JPH0966852A - Anti-spin controller for setting method of controller - Google Patents

Anti-spin controller for setting method of controller

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JPH0966852A
JPH0966852A JP22557795A JP22557795A JPH0966852A JP H0966852 A JPH0966852 A JP H0966852A JP 22557795 A JP22557795 A JP 22557795A JP 22557795 A JP22557795 A JP 22557795A JP H0966852 A JPH0966852 A JP H0966852A
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steering
wheel
vehicle speed
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英一 小野
Shunichi Doi
俊一 土居
Katsuhiro Asano
勝宏 浅野
Shigeyuki Hosoe
繁幸 細江
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent from getting into a spinning state without damaging the steering efficiency even under a severe running conditions by steering the steering wheel to turn the front wheels back and or applying brakes corresponding to the behavioral amount of a vehicle. SOLUTION: A target condition amount calculating means 4 calculates the target condition amount, which is to be the target for the vehicle gyrating movement, on the basis of the the vehicle steering wheel steering amount and the vehicle speed and a feedback amount calculating means 5 prevents the actual condition amount from diverging by the deviation of the actual condition amount of the vehicle gyrating movement detected by an actual condition amount detecting means 3 from the target condition amount together with the variations of the vehicle front wheel cornering stiffness and the rear wheel cornering stiffness on the basis of the vehicle speed. Thus the correction amount of the front wheel steering angle and the feedback amount, which is the braking power controlling amount of the respective wheels, are calculated and a control means 6 makes corrective steering of the front wheel steering angle and braking force control of the respective wheels on the basis of the feedback amount so that the vehicle may not get into a spinning condition.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アンチスピン制御
装置にかかり、特に、車両がスピン状態に陥ることを防
止するアンチスピン制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-spin control device, and more particularly to an anti-spin control device for preventing a vehicle from falling into a spin state.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両の急激な姿勢変化、具体的には車両
がスピン状態に陥ることを防止した技術としては、特開
平7−33039号公報に記載されたアンチスピンの技
術がある。このアンチスピンの技術では、車両がスピン
状態に陥る主な原因として後輪のタイヤ力特性が飽和す
るという点に着眼し、後輪のタイヤ力特性飽和時にも車
両運動を安定化するための前輪舵角制御則を提供してい
る。これにより、後輪のタイヤ力特性が飽和して車両単
独の運動特性が不安定化した場合であっても、制御装置
を含めた閉ループ系としての車両は安定化される。
2. Description of the Related Art As a technique for preventing a sudden change in posture of a vehicle, more specifically, for the vehicle to fall into a spin state, there is an anti-spin technique described in JP-A-7-33039. This anti-spin technology focuses on the fact that the tire force characteristics of the rear wheels are saturated as the main cause of the vehicle falling into a spin state, and the front wheels for stabilizing the vehicle motion even when the tire force characteristics of the rear wheels are saturated. It provides a steering angle control law. As a result, even if the tire force characteristics of the rear wheels are saturated and the motion characteristics of the vehicle become unstable, the vehicle as a closed loop system including the control device is stabilized.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アンチスピンの技術は、一定車速走行を仮定しており、
制動時における前後荷重移動によって前輪のコーナリン
グフォースが増大することが考慮されていない。また、
一定車速を想定しているので制御対象のパラメータであ
る車速の変化に対する積極的な補償がなされておらず、
急激な車速変化は考慮されていない。さらに、従来技術
では、後輪タイヤ力特性の完全な飽和、すなわちコーナ
リングフォースの傾きが0となる状態まで許容する設計
が行われているが、実路面上では、更に厳しくコーナリ
ングフォースの傾きが負となる状態も考えられる。
However, the conventional anti-spin technology is assumed to run at a constant vehicle speed,
It is not considered that the cornering force of the front wheels increases due to the front-rear load movement during braking. Also,
Since a constant vehicle speed is assumed, active compensation for changes in vehicle speed, which is a parameter to be controlled, is not made,
Rapid changes in vehicle speed are not taken into consideration. Furthermore, in the prior art, a design is performed in which the saturation of the rear tire force characteristics is allowed, that is, the state where the inclination of the cornering force becomes zero is allowed, but on a real road surface, the inclination of the cornering force is more severe. It is also possible that

【0004】以上のように、従来技術には、加減速時や
コーナリングフォースの傾きが負となる状態において改
善の余地がある。
As described above, the prior art has room for improvement during acceleration / deceleration or when the cornering force has a negative inclination.

【0005】本発明は、上記事実を考慮して、厳しい走
行条件下においても、車両の挙動量に応じた前輪の切り
戻し操舵や制動により、操縦性能を損なうことなくスピ
ン状態に陥ることを防止することができる制御装置を得
ることが目的である。
In view of the above facts, the present invention prevents the steering wheel from falling into the spin state without impairing the steering performance by the steering back steering and braking of the front wheels according to the behavior amount of the vehicle even under severe driving conditions. The aim is to obtain a control device that can do this.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の車両のアンチスピン制御装置は、車両のハン
ドルの操舵量を検出する操舵量検出手段と、車速を検出
する車速検出手段と、前記車両の実際の旋回運動の状態
量である実状態量を検出する実状態量検出手段と、前記
車速及び前記操舵量に基づいて車両の旋回運動の目標と
する状態量である目標状態量を演算する目標状態量演算
手段と、前記目標状態量と前記実状態量との偏差及び前
記車速に基づいて、前記車両の前輪のコーナリングステ
ィッフネスの変動及び後輪のコーナリングスティッフネ
スの変動により前記実状態量が発散することを防止する
ことによって前記車両がスピン状態に陥らないように前
輪又は後輪の舵角の修正量及び少なくとも1輪の制動力
制御量の少なくとも一方の指令値であるフィードバック
量を演算するフィードバック量演算手段と、前記フィー
ドバック量に基づいて前記前輪又は後輪の舵角の修正操
舵制御及び少なくとも1輪の制動力制御の少なくとも一
方の制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴として
いる。
To achieve the above object, a vehicle anti-spin control device according to the present invention comprises a steering amount detecting means for detecting a steering amount of a steering wheel of the vehicle, and a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed. An actual state quantity detecting means for detecting an actual state quantity which is a state quantity of the actual turning motion of the vehicle, and a target state quantity which is a target state quantity of the turning motion of the vehicle based on the vehicle speed and the steering amount. Based on the deviation between the target state quantity and the actual state quantity and the vehicle speed, the variation of the cornering stiffness of the front wheels and the variation of the cornering stiffness of the rear wheels of the vehicle To prevent the vehicle from falling into a spin state by preventing the actual state amount from diverging, the correction amount of the steering angle of the front wheels or the rear wheels and the braking force control amount of at least one wheel are reduced. Feedback amount calculation means for calculating a feedback amount which is one command value, and at least one control of a correction steering control of the steering angle of the front wheels or the rear wheels and a braking force control of at least one wheel based on the feedback amount. And a control means.

【0007】また、コントローラの設定方法は、請求項
1に記載の車両のアンチスピン制御装置におけるフィー
ドバック量演算手段のコントローラの設定方法であっ
て、前輪及び後輪のコーナリングスティッフネスが所定
の変動範囲で変動することを想定する工程と、車両の運
動を模擬する車両運動モデルと前記フィードバック量演
算手段とを含む制御系に前記変動を前輪及び後輪のスリ
ップ角の変動にともなう前輪及び後輪の舵角の変動とし
て考慮した閉ループを作成する工程と、該閉ループを開
ループに置き換えた系に変換する工程と、該開ループの
前輪及び後輪の舵角の変動にともなう前輪及び後輪のス
リップ角の変動の構造化特異値が全ての周波数領域にお
いて1未満となるように前記コントローラを設定する工
程とから成ることを特徴とする。
The controller setting method is the controller setting method of the feedback amount calculating means in the vehicle anti-spin control device according to claim 1, wherein the cornering stiffness of the front wheels and the rear wheels is within a predetermined variation range. In a control system including a process for simulating fluctuations in the vehicle, a vehicle motion model that simulates the motion of the vehicle, and the feedback amount calculation means, the fluctuations of the front wheels and the rear wheels that accompany the fluctuations of the slip angles of the front wheels and the rear wheels. A step of creating a closed loop considering as a change in the steering angle, a step of converting the closed loop into a system in which the closed loop is replaced, and a slip of the front wheel and the rear wheel due to a change in the steering angle of the front wheel and the rear wheel of the open loop. Configuring the controller such that the structured singular value of the angular variation is less than 1 in all frequency regions. And butterflies.

【0008】(本発明の着眼点)車両がスピン状態に陥
る主な原因は、後輪のタイヤ力特性、すなわち後輪コー
ナリングフォースが飽和することにあると考えられる。
しかしながら、制動時などの前後荷重移動などによる前
輪コーナリングフォースが増大する場合には、前輪コー
ナリングフォースの変動も影響を与え得るものであり、
後輪コーナリングフォースの飽和特性を許容するだけで
は、前輪コーナリングフォースの増大まで補償されない
という問題点が残る。また、制御対象のパラメータであ
る車速は常に変化するものであり、急減な車速変化に対
してもスピン状態に陥らないように補償する必要があ
る。さらに、実路面上では後輪コーナリングフォースの
傾きが負となる非常に厳しい状況も想定され、このよう
な厳しい条件下でのスピン状態に陥ることの防止(以
下、スピン防止という。)を補償することが望まれる。
これに対し、本発明者等は、加速減時やコーナリングフ
ォースの傾きが負となる状態でのスピン防止を達成する
スピン防止手法を考えた。以下にその手法を説明する。
(Points of view of the present invention) It is considered that the main cause of the vehicle falling into the spin state is that the tire force characteristics of the rear wheels, that is, the rear wheel cornering force is saturated.
However, when the front wheel cornering force increases due to front-rear load movement such as during braking, fluctuations in the front wheel cornering force can also have an effect.
There is a problem in that even if the saturation characteristic of the rear cornering force is allowed, the increase in the front cornering force cannot be compensated. Further, the vehicle speed, which is a parameter to be controlled, constantly changes, and it is necessary to compensate for a sudden decrease in vehicle speed so as not to fall into a spin state. Furthermore, in a very severe situation where the rear wheel cornering force has a negative inclination on an actual road surface, it is possible to compensate for prevention of falling into a spin state under such severe conditions (hereinafter referred to as spin prevention). Is desired.
On the other hand, the inventors of the present invention have considered a spin prevention method that achieves spin prevention when the acceleration is reduced and the cornering force has a negative inclination. The method will be described below.

