JPH11180274A - Attitude control device of vehicle - Google Patents

Attitude control device of vehicle

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JPH11180274A
JPH11180274A JP27815998A JP27815998A JPH11180274A JP H11180274 A JPH11180274 A JP H11180274A JP 27815998 A JP27815998 A JP 27815998A JP 27815998 A JP27815998 A JP 27815998A JP H11180274 A JPH11180274 A JP H11180274A
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slip ratio
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清明 宮崎
Keiichi Kitazawa
啓一 北沢
Ichiro Tsumagari
一郎 津曲
Fujio Momiyama
冨士男 籾山
Hirokazu Okuyama
宏和 奥山
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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the accuracy in attitude control by estimating the slip ratio between a wheel and a road surface in a traveling direction of a vehicle by an arithmetic means to obtain the force in a longitudinal direction and that in a lateral direction to be applied to each wheel. SOLUTION: An attitude control device 1 takes the outputs of a yaw rate sensor 6 and a steering angle sensor 14 when the breaking operation is detected by a brake pressure sensor 12, and determines the wheel speed V' on the basis of the wheel rotating speed sensor 10 of the front and rear wheels 8, 9. Then it takes the detecting output Gx from a longitudinal acceleration sensor 18 to calculate the slip ratio sf in a tire force arithmetic part 2. The actual vehicle speed V is calculated by using the obtained value. Simultaneously, the slip ratio of each wheel is calculated on the basis of the actual speed V and the rotating speed of each wheel to be used as the longitudinal force Fx. Further each angle of side slip βf, βr of the front and rear wheels are determined on the basis of the actual speed V, the acceleration Gy in a lateral direction, the yaw rate ω, the steering angle δ or the like, and the force Fy in the lateral direction is determined on the basis of the braking force or the driving force acting on each wheel.

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、自動車に搭載して
利用する。本発明は、車両の姿勢を自動的に検出し、車
両に横すべりが発生しているとき、あるいは横すべりが
発生する可能性があるときに、横すべりを防止するよう
に車両の姿勢を演算制御する装置として利用する。本発
明は、走行中の自動車で計測可能な値を取り込んでリア
ルタイムに演算を行い、車輪にスリップが発生しないよ
うに、あるいは車輪のスリップ状態が制御されるように
車輪に与える駆動力または制動力を自動的に制御する装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used by being mounted on an automobile. The present invention relates to an apparatus for automatically detecting the attitude of a vehicle and calculating and controlling the attitude of the vehicle so as to prevent the skid when the skid is occurring or when the skid is likely to occur. Use as The present invention takes in a value that can be measured by a running car and performs a calculation in real time, so that a driving force or a braking force applied to the wheel so that no slip occurs on the wheel or the slip state of the wheel is controlled. To a device that automatically controls

【0002】[0002]

【従来の技術】滑りやすい路面で駆動輪に大きい駆動力
を与えると、駆動輪がスリップを起こす。このとき車両
が横方向にスピンすることがある。ブレーキの場合も同
様であり、滑りやすい路面で車輪に大きい制動力を与え
ると、車輪がスリップ状態となり制動ができなくなる。
さらに、滑りやすい路面では、操舵を行うことにより車
両が横すべりを起こすことがある。車両の操縦安定性を
失うのは、このように駆動輪がスリップをはじめる、あ
るいは制動輪がスリップをはじめる、もしくは急な操舵
が行われるなどに起因することが多い。したがって、駆
動に際しては駆動輪がスリップすることのないように、
スリップ限界以下の駆動力を与え、制動に際しては制動
輪がスリップすることのないように、スリップ限界以下
の制動力を与え、さらに急な操舵をしないように制御す
ることが望ましい。
2. Description of the Related Art When a large driving force is applied to a driving wheel on a slippery road surface, the driving wheel slips. At this time, the vehicle may spin in the lateral direction. The same applies to the case of braking. When a large braking force is applied to the wheels on a slippery road surface, the wheels are in a slip state and braking cannot be performed.
Further, on a slippery road surface, steering may cause the vehicle to skid. The loss of the steering stability of the vehicle is often caused by the slipping of the driving wheels, the slipping of the braking wheels, or the sudden steering. Therefore, when driving, to prevent the driving wheels from slipping,
It is desirable that a driving force equal to or less than the slip limit is applied, and a braking force equal to or less than the slip limit is applied so as to prevent the braked wheels from slipping during braking, and control is performed so as not to steer sharply.

【0003】従来からブレーキの電子制御装置や車両安
定化制御装置(VSC、Vehicle Stability Control )
などが知られている。ブレーキにかかわる電子制御装置
の代表的なシステムはABS(Antilock Brake System
)である。これは車輪に回転センサを設けて車輪回転
を検出し、ブレーキ圧力が大きいときに車輪回転が停止
すると、車輪と路面との間にスリップがあったものとし
て、ブレーキ圧力を断続制御するものである。ABSは
乗用車あるいは貨物車に広く普及し、ブレーキをかけな
がらもハンドルがきく装置として広く知られるところと
なった。車両安定化制御装置(VSC)の代表的な装置
としては、横すべり防止装置が知られている。これは、
運転者が操作入力する操舵角(ハンドル角度)から、運
転者が進もうとしている針路を読取り、その針路に対し
て車速が大きすぎると、運転者がブレーキペダルを踏ま
なくとも自動的に減速のための制御がなされ、さらに針
路から外れないように左右のブレーキ圧力を配分するな
どの制御が行われる装置である。
Conventionally, an electronic control device for a brake and a vehicle stability control device (VSC, Vehicle Stability Control) have been proposed.
Etc. are known. ABS (Antilock Brake System) is a typical system for electronic control devices related to brakes.
). This is to provide a rotation sensor on the wheel to detect the wheel rotation, and if the wheel rotation stops when the brake pressure is large, the brake pressure is intermittently controlled assuming that there is a slip between the wheel and the road surface. . ABS has become widespread in passenger cars and freight cars, and has become widely known as a device that can handle while braking. As a typical device of the vehicle stabilization control device (VSC), a skid prevention device is known. this is,
From the steering angle (the steering wheel angle) input by the driver, the course that the driver is going to read is read, and if the vehicle speed is too high for that course, the driver will automatically decelerate without having to press the brake pedal. This is a device that performs control such as distributing the left and right brake pressures so as not to deviate from the course.

【0004】すでに知られている車両姿勢安定化装置
(VSC)(特開昭63−279976号公報、特開平
2−112755号公報など)をさらに説明すると、車
両の走行中に運転者が操舵を行うと、車両の向きが変化
し車両にロールが生じる。このとき操舵による旋回内輪
のタイヤが路面のグリップ限界に達すると、内輪がいわ
ゆるホイール・リフト傾向となり、車両が横すべりをは
じめる。例えば、直線走行状態から運転者が左に操舵を
行うと車両は右に傾斜する。このとき、正常な状態では
その操舵に応じて車両が旋回するが、走行速度に対して
操舵の速さが大きすぎると、車両は右に傾斜しながら左
車輪が浮きぎみな状態となり、運転者の意図する方向よ
り右寄りに進行することになる。このような車両の挙動
は、走行レーンの逸脱や、極端な場合には車両の横転を
招く原因となる。
[0004] A known vehicle attitude stabilizing device (VSC) (JP-A-63-279976, JP-A-2-112755, etc.) will be further described. When this is done, the direction of the vehicle changes and the vehicle rolls. At this time, when the tire of the turning inner wheel due to steering reaches the grip limit of the road surface, the inner wheel tends to be a so-called wheel lift, and the vehicle starts to skid. For example, when the driver steers to the left from a straight running state, the vehicle leans to the right. At this time, the vehicle turns in accordance with the steering in a normal state, but if the steering speed is too high relative to the traveling speed, the vehicle leans to the right and the left wheel is in a floating state, so that the driver Will move to the right from the intended direction. Such a behavior of the vehicle causes a deviation from the traveling lane or, in an extreme case, a rollover of the vehicle.

