JPH11321604A - Calculating method of body slip angle in vehicle behavior control and device therefor - Google Patents

Calculating method of body slip angle in vehicle behavior control and device therefor

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JPH11321604A
JPH11321604A JP10235417A JP23541798A JPH11321604A JP H11321604 A JPH11321604 A JP H11321604A JP 10235417 A JP10235417 A JP 10235417A JP 23541798 A JP23541798 A JP 23541798A JP H11321604 A JPH11321604 A JP H11321604A
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JP
Japan
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slip angle
tire
body slip
vehicle body
calculated
Prior art date
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Pending
Application number
JP10235417A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Abe
正人 安部
Osamu Furukawa
修 古川
Koji Shibahata
康二 芝端
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to GB9825406A priority patent/GB2336412B/en
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Publication of JPH11321604A publication Critical patent/JPH11321604A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To dispense with the direct detection of road friction coefficient and body slip angle and to improve the stability and responsiveness of vehicle behavior control by determining a virtual body slip angle and road friction coefficient by regressive calculation within a system forming a closed loop. SOLUTION: During the traveling of a vehicle, the tire slip angle α is arithmetically calculated 3, 4 from yaw rate γ, vehicle speed V, body slip angle β as initial value (or previously calculated value) and wheel steering angle δ. The cornering force Y is arithmetically calculated 5, 6 from slip angle α, and virtual body slip angle βe is arithmetically calculated 7 from each data Y, V, γ. The road surface friction coefficient is estimated from the relation of the cornering force Ye calculated from the yaw rate γ and side acceleration GY with the body slip angle βD calculated from each data γ, GY, V by a μ estimating device 10, and the virtual body slip angle βe is fed back to arithmetically calculate the slip angle α.

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、車両のより一層高
い応答性及び安定性が得られるように運転者の運転操作
を支援するための車両挙動制御における車体スリップア
ングルの演算方法およびその装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for calculating a vehicle body slip angle in vehicle behavior control for assisting a driver's driving operation so as to obtain higher responsiveness and stability of the vehicle. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】制動力や駆動力を前後もしくは左右各輪
で個々に制御することによって車両の旋回性を向上させ
る技術がこれまでに種々提案されてきているが、これら
従来技術の多くは、ヨーレイトのごとき車体の運動状態
量を検出し、これをフィードバックして所望の車両挙動
が得られるように制御するものである。しかしながら、
車両がタイヤを介して接地している以上は、車両の運動
性はタイヤの力学特性に支配され、特にコーナリングフ
ォースが飽和する領域では、車体の運動状態量のみに基
づいて所期の旋回性を車両に与えるように制御すること
はきわめて困難である。
2. Description of the Related Art There have been proposed various techniques for improving the turning performance of a vehicle by individually controlling a braking force and a driving force by front and rear or right and left wheels. The system detects a motion state amount of the vehicle body such as a yaw rate and feeds back this to control so that a desired vehicle behavior can be obtained. However,
As long as the vehicle is in contact with the ground via the tires, the vehicle's mobility is governed by the tire's mechanical properties.Especially in the area where the cornering force is saturated, the desired turning performance is based only on the vehicle state of motion. It is very difficult to control the vehicle.

【0003】そこで本出願人は、タイヤの力学特性が線
形領域を外れている走行条件下にあっても、車両の応答
性ならびに安定性を好ましい状態にすることのできる車
両挙動制御方法およびその装置を、特願平8−1742
17号明細書(特開平10−965号公報参照)で提案
した。この技術は、制動(または駆動)を伴う操舵に対
し、タイヤの力学特性が非線形領域であっても好ましい
応答を示すヨーイングモーメントを、スライディングモ
ード制御(コロナ社刊・スライディングモード制御参
照)でタイヤの前後力を制御して発生させようとするも
のであり、前後輪のコーナリングフォース、ヨーレイ
ト、および車体スリップアングルの各パラメータから、
好ましい応答を実現するためのヨーイングモーメント
を、以下に示す式(1)で求め、制御するべきタイヤの
前後力、即ち制動力(或いは駆動力)の左右比を式
(2)で決定し、この左右のタイヤの前後力を公知手段
(制動力制御:特開平7−69190号公報参照、駆動
力制御:特開平7−17277号公報参照)で個々に制
御することにより、タイヤの力学特性が線形領域を外れ
た走行条件下において車両の応答性、安定性を高めよう
とするものである。
[0003] The present applicant has proposed a vehicle behavior control method and a vehicle behavior control method capable of setting the responsiveness and stability of a vehicle to a desirable state even under running conditions in which the dynamic characteristics of the tire are out of the linear region. To Japanese Patent Application No. 8-1742.
No. 17 (see JP-A-10-965). This technology uses a sliding mode control (see Sliding Mode Control, published by Corona) to calculate a yawing moment that shows a favorable response to steering involving braking (or driving) even when the mechanical characteristics of the tire are in a nonlinear region. It is intended to control and generate the longitudinal force, and from the parameters of cornering force, yaw rate, and vehicle body slip angle of the front and rear wheels,
The yawing moment for realizing a preferable response is obtained by the following equation (1), and the longitudinal force of the tire to be controlled, that is, the left / right ratio of the braking force (or driving force) is determined by the equation (2). By individually controlling the longitudinal force of the left and right tires by known means (braking force control: see JP-A-7-69190, driving force control: see JP-A-7-17277), the dynamic characteristics of the tire are linear. It is intended to enhance the responsiveness and stability of the vehicle under running conditions outside the region.