【0009】まず、本発明者等は、車両がスピン状態に
陥ることの一つの原因ともなり得る前後荷重移動による
前輪コーナリングフォースの増大は、等価的に前輪コー
ナリングスティッフネス(前輪コーナリングフォースの
勾配)の変動と等しい点に着目した。このことは次の式
で表すことができる。
First, the inventors of the present invention have found that the increase in the front wheel cornering force due to the front-rear load movement, which may be one of the causes of the vehicle falling into the spin state, is equivalent to the front wheel cornering stiffness (gradient of the front wheel cornering force). We paid attention to the point equal to the fluctuation of. This can be expressed by the following equation.

【0010】 Ff =cfp・αf cfp=cf (1+Wf Δf ) (−1≦Δf ≦1)Ff = cfp · αf cfp = cf (1 + Wf Δf) (−1 ≦ Δf ≦ 1)

【0011】ただし、Ff は前輪コーナリングフォー
ス、cfpは変動後の前輪コーナリングスティッフネス、
αf は前輪スリップ角、cf は設計で用いられる前輪コ
ーナリングスティッフネスノミナル値、Δf は基準化さ
れた前輪コーナリングスティッフネスの変動、Wf は前
輪コーナリングスティッフネス変動の基準化のための重
みであり、cf (1+Wf )は前輪コーナリングフォー
スの傾きの最大値を表し、cf (1−Wf )は前輪コー
ナリングフォースの傾きの最小値を表している。なお、
前輪コーナリングスティッフネスノミナル値cfは前輪
コーナリングフォースの傾きの最大値と最小値の平均値
を表している。
However, Ff is the front wheel cornering force, cfp is the changed front wheel cornering stiffness,
αf is the front wheel slip angle, cf is the front wheel cornering stiffness nominal value used in the design, Δf is the standardized front wheel cornering stiffness variation, and Wf is the weight for standardizing the front wheel cornering stiffness variation, and cf (1 + Wf) represents the maximum value of the inclination of the front wheel cornering force, and cf (1-Wf) represents the minimum value of the inclination of the front wheel cornering force. In addition,
The front wheel cornering stiffness nominal value cf represents the average value of the maximum value and the minimum value of the inclination of the front wheel cornering force.

【0012】また、後輪コーナリングフォースの傾きが
負となる非常に厳しい状況まで変化する後輪のタイヤ力
特性変動は、等価的に後輪のコーナリングスティッフネ
スが後輪コーナリングフォースの傾きの最大値(正の
値)から最小値(負の値)まで変動することと等しい点
に着眼した。このことは次の式で表すことができる。
Further, the tire force characteristic variation of the rear wheels, which changes to a very severe situation where the inclination of the rear wheel cornering force becomes negative, is equivalent to the maximum value of the inclination of the rear wheel cornering force when the cornering stiffness of the rear wheel is equivalent. We focused on the point equivalent to changing from a (positive value) to a minimum value (negative value). This can be expressed by the following equation.

【0013】 Fr =crp・αr Crp=cr (1+Wr Δr ) (−1≦Δr ≦1)[0013] F r = crp · αr C rp = cr (1 + Wr Δr) (-1 ≦ Δr ≦ 1)

【0014】ただし、Fr は後輪コーナリングフォー
ス、crpは変動後の後輪コーナリングスティッフネス、
αr は後輪スリップ角、cr は設計で用いられる後輪コ
ーナリングスティッフネスノミナル値、Δr は基準化さ
れた後輪コーナリングスティッフネスの変動、Wr は後
輪コーナリングスティッフネス変動の基準化のための重
みであり、cr (1+Wr )は後輪コーナリングフォー
スの傾きの最大値を、cr (1−Wr )は後輪コーナリ
ングフォースの傾きの最小値をそれぞれ表している。な
お、後輪コーナリングスティッフネスノミナル値crは
後輪コーナリングフォースの傾きの最大値と最小値の平
均値を表している。
However, Fr is the rear wheel cornering force, crp is the rear wheel cornering stiffness after fluctuation,
αr is the rear wheel slip angle, cr is the rear wheel cornering stiffness nominal value used in the design, Δr is the standardized variation of the rear wheel cornering stiffness, and Wr is the weight for the standardization of the rear wheel cornering stiffness variation. Where cr (1 + Wr) represents the maximum value of the inclination of the rear wheel cornering force, and cr (1-Wr) represents the minimum value of the inclination of the rear wheel cornering force. The rear wheel cornering stiffness nominal value cr represents the average value of the maximum value and the minimum value of the inclination of the rear wheel cornering force.

【0015】次に、本発明者等は、スピン防止のための
制御系の設計とは、車両がスピン状態に陥る最大原因で
ある後輪コーナリングスティッフネスの変動と前輪コー
ナリングスティッフネスの変動との両方に対して、車両
を含めた閉ループ系を安定化するコントローラの設計で
あることに着眼した。
Next, the inventors of the present invention design the control system for preventing the spin from the fluctuation of the rear wheel cornering stiffness and the fluctuation of the front wheel cornering stiffness, which are the largest causes of the vehicle falling into the spin state. For both, we focused on the design of the controller that stabilizes the closed-loop system including the vehicle.

【0016】更に、本発明者等は、前後輪のコーナリン
グスティッフネスの変動を、等価的に車速をパラメータ
変数としてもつ車両運動モデルにおける前後輪舵角の変
動とみなし、この前後輪舵角の変動に対して安定な制御
系設計をロバスト制御理論に基づいて行うことを考え
た。
Further, the present inventors consider the change in the cornering stiffness of the front and rear wheels as the change in the front and rear wheel steering angles in the vehicle motion model equivalently having the vehicle speed as the parameter variable, and the change in the front and rear wheel steering angles. We considered that a stable control system design should be performed based on the robust control theory.

【0017】ここで、本発明について、図1乃至図3を
参照して説明する。図1に示すように、本発明の車両の
アンチスピン制御装置は、車両のハンドルの操舵量を検
出する操舵量検出手段1と、前記車両の車速を検出する
車速検出手段2と、前記車両の旋回運動の状態量として
の実状態量を検出する実状態量検出手段3と、前記車速
及び前記操舵量に基づいて車両の旋回運動の目標とする
状態量である目標状態量を演算する目標状態量演算手段
4と、前記目標状態量と前記実状態量との偏差及び前記
車速に基づいて、前記車両の前輪のコーナリングスティ
ッフネスの変動及び後輪のコーナリングスティッフネス
の変動により前記実状態量が発散することを防止するこ
とによって前記車両がスピン状態に陥らないように前輪
の舵角の修正量と各輪の制動力制御量の少なくとも一方
の指令値としてのフィードバック量を演算するフィード
バック量演算手段5と、前記フィードバック量に基づい
て前記前輪の舵角の修正操舵及び各輪の制動力制御の少
なくとも一方の制御を行う制御手段6と、から構成され
ている。
The present invention will now be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, an anti-spin control device for a vehicle according to the present invention includes a steering amount detecting means 1 for detecting a steering amount of a steering wheel of the vehicle, a vehicle speed detecting means 2 for detecting a vehicle speed of the vehicle, and a vehicle speed detecting means 2. An actual state quantity detecting means 3 for detecting an actual state quantity as a state quantity of the turning motion, and a target state for calculating a target state quantity which is a target state amount of the turning motion of the vehicle based on the vehicle speed and the steering amount. Based on the vehicle speed and the deviation between the target state quantity and the actual state quantity and the vehicle speed, the actual state quantity is changed by the variation of the cornering stiffness of the front wheels and the variation of the cornering stiffness of the rear wheels of the vehicle. To prevent the vehicle from falling into a spin state by preventing divergence, a feedback amount as a command value of at least one of the correction amount of the steering angle of the front wheels and the braking force control amount of each wheel is set. A feedback amount calculation means 5 for calculation, a control unit 6 for performing at least one of the control of the corrective steering and braking force control of each wheel of the steering angle of the front wheel based on the feedback amount, and a.

【0018】これらの目標状態量演算手段4及びフィー
ドバック量演算手段5における演算は、例えば、図2に
示す制御系により行うことができる。
The calculations in the target state quantity calculating means 4 and the feedback quantity calculating means 5 can be performed by the control system shown in FIG. 2, for example.

【0019】図2に示す制御系は、目標状態量演算手段
4に相当するブロックP0 (vx)、変動を含まない車
両運動モデルであるブロックP(vx)、変動を表すブ
ロックΔf ,Δr 、フィードバック量演算手段5に相当
するコントローラC(vx)からなる。すなわち、前後
輪のコーナリングスティッフネスの変動による前後輪の
コーナリングフォースの変化を等価的に前後輪のスリッ
プ角に応じた前後輪舵角の変動とみなし、このような前
後輪舵角の変動を含む車両運動モデルとコントローラか
らなる制御系を、図2に示すように、変動を表すブロッ
クΔf ,Δr を分離して記述する。
The control system shown in FIG. 2 has a block P0 (vx) corresponding to the target state quantity computing means 4, a block P (vx) which is a vehicle motion model not including fluctuations, blocks Δf and Δr representing fluctuations, and feedback. It comprises a controller C (vx) corresponding to the quantity calculation means 5. That is, the change in the cornering force of the front and rear wheels due to the change in the cornering stiffness of the front and rear wheels is equivalently regarded as the change in the front and rear wheel steering angle according to the slip angle of the front and rear wheels, and such a change in the front and rear wheel steering angle is included. As shown in FIG. 2, a control system including a vehicle motion model and a controller is described by separating the blocks Δf and Δr that represent fluctuations.

【0020】ここで、車速vxをパラメータとしてもつ
車両運動モデルP(vx)は、前輪舵角と、実際の車両
と等価的な前後輪舵角の変動w(ブロックΔf ,Δr の
出力)と、制御手段6が操作を行う操作量uとを入力と
し、前後輪のスリップ角αp,αr と重みWf ,Wr を
それぞれ乗じることによって基準化された前後輪のスリ
ップ角z、すなわち、
Here, the vehicle motion model P (vx) having the vehicle speed vx as a parameter, the front wheel steering angle and the fluctuation w (outputs of the blocks Δf, Δr) of the front and rear wheel steering angles equivalent to the actual vehicle, The slip amount z of the front and rear wheels standardized by multiplying the slip angles αp and αr of the front and rear wheels and the weights Wf and Wr by using the operation amount u that the control means 6 operates as an input, that is,

【0021】[0021]

【数1】 を出力とする車両運動を表現した数式モデルである。ま
た、基準化の結果、ブロックΔf ,Δr の出力の絶対値
は1以下となっている。
[Equation 1] It is a mathematical model expressing the vehicle motion that outputs As a result of the standardization, the absolute values of the outputs of the blocks Δf and Δr are 1 or less.