【0005】通常走行状態において、操舵の大きさと速
さ、車両の速度、車両の横移動の速さ、および車両の向
きの変化の速さ(ヨーレイト、車両の重心における垂直
軸まわりの車両の回転加速度)を検出して演算すること
により、車輪の横すべり開始点または内輪のホイールリ
フト開始点を予測し、横すべりあるいはホイールリフト
が始まる前に車輪のブレーキ圧力を制御する装置が開発
された。この車輪のブレーキ圧力制御は、必ずしも全輪
同一のブレーキ圧力ではなく、一つの車輪について大き
いあるいは小さいブレーキ圧力を印加して、車両の横す
べりを防止するものである。このような装置は、原理的
な構造や設計のみならず、経済性および耐久性などもよ
く検討され、乗用車については市販品に実装される段階
に達した。
In a normal running state, the magnitude and speed of steering, the speed of the vehicle, the speed of lateral movement of the vehicle, and the speed of change in the direction of the vehicle (yaw rate, rotation of the vehicle around a vertical axis at the center of gravity of the vehicle) Acceleration) is detected and calculated to predict the start point of the skid of the wheel or the start point of the wheel lift of the inner wheel, and a device for controlling the brake pressure of the wheel before the start of the skid or the wheel lift has been developed. The brake pressure control of the wheels does not necessarily apply the same brake pressure to all the wheels, but applies a large or small brake pressure to one wheel to prevent the vehicle from skidding. Such an apparatus has been well studied not only for its basic structure and design, but also for its economy and durability, and has reached the stage of being mounted on a commercial product for a passenger car.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような従来例装置
は、現在の操舵および制動を含む運転操作に係るパラメ
ータと、現在の車両の挙動に係るパラメータから、すな
わち現時点のパラメータからヨーレイトを演算し、これ
があらかじめその車両について設定記憶された横すべり
の可能性があるヨーレイトに達すると判定されたとき
に、自動的に車両のブレーキ圧力を制御するように構成
されている。この横すべりの可能性は、運転操作入力お
よび各種センサ出力である車両の挙動データからリアル
タイムに演算が実行され判定される。
Such a conventional apparatus calculates a yaw rate from parameters relating to the current driving operation including steering and braking and parameters relating to the current behavior of the vehicle, that is, from the current parameters. The brake pressure of the vehicle is automatically controlled when it is determined that the yaw rate has a possibility of skidding which is set and stored in advance for the vehicle. The possibility of this side slip is determined by executing a calculation in real time from the vehicle operation data, which is a driving operation input and various sensor outputs.

【0007】例えば、高速度で緩やかな右カーブを通行
中に運転者が右方向に操舵をしたところ車両が横すべり
をはじめて、運転者が意図するレーンから逸脱して、左
のレーンに入り込むような状態が発生したものと仮定す
る。運転者はブレーキ操作を行い車輪に制動力が働く
が、同時に姿勢制御装置はその制動力を各車輪に対して
均一に配分するのではなく、右側の車輪の制動力が大き
くなるように自動的に制御する。これにより、車両には
右方向に引き戻されるような力が働く。
For example, when a driver steers to the right while driving through a gentle right curve at a high speed, the vehicle starts to skid, deviates from the lane intended by the driver, and enters the left lane. Assume that a condition has occurred. The driver operates the brakes to apply braking force to the wheels, but at the same time, the attitude control device does not distribute the braking force evenly to each wheel, but automatically increases the braking force of the right wheel. To control. As a result, a force acts on the vehicle so as to be pulled back to the right.

【0008】上の説明は、運転者がブレーキ操作を行う
ものとして説明したが、まだ走行レーンの逸脱がなく、
車両に設けられたセンサからその車両が横すべりをはじ
める可能性が高くなったことが検出されたときにも、姿
勢制御装置は自動的にこれを検出して一部の車輪に対し
て姿勢が安定する方向に自動的に制動力を与える。
The above description has been made on the assumption that the driver performs the brake operation.
When a sensor provided on the vehicle detects that the vehicle is likely to start skidding, the attitude control device automatically detects this and stabilizes the attitude for some wheels. The braking force is automatically applied in the direction of movement.

【0009】しかし、車両の進行方向において車輪と路
面との間にスリップがある場合、操舵の大きさに対して
車両の向きの変化は小さくなり、車両に横すべりを生じ
させる力はその分だけ弱くなる。
However, when there is a slip between the wheel and the road surface in the traveling direction of the vehicle, the change in the direction of the vehicle with respect to the magnitude of the steering becomes small, and the force causing the vehicle to skid is correspondingly weak. Become.

【0010】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、精度の高い車両の姿勢制御を行うことができ
る装置を提供することを目的とする。本発明は、車輪の
スリップ限界を予測演算して、車輪のスリップ状態が制
御されるように、制動力あるいは駆動力を与えることが
できる車両安定化制御を行う装置を提供することを目的
とする。本発明は、車両の走行状態を安定化させる自動
制御装置を提供することを目的とする。本発明は、車両
の横転に結びつくような危険な状態を未然に防止する安
定化制御装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a device capable of performing highly accurate vehicle attitude control. An object of the present invention is to provide a device for performing vehicle stabilization control capable of applying a braking force or a driving force so as to predict and calculate a wheel slip limit and control a wheel slip state. . An object of the present invention is to provide an automatic control device that stabilizes a running state of a vehicle. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a stabilization control device that prevents a dangerous state that may lead to a rollover of a vehicle.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、車両走行時の
姿勢を自動的に検出し、横すべりが発生しているとき、
あるいは横すべり発生の可能性があるときに、車輪のス
リップを推定配慮して横すべりを防止するように車両の
姿勢を制御することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention automatically detects a posture of a vehicle when the vehicle is running, and when a side slip occurs,
Alternatively, when there is a possibility of occurrence of sideslip, the attitude of the vehicle is controlled so as to prevent the sideslip by estimating and considering the slip of the wheels.

【0012】すなわち、本発明は、車両の質量M、その
車両の重心から前輪軸までの距離Lf、その車両の重心
から後輪軸までの距離Lr、およびその車両の重心まわ
りの慣性モーメントIを含む定数を車両モデルとして記
憶する手段と、車両の前後方向および横方向の加速度G
x、Gy、車輪の回転速度から求められる車両速度V’
および車両のヨーレイトωを電気信号として計測する手
段と、前記車両モデルおよび前記電気信号からその車両
の挙動を演算する手段と、その演算する手段の演算結果
に基づき個別にかつ自動的に各車輪に与える制動力また
は駆動力を制御する手段とを備えた車両の姿勢制御装置
において、前記演算する手段は、車両の進行方向におけ
る車輪と路面との間のスリップ率を推定し、そのスリッ
プ率の下でその車両の各車輪に加わる前後方向および横
方向の力Fx、Fyを求める車輪力演算手段を含むこと
を特徴とする。
That is, the present invention includes the mass M of the vehicle, the distance Lf from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axle, the distance Lr from the center of gravity of the vehicle to the rear axle, and the moment of inertia I around the center of gravity of the vehicle. Means for storing a constant as a vehicle model, and acceleration G in the longitudinal and lateral directions of the vehicle
x, Gy, vehicle speed V 'obtained from wheel rotation speed
Means for measuring the yaw rate ω of the vehicle as an electric signal, means for calculating the behavior of the vehicle from the vehicle model and the electric signal, and individually and automatically applying to each wheel based on the calculation results of the calculating means. Means for controlling a braking force or a driving force to be applied, wherein the calculating means estimates a slip ratio between a wheel and a road surface in a traveling direction of the vehicle, and calculates a slip ratio under the slip ratio. And a wheel force calculating means for calculating front and rear and lateral forces Fx and Fy applied to each wheel of the vehicle.