【0004】 Mz=−(LFF−LRR) +(I/mV)・{(dYF/dt)+(dYR/dt)} +〔kca/(1+ca)〕・I・〔(YF+YR)/mV−γ〕 +I・(dβ/dt)・〔(k+c)/(1+ca)〕 +Iβ〔kc/(1+ca)〕 …(1) 但し、Mz:駆動力又は制動力によって発生する重心回
りのヨーイングモーメント、LF:前車軸〜重心間距
離、LR:後車軸〜重心間距離、YF:前輪のコーナリン
グフォース(左右和)、YR:後輪のコーナリングフォ
ース(左右和)、m:車両の重心点質量、V:車速、
I:ヨーイング慣性モーメント、c、a、k:適宜に定
められた定数、γ:ヨーレイト、とする(図4参照)。
[0004] Mz = - (L F Y F -L R Y R) + (I / mV) · {(dY F / dt) + (dY R / dt)} + [kca / (1 + ca)] · I · [(Y F + Y R) / mV-γ ] + I · (dβ / dt) · [(k + c) / (1 + ca) ] + I beta [kc / (1 + ca)] ... (1) where, Mz: driving force or braking force around the center of gravity of the yawing moment generated by, L F: front axle - distance between centers of gravity, L R: rear axle - distance between centers of gravity, Y F: cornering force (lateral sum) of the front wheels, Y R: rear wheel cornering force ( Left and right sum), m: mass of the center of gravity of the vehicle, V: vehicle speed,
Let I: yawing moment of inertia, c, a, k: constants appropriately determined, and γ: yaw rate (see FIG. 4).

【0005】 Mz=(XR−XL)LTR …(2) 但し、LTR:トレッド寸法、XR:右タイヤに与える前
後力、XL:左タイヤに与える前後力
[0005] Mz = (X R -X L) L TR ... (2) However, L TR: tread dimensions, X R: before and after the force applied to the right tire, X L: longitudinal force to be applied to the left tire

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】さて、上記先行技術の
アルゴリズムにおいては、少なくともタイヤと路面間の
摩擦係数μ、および車体スリップアングルβの値が既知
であることが前提にあった。しかしながら、μ並びにβ
の値を直接的に検出し得るセンサは、量産車に対応可能
な程度に実用化されてはおらず、現状では、前者は駆動
輪と従動輪との回転速度差に基づいて推定し、後者はヨ
ーレイトや横加速度のように、比較的容易に検出可能な
車両状態量に基づいて推定することが一般的である。つ
まり、上記先行技術によると、間接的にしか求められな
い推定値の精度に制御精度が大きな影響を受ける結果と
なっていた。
By the way, in the above-mentioned prior art algorithm, it was assumed that at least the values of the friction coefficient μ between the tire and the road surface and the vehicle body slip angle β were known. However, μ and β
Has not been put into practical use to the extent that it can be used for mass-produced vehicles.Currently, the former is estimated based on the rotational speed difference between the drive wheel and the driven wheel, and the latter is Generally, the estimation is performed based on a vehicle state quantity that can be relatively easily detected, such as a yaw rate or a lateral acceleration. That is, according to the above prior art, the control accuracy is greatly affected by the accuracy of the estimated value that can be obtained only indirectly.