【0022】図2に示す制御系の変動に対する安定性を
補償するためには、変動を表すブロックΔf ,Δr の前
後で閉ループを開放し、開放後の開ループの構造化特異
値を1未満とする制御系設計を行えばよい。これは、図
3に示すようなハンドル操舵量や目標状態量を含まない
制御系のロバスト安定化問題と等価な問題であるため、
図3に示す制御系における変動を表すブロックΔf ,Δ
r の前後で開放し、開放後の開ループの構造化特異値を
1未満とする制御系設計を行えばよい。
In order to compensate the stability of the control system shown in FIG. 2 against fluctuations, the closed loop is opened before and after the blocks Δf and Δr representing the fluctuations, and the structured singular value of the open loop after the opening is set to less than 1. A control system design for This is a problem equivalent to the robust stabilization problem of the control system that does not include the steering amount of the steering wheel and the target state amount as shown in FIG.
Blocks Δf and Δ representing fluctuations in the control system shown in FIG.
The control system may be designed so that it is opened before and after r and the structured singular value of the open loop after the opening is less than 1.

【0023】ところで、この車両運動モデルは車速をパ
ラメータとして含んでいるが、コントローラも車速依存
型に設計すれば、任意の車速時における補償はもちろん
のこと、急激な車速変化時においてもスピン防止性能が
補償されることとなる。これらの条件を満足する制御系
設計は、例えばゲインスケジューリング型のH∞制御理
論の適用によって可能である。
By the way, although this vehicle motion model includes the vehicle speed as a parameter, if the controller is designed to be a vehicle speed dependent type, not only compensation at any vehicle speed but also spin prevention performance at a sudden vehicle speed change is performed. Will be compensated. The control system design that satisfies these conditions can be made by applying the gain scheduling type H ∞ control theory, for example.

【0024】このように設計されたコントローラをフィ
ードバック量演算手段として用いることにより、前後輪
のコーナリングスティッフネスの変動に対して車両を安
定に保つことが可能となり、加減速時やコーナリングフ
ォースの傾きが負となる厳しい走行条件においても車両
が安定に走行でき、スピン防止を可能にできる。
By using the controller designed as described above as the feedback amount calculating means, it becomes possible to keep the vehicle stable with respect to changes in the cornering stiffness of the front and rear wheels, and the inclination of the cornering force during acceleration / deceleration can be maintained. The vehicle can run stably even under severe negative driving conditions and can prevent spin.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0026】(第1実施の形態)本発明のアンチスピン
制御装置の第1実施の形態を、図4乃至図6を参照して
説明する。本発明の第1実施の形態は、実状態量として
横速度とヨー角速度と検出し、制動力制御によってスピ
ン防止を達成するものである。
(First Embodiment) A first embodiment of the anti-spin control device of the present invention will be described with reference to FIGS. The first embodiment of the present invention detects lateral velocity and yaw angular velocity as actual state quantities, and achieves spin prevention by controlling braking force.

【0027】図4に示すように、第1実施の形態のアン
チスピン制御装置は、ハンドルの操舵量を検出するハン
ドル操舵量検出手段10と、車両の速度を検出する車速
検出手段20と車両の実際の旋回運動の状態量である横
速度とヨー角速度を実状態量として検出する実状態量検
出手段30と、前記車速および前記ハンドル操舵量に基
づき望ましい車両の旋回運動の状態量である横速度とヨ
ー角速度に対応する目標状態量を演算する目標状態量演
算手段40と、該目標状態量と前記実状態量との偏差お
よび前記車速に基づき車両のスピンを防止するように車
両に加えるべきヨーモーメントを演算するフィードバッ
ク量演算手段50と、フィードバック量から前輪各輪の
制動力を制御する制御手段60とから構成されている。
As shown in FIG. 4, the anti-spin control device of the first embodiment has a steering wheel steering amount detecting means 10 for detecting the steering amount of the steering wheel, a vehicle speed detecting means 20 for detecting the vehicle speed, and a vehicle speed detecting means 20. An actual state quantity detecting means 30 for detecting a lateral velocity and a yaw angular velocity which are actual state quantities of the turning motion as actual state quantities, and a lateral speed which is a desirable state quantity of the turning motion of the vehicle based on the vehicle speed and the steering amount of the steering wheel. And a target state quantity calculating means 40 for calculating a target state quantity corresponding to the yaw angular velocity, and a yaw to be added to the vehicle so as to prevent the vehicle from spinning based on the deviation between the target state quantity and the actual state quantity and the vehicle speed. It comprises a feedback amount calculation means 50 for calculating a moment and a control means 60 for controlling the braking force of each front wheel from the feedback amount.

【0028】ハンドル操舵量検出手段10は、ハンドル
と同軸上に取り付けられたハンドルの操舵角に比例した
電圧を出力する操舵角センサ11から構成されており、
ハンドルの操舵角を検出し、検出した操舵角をハンドル
ギヤ比に相当する値で除算した前輪実舵角に相当する値
を操舵量信号δとして、目標状態量演算手段40へ出力
する。
The steering wheel steering amount detecting means 10 comprises a steering angle sensor 11 which is mounted coaxially with the steering wheel and outputs a voltage proportional to the steering angle of the steering wheel.
The steering angle of the steering wheel is detected, and a value corresponding to the front wheel actual steering angle obtained by dividing the detected steering angle by a value corresponding to the steering wheel gear ratio is output to the target state amount calculation means 40 as a steering amount signal δ.

【0029】車速検出手段20は、車両の前進方向及び
後退方向の速度を検出する車速センサ21から構成され
ており、4輪の回転速度から車速を推定演算し、演算し
た車速に対応する値を車速信号vxとして、目標状態量
演算手段40及びフィードバック量演算手段50へ、出
力する。
The vehicle speed detecting means 20 is composed of a vehicle speed sensor 21 for detecting the forward and backward speeds of the vehicle. The vehicle speed is estimated from the rotational speeds of the four wheels, and a value corresponding to the calculated vehicle speed is calculated. The vehicle speed signal vx is output to the target state amount calculation means 40 and the feedback amount calculation means 50.

【0030】実状態量検出手段30は、横速度センサ3
1とヨー角度センサ32とから構成されている。本実施
の形態では、横速度センサ31に非接触式速度計を用い
ており、横速度センサ31は横速度を検出し、検出した
横速度を電気信号に変換し、変換した電気信号を横速度
信号vyとして出力する。この横速度センサ31から出
力された横速度信号vyは、目標状態量演算手段40か
ら出力される目標横速度vy0と合成手段42において合
成されてフィードバック量演算手段50へ出力される。
なお、この横速度は、ハンドル操舵量や車速、ヨー角速
度及び横加速度等からオブザーバ等を用いて演算し、推
定した値を使用してもよい。この場合、速度計を用いる
必要がないので、実用的なシステムとなる。また、ヨー
角速度センサ32は、車両重心位置に取り付けられてお
り、車両重心位置におけるヨー角速度を検出し、検出し
たヨー角速度に対応する値をヨー角速度信号γとして出
力する。このヨー角速度センサ32から出力されたヨー
角速度信号γは、目標状態量演算手段40から出力され
る目標ヨー角速度信号γ0と合成手段44において合成
されてフィードバック量演算手段50へ出力される。
The actual state quantity detecting means 30 is the lateral velocity sensor 3
1 and a yaw angle sensor 32. In this embodiment, a non-contact speedometer is used as the lateral speed sensor 31, the lateral speed sensor 31 detects the lateral speed, converts the detected lateral speed into an electric signal, and converts the converted electric signal into the lateral speed. Output as signal vy. The lateral speed signal vy output from the lateral speed sensor 31 is combined with the target lateral speed vy0 output from the target state amount calculating means 40 in the combining means 42 and output to the feedback amount calculating means 50.
The lateral speed may be an estimated value calculated by using an observer or the like from the steering amount of the steering wheel, the vehicle speed, the yaw angular speed, the lateral acceleration, and the like. In this case, since it is not necessary to use a speedometer, the system becomes a practical system. Further, the yaw angular velocity sensor 32 is attached to the vehicle center of gravity position, detects the yaw angular velocity at the vehicle center of gravity position, and outputs a value corresponding to the detected yaw angular velocity as a yaw angular velocity signal γ. The yaw angular velocity signal γ output from the yaw angular velocity sensor 32 is combined with the target yaw angular velocity signal γ0 output from the target state amount calculating means 40 in the combining means 44 and output to the feedback amount calculating means 50.

【0031】目標状態量演算手段40、合成手段42、
44、及びフィードバック量演算手段50は、ディジタ
ルコンピュータによって構成されている。このデジタル
コンピュータには、ハンドル操作量δと車速vxと実状
態量としての横速度vyとヨー角速度γが入力されると
共に、各輪の制動力配分によって生じるヨーモーメント
であるフィードバック量uが、(フィードバック量演算
手段50から)制御手段60へ出力されるようになって
いる。
Target state quantity calculating means 40, synthesizing means 42,
44 and the feedback amount calculation means 50 are constituted by a digital computer. The steering wheel operation amount δ, the vehicle speed vx, the lateral velocity vy as the actual state amount, and the yaw angular velocity γ are input to the digital computer, and the feedback amount u, which is the yaw moment generated by the distribution of the braking force of each wheel, is ( It is adapted to be output to the control means 60 (from the feedback amount calculation means 50).

【0032】以下に、デジタルコンピュータによって構
成された目標状態量演算手段40乃至フィードバック量
演算手段50における演算の内容を説明する。
The contents of the calculations in the target state quantity calculating means 40 to the feedback quantity calculating means 50, which are digital computers, will be described below.

【0033】まず、前後輪のコーナリングスティッフネ
スの変動を考慮した車両運動モデルについて説明する。
なお、以下の説明において、関数xの時間微分をx’、
行列Aの転置をAT と表す。
First, a vehicle motion model in consideration of the variation in the cornering stiffness of the front and rear wheels will be described.
In the following description, the time derivative of the function x is x ′,
The transpose of the matrix A is represented as AT .