【0013】車両の前後方向の加速度Gxと車両速度
V’を計測している車輪のスリップ率sとの関係が既知
であり、前記車輪力演算手段は、計測された前後方向の
加速度Gxからその車輪のスリップ率sを求め、このス
リップ率sを用いて車両速度V’を補正することにより
真の車速Vを求め、この真の車速Vと各車輪の回転速度
とから各車輪のスリップ率を算出して、各車輪に加わる
前後方向の力Fxを求める手段を含むことが望ましい。
The relationship between the longitudinal acceleration Gx of the vehicle and the slip ratio s of the wheel measuring the vehicle speed V 'is known, and the wheel force calculating means calculates the longitudinal acceleration Gx from the measured longitudinal acceleration Gx. The slip rate s of the wheel is obtained, and the vehicle speed V ′ is corrected using the slip rate s to obtain the true vehicle speed V. The slip rate of each wheel is obtained from the true vehicle speed V and the rotation speed of each wheel. It is desirable to include a means for calculating and calculating the front-back force Fx applied to each wheel.

【0014】前記車輪力演算手段はさらに、真の車速
V、車両の横方向の加速度Gy、車両のヨーレイトω、
車両の重心から前輪軸および後輪軸までのそれぞれの距
離Lf、Lr、および舵角δから前輪および後輪のそれ
ぞれの横滑り角βf、βrを求め、これらの横滑り角β
f、βrと前記各車輪に実際に作用する制動力または駆
動力とから、各車輪に実際に作用する横方向の力を求め
る手段を含むことが望ましい。
The wheel force calculating means further calculates a true vehicle speed V, a lateral acceleration Gy of the vehicle, a yaw rate ω of the vehicle,
From the respective distances Lf, Lr from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axis and the rear wheel axis, and the steering angles δ, the respective sideslip angles βf, βr of the front wheels and the rear wheels are obtained.
It is desirable to include means for determining a lateral force actually acting on each wheel from f and βr and a braking force or a driving force actually acting on each wheel.

【0015】車両の前後方向の加速度Gxとスリップ率
sとの関係(これを以下「車輪特性」という)は、車輪
と路面との摩擦係数によって異なる。したがって、複数
の摩擦係数に対してそれぞれの場合の車輪特性をあらか
じめ記録しておき、路面状態に応じて、そのいずれかの
車輪特性を選択して用いることがよい。実用的には、
高、中、低の三つの摩擦係数に対して車輪特性を記録し
ておけば十分である。
The relationship between the longitudinal acceleration Gx of the vehicle and the slip ratio s (hereinafter referred to as "wheel characteristics") differs depending on the coefficient of friction between the wheels and the road surface. Therefore, it is preferable that the wheel characteristics in each case be recorded in advance for a plurality of friction coefficients, and one of the wheel characteristics is selected and used according to the road surface condition. In practice,
It is sufficient to record the wheel characteristics for the three high, medium and low friction coefficients.

【0016】実際の路面状態を判断するには、特開平4
−135923号公報に開示された技術を用いることが
できる。すなわち、車輪に与えた制動力または駆動力か
ら、車輪が路面に対してスリップしたことにより、その
路面の状態をリアルタイムにかつ自動的に検出する。ま
た、この技術を本願発明者らがさらに改良して本願とは
別に特許出願した、リアルタイムに路面の摩擦係数を推
定する方法および装置を利用することができる。この技
術について以下に説明する。
In order to determine the actual road surface condition, refer to
The technique disclosed in JP-A-135923 can be used. In other words, based on the braking force or the driving force applied to the wheels, when the wheels slip on the road surface, the state of the road surface is automatically detected in real time. Further, a method and apparatus for estimating a road surface friction coefficient in real time, which the present inventors have further improved and applied for a patent separately from the present application, can be used. This technique is described below.

【0017】走行中の車両に生じる横方向加速度Gyに
ついては数式 Gy=V((dβ/dt)+ω) V:車両速度 β:車両の横すべり角 dβ/dt:横すべり角βの時間微分値 ω:ヨーレイト がなりたつので、横方向加速度センサ、車速センサおよ
びヨーレイトセンサから横方向加速度Gy、車両速度V
およびヨーレイトωを電気信号として取込み、この数式
により車両の横すべり角βの時間微分値 dβ/dt = (Gy/V)−ω を求め、この横すべり角βの時間微分値dβ/dtを時
間積分して横すべり角βを演算する。なお、この段階で
は、車両速度Vとして実際には車輪の回転速度から求め
た車両速度V’を用いる。得られた横すべり角βと車両
の重心から前輪軸までの距離Lfとから、前輪の横すべ
り角βfが βf=β+(Lf/V)ω−δ (δ:前輪舵角) と求められる。
The lateral acceleration Gy generated in the running vehicle is expressed by the following formula: Gy = V ((dβ / dt) + ω) V: vehicle speed β: vehicle slip angle dβ / dt: time differential value of the slip angle β ω: Since the yaw rate has changed, the lateral acceleration Gy and the vehicle speed V are obtained from the lateral acceleration sensor, the vehicle speed sensor, and the yaw rate sensor.
And the yaw rate ω are taken as an electric signal, a time differential value dβ / dt = (Gy / V) −ω of the vehicle slip angle β is obtained from the equation, and the time differential value dβ / dt of the vehicle slip angle β is integrated over time. To calculate the sideslip angle β. At this stage, the vehicle speed V 'actually obtained from the rotation speed of the wheels is used as the vehicle speed V. From the obtained sideslip angle β and the distance Lf from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axis, the sideslip angle βf of the front wheels is determined as βf = β + (Lf / V) ω−δ (δ: front wheel steering angle).

【0018】一方、前輪に生じる横力をFf、後輪に生
じる横力Frとすると、車両の重心を中心とする回転方
向について、 I(dω/dt)=2Ff・Lf−2Fr・Lr 車両の横方向について、 M・Gy=2Ff+2Fr の関係があるので、この両式および記憶した数値から前
輪の横力Ffを数式 Ff=(I(dω/dt)+M・Gy・Lr)/2(L
f+Lr) により演算する。
On the other hand, assuming that the lateral force generated on the front wheels is Ff and the lateral force Fr generated on the rear wheels, I (dω / dt) = 2Ff · Lf−2Fr · Lr in the rotational direction about the center of gravity of the vehicle. Since there is a relationship of M · Gy = 2Ff + 2Fr in the lateral direction, the lateral force Ff of the front wheel is calculated from these formulas and the stored numerical value by the formula Ff = (I (dω / dt) + M · Gy · Lr) / 2 (L
f + Lr).