【0007】本発明は、このような先行技術の問題点を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
タイヤと路面間の摩擦係数および車体スリップアングル
の直接的な検出値を要することなく実用上十分な精度を
もって制御可能な車両挙動制御における車体スリップア
ングルの演算方法およびその装置を提供することにあ
る。
[0007] The present invention has been devised in order to solve such problems of the prior art, and its main objects are as follows.
It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for calculating a vehicle body slip angle in vehicle behavior control which can be controlled with practically sufficient accuracy without requiring direct detection values of a friction coefficient between a tire and a road surface and a vehicle body slip angle.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明では、ヨーレイトγと車速Vと初期値又
は前回計算値としての車体スリップアングルβと車輪舵
角δとからタイヤスリップアングルαを演算し、少なく
ともタイヤスリップアングルαからタイヤ力学モデルに
基づいてコーナリングフォースYを演算し、コーナリン
グフォースYと車速Vとヨーレイトγとから仮想車体ス
リップアングルβeを演算し、ヨーレイトと横加速度GY
とから算出したコーナリングフォースYeと、ヨーレイ
トと横加速度と車速とから算出した車体スリップアング
ルβDに基づいて算出したタイヤスリップアングルαe
の関係に基づき、タイヤ力学モデルの式に用いるタイヤ
と路面間の摩擦係数μを推定すると共に、仮想車体スリ
ップアングルβeを帰還させてタイヤスリップアングル
αを演算するものとした。
According to the present invention, a tire slip angle is calculated from a yaw rate γ, a vehicle speed V, an initial value or a vehicle body slip angle β and a wheel steering angle δ as previously calculated values. α, a cornering force Y is calculated from at least the tire slip angle α based on the tire dynamic model, a virtual vehicle body slip angle β e is calculated from the cornering force Y, the vehicle speed V, and the yaw rate γ, and a yaw rate and a lateral acceleration G are calculated. Y
A cornering force Y e calculated from a, based on the relationship between tire slip angle alpha e calculated based on the vehicle body slip angle beta D calculated from the yaw rate and lateral acceleration and vehicle speed, and the tire used in the equation of the tire dynamic model The friction coefficient μ between the road surfaces is estimated, and the virtual vehicle body slip angle β e is fed back to calculate the tire slip angle α.

【0009】これによると、閉ループを形成する系内
で、仮想車体スリップアングル値並びにタイヤと路面間
の摩擦係数値が共に回帰的計算となるので、タイヤと路
面間の摩擦係数および車体スリップアングルの直接的な
検出値を求めなくとも結果として車両挙動制御の安定性
および応答性が確保される。
According to this, in the system forming the closed loop, both the virtual vehicle body slip angle value and the friction coefficient value between the tire and the road surface are regressively calculated, so that the friction coefficient between the tire and the road surface and the vehicle body slip angle are calculated. As a result, the stability and responsiveness of the vehicle behavior control can be ensured without directly obtaining the detected value.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に図1に示すフロー図および
図2に示すブロック図を参照して本発明の制御アルゴリ
ズムについて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a control algorithm of the present invention will be described in detail with reference to a flowchart shown in FIG. 1 and a block diagram shown in FIG.

【0011】まず、ステアリングホイールの操舵角θSW
が前輪操舵装置1および後輪操舵装置2に伝達されて前
輪舵角δFおよび後輪舵角δRに変換される。この時の各
種車両状態量(ヨーレイトγ、車速V、車輪の舵角δ、
横加速度GY)を検出する(ステップ1)。
First, the steering angle θ SW of the steering wheel
There is converted is transmitted to the front-wheel steering device 1 and the rear wheel steering device 2 to the front wheel steering angle [delta] F and the rear wheel steering angle [delta] R. At this time, various vehicle state quantities (yaw rate γ, vehicle speed V, wheel steering angle δ,
The lateral acceleration G Y ) is detected (step 1).

【0012】次に舵角情報δおよび車速情報Vに基づい
てタイヤスリップアングル演算器3・4に内蔵された次
式によりタイヤスリップアングルαを前後輪について求
める(ステップ2)。
Next, based on the steering angle information δ and the vehicle speed information V, the tire slip angle α is obtained for the front and rear wheels by the following equation built in the tire slip angle calculators 3 and 4 (step 2).