【0034】横速度vyとヨー角速度γを状態量とした
車両運動は、次式の状態方程式によって記述できる。
The vehicle motion having the lateral velocity vy and the yaw angular velocity γ as state quantities can be described by the following state equation.

【0035】 x’=A(vx)・x+B1・Δ・z+Bf・δ+B2・u ・・・(1) z =C(vx)・x+Df・δ ここで、 A(vx)=[al a2] B1 =[b1 b2] B2 =[0 1/Iz]T Bf =[cf/m af・cf/Iz]T C(vx)=[cl c2] Df =[Wf 0]T x =[vy γ]T X ′ = A (vx) · x + B1 · Δ · z + Bf · δ + B2 · u (1) z = C (vx) · x + Df · δ where A (vx) = [al a2] B1 = [B1 b2] B2 = [0 1 / Iz] T Bf = [cf / maf · cf / Iz] T C (vx) = [cl c2] Df = [Wf 0] T x = [vy γ] T

【0036】[0036]

【数2】 さらに、 a1=[all a21]T a2=[al2 a22]T a11=−(cf+cr)/(m・vx) a21=−(af・cf−ar・cr)/(Iz・vx) a12=−(af・cf−ar・cr)/(m・vx) a22=−vx−(af2 ・cf−ar2 ・cr)/(I
z・vx) b1=[cf/m af・cf/Iz]T b2=[cr/m −ar・cr/Iz]T c1=[Wf/vx Wr/vx]T c2=[Wf・af/vx −Wr・ar/vx]T ただし、 af、ar : 前輪および後輪の車軸と重心の距離 Iz : ヨー慣性モーメント m : 車両質量 u : ヨーモーメント z : 重み付けされた前後輪スリップ角 である。
[Equation 2] Further, a1 = [all a21] T a2 = [al2 a22] T a11 = − (cf + cr) / (m · vx) a21 = − (af · cf−ar · cr) / (Iz · vx) a12 = − ( af · cf-ar · cr) / (m · vx) a22 = -vx- (af 2 · cf-ar 2 · cr) / (I
z · vx) b1 = [cf / maf · cf / Iz] T b2 = [cr / m −ar · cr / Iz] T c1 = [Wf / vx Wr / vx] T c2 = [Wf · af / vx -Wr · ar / vx] T where af and ar are the distances between the axles of the front wheels and the rear wheels and the center of gravity Iz: the yaw moment of inertia m: the vehicle mass u: the yaw moment z: are the weighted front and rear wheel slip angles.

【0037】目標状態量演算手段40は、操舵量信号δ
及び車速信号vxに基づきドライバが最も操縦し易いよ
うな車両運動状態量である目標横速度vy0および目標ヨ
ー角速度γ0を目標状態量信号x0として出力する。こ
こでは、このような車両挙動の動特性として高μ路にお
ける次の(2)式で表した線形モデルを考える。
The target state quantity calculating means 40 calculates the steering quantity signal δ.
Based on the vehicle speed signal vx, the target lateral speed vy0 and the target yaw angular speed γ0, which are the vehicle motion state quantities that the driver can most easily operate, are output as the target state quantity signal x0. Here, a linear model represented by the following expression (2) on a high μ road is considered as the dynamic characteristic of such vehicle behavior.

【0038】 x0’=A0(vx)・x0+Bf0・δ ・・・(2) ここで、 A0(vx)=[a10 a20]、 Bf0=[cf0/m af・cf0/Iz]T x0=[vy0 γ0]T さらに、 a10 =[a110 a210 ]T a20=[a120 a220 ]T a110 =−(cfo+cr0)/(m・vx) a210 =−(af・cf0−ar・cr0)/(Iz・v
x) a120 =−(af・cf0−ar・cr0)/(m・vx) a220 =−vx−(af2・cf0−ar2・cr0)/(Iz
・vx) ただし、 cf0、cr0:線形モデルのコーナリングスティッフネス である。
X0 ′ = A0 (vx) × x + Bf0 · δ (2) where A0 (vx) = [a10 a20], Bf0 = [cf0 / m af · cf0 / Iz] T x0 = [vy0 γ0] T Further, a10 = [a110 a210] T a20 = [a120 a220] T a110 = − (cfo + cr0) / (m · vx) a210 = − (af · cf0−ar · cr0) / (Iz · v
x) a120 = - (af · cf0-ar · cr0) / (m · vx) a220 = -vx- (af 2 · cf0-ar 2 · cr0) / (Iz
Vx) where cf0 and cr0 are the cornering stiffness of the linear model.

【0039】フィードバック量演算手段50は、実状態
量xと目標状態量x0との偏差に基づき、車両がスピン
に陥らない範囲内でハンドル操舵量に対する車両の挙動
を最適にするとともに、横風などの外乱に対する安定性
を向上させるよう実状態量xを目標状態量x0に追従さ
せるための制動力の配分によって生じるヨーモーメント
をフィードバック量uとして演算する。
The feedback amount calculation means 50 optimizes the behavior of the vehicle with respect to the steering amount of the steering wheel within a range where the vehicle does not fall into a spin on the basis of the deviation between the actual state quantity x and the target state quantity x0, and also the cross wind or the like. The yaw moment generated by the distribution of the braking force for making the actual state amount x follow the target state amount x0 so as to improve the stability against disturbance is calculated as the feedback amount u.

【0040】このような目標状態量演算手段40及びフ
ィードバック量演算手段50における演算アルゴリズム
は、図5に示す制御系をモデルを用いて設計できる。す
なわち、本実施の形態では、図5に示すように、目標状
態量演算手段40に相当するブロックP0 (vx)、変
動を含まない車両運動モデルであるブロックP(v
x)、変動を表すブロックΔf,Δr、フィードバック
量演算手段5に相当する状態フィードバックゲインK
(vx)からなる。すなわち、前後輪のコーナリングス
ティッフネスの変動による前後輪のコーナリングフォー
スの変化を等価的に前後輪のスリップ角に応じた前後輪
舵角の変動とみなし、変動を表すブロックΔf,Δrを
分離した制御系を想定している。
The calculation algorithm in the target state amount calculating means 40 and the feedback amount calculating means 50 can be designed by using the model of the control system shown in FIG. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, a block P0 (vx) corresponding to the target state quantity computing means 40 and a block P (v
x), blocks Δf and Δr representing fluctuations, and state feedback gain K corresponding to feedback amount calculating means 5
(Vx). That is, a change in the cornering force of the front and rear wheels due to a change in the cornering stiffness of the front and rear wheels is equivalently regarded as a change in the front and rear wheel steering angle according to the slip angle of the front and rear wheels, and the blocks Δf and Δr representing the change are separated. The system is assumed.

【0041】この図5に示す制御系において、上記演算
アルゴリズムは、絶対値が1以下の任意の変動Δf、Δ
rを含む閉ループ系が安定となるように設計されるもの
である。
In the control system shown in FIG. 5, the above-mentioned arithmetic algorithm uses arbitrary fluctuations Δf, Δ whose absolute values are 1 or less.
The closed loop system including r is designed to be stable.

【0042】ここで、図5に示す制御系のブロックP
(vx)は上記の(1)式を表しており、ハンドル操舵
量δ、等価的な前後輪舵角変化w(Δf、Δr)及び制
動力の配分によって生じるヨーモーメントuを入力とす
ると共に、横速度vy及びヨー角速度γからなる車両の
実状態量xおよび重み付けされた前後輪スリップ角zを
出力する車速vxをパラメータとして含む車両の運動を
表現した数式モデルである。またブロックP0 (vx)
は上記の(2)式を表しており、ハンドル操作量δを入
力、車両の目標状態量x0である目標横速度vy0と目標
ヨー角速度γ0とを出力とする車速vxをパラメータと
して含む車両の目標運動を表現した数式モデルである。
Here, the block P of the control system shown in FIG.
(Vx) represents the above equation (1), and inputs the steering wheel steering amount δ, the equivalent front / rear wheel steering angle change w (Δf, Δr), and the yaw moment u generated by the distribution of the braking force, and It is a mathematical model expressing the motion of the vehicle including, as parameters, the actual state amount x of the vehicle composed of the lateral velocity vy and the yaw angular velocity γ and the vehicle speed vx that outputs the weighted front and rear wheel slip angles z. Block P0 (vx)
Represents the above equation (2), which is a target of the vehicle including the vehicle speed vx with the steering wheel operation amount δ as an input and the target lateral velocity vy0 and the target yaw angular velocity γ0 that are the target state amount x0 of the vehicle as output parameters. It is a mathematical model expressing motion.

【0043】ところで、図5に示す制御系の安定性を議
論することは、図6に示すハンドル操舵量δや目標状態
量を含まない制御系の安定性を議論することと等価とな
る。このため、図6に示す制御系を用いてコントローラ
の設計を行う。この場合、図5においてハンドル操舵量
が零であると仮定している。
By the way, discussing the stability of the control system shown in FIG. 5 is equivalent to discussing the stability of the control system not including the steering amount δ of the steering wheel and the target state amount shown in FIG. Therefore, the controller is designed using the control system shown in FIG. In this case, it is assumed that the steering amount of the steering wheel is zero in FIG.

【0044】ここで、図6に示す制御系において絶対値
が1以下の任意の変動Δf、Δrを含む閉ループ系が安
定となるためには、前後輪舵角変化wから基準化された
前後輪スリップ角zまでの構造化特異値が1未満となる
ように制御系を構成すればよいことが、スモールゲイン
定理として知られている。ここでは、考慮すべき車速v
xの領域としてv1≦vx≦v2を設定し、この領域内
で車速vxがどのように変化する場合にも、常に前後輪
舵角変化wから基準化された前後輪スリップ角zまでの
構造化特異値が1未満となるような制御系設計を行う。
Here, in order to stabilize the closed loop system including the arbitrary fluctuations Δf and Δr whose absolute value is 1 or less in the control system shown in FIG. 6, the front and rear wheels standardized from the front and rear wheel steering angle change w. It is known as the small gain theorem that the control system may be configured so that the structured singular value up to the slip angle z is less than 1. Here, the vehicle speed v to be considered
v1 ≦ vx ≦ v2 is set as the region of x, and no matter how the vehicle speed vx changes within this region, the structuring from the front and rear wheel steering angle change w to the standardized front and rear wheel slip angle z is always performed. A control system is designed so that the singular value is less than 1.