【0019】このようにして得られたβf、Ffから、
車両前輪の路面摩擦係数μが、タイヤの諸元から求めた
コーナリングパワーの定数をKfとして、数式 μ=Ff/(Kf・βf) により求められる。なお、上記摩擦係数推定の手法は望
ましい一例であり、これ以外の手法でも同様に本発明を
実施することができる。
From βf and Ff thus obtained,
The road surface friction coefficient μ of the front wheels of the vehicle is determined by the following equation, where Kf is the constant of the cornering power determined from the tire specifications. Note that the above-described method of estimating the friction coefficient is a desirable example, and the present invention can be similarly implemented by other methods.

【0020】このように、本発明によれば、車両の進行
方向において車輪と路面との間にスリップがある場合で
も、車両に横すべりを生じさせる力を正確に推定でき、
高い精度で姿勢安定化制御を行うことができる。
As described above, according to the present invention, even when there is a slip between the wheels and the road surface in the traveling direction of the vehicle, it is possible to accurately estimate the force causing the vehicle to skid,
Attitude stabilization control can be performed with high accuracy.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

【0022】[0022]

【実施例】次に、本発明実施例装置を図面に基づいて説
明する。図1は本発明実施例装置のシステム構成を示す
図、図2は本発明実施例装置の車両への実装例を示す斜
視図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of the apparatus of the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an example of mounting the apparatus of the embodiment of the present invention on a vehicle.

【0023】本発明実施例姿勢制御装置1には、車両の
質量M、その車両の重心から前輪軸までの距離Lf、そ
の車両の重心から後輪軸までの距離Lr、およびその車
両の重心まわりの慣性モーメントIを含む定数を車両モ
デルとして記憶する手段と、前後方向加速度センサ1
8、横方向加速度センサ4、車速センサ5およびヨーレ
イトセンサ6からの出力を取込み、車両の前後方向およ
び横方向の加速度Gx、Gy、車輪の回転速度から求め
られる車両速度V’および車両のヨーレイト(ω)を電
気信号として計測する手段と、車両モデルおよび電気信
号からその車両の挙動を演算する手段と、その演算する
手段の演算結果に基づき個別にかつ自動的に各車輪に与
える制動力または駆動力を制御する手段とが備えられ
る。さらに、本発明の特徴として、前記演算する手段に
は、車両の進行方向における車輪と路面との間のスリッ
プ率を推定し、そのスリップ率の下でその車両の各車輪
に加わる前後方向および横方向の力Fx、Fyを求める
車輪力演算手段が含まれる。
The attitude control device 1 according to the embodiment of the present invention includes a vehicle mass M, a distance Lf from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axle, a distance Lr from the center of gravity of the vehicle to the rear wheel axle, and a distance around the center of gravity of the vehicle. Means for storing a constant including a moment of inertia I as a vehicle model, and a longitudinal acceleration sensor 1
8. The output from the lateral acceleration sensor 4, the vehicle speed sensor 5, and the yaw rate sensor 6 is taken in, and the vehicle speed V 'and the vehicle yaw rate (the vehicle speed V' obtained from the longitudinal and lateral accelerations Gx and Gy of the vehicle, the wheel rotational speed) are obtained. ω) as an electrical signal, a means for calculating the behavior of the vehicle from the vehicle model and the electrical signal, and a braking force or drive individually and automatically applied to each wheel based on the calculation result of the calculating means. Means for controlling the force. Further, as a feature of the present invention, the calculating means estimates a slip ratio between a wheel and a road surface in a traveling direction of the vehicle, and applies longitudinal and lateral directions applied to each wheel of the vehicle under the slip ratio. Wheel force calculation means for obtaining the directional forces Fx and Fy is included.

【0024】車輪力演算手段としてタイヤ力演算部2が
備えられ、車両の前後方向の加速度Gxと車両速度V’
を計測している車輪のスリップ率sとの関係が既知であ
り、前記車輪力演算手段には、計測された前後方向の加
速度Gxからその車輪のスリップ率sを求め、このスリ
ップ率sを用いて車両速度V’を補正することにより真
の車速Vを求め、この真の車速Vと各車輪の回転速度と
から各車輪のスリップ率を算出して、各車輪に加わる前
後方向の力Fxを求める手段と、真の車速V、車両の横
方向の加速度Gy、車両のヨーレイトω、車両の重心か
ら前輪軸および後輪軸までのそれぞれの距離Lf、L
r、および舵角δから前輪および後輪のそれぞれの横滑
り角βf、βrを求め、これらの横滑り角βf、βrと
前記各車輪に実際に作用する制動力または駆動力とか
ら、各車輪に実際に作用する横方向の力を求める手段と
が備えられる。
A tire force calculating unit 2 is provided as wheel force calculating means. The tire force calculating unit 2 includes a vehicle longitudinal acceleration Gx and a vehicle speed V '.
The relationship with the slip ratio s of the wheel measuring the wheel speed is known, and the wheel force calculating means calculates the slip ratio s of the wheel from the measured longitudinal acceleration Gx, and uses the slip ratio s The vehicle speed V ′ is corrected to obtain the true vehicle speed V, and the slip ratio of each wheel is calculated from the true vehicle speed V and the rotation speed of each wheel, and the longitudinal force Fx applied to each wheel is calculated. Means to be determined, true vehicle speed V, lateral acceleration Gy of the vehicle, yaw rate ω of the vehicle, and respective distances Lf, L from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axis and the rear wheel axis.
r, and the steering angles δ, the respective sideslip angles βf, βr of the front wheels and the rear wheels are determined. From these sideslip angles βf, βr and the braking force or the driving force actually acting on the wheels, the actual values for the respective wheels are calculated. Means for determining a lateral force acting on the

【0025】さらに、本発明実施例姿勢制御装置1に
は、その制御出力装置の一部として、前輪8および後輪
9に設けられた車輪回転速度センサ10およびブレーキ
・ブースタ・アクチュエータ11に備えられたブレーキ
圧センサ12の検出出力を取込み、スリップが発生した
ときにブレーキ圧力を断続的に制御するABS(自動制
動制御装置)3が含まれる。
Further, the attitude control device 1 according to the embodiment of the present invention is provided with a wheel rotation speed sensor 10 and a brake booster actuator 11 provided on the front wheel 8 and the rear wheel 9 as a part of the control output device. An ABS (automatic braking control device) 3 that takes in the detection output of the brake pressure sensor 12 and intermittently controls the brake pressure when a slip occurs.

【0026】姿勢制御装置1には、姿勢安定制御に必要
とされるその他の制御情報として、操舵ハンドル13の
操舵角を検出する操舵角センサ14、電子ガバナ15に
備えられたガバナセンサ16、および車両のロールレイ
トを検出するロールレイトセンサ17の出力が接続され
る。また、姿勢制御装置1からブレーキ・ブースタ・ア
クチュエータ11および電子ガバナ15には制御信号が
送出される。
The attitude control device 1 includes, as other control information required for the attitude stabilization control, a steering angle sensor 14 for detecting a steering angle of a steering wheel 13, a governor sensor 16 provided in an electronic governor 15, and a vehicle. The output of the roll rate sensor 17 for detecting the roll rate is connected. Further, control signals are sent from the attitude control device 1 to the brake booster actuator 11 and the electronic governor 15.

