ｇａ 規範横加速度
Ｇｒ 実横加速度
Ｇｙｊｋ 横加加速度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle
21 Lateral G acceleration calculation unit (lateral jerk calculation unit)
22 GVC calculation part (braking force target value calculation part)
23
Bts Reference braking force target value (braking force target value)
Ga Normal lateral acceleration Gr Actual lateral acceleration Gyjk Lateral jerk
Claims (3)
横加速度検出手段が検出する前記車両の実横加速度を微分して横加加速度を算出する横加加速度演算部と、
前記横加加速度にもとづいて制動力目標値を設定する制動力目標値演算部と、
前記規範横加速度から前記実横加速度を減算した横加速度偏差にもとづいて、前記制動力目標値を補正する補正演算部と、を有し、
前記制動力目標値に応じた制動力を制動力発生部で発生させて、前記車両の前後加速度を調節する車両運動制御装置において、
前記補正演算部は、前記横加速度偏差が大きいほど、前記制動力発生部で発生する制動力が小さくなるように前記制動力目標値を補正することを特徴とする車両運動制御装置。 A lateral acceleration estimator for estimating a standard lateral acceleration from a vehicle body speed and a steering angle of a steering wheel;
A lateral jerk calculating unit for differentiating an actual lateral acceleration of the vehicle detected by a lateral acceleration detecting means and calculating a lateral jerk;
A braking force target value calculation unit that sets a braking force target value based on the lateral jerk;
A correction calculation unit that corrects the braking force target value based on a lateral acceleration deviation obtained by subtracting the actual lateral acceleration from the reference lateral acceleration,
In the vehicle motion control device that adjusts the longitudinal acceleration of the vehicle by generating a braking force according to the braking force target value in a braking force generator,
The vehicle motion control device, wherein the correction calculation unit corrects the braking force target value so that the braking force generated by the braking force generation unit decreases as the lateral acceleration deviation increases.
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