【0045】まず、 θ1=v1(v2−vx)/{vx(v2−v1)} θ2=(vx−v1)/(v2−v1) θ3=1−θ1−θ2 を定義すると、 A(vx)=θ1・A1+θ2・A2+θ3・A3 ・・・(3) C(vx)=θ1・C1+θ2・C2+θ3・C3 ・・・(4) ただし、 A1=[a101 a201 ]、C1=[c101 c201 ] A2=[a102 a202 ]、C2=[c102 c202 ] A3=[a103 a203 ]、C3=[c103 c203 ] さらに、 a101 =[a1101 a2101]T 、 a201 =[a1201
a2201]T a102 =[a1102 a2102]T 、 a202 =[a1202
a2202]T a103 =[a1103 a2103]T 、 a201 =[a1203
a2203]T a1101=−(cf+cr)/(m・vl) a2101=−(af・cf−ar・cr)/(Iz・v
1) a1201=−(af・cf−ar・cr)/(m・v1) a2201=−v1−(af2 ・cf−ar2 ・cr)/
(Iz・vl) a1102=−(cf+cr)/(m・v2) a2102=−(af・cf−ar・cr)/(Iz・v
2) a1202=−(af・cf−ar・cr)/(m・v2) a2202=−v2−(af2 ・cf−ar2 ・cr)/
(Iz・v2) a1103=−(cf+cr)/(m・v2) a2103=−(af・cf−ar・cr)/(Iz・v
2) a1203=−(af・cf−ar・cr)/(m・v2) a2203=−v1−(af2 ・cf−ar2 ・cr)/
(Iz・v2) c101 =[Wf/v1 Wr/v1]T c201 =[Wf・af/v1 −Wr・ar/v1]T c102 =[Wf/v2 Wr/v2]T c202 =[Wf・af/v2 −Wr・ar/v2]T c103 =[Wf/v2 Wr/v2]T c203 =[Wf・af/v2 −Wr・ar/v2]T というLPV(Linear Parameter Varying) システムと
して表現できる。このようなシステムの記述によってゲ
インスケジューリングH∞制御理論の適用が可能となる
ため、車速に適応したコントローラの設計が可能とな
る。ここでは、任意のθ1、θ2、θ3(ただし、θ1
>0、θ2>0、θ3>0、θ1+θ2+θ3=1)に
おける定数スケーリングH∞ノルムを1未満とする次式
の形式で表現される状態フィードバック制御則をLMI
(Linear Matrix Inequarity) の手法に基づいて導出し
ている。
First, if θ1 = v1 (v2-vx) / {vx (v2-v1)} θ2 = (vx-v1) / (v2-v1) θ3 = 1-θ1-θ2 is defined, A (vx) = Θ1 · A1 + θ2 · A2 + θ3 · A3 (3) C (vx) = θ1 · C1 + θ2 · C2 + θ3 · C3 (4) However, A1 = [a101 a201], C1 = [c101 c201] A2 = [2. a102 a202], C2 = [c102 c202] A3 = [a103 a203], C3 = [c103 c203] Further, a101 = [a1101 a2101] T , a201 = [a1201]
a2201] T a102 = [a1102 a2102] T , a202 = [a1202
a2202] T a103 = [a1103 a2103] T , a201 = [a1203
a2203] T a1101 = − (cf + cr) / (m · vl) a2101 = − (af · cf−ar · cr) / (Iz · v)
1) a1201 = - (af · cf-ar · cr) / (m · v1) a2201 = -v1- (af 2 · cf-ar 2 · cr) /
(Iz · v1) a1102 = − (cf + cr) / (m · v2) a2102 = − (af · cf−ar · cr) / (Iz · v)
2) a1202 = - (af · cf-ar · cr) / (m · v2) a2202 = -v2- (af 2 · cf-ar 2 · cr) /
(Iz · v2) a1103 = − (cf + cr) / (m · v2) a2103 = − (af · cf−ar · cr) / (Iz · v)
2) a1203 = - (af · cf-ar · cr) / (m · v2) a2203 = -v1- (af 2 · cf-ar 2 · cr) /
(Iz · v2) c101 = [Wf / v1 Wr / v1] T c201 = [Wf · af / v1 -Wr · ar / v1] T c102 = [Wf / v2 Wr / v2] T c202 = [Wf · af / v2-Wr · ar / v2] T c103 = [Wf / v2 Wr / v2] T c203 = [Wf · af / v2-Wr · ar / v2] T It can be expressed as an LPV (Linear Parameter Varying) system. The description of such a system makes it possible to apply the gain scheduling H∞ control theory, so that it is possible to design a controller adapted to the vehicle speed. Here, arbitrary θ1, θ2, θ3 (however, θ1
> 0, θ2> 0, θ3> 0, θ1 + θ2 + θ3 = 1) and the LMI is a state feedback control law expressed in the form of the following equation in which the constant scaling H∞ norm is less than 1.
(Linear Matrix Inequarity).

【0046】 u=(θ1・K1+θ2・K2+θ3・K3)・(x−x0) ・・(5)U = (θ1 · K1 + θ2 · K2 + θ3 · K3) · (x−x0) ·· (5)

【0047】この制御則を用いる場合、車速がv1≦v
x≦v2の領域内で任意に変化する場合においても車両
運動を安定化されることが可能となる。ところで、θ
1、θ2、θ3は車速vxの関数であり、上記(5)式
の制御則は車速に応じゲインを連続的に変化させる構成
となっている。
When this control law is used, the vehicle speed is v1≤v
It is possible to stabilize the vehicle motion even when it arbitrarily changes within the region of x ≦ v2. By the way, θ
1, θ2, θ3 are functions of the vehicle speed vx, and the control law of the above equation (5) is configured to continuously change the gain according to the vehicle speed.

【0048】制御手段60は、前記フィードバック量信
号uに基づき、旋回外側前輪に制動力を付加することに
よってスピン防止のためのヨーモーメントを発生させ
る。
The control means 60 generates a yaw moment for preventing spin by applying a braking force to the front wheel on the outside of the turning on the basis of the feedback amount signal u.

【0049】次に、第1実施の形態の作用を説明するま
ず、操舵角センサ11と車速センサ21と横速度センサ
31ヨー角速度センサ32の出力は、目標状態量演算手
段40とフィードバック量演算手段50を構成するディ
ジタルコンピュータに入力される。
Next, the operation of the first embodiment will be described. First, the outputs of the steering angle sensor 11, the vehicle speed sensor 21, the lateral speed sensor 31 and the yaw angular speed sensor 32 are the target state quantity calculating means 40 and the feedback quantity calculating means. It is input to the digital computer constituting 50.

【0050】このディジタルコンピュータでは、まず、
目標状態量演算手段40において上記(2)式を離散化
した漸化式に従って、目標とする車両の状態量である目
標横速度vy0および目標ヨー角速度γ0が演算される。
In this digital computer, first,
In the target state quantity calculating means 40, the target lateral velocity vy0 and the target yaw angular velocity γ0, which are the state quantities of the target vehicle, are calculated according to the recurrence formula obtained by discretizing the formula (2).

【0051】なお、前記目標状態量は、タイヤ力特性に
余裕のある高μ路を一定車速で走行する際の車両モデル
の動特性に従うものであり、路面状態の変動や加減速に
よる荷重移動さらに横風外乱などの外部環境からの外乱
がない場合、実状態量は目標状態量に一致する。
The target state quantity is in accordance with the dynamic characteristics of the vehicle model when traveling at a constant vehicle speed on a high μ road having a margin of tire force characteristics. When there is no disturbance from the external environment such as side wind disturbance, the actual state quantity matches the target state quantity.

【0052】次に、フィードバック量演算手段50にお
いて、路面状態の変動や荷重移動、横風外乱などによっ
て生じる目標状態量と実状態量の実測値との偏差を零に
漸近させるために必要なヨーモーメントの修正量である
フィードバック量信号uを車速vxおよび実状態量と目
標状態量の偏差に基づき、(5)式に従って演算する。
このフィードバック量信号uにより、外乱などがある場
合においても、物理的に可能な範囲内で車両状態の動特
性を目標動特性に追従させるとができる。ここでは、車
速変化が大きく、荷重移動により前後輪のコーナリング
フォースの傾きが変化する場合や、後輪のコーナリング
フォースの傾きが負となる限界を越えた領域においても
システムの安定性を補償するようにフィードバック量演
算手段50が設計されている。
Next, in the feedback amount calculation means 50, the yaw moment required to bring the deviation between the target state quantity and the actual state quantity actually measured, which is caused by the fluctuation of the road surface condition, the load movement, the lateral wind disturbance, etc., toward zero. The feedback amount signal u which is the correction amount of is calculated according to the equation (5) based on the vehicle speed vx and the deviation between the actual state amount and the target state amount.
This feedback amount signal u makes it possible to make the dynamic characteristics of the vehicle state follow the target dynamic characteristics within a physically possible range even when there is a disturbance or the like. Here, the system stability is compensated even when the vehicle speed changes greatly and the cornering force inclination of the front and rear wheels changes due to load movement, and even in the area beyond the limit where the rear wheel cornering force inclination becomes negative. The feedback amount calculation means 50 is designed in the above.

【0053】次に、制御手段60において、スピン防止
のためのヨーモーメントである前記フィードバック量信
号uに基づき、旋回外側前輪に制動力を付加することに
よって該ヨーモーメントを発生させる。
Next, the control means 60 generates a yaw moment by applying a braking force to the front wheel on the outside of the turning on the basis of the feedback amount signal u which is a yaw moment for preventing spin.

【0054】なお、本実施の形態では、旋回外側前輪に
制動力を付加してヨーモーメントを発生させる場合を説
明したが、前輪舵角を制御するようにしてもよく、また
前輪舵角の制御と前輪の制動力付与を共に行ってもよ
い。
In the present embodiment, the case where the braking force is applied to the front wheel on the outside of the turning to generate the yaw moment has been described, but the front wheel steering angle may be controlled, or the front wheel steering angle may be controlled. And the braking force may be applied to the front wheels.

【0055】以上のことより、本実施の形態のアンチス
ピン制御装置では、従来技術では補償し得なかった加減
速時や後輪コーナーリングフォースが負となるような更
に厳しい走行条件下においても操縦性能を損なうことな
くスピン防止を達成することが可能となる。
From the above, the anti-spin control device of the present embodiment is capable of maneuvering performance even under severer driving conditions which cannot be compensated by the conventional technique, such as during acceleration / deceleration or when the rear wheel cornering force becomes negative. It is possible to prevent spin without impairing the spin rate.