【0027】本実施例では図1に示すように2軸構造の
車両を例にその構成を説明したが、大型車両の場合には
3軸あるいは4軸構造が用いられる。本発明は3軸ある
いは4軸構造であっても、必要とされる制御情報を取込
むことができ、スリップ率sを同様に推定し、そのスリ
ップ率sを制御情報として行われる自動制動制御、姿勢
安定制御、その他の制御を2軸構造の車両同様に行うこ
とができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the structure of a vehicle having a two-shaft structure is described as an example. However, in the case of a large vehicle, a three-shaft or four-shaft structure is used. The present invention can take in required control information even in a three-axis or four-axis structure, similarly estimate a slip ratio s, and perform automatic braking control in which the slip ratio s is used as control information. Attitude stabilization control and other controls can be performed similarly to a vehicle having a two-axis structure.

【0028】次に、このように構成された本発明実施例
姿勢制御装置1による姿勢制御動作について説明する。
Next, the attitude control operation of the attitude control apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described.

【0029】姿勢制御装置1はプログラム制御されるコ
ンピュータ回路を含む電子装置であり、車両の運転操作
入力およびその車両の挙動データを入力としてその車両
の運動状態を演算出力し、この演算出力にしたがって運
転操作入力および外乱入力を安全側に修正する修正入力
をその車両に与え姿勢の安定制御を行う。すなわち、そ
の車両の物理特性を数値として保持する数値モデルと、
その車両の運転操作入力をデータとして取込み数値モデ
ルを参照して伝達関数によりその車両の応答を推測演算
するオブザーバとが含まれ、伝達関数はk時点のデータ
X(k)がそのM時点前までの過去のデータに各時点毎
に重み係数A(m)を乗じた値で表されるという自己回
帰法(AR法)により求める。
The attitude control device 1 is an electronic device including a computer circuit controlled by a program. The attitude control device 1 calculates and outputs the motion state of the vehicle using the driving operation input of the vehicle and the behavior data of the vehicle as inputs. A correction input for correcting the driving operation input and the disturbance input to the safe side is given to the vehicle, and the posture is stably controlled. That is, a numerical model that holds the physical characteristics of the vehicle as numerical values,
And an observer for taking the driving operation input of the vehicle as data and referring to a numerical model to estimate and calculate the response of the vehicle by a transfer function. Is obtained by an auto-regression method (AR method), which is represented by a value obtained by multiplying the past data by a weighting coefficient A (m) at each time point.

【0030】例えば積載重量が変化したとき、積載荷姿
が変化したとき、搭乗者数が変化したときなどに、その
車両の実際の挙動と数値モデルの挙動とが一致しなくな
る。このときに、車両の数値モデルにあらかじめ保持さ
れているパラメタを自動的にその挙動に一致するように
変更する。この更新は、運転操作入力あるいは外乱入力
に対する車両の挙動が危険な程度より十分小さい安全な
走行が行われているときに実行される。
For example, when the load weight changes, when the load appearance changes, or when the number of passengers changes, the actual behavior of the vehicle does not match the behavior of the numerical model. At this time, the parameters stored in advance in the numerical model of the vehicle are automatically changed to match the behavior. This update is executed when the vehicle is running safely, in which the behavior of the vehicle in response to a driving operation input or a disturbance input is sufficiently smaller than a dangerous level.

【0031】姿勢制御装置1の制御フローの一例は、通
常制御について図3に示すとおりである。
An example of the control flow of the attitude control device 1 is as shown in FIG. 3 for normal control.

【0032】また、積荷の状態が変わり、あるいは搭乗
者の数が変わると、図4に例示する制御が行われて、車
両モデルのパラメタが更新される。この更新は常に修正
の要否を監視することにより自動的に実行される。この
車両データの更新は自己回帰法(AR法)で求めた伝達
関数に基づき実行される。図4に示す更新モードのプロ
セスは図3に示すステップS4の中で実行される。この
ように自己回帰法(AR法)を利用することにより現状
に適する制御を行うことができる。
When the state of the cargo changes or the number of passengers changes, the control illustrated in FIG. 4 is performed, and the parameters of the vehicle model are updated. This update is automatically performed by always monitoring whether or not a correction is required. The update of the vehicle data is executed based on the transfer function obtained by the autoregressive method (AR method). The process in the update mode shown in FIG. 4 is executed in step S4 shown in FIG. As described above, by using the autoregressive method (AR method), it is possible to perform control suitable for the current situation.

【0033】図5は本発明実施例にかかわる入力データ
の一例を示したもので、(a)には操舵角、(b)には
ヨーレイト、(c)には横すべり角が示されている。横
軸は時間(秒)である。横軸は(a),(b),(c)
に共通である。操舵ハンドル13が操作されると、操舵
角センサ14がこれを検出し(a)に示す操作データを
姿勢制御装置1に送出する。この操舵操作にともなって
ヨーレイトセンサ6がヨーレイトを検出し(b)に示す
操作データを姿勢制御装置1に送出する。同時に横方向
加速度センサ4が横加速度を検出し(c)に示す操作デ
ータを姿勢制御装置1に送出する。すなわち図5に示す
(a)は入力であり、同(b)および(c)は車両の振
る舞い(ビヘービア)を表す応答である。
FIGS. 5A and 5B show examples of input data according to the embodiment of the present invention. FIG. 5A shows a steering angle, FIG. 5B shows a yaw rate, and FIG. 5C shows a side slip angle. The horizontal axis is time (seconds). The horizontal axis is (a), (b), (c)
Is common to When the steering wheel 13 is operated, the steering angle sensor 14 detects this and sends out the operation data shown in FIG. Along with this steering operation, the yaw rate sensor 6 detects the yaw rate and sends operation data shown in (b) to the attitude control device 1. At the same time, the lateral acceleration sensor 4 detects lateral acceleration and sends operation data shown in (c) to the attitude control device 1. That is, (a) shown in FIG. 5 is an input, and (b) and (c) are responses representing the behavior (behavior) of the vehicle.

【0034】姿勢制御装置1はこれらのデータに基づい
てこの車両の伝達関数を演算する。伝達関数は複素関数
であり、現実的な一例を示すと、横軸に周波数をとり縦
軸に振幅および位相を表示することにより表示すること
ができる。比較的単純なモデルで考えると、振幅特性は
周波数に対してなだらかな右下がりの曲線になり、位相
特性は対応して右下がりの曲線になる。図6(a)およ
び(b)はヨーレートについて振幅および位相の周波数
特性を例示する図である。図7(a)および(b)は横
加速度について振幅および位相の周波数特性を例示する
図である。これらは実際のデータに基づいて演算された
伝達関数を示す図である。
The attitude control device 1 calculates a transfer function of the vehicle based on these data. The transfer function is a complex function. In a practical example, the transfer function can be displayed by displaying the frequency on the horizontal axis and the amplitude and phase on the vertical axis. Assuming a relatively simple model, the amplitude characteristic has a gentle downward slope curve with respect to the frequency, and the phase characteristic has a corresponding downward slope curve. FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating frequency characteristics of amplitude and phase with respect to the yaw rate. FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating frequency characteristics of amplitude and phase with respect to lateral acceleration. These are diagrams showing transfer functions calculated based on actual data.