【0013】 αF=βe+(LF/V)γ−δF(前輪) …(3) αR=βe−(LR/V)γ−δR(後輪) …(4) 但し、αF:前輪スリップアングル、αR:後輪スリップ
アングル、βe:仮想車体スリップアングル、δF:前輪
舵角、δR:後輪舵角、とする。ここでタイヤスリップ
アングルαおよび仮想車体スリップアングルβeの初期
値は、舵角δ=0、ヨーレイトγ=0の時に共に0にリ
セットされるものとする。
Α F = β e + (L F / V) γ-δ F (front wheel) (3) α R = β e- (L R / V) γ-δ R (rear wheel) (4) Here, α F : front wheel slip angle, α R : rear wheel slip angle, β e : virtual vehicle body slip angle, δ F : front wheel steering angle, δ R : rear wheel steering angle. Here, the initial values of the tire slip angle α and the virtual vehicle body slip angle β e are both reset to 0 when the steering angle δ = 0 and the yaw rate γ = 0.

【0014】次にコーナリングフォース演算器5・6に
内蔵されたタイヤ力学モデルの式(5)にタイヤスリッ
プアングルαを代入してコーナリングフォースYを前後
輪について求める(ステップ3)。
Next, the cornering force Y is determined for the front and rear wheels by substituting the tire slip angle α into Equation (5) of the tire dynamic model built in the cornering force calculators 5 and 6 (step 3).

【0015】[0015]

【数1】 …(5)(Equation 1) … (5)

【0016】但し、μ:タイヤと路面間の摩擦係数、
C:コーナリングパワー、W:接地荷重、X:前後力、
とする。
Here, μ: coefficient of friction between tire and road surface,
C: cornering power, W: ground load, X: longitudinal force,
And

【0017】ここでμは1近傍の適宜な値を初期値と
し、後述するμ推定器10で逐次演算して得た推定値で
更新した値であり、CはμおよびWの関数として予め設
定されたマップから求めた値であり、Wは設計値を前後
および左右加速度で補正した値あるいは懸架装置に設け
たロードセルの出力から求めた値であり、Xは加速度
(減速度)から推定するか、あるいは制動液圧またはエ
ンジン出力から求めた値である。なお、前後力Xおよび
接地荷重Wを変数とせずにコーナリングフォースYを算
出しても良い。その場合は、仮想車体スリップアングル
βeの推定精度が低下するものの、車両挙動制御の安定
性が大幅に低下することはない。
Here, μ is a value updated with an estimated value obtained by successively calculating with a μ estimator 10 described later, with an appropriate value near 1 as an initial value, and C is preset as a function of μ and W. W is a value obtained from a corrected map, W is a value obtained by correcting a design value by longitudinal and lateral acceleration or a value obtained from an output of a load cell provided in a suspension device, and X is a value obtained by estimating from an acceleration (deceleration). , Or a value obtained from the braking fluid pressure or the engine output. The cornering force Y may be calculated without using the longitudinal force X and the contact load W as variables. In this case, although the estimation accuracy of the virtual vehicle body slip angle β e decreases, the stability of the vehicle behavior control does not significantly decrease.

【0018】次に上記のようにして求めた前輪コーナリ
ングフォースYFおよび後輪コーナリングフォースYR
基づいて仮想車体スリップアングル演算器7で仮想車体
スリップアングルβeを得る(ステップ4)。なお、こ
こでは次式に示すように、先ず微分値を求め、かつこれ
を積分して仮想車体スリップアングルβeを得る。
[0018] Then obtain the virtual vehicle body slip angle beta e in virtual vehicle body slip angle computing unit 7 on the basis of the front wheel cornering force Y F and the rear wheel cornering force Y R calculated as described above (Step 4). Here, as shown in the following equation, first, a differential value is obtained, and this is integrated to obtain a virtual vehicle body slip angle β e .

【0019】 dβe/dt=(YF+YR)/mV−γ …(6) βe=∫{(YF+YR)/mV−γ}dt …(7)e / dt = (Y F + Y R ) / mV-γ (6) β e = ∫ {(Y F + Y R ) / mV-γ} dt (7)

【0020】この仮想車体スリップアングルβeをタイ
ヤスリップアングル演算器3・4に帰還することによ
り、結果として実用上十分な擬似的車体スリップアング
ル値が得られるので、これを従来技術の項で述べた
(1)式で定義されるスライディングモード演算器8に
入力することにより、車体スリップアングルを0に収束
させる制御の基礎となるヨーイングモーメントMzが得
られる(ステップ5)。この値から左右のタイヤの前後
力XR・XLを決定し(ステップ6)、車両9を制御す
る。
By feeding back the virtual vehicle body slip angle β e to the tire slip angle calculators 