【0056】(第2実施の形態)次に、本発明のアンチ
スピン制御装置の第2実施の形態を、図7乃至図9を参
照して説明する。なお、第2実施の形態は上記第1実施
の形態と同様の構成のため、図7乃至図9において同一
部分には同一符号を付し詳細な説明を省略し、以下異な
る点を中心に説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the anti-spin control device of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9. Since the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, the same parts in FIGS. 7 to 9 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted, and the following description focuses on the different points. To do.

【0057】本第2実施の形態のアンチスピン制御装置
は、各輪の制動力が制御によって個別に可変となるAB
S装着車両に対して、実状態量としてヨー角速度を検出
し、各輪の制動力配分制御によってスピン防止を達成す
るものである。
In the antispin control device of the second embodiment, the braking force of each wheel is individually variable by control.
For the S-mounted vehicle, the yaw angular velocity is detected as the actual state quantity, and the braking force distribution control of each wheel is performed to prevent spin.

【0058】実状態量としてのヨー角速度γは、車両運
動状態xのうちの一要素であり、次の(6)式で表せ
る。
The yaw angular velocity γ as the actual state quantity is one element of the vehicle motion state x and can be expressed by the following equation (6).

【0059】 γ=C・x ・・・(6) ただし、 C=[0 1] また、目標状態量としての目標ヨー角速度γ0も同様
に、次のように表せる。
Γ = C · x (6) However, C = [0 1] Further, the target yaw angular velocity γ0 as the target state quantity can be similarly expressed as follows.

【0060】 γ0=C・x0 ・・・(7)Γ0 = C · x0 (7)

【0061】図7に示すように、本実施の形態のアンチ
スピン制御装置は、ハンドルの操舵量を検出するハンド
ル操舵量検出手段10と、車両の速度を検出する車速検
出手段20と車両の実際の旋回運動の状態量であるヨー
角速度を実状態量として検出する実状態量検出手段30
と、前記車速および前記ハンドル操舵量に基づき望まし
い車両の旋回運動の状態量であるヨー角速度に対応する
目標状態量を演算する目標状態量演算手段40と、この
目標状態量と前記実状態量との偏差および前記車速に基
づき車両のスピンを防止するように車両に加えるべきヨ
ーモーメントを演算するフィードバック量演算手段50
と、ドライバのブレーキ操作量を検出するブレーキ操作
量検出手段60とABS動作状況を検出するABS動作
状況検出手段70と、前記ブレーキ操作量と前記ABS
動作状況と前記フィードバック量から各輪の制動トルク
の指令値を出力する制動力配分手段80と、制動トルク
指令値に応じて各輪の制動トルクを制御する制御手段9
0から構成されている。
As shown in FIG. 7, the anti-spin control device of the present embodiment has a steering wheel steering amount detecting means 10 for detecting the steering amount of the steering wheel, a vehicle speed detecting means 20 for detecting the speed of the vehicle, and an actual vehicle. State quantity detecting means 30 for detecting the yaw angular velocity, which is the state quantity of the turning motion of the robot, as the actual state quantity
And a target state quantity calculating means 40 for calculating a target state quantity corresponding to a yaw angular velocity which is a desirable state quantity of the turning motion of the vehicle based on the vehicle speed and the steering amount of the steering wheel, and the target state quantity and the actual state quantity. Feedback amount calculation means 50 for calculating a yaw moment to be applied to the vehicle so as to prevent the vehicle from spinning based on the deviation of the vehicle speed and the vehicle speed.
A brake operation amount detecting means 60 for detecting a brake operation amount of a driver, an ABS operation status detecting means 70 for detecting an ABS operation status, the brake operation amount and the ABS.
A braking force distribution unit 80 that outputs a command value of the braking torque of each wheel based on the operating condition and the feedback amount, and a control unit 9 that controls the braking torque of each wheel according to the braking torque command value.
0.

【0062】ブレーキ操作量検出手段60は、ブレーキ
ストローク操作量センサ61から構成される。このブレ
ーキストローク操作量センサ61はドライバによるブレ
ーキストローク操作量を検出し、検出した操作量に対応
する4輪制動トルクの目標値を4輪制動トルク目標値信
号として、制動力配分手段80の基本配分手段81へ出
力する。
The brake operation amount detecting means 60 comprises a brake stroke operation amount sensor 61. The brake stroke operation amount sensor 61 detects the brake stroke operation amount by the driver, and sets the target value of the four-wheel braking torque corresponding to the detected operation amount as a four-wheel braking torque target value signal to the basic distribution of the braking force distribution means 80. Output to the means 81.

【0063】ABS動作状況検出手段70は、ABS動
作状況を検出し、ABSによって各輪に与えられる制動
トルクがどの程度減少されているかを検出し、対応する
制動トルクをABS動作トルク信号として、制動力配分
手段80のABS修正手段83へ出力する。
The ABS operating status detecting means 70 detects the ABS operating status, detects how much the braking torque applied to each wheel by the ABS is reduced, and controls the corresponding braking torque as an ABS operating torque signal. It outputs to the ABS correction means 83 of the power distribution means 80.

【0064】なお、本実施の形態では、車速検出手段2
0は、車速信号vxを基本配分手段81へも出力する。
また、実状態量検出手段30は、ヨー角度センサ32か
ら構成されており、ヨー角速度信号γを基本配分手段8
1へも出力する。
In this embodiment, the vehicle speed detecting means 2
0 also outputs the vehicle speed signal vx to the basic distribution means 81.
Further, the actual state amount detecting means 30 is composed of a yaw angle sensor 32, and the yaw angular velocity signal γ is applied to the basic distribution means 8
Also output to 1.

【0065】また、本実施の形態の制動力配分手段80
は、各輪の荷重配分を推定し4輪制動トルク目標値信号
を荷重配分に応じて各輪に配分する基本配分手段81
と、該基本配分手段81によって各輪に配分された制動
トルク目標値をヨーモーメントであるフィードバック量
に応じて修正するヨーモーメント修正手段82と、ヨー
モーメント修正手段82によって修正された制動トルク
目標値をABS動作トルク信号に基づき修正し、各輪の
制動トルク指令値を出力するABS修正手段83とから
構成されている。
Further, the braking force distribution means 80 of the present embodiment
Is a basic distribution means 81 for estimating the load distribution of each wheel and distributing the four-wheel braking torque target value signal to each wheel according to the load distribution.
A yaw moment correction means 82 for correcting the braking torque target value distributed to each wheel by the basic distribution means 81 according to a feedback amount which is a yaw moment, and a braking torque target value modified by the yaw moment correction means 82. Is corrected based on the ABS operation torque signal, and the ABS correction means 83 for outputting the braking torque command value for each wheel.

【0066】基本配分手段81は、車速と実状態量とし
てのヨー角速度から各輪の荷重配分を推定し、4輪制動
トルク目標値信号を荷重配分に応じて各輪に配分するた
めのものである。この基本配分手段81は、車速信号v
x、ヨー角速度信号γ、ブレーキ操作量検出手段60か
らの4輪制動トルク目標値信号を入力とすると共に、推
定された各輪の荷重配分に応じた4輪制動トルク目標値
信号を、ヨーモーメント修正手段82へ出力する。
The basic distribution means 81 is for estimating the load distribution of each wheel from the vehicle speed and the yaw angular velocity as the actual state quantity, and distributing the four-wheel braking torque target value signal to each wheel according to the load distribution. is there. This basic distribution means 81 uses the vehicle speed signal v
x, the yaw angular velocity signal γ, and the four-wheel braking torque target value signal from the brake operation amount detecting means 60 are input, and the four-wheel braking torque target value signal according to the estimated load distribution of each wheel is used as a yaw moment. It outputs to the correction means 82.

【0067】ヨーモーメント修正手段82は、フィード
バック量uに応じて各輪の制動トルク目標値を修正し、
フィードバック量uのヨーモーメントの実現を図るため
のものである。このヨーモーメント修正手段82は、基
本配分手段81からの4輪制動トルク目標値信号及びフ
ィードバック量演算手段50からのフィードバック量u
を入力とすると共に、修正されたフィードバック量をA
BS修正手段83へ出力する。
The yaw moment correction means 82 corrects the braking torque target value of each wheel according to the feedback amount u,
This is for realizing the yaw moment of the feedback amount u. This yaw moment correction means 82 is a four-wheel braking torque target value signal from the basic distribution means 81 and a feedback amount u from the feedback amount calculation means 50.
And the corrected feedback amount A
Output to the BS correction means 83.

【0068】ABS修正手段83は、ABSが動作した
際にABS動作によるヨーモーメントの変動を補正すべ
く、各輪のABS動作トルク信号に基づき各輪の制動ト
ルク目標値を修正し、フィードバック量uのヨーモーメ
ントの実現を補償するためのものである。このABS修
正手段83は、ABS動作状況検出手段70からのAB
S動作トルク信号及びヨーモーメント修正手段82から
の出力信号を入力とする共に、各輪の制動トルク指令値
を制御手段90へ出力する。
The ABS correction means 83 corrects the braking torque target value of each wheel based on the ABS operation torque signal of each wheel in order to correct the fluctuation of the yaw moment due to the ABS operation when the ABS operates, and the feedback amount u This is to compensate for the realization of the yaw moment of. This ABS correction means 83 is provided by the ABS operation status detection means 70.
The S operation torque signal and the output signal from the yaw moment correction means 82 are input, and the braking torque command value for each wheel is output to the control means 90.

【0069】制御手段90は、各輪の制動トルク指令値
に基づき各輪の制動を行い、ドライバの意図する旋回及
び制動特性とスピン防止の両立を図るためのものであ
る。
The control means 90 is for braking each wheel on the basis of the braking torque command value for each wheel to achieve both the turning and braking characteristics intended by the driver and the prevention of spin.

【0070】目標状態量演算手段40、合成手段44、
フィードバック量演算手段50、及び制動力配分手段8
0は、ディジタルコンピュータによって構成されてい
る。このデジタルコンピュータには、ハンドル操作量
δ、車速vx、実状態量としてのヨー角速度γ、4輪制
動トルク目標値信号、及びABS動作トルク信号が入力
されると共に、各輪の制動トルク指令値が、制御手段6
0へ出力される。
Target state quantity computing means 40, synthesizing means 44,
Feedback amount calculation means 50 and braking force distribution means 8
0 is constituted by a digital computer. The steering wheel operation amount δ, the vehicle speed vx, the yaw angular velocity γ as the actual state amount, the four-wheel braking torque target value signal, and the ABS operation torque signal are input to this digital computer, and the braking torque command value for each wheel is input. , Control means 6
Output to 0.