【0035】ここで車両の姿勢制御および更新について
述べる。このようにして伝達関数が定まると、この伝達
関数を用いて車両の動特性を演算し、あらかじめ設定し
た一定の基準を越える異常な動きが予測される場合に、
各車輪に異なるブレーキ圧力を与えて、車両の異常な動
きを抑圧するような姿勢制御が行われる。これは従来か
ら乗用車で実用化されている手法と同様であるので、こ
こでは詳しい説明を省略する。この技術は商用車(トラ
ック・バス)に実施するものであり、商用車では、積み
荷の状況、乗客の人数配置などにより、車両の応答を表
す伝達関数そのものが変動するので伝達関数の更新を行
う。
Here, the attitude control and updating of the vehicle will be described. When the transfer function is determined in this manner, the dynamic characteristics of the vehicle are calculated using the transfer function, and when an abnormal movement exceeding a predetermined standard is predicted,
Attitude control is performed by applying a different brake pressure to each wheel to suppress abnormal movement of the vehicle. This is the same as a method that has been practically used for passenger cars, and a detailed description thereof will be omitted here. This technology is applied to a commercial vehicle (truck / bus). In a commercial vehicle, the transfer function itself representing the response of the vehicle varies depending on the load status, the number of passengers, and the like, so the transfer function is updated. .

【0036】図6はこれを説明する図であり、すでに数
値モデルに伝達関数として破線で示す特性の関数が蓄積
されているものとする。これは積み荷が最大積載量の約
3分の1程度の標準的な形態の場合のモデルである。こ
れに対して新たに追加の積み荷が積載されたとしよう。
そうすると、総重量も重心位置も変化する。これにより
当然に同じ操舵に対する車両の応答はちがってくる。す
なわちすでに蓄積されている伝達関数は変更しなければ
ならない。そこで、センサに現れる車両の振る舞いにし
たがって伝達関数を改めて演算すると実線で示すよう
に、すでに蓄積されている伝達関数とは異なる特性が現
れる。この演算は図4で説明したように自動的に実行さ
れる。そしてその差分つまり図6に斜線を施す領域があ
らかじめ設定された限界値より大きいときには、蓄積さ
れているモデルそのものを実線で示すように、現在の状
態を示す新たな演算値に更新する。これは図4で説明し
たとおり自動的に実行される。このような自動的な蓄積
されている伝達関数の数値モデルを更新することによ
り、積み荷が変動したときや搭乗人員が変動したときな
どにも、適正な姿勢制御を実行することができるように
なる。
FIG. 6 is a diagram for explaining this, and it is assumed that a function having a characteristic indicated by a broken line is already stored as a transfer function in a numerical model. This is a model when the load is in a standard form of about one third of the maximum load capacity. Suppose that a new additional load is loaded.
Then, both the total weight and the position of the center of gravity change. This naturally results in a different response of the vehicle to the same steering. That is, the transfer function already stored must be changed. Therefore, when the transfer function is newly calculated according to the behavior of the vehicle appearing in the sensor, a characteristic different from the transfer function already stored appears as shown by a solid line. This calculation is automatically performed as described with reference to FIG. When the difference, that is, the area to be shaded in FIG. 6 is larger than the preset limit value, the stored model itself is updated to a new calculated value indicating the current state as shown by a solid line. This is performed automatically as described in FIG. By updating such a numerical model of the transfer function that is automatically accumulated, it becomes possible to execute appropriate attitude control even when the load changes or the number of crew changes. .

【0037】ここで、本発明の特徴とするところの制動
力または駆動力の制御動作について説明する。この動作
は図3に示すステップS4の中で実行される。図8は本
発明実施例姿勢制御装置による制動力または駆動力制御
動作の流れを示すフローチャートである。
Here, the control operation of the braking force or the driving force, which is a feature of the present invention, will be described. This operation is performed in step S4 shown in FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a braking force or driving force control operation by the posture control apparatus according to the embodiment of the present invention.

【0038】姿勢制御装置1は、ブレーキ圧センサ12
の出力からブレーキが操作されたことを検出すると、ヨ
ーレイトセンサ6および操舵角センサ14からの出力を
取込むとともに、左右の前輪8および左右の後輪9の車
輪回転速度センサ10からの検出出力を取込み、前輪8
の車輪回転速度の大きい方から車両速度V′を求める。
すなわち、車輪回転速度の大きい車輪に対応する車両速
度V′が真の車両速度Vに近いものとする。
The attitude control device 1 includes a brake pressure sensor 12
When it is detected that the brake has been operated from the output of, the outputs from the yaw rate sensor 6 and the steering angle sensor 14 are taken in, and the detection outputs from the wheel rotation speed sensors 10 of the left and right front wheels 8 and the left and right rear wheels 9 are obtained. Uptake, front wheel 8
The vehicle speed V 'is determined from the larger one of the wheel rotation speeds.
That is, it is assumed that the vehicle speed V ′ corresponding to the wheel having the higher wheel rotation speed is close to the true vehicle speed V.

【0039】次いで、前後方向加速度センサ18からの
検出出力Gxを取込み、タイヤ力演算部2において、ス
リップ率(sf)を演算する。図9は、ある路面摩擦係
数において、制動時に発生する加速度Gyとスリップ率
sfとの関係を示す特性図である。同図(a)には1G
制動時のスリップ率sfの求め方を示し、(b)には、
同じ曲線を用いて、0.6G制動時のスリップ率sfの
求め方を示す。このようなタイヤ特性を路面摩擦係数の
違いによりマップとして記憶しておき、測定された加速
度Gxから、スリップ率sfを求める。
Next, the detection output Gx from the longitudinal acceleration sensor 18 is taken in, and the tire force calculator 2 calculates the slip ratio (sf). FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the acceleration Gy generated during braking and the slip ratio sf at a certain road surface friction coefficient. FIG. 1A shows 1G
A method for obtaining a slip ratio sf during braking is shown, and FIG.
Using the same curve, how to determine the slip ratio sf at the time of 0.6G braking will be described. Such a tire characteristic is stored as a map according to the difference in road surface friction coefficient, and the slip ratio sf is obtained from the measured acceleration Gx.

【0040】このスリップ率sfの値を用いて、真の車
両速度Vを次式により演算する。
Using the value of the slip ratio sf, the true vehicle speed V is calculated by the following equation.

【0041】V=V′/(1−sf) 0<sf<1 0:転がり、1:すべり 次に、演算された真の車両速度、検出された横方向加速
度Gyおよびヨーレイトωを用いて、車両の真の横すべ
り角βを数式 β=∫((Gr/V)−ω)dt により演算し、さらに、取込んだ前輪舵角δと、記憶さ
れた車両の重心から前輪軸までの距離Lfおよび車両の
重心から後輪軸までの距離Lrとを用いて、前輪横すべ
り角(βf)および後輪横すべり角(βr)を数式 βf=β+(Lf/V)ω−δ βr=β−(Lr/V)ω により演算する。
V = V '/ (1-sf) 0 <sf <10 0: Rolling, 1: Slip Next, using the calculated true vehicle speed, detected lateral acceleration Gy and yaw rate ω, The true sideslip angle β of the vehicle is calculated by the following equation: β = ∫ ((Gr / V) −ω) dt, and further, the obtained front wheel steering angle δ and the stored distance Lf from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axis. And the distance Lr from the center of gravity of the vehicle to the rear wheel axle, the front wheel side slip angle (βf) and the rear wheel side slip angle (βr) are calculated by the following formula: βf = β + (Lf / V) ω−δ βr = β− (Lr / V) Calculate by ω.

【0042】同時に、真の車速Vと各輪の回転速度とか
ら各輪のスリップ率を算出して各輪の実際の制動力を求
め、これを前後力Fxとして車両モデルの入力とする。
At the same time, the actual braking force of each wheel is calculated by calculating the slip ratio of each wheel from the true vehicle speed V and the rotational speed of each wheel, and this is used as a longitudinal force Fx as an input to the vehicle model.