【0071】以下に、デジタルコンピュータによって構
成された目標状態量演算手段40乃至フィードバック量
演算手段50における演算の内容を説明する。
The contents of the calculation in the target state amount calculating means 40 to the feedback amount calculating means 50 which are constituted by a digital computer will be described below.

【0072】目標状態量演算手段40は、操舵量信号δ
より車速信号vxに基づきドライバが最も操縦し易いよ
うな車両運動状態量である目標ヨー角速度γ0を上記
(2)式及び(7)式に従って演算する。
The target state quantity calculating means 40 determines the steering quantity signal δ.
Based on the vehicle speed signal vx, the target yaw angular velocity γ0, which is the vehicle motion state quantity such that the driver can most easily steer, is calculated according to the equations (2) and (7).

【0073】フィードバック量演算手段50は、ヨー角
度速度γと目標ヨー角速度γ0との偏差に基づき、車両
がスピンに陥らない範囲内でハンドル操舵量に対する車
両の挙動を最適にするとともに、横風などの外乱に対す
る安定性を向上させるよう実状態量であるヨー角速度を
目標状態量である目標ヨー角速度に追従させるための制
動力の配分によって生じるヨーモーメントをフィードバ
ック量として演算する。
The feedback amount calculating means 50 optimizes the behavior of the vehicle with respect to the steering amount of the steering wheel within a range where the vehicle does not fall into a spin based on the deviation between the yaw angular velocity γ and the target yaw angular velocity γ0, and also determines the side wind. The yaw moment generated by the distribution of the braking force for making the yaw angular velocity, which is the actual state amount, follow the target yaw angular velocity, which is the target state amount, is calculated as the feedback amount so as to improve the stability against disturbance.

【0074】このような目標状態量演算手段40乃至フ
ィードバック量演算手段50における演算アルゴリズム
は、図8に示す制御系をモデルを用いて設計できる。す
なわち、本実施の形態では、図8に示すように、目標状
態量演算手段40に相当するブロックP0yaw(vx)、
変動を含まない車両運動モデルであるブロックPyaw
(vx)、変動を表すブロックΔf,Δr、フィードバ
ック量演算手段5に相当する出力フィードバックC(v
x)からなる。
The calculation algorithm in the target state amount calculation means 40 to the feedback amount calculation means 50 can be designed by using the control system shown in FIG. 8 as a model. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the block P0yaw (vx) corresponding to the target state quantity computing means 40,
Block Pyaw that is a vehicle motion model that does not include fluctuations
(Vx), blocks Δf and Δr representing fluctuations, and output feedback C (v corresponding to the feedback amount calculation means 5
x).

【0075】この図8に示す制御系において、上記演算
アルゴリズムは、絶対値が1以下の任意の変動Δf、Δ
rを含む閉ループ系が安定となるように設計されるもの
である。ここで、Pyaw (vx)は(1)式及び(6)
式を表しており、ハンドル操舵量δと等価的な前後輪舵
角変化wおよび制動力の配分によって生じるヨーモーメ
ントを入力、ヨー角速度γおよび重み付けされた前後輪
スリップ角zを出力とする車速vxをパラメータとして
含む車両の運動を表現した数式モデルである。また、P
0yaw(vx)は(2)式及び(7)式を表しており、ハ
ンドル操作量δを入力、車両の目標状態量である目標ヨ
ー角速度γ0を出力とする車速vxをパラメータとして
含む車両の目標運動を表現した数式モデルである。
In the control system shown in FIG. 8, the above-mentioned arithmetic algorithm uses arbitrary fluctuations Δf, Δ whose absolute values are 1 or less.
The closed loop system including r is designed to be stable. Here, Pyaw (vx) is equation (1) and (6)
The vehicle speed vx is represented by a formula, in which a yaw moment generated by distribution of a front and rear wheel steering angle change w and a braking force equivalent to a steering amount δ is input, and a yaw angular velocity γ and a weighted front and rear wheel slip angle z are output. It is a mathematical model that represents the motion of the vehicle that includes as a parameter. Also, P
0yaw (vx) represents equations (2) and (7), and is the target of the vehicle including the vehicle speed vx with the steering wheel operation amount δ as input and the target yaw angular velocity γ0 that is the target state amount of the vehicle as output. It is a mathematical model expressing motion.

【0076】ところで、図8に示す制御系の安定性を議
論することは、図9に示すハンドル操舵量δや目標状態
量を含まない制御系の安定性を議論することと等価とな
る。このため、図9に示す制御系を用いてコントローラ
の設計を行う。この場合、図8においてハンドル操舵量
が零であると仮定している。
By the way, discussing the stability of the control system shown in FIG. 8 is equivalent to discussing the stability of the control system which does not include the steering wheel steering amount δ and the target state amount shown in FIG. 9. For this reason, a controller is designed using the control system shown in FIG. In this case, it is assumed in FIG. 8 that the steering wheel steering amount is zero.

【0077】ここで、図9に示す制御系において絶対値
が1以下の任意の変動Δf、Δrを含む閉ループ系が安
定となるためには、第一実施の形態と同様に前後輪舵角
変化wから前後輪スリップ角zまでの構造化特異値が1
未満となるように制御系を構成すればよい。ここでは、
前述の(3)式及び(4)式によるLPVシステムに出
力フィードバックゲインスケジューリングH∞制御理論
を適用し、次の(8)式に示す車速に適応したヨー角速
度出力フィードバックコントローラC(vx)を設計し
ている。
Here, in the control system shown in FIG. 9, in order to stabilize the closed loop system including arbitrary fluctuations Δf and Δr having an absolute value of 1 or less, the front and rear wheel steering angle changes as in the first embodiment. Structured singular value from w to front and rear wheel slip angle z is 1
It suffices to configure the control system so that it is less than. here,
The output feedback gain scheduling H∞ control theory is applied to the LPV system according to the above equations (3) and (4) to design the yaw angular velocity output feedback controller C (vx) adapted to the vehicle speed shown in the following equation (8). are doing.

【0078】 xc’=(θ1・Ac1+θ2・Ac2+θ3・Ac3)・xc +(θ1・Bc1+θ2・Bc2+θ3・Bc3)・(γ−γ0) u=(θ1・Cc1+θ2・Cc2+θ3・Cc3)・xc +(θ1・Dc1+θ2・Dc2+θ3・Dc3)・(γ−γ0) ・・・(8)Xc ′ = (θ1 · Ac1 + θ2 · Ac2 + θ3 · Ac3) · xc + (θ1 · Bc1 + θ2 · Bc2 + θ3 · Bc3) · (γ−γ0) u = (θ1 · Cc1 + θ2 · Cc2 + θ3 · Cc3) · xc + (θ1 + × θ + Dc1 + θ2 ・ Dc2 + θ3 ・ Dc3) ・ (γ-γ0) (8)

【0079】この制御則を用いる場合、車速がv1≦v
x≦v2の領域内で任意に変化する場合においても車両
運動を安定化させることが可能となる。ところで、θ
1、θ2、θ3は車速vxの関係であり、(8)式の制
御則は車速に応じてゲインを連続的に変化させる構成と
なっている。
When this control law is used, the vehicle speed is v1≤v
It is possible to stabilize the vehicle motion even when it arbitrarily changes within the range of x ≦ v2. By the way, θ
1, θ2, θ3 have a relationship with the vehicle speed vx, and the control law of the equation (8) is configured to continuously change the gain according to the vehicle speed.

【0080】次に、本実施の形態の作用を説明する。ま
ず、操舵角センサ11と車速センサ21とヨー角速度セ
ンサ32とブレーキストローク操作量センサ61のセン
サ出力とABS動作トルク信号は、目標状態量演算手段
40とフィードバック量演算手段50と制動力配分手段
80を構成するディジタルコンピュータに入力される。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the sensor output of the steering angle sensor 11, the vehicle speed sensor 21, the yaw angular velocity sensor 32, the brake stroke operation amount sensor 61, and the ABS operation torque signal are used as the target state amount calculation means 40, the feedback amount calculation means 50, and the braking force distribution means 80. Is input to the digital computer that constitutes the.

【0081】このディジタルコンピュータでは、まず、
目標状態量演算手段40において(2)式及び(7)式
を離散化した漸化式に従って、目標とする車両の状態量
である目標ヨー角速度γ0が演算される。
In this digital computer, first,
The target state quantity computing means 40 computes the target yaw angular velocity γ0, which is the target state quantity of the vehicle, according to the recurrence formula obtained by discretizing the equations (2) and (7).

【0082】なお、前記目標状態量は、タイヤ力特性に
余裕のある高μ路を一定車速で走行する際の車両モデル
の動特性に従うものであり、路面状態の変動や加減速に
よる荷重移動さらに横風外乱などの外部環境からの外乱
がない場合、実状態量は目標状態量に一致する。
The target state quantity complies with the dynamic characteristics of the vehicle model when traveling at a constant vehicle speed on a high μ road having a margin of tire force characteristics. When there is no disturbance from the external environment such as side wind disturbance, the actual state quantity matches the target state quantity.

【0083】次に、フィードバック量演算手段50にお
いて、路面状態の変動や荷重移動、横風外乱などによっ
て生じる目標状態量と実状態量の実測値との偏差を零に
漸近させるために必要なヨーモーメントの修正量である
フィードバック量信号uを車速vxおよび実状態量と目
標状態量の偏差に基づき、(8)式に従って演算する。
このフィードバック量信号により、外乱などがある場合
においても、物理的に可能な範囲内で車両状態の動特性
を目標動特性に追従させることができる。次に、基本配
分手段81において、各輪の荷重配分が推定され4輪制
動トルク目標値信号は荷重配分に応じて各輪に配分され
る。このように、各輪の制動力の基本成分を荷重配分に
一致させることにより、各輪の制動性能を均等に発揮さ
せ、優れた制動性能を得ることが可能となる。
Next, in the feedback amount calculation means 50, the yaw moment required to bring the deviation between the actual state amount and the target state amount caused by fluctuations in the road surface condition, load movement, side wind disturbance, etc., to asymptotically approach zero. The feedback amount signal u which is the correction amount of is calculated according to the equation (8) based on the vehicle speed vx and the deviation between the actual state amount and the target state amount.
This feedback amount signal allows the dynamic characteristics of the vehicle state to follow the target dynamic characteristics within a physically possible range even when there is a disturbance or the like. Next, the basic distribution means 81 estimates the load distribution of each wheel and distributes the four-wheel braking torque target value signal to each wheel according to the load distribution. In this way, by matching the basic component of the braking force of each wheel with the load distribution, it is possible to uniformly exert the braking performance of each wheel and obtain excellent braking performance.