【0043】図10(a)は横すべり角βと横力Fyと
の関係を0G制動、0.6G制動および1G制動のそれ
ぞれについて示した特性曲線であり、同図(b)はある
横すべり角における制動時の加速度Gxと横力Fyとの
関係を示した特性曲線である。
FIG. 10 (a) is a characteristic curve showing the relationship between the side slip angle β and the lateral force Fy for each of 0G braking, 0.6G braking and 1G braking, and FIG. 10 (b) shows the characteristic curve at a certain side slip angle. 4 is a characteristic curve showing a relationship between acceleration Gx and lateral force Fy during braking.

【0044】この特性曲線に、演算した前輪の横すべり
角βf、後輪の横すべり角βrおよび〔前後方向の加速
度Gxを対応させて〕前後力Fxから得られる制動加速
度から、スリップによる目減り分を加味した横力Frを
求め車両モデルの入力とする。
From the braking acceleration obtained from the calculated front slip angle βf of the front wheels, the rear slip angle βr of the rear wheels and the longitudinal force Fx (corresponding to the longitudinal acceleration Gx), the loss due to slip is added to this characteristic curve. The obtained lateral force Fr is obtained and used as an input of the vehicle model.

【0045】測定された前後方向の加速度Gxからスリ
ップ率sを求めるためには、路面摩擦係数(μ)を知る
必要がある。これをリアルタイムに推定する方法につい
て以下に説明する。図11は路面摩擦係数推定動作の流
れを示すフローチャートである。
In order to determine the slip ratio s from the measured longitudinal acceleration Gx, it is necessary to know the road surface friction coefficient (μ). A method for estimating this in real time will be described below. FIG. 11 is a flowchart showing the flow of the road surface friction coefficient estimation operation.

【0046】路面摩擦係数の推定のためには、その車両
に関する物理的な定数として、その車両の質量M、その
車両の重心から前輪軸までの距離Lf、その車両の重心
から後輪軸までの距離Lr、およびその車両の重心まわ
りの慣性モーメントIがあらかじめ記憶されている。ま
た、横方向加速度センサ4、車速センサ5およびヨーレ
イトセンサ6からの検出出力を電気信号として取込み、
車両の横方向加速度Gy、車両速度Vおよび車両のヨー
レイトωを計測する。ここで、車両速度Vとしては、車
輪の回転速度から求められる値で充分である。
For estimating the road surface friction coefficient, the physical constants of the vehicle include the mass M of the vehicle, the distance Lf from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axle, and the distance from the center of gravity of the vehicle to the rear wheel axle. Lr and the moment of inertia I around the center of gravity of the vehicle are stored in advance. Further, detection outputs from the lateral acceleration sensor 4, the vehicle speed sensor 5, and the yaw rate sensor 6 are captured as electric signals,
The lateral acceleration Gy, the vehicle speed V, and the yaw rate ω of the vehicle are measured. Here, as the vehicle speed V, a value obtained from the rotation speed of the wheels is sufficient.

【0047】車両の横すべり角をβ、この横すべり角β
の時間微分値をdβ/dtとすると、横方向の加速度
は、 Gy=V((dβ/dt)+ω) の関係があるので、この数式により計測値を用いて横す
べり角βの時間微分値 dβ/dt=(Gy/V)−ω を演算し、この横すべり角βの時間微分値を時間積分し
て横すべり角βを算出する。
The side slip angle of the vehicle is β, and this side slip angle β
Is the time differential value of dS / dt, the lateral acceleration has the relationship of Gy = V ((dβ / dt) + ω). / Dt = (Gy / V) -ω is calculated, and the time differential value of the sideslip angle β is integrated over time to calculate the sideslip angle β.

【0048】その車両の重心軸まわりの慣性モーメント
I、ヨーレイトωの時間微分値dω/dt、前輪の横力
Ff、重心から前輪軸までの距離Lf、後輪の横力F
r、重心から後輪軸までの距離Lr、車両の質量M、お
よび車両の横方向加速度Gyは、車両の回転方向につい
て、 I(dω/dt)=2Ff・Lf−2Fr・Lr の関係があり、車両の並進方向について、 M・Gy=2Ff+2Fr の関係がある。
The moment of inertia I about the center of gravity of the vehicle, the time differential value of the yaw rate ω dω / dt, the lateral force Ff of the front wheel, the distance Lf from the center of gravity to the front wheel axis, the lateral force F of the rear wheel
r, the distance Lr from the center of gravity to the rear wheel axle, the mass M of the vehicle, and the lateral acceleration Gy of the vehicle have a relationship of I (dω / dt) = 2Ff · Lf−2Fr · Lr with respect to the rotation direction of the vehicle. Regarding the translation direction of the vehicle, there is a relationship of M · Gy = 2Ff + 2Fr.

【0049】この二つの関係式から前輪8に生じる横力
Ffは、 Ff=(I(dω/dt)+M・Gy・Lr)/2(L
f+Lr) により求められる。
From these two relational expressions, the lateral force Ff generated at the front wheel 8 is given by: Ff = (I (dω / dt) + M · Gy · Lr) / 2 (L
f + Lr).

【0050】また、前輪8の正味の横すべり角βfは、
図12に示すように、車両が速度Vで走行中に車両の重
心まわりに生じるヨーレイトがωであるとすると、前輪
に生じる横すべり角は車両の重心から前輪軸までの距離
がLfであるので、操舵が行われない状態では横すべり
角は β+(Lf/V)ω となるが、舵角δで操舵が行われたときには、前記横す
べり角は、操舵が行われない状態から舵角δを差し引い
て βf=β+(Lf/V)ω−δ の関係式で示される。
The net sideslip angle βf of the front wheel 8 is
As shown in FIG. 12, assuming that the yaw rate generated around the center of gravity of the vehicle while the vehicle is traveling at speed V is ω, the side slip angle generated at the front wheels is Lf, which is the distance from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axis. When the steering is not performed, the sideslip angle becomes β + (Lf / V) ω. However, when the steering is performed at the steering angle δ, the sideslip angle is obtained by subtracting the steering angle δ from the state where the steering is not performed. βf = β + (Lf / V) ω−δ.

【0051】タイヤの諸元から求められるコーナリング
パワーの定数Kfとすると、前輪8の路面摩擦係数μは
数式 μ=Ff/(Kf・βf) で求められる。
Assuming a constant Kf of the cornering power obtained from the specifications of the tire, the road surface friction coefficient μ of the front wheel 8 can be obtained by the following equation: μ = Ff / (Kf · βf).

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
両の進行方向における車輪のスリップを考慮して車両に
横すべりを生じさせる力を正確に推定し、その推定に基
づいて制動力または駆動力を適応的に制御することがで
きるので、精度の高い車両の姿勢安定制御を行うことが
できる。
As described above, according to the present invention, the force that causes the vehicle to skid is accurately estimated in consideration of the slip of the wheels in the traveling direction of the vehicle, and the braking force or the driving force is estimated based on the estimation. Since the force can be adaptively controlled, it is possible to perform highly accurate vehicle attitude stabilization control.

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

【図1】本発明実施例装置のシステム構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例装置の車両への実装例を示す斜視
図。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of mounting the device of the present invention on a vehicle.