【0084】次に、ヨーモーメント修正手段82におい
て、フィードバック量uに応じて各輪の制御トルク目標
値が修正され、フィードバック量uのヨーモーメントの
実現が図られる。ABSが動作しない場合には、修正さ
れた各輪の制動トルク目標値は、各輪の制動トルク指令
値として制御手段90に伝達され、制御手段90におい
て各輪の制動トルク指令値に基づき各輪の制動が行わ
れ、ドライバの意図する旋回及び制動特性とスピン防止
の両立が図られる。
Next, the yaw moment correction means 82 corrects the control torque target value of each wheel according to the feedback amount u, so that the yaw moment of the feedback amount u is realized. When the ABS does not operate, the corrected braking torque target value for each wheel is transmitted to the control means 90 as a braking torque command value for each wheel, and the control means 90 controls each wheel based on the braking torque command value for each wheel. The braking is performed, and both the turning and braking characteristics intended by the driver and spin prevention are achieved.

【0085】ABSが動作する場合は、ABS修正手段
83において、ABSによる各輪の制動トルクの減少に
ともなうヨーモーメントの変動を補正すべく、ABS動
作トルク信号に基づき各輪の制動トルク目標値が修正さ
れ、制動トルク指令値として出力される。この修正は、
ABS動作時においてもフィードバック量uのヨーモー
メントを実現するものであり、本実施の形態ではABS
が動作するような限界制動時においても物理的に可能な
範囲内でドライバの意図する旋回及び制動特性とスピン
防止の両立を達成するものとなっている。
When the ABS operates, the ABS correction means 83 sets the braking torque target value of each wheel based on the ABS operation torque signal in order to correct the fluctuation of the yaw moment due to the decrease of the braking torque of each wheel due to the ABS. It is corrected and output as a braking torque command value. This fix
The yaw moment of the feedback amount u is realized even during the ABS operation, and in this embodiment, the ABS
Even at the time of limit braking such that the vehicle operates, both the turning and braking characteristics intended by the driver and the prevention of spin are achieved within a physically possible range.

【0086】なお、上記の実施の形態では、前輪操舵シ
ステムに本発明を適用した場合を説明したが、本発明は
これに限定されない。4輪操舵システムとして知られ
る、所謂4WSはハンドルによる操舵からリンクして後
輪操舵制御しているので、操舵角及び車速から4輪の各
輪の舵角を求めることができる。従って、操舵角及び車
速にリンクした後輪操舵制御手段を追加することにより
4輪操舵システムに本発明の適用が可能である。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the front wheel steering system has been described, but the present invention is not limited to this. A so-called 4WS known as a four-wheel steering system is linked to steering by a steering wheel to control rear wheel steering, so that the steering angle of each of the four wheels can be obtained from the steering angle and the vehicle speed. Therefore, the present invention can be applied to the four-wheel steering system by adding the rear wheel steering control means linked to the steering angle and the vehicle speed.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、目
標状態量と実状態量との偏差及び車速に基づいて、車両
の前輪のコーナリングスティッフネスの変動及び後輪の
コーナリングスティッフネスの変動により実状態量が発
散することを防止することによって車両がスピン状態に
陥らないように前輪の舵角の修正量と各輪の制動力制御
量の少なくとも一方の指令値としてのフィードバック量
を演算し、このフィードバック量に基づいて前輪の舵角
の修正操舵及び各輪の制動力制御の少なくとも一方の制
御を行っているので、前後輪のコーナリングスティッフ
ネスの変動に対して車両を安定に保つことが可能とな
り、加減速時やコーナリングフォースの傾きが負となる
厳しい走行条件においても車両が安定に走行でき、スピ
ン防止を達成することができる、という効果がある。
As described above, according to the present invention, the variation of the cornering stiffness of the front wheels and the variation of the cornering stiffness of the rear wheels of the vehicle are based on the deviation between the target state quantity and the actual state quantity and the vehicle speed. The actual amount of state is prevented from diverging by calculating the feedback amount as a command value of at least one of the correction amount of the steering angle of the front wheels and the braking force control amount of each wheel so that the vehicle does not fall into the spin state. Since at least one of the steering control of the front wheels and the braking force control of each wheel is controlled based on this feedback amount, it is possible to keep the vehicle stable against changes in the cornering stiffness of the front and rear wheels. Therefore, the vehicle can run stably even under harsh driving conditions such as acceleration / deceleration and negative cornering force inclination, and spin prevention can be achieved. It is, there is an effect that.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention.

【図2】本発明の装置を含む制御系の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system including the device of the present invention.

【図3】図2のフィードバック量演算手段の設計上等価
な制御系の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control system equivalent to the design of the feedback amount computing means of FIG.

【図4】本発明の第1実施の形態のアンチスピン制御装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an anti-spin control device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】第1実施の形態のアンチスピン制御装置の装置
を含む制御系の構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a control system including a device of the anti-spin control device of the first embodiment.

【図6】図5のフィードバック量演算手段の設計上等価
な制御系の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a control system equivalent to the design of the feedback amount calculation means of FIG.

【図7】本発明の第1実施の形態のアンチスピン制御装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an anti-spin control device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】第1実施の形態のアンチスピン制御装置の装置
を含む制御系の構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control system including a device of the anti-spin control device of the first embodiment.

【図9】図8のフィードバック量演算手段の設計上等価
な制御系の構成を示すブロック図である。
9 is a block diagram showing a configuration of a control system equivalent in design to the feedback amount calculating means in FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 操舵量検出手段 2 車速検出手段 3 実状態量検出手段 4 目標状態量演算手段 5 フィードバック量演算手段 6 制御手段 1 Steering amount detecting means 2 Vehicle speed detecting means 3 Actual state amount detecting means 4 Target state amount calculating means 5 Feedback amount calculating means 6 Control means

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 137:00 (72)発明者 浅野 勝宏 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 細江 繁幸 愛知県名古屋市守山区元郷1丁目701番地Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical display location B62D 137: 00 (72) Inventor Katsuhiro Asano Aichi-gun Nagakute-cho, Aichi-gun, Nagakute-cho 41, Yokomichi 1 Co., Ltd. Toyota Central Research Laboratory (72) Inventor Shigeyuki Hosoe 1-701 Motogo, Moriyama-ku, Nagoya, Aichi

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両のハンドルの操舵量を検出する操舵
量検出手段と、 車速を検出する車速検出手段と、 前記車両の実際の旋回運動の状態量である実状態量を検
出する実状態量検出手段と、 前記車速及び前記操舵量に基づいて車両の旋回運動の目
標とする状態量である目標状態量を演算する目標状態量
演算手段と、 前記目標状態量と前記実状態量との偏差及び前記車速に
基づいて、前記車両の前輪のコーナリングスティッフネ
スの変動及び後輪のコーナリングスティッフネスの変動
により前記実状態量が発散することを防止することによ
って前記車両がスピン状態に陥らないように前輪又は後
輪の舵角の修正量及び少なくとも1輪の制動力制御量の
少なくとも一方の指令値であるフィードバック量を演算
するフィードバック量演算手段と、 前記フィードバック量に基づいて前記前輪又は後輪の舵
角の修正操舵制御及び少なくとも1輪の制動力制御の少
なくとも一方の制御を行う制御手段と、 を備えたアンチスピン制御装置。
1. A steering amount detecting means for detecting a steering amount of a steering wheel of a vehicle, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and an actual state amount for detecting an actual state amount which is an actual turning amount state of the vehicle. A detection means; a target state quantity calculation means for calculating a target state quantity that is a target state quantity of the turning motion of the vehicle based on the vehicle speed and the steering quantity; and a deviation between the target state quantity and the actual state quantity. And the vehicle is prevented from falling into a spin state by preventing the actual state amount from diverging due to a change in the cornering stiffness of the front wheels and a change in the cornering stiffness of the rear wheels of the vehicle based on the vehicle speed. Feedback amount calculation means for calculating a feedback amount which is a command value of at least one of the correction amount of the steering angle of the front wheels or the rear wheels and the braking force control amount of at least one wheel; And control means for performing at least one of the control of the braking force control of the corrective steering control and at least one wheel of the steering angle of the front or rear wheels on the basis of the serial feedback amount, anti-spin control apparatus having a.
【請求項2】 請求項1に記載の車両のアンチスピン制
御装置におけるフィードバック量演算手段のコントロー
ラの設定方法であって、前輪及び後輪のコーナリングス
ティッフネスが所定の変動範囲で変動することを想定す
る工程と、車両の運動を模擬する車両運動モデルと前記
フィードバック量演算手段とを含む制御系に前記変動を
前輪及び後輪のスリップ角の変動にともなう前輪及び後
輪の舵角の変動として考慮した閉ループを作成する工程
と、該閉ループを開ループに置き換えた系に変換する工
程と、該開ループの前輪及び後輪の舵角の変動にともな
う前輪及び後輪のスリップ角の変動の構造化特異値が全
ての周波数領域において1未満となるように前記コント
ローラを設定する工程とから成ることを特徴とするコン
トローラの設定方法。
2. A method for setting a controller of a feedback amount calculation means in an anti-spin control device for a vehicle according to claim 1, wherein the cornering stiffness of the front wheels and the rear wheels is assumed to vary within a predetermined variation range. And a control system including a vehicle motion model simulating the motion of the vehicle and the feedback amount calculation means, the fluctuation is considered as a fluctuation in the steering angle of the front wheels and the rear wheels due to a fluctuation in the slip angle of the front wheels and the rear wheels. A closed loop, a step of converting the closed loop into a system in which the closed loop is replaced with an open loop, and structuring of slip angle fluctuations of the front wheels and rear wheels associated with fluctuations in the steering angle of the front wheels and rear wheels of the open loop. Setting the controller such that the singular value is less than 1 in all frequency regions. .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100335947B1 (en) * 1999-10-01 2002-05-10 이계안 Antilock brake system for shorten stopping distance of vehicle
JP2009089524A (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Aisin Seiki Co Ltd Motor control system
JP2009214752A (en) * 2008-03-11 2009-09-24 Nissan Motor Co Ltd Vehicle travel state estimating device

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