【図3】本発明実施例姿勢制御装置による通常制御を説
明するフローチャート。
FIG. 3 is a flowchart illustrating normal control performed by the attitude control apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明実施例姿勢制御装置による車両モデルの
パラメタ更新を説明するフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart illustrating updating of a vehicle model parameter by the attitude control apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図5】(a)、(b)および(c)は本発明実施例姿
勢制御装置の制御における操舵角、ヨーレイトおよび横
すべり角の入力データを示す図。
FIGS. 5A, 5B, and 5C are diagrams illustrating input data of a steering angle, a yaw rate, and a sideslip angle in the control of the attitude control device according to the embodiment of the present invention.

【図6】(a)および(b)は本発明実施例姿勢制御装
置の制御における利得および位相によって表された伝達
関数の一例を示す図。
FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating an example of a transfer function represented by a gain and a phase in the control of the attitude control device according to the embodiment of the present invention.

【図7】(a)および(b)は本発明実施例姿勢制御装
置の制御における利得および位相によって表された伝達
関数の別の例を示す図。
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing another example of the transfer function represented by the gain and the phase in the control of the attitude control device according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明実施例姿勢制御装置による制動力または
駆動力制御動作の流れを示すフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a braking force or driving force control operation by the posture control apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図9】(a)および(b)はスリップ率と前後力との
関係を示す特性図。
FIGS. 9A and 9B are characteristic diagrams showing a relationship between a slip ratio and a longitudinal force.

【図10】(a)は横すべり角と横力との関係を示す特
性図、(b)は〔重力〕加速度と横力との関係を示す特
性図。
10A is a characteristic diagram showing a relationship between a lateral slip angle and a lateral force, and FIG. 10B is a characteristic diagram showing a relationship between [gravity] acceleration and a lateral force.

【図11】本発明実施例姿勢制御装置の路面摩擦係数推
定装置による路面摩擦係数推定動作の流れを示すフロー
チャート。
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of a road surface friction coefficient estimating operation performed by the road surface friction coefficient estimating device of the posture control apparatus according to the embodiment of the present invention;

【図12】本発明実施例において路面摩擦係数推定に用
いられる横すべり角を説明する図。
FIG. 12 is a diagram illustrating a sideslip angle used for estimating a road surface friction coefficient in the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 姿勢制御装置 2 タイヤ力演算部 3 ABS(自動制動制御装置) 4 横方向加速度センサ 5 車速センサ 6 ヨーレイトセンサ 8 前輪 9 後輪 10 車輪回転速度センサ 11 ブレーキ・ブースタ・アクチュエータ 12 ブレーキ圧センサ 13 操舵ハンドル 14 操舵角センサ 15 電子ガバナ 16 ガバナセンサ 17 ロールレイトセンサ 18 前後方向加速度センサ REFERENCE SIGNS LIST 1 attitude control device 2 tire force calculation unit 3 ABS (automatic braking control device) 4 lateral acceleration sensor 5 vehicle speed sensor 6 yaw rate sensor 8 front wheel 9 rear wheel 10 wheel rotation speed sensor 11 brake booster actuator 12 brake pressure sensor 13 steering Steering wheel 14 steering angle sensor 15 electronic governor 16 governor sensor 17 roll rate sensor 18 longitudinal acceleration sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 籾山 冨士男 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 奥山 宏和 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Fujio Fujio 3-1-1 Hinodai, Hino-shi, Tokyo Inside Hino Automotive Industry Co., Ltd. (72) Hirokazu Okuyama 3-1-1 Hinodai, Hino-shi, Tokyo Hino Automotive Industry Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両の質量M、その車両の重心から前輪
軸までの距離Lf、その車両の重心から後輪軸までの距
離Lr、およびその車両の重心まわりの慣性モーメント
Iを含む定数を車両モデルとして記憶する手段と、車両
の前後方向および横方向の加速度Gx、Gy、車輪の回
転速度から求められる車両速度V’および車両のヨーレ
イトωを電気信号として計測する手段と、前記車両モデ
ルおよび前記電気信号からその車両の挙動を演算する手
段と、その演算する手段の演算結果に基づき個別にかつ
自動的に各車輪に与える制動力または駆動力を制御する
手段とを備えた車両の姿勢制御装置において、 前記演算する手段は、車両の進行方向における車輪と路
面との間のスリップ率を推定し、そのスリップ率の下で
その車両の各車輪に加わる前後方向および横方向の力F
x、Fyを求める車輪力演算手段を含むことを特徴とす
る車両の姿勢制御装置。
1. A vehicle model comprising constants including a mass M of a vehicle, a distance Lf from a center of gravity of the vehicle to a front wheel axle, a distance Lr from a center of gravity of the vehicle to a rear wheel axle, and a moment of inertia I around the center of gravity of the vehicle. Means for measuring the vehicle speed V ′ obtained from the longitudinal and lateral accelerations Gx and Gy of the vehicle, the vehicle rotational speed V ′ and the yaw rate ω of the vehicle as electric signals, the vehicle model and the electric vehicle. A vehicle attitude control device comprising: means for calculating the behavior of the vehicle from the signal; and means for individually and automatically controlling the braking force or driving force applied to each wheel based on the calculation result of the calculating means. The calculating means estimates a slip ratio between a wheel and a road surface in a traveling direction of the vehicle, and calculates a slip ratio before applying to each wheel of the vehicle under the slip ratio. Direction and transverse direction of the force F
An attitude control device for a vehicle, comprising a wheel force calculating means for obtaining x and Fy.
【請求項2】 車両の前後方向の加速度Gxと車両速度
V’を計測している車輪のスリップ率sとの関係が既知
であり、 前記車輪力演算手段は、計測された前後方向の加速度G
xからその車輪のスリップ率sを求め、このスリップ率
sを用いて車両速度V’を補正することにより真の車速
Vを求め、この真の車速Vと各車輪の回転速度とから各
車輪のスリップ率を算出して、各車輪に加わる前後方向
の力Fxを求める手段を含む請求項1記載の車両の姿勢
制御装置。
2. The relationship between the longitudinal acceleration Gx of the vehicle and the slip ratio s of the wheel measuring the vehicle speed V ′ is known, and the wheel force calculating means determines the measured longitudinal acceleration Gx.
x, the slip rate s of the wheel is obtained, and the vehicle speed V ′ is corrected by using the slip rate s to obtain the true vehicle speed V. From the true vehicle speed V and the rotation speed of each wheel, the true speed V of each wheel is obtained. 2. The vehicle attitude control device according to claim 1, further comprising means for calculating a slip ratio and obtaining a force Fx in a front-rear direction applied to each wheel.
【請求項3】 前記車輪力演算手段は、真の車速V、車
両の横方向の加速度Gy、車両のヨーレイトω、車両の
重心から前輪軸および後輪軸までのそれぞれの距離L
f、Lr、および舵角δから前輪および後輪のそれぞれ
の横滑り角βf、βrを求め、これらの横滑り角βf、
βrと前記各車輪に実際に作用する制動力または駆動力
とから、各車輪に実際に作用する横方向の力を求める手
段を含む請求項2記載の車両の姿勢制御装置。
3. The wheel force calculating means calculates a true vehicle speed V, a lateral acceleration Gy of the vehicle, a yaw rate ω of the vehicle, and respective distances L from the center of gravity of the vehicle to the front wheel axis and the rear wheel axis.
From the f, Lr, and the steering angle δ, the sideslip angles βf, βr of the front wheels and the rear wheels are obtained, and these sideslip angles βf,
3. The vehicle attitude control device according to claim 2, further comprising means for obtaining a lateral force actually acting on each wheel from βr and a braking force or a driving force actually acting on each wheel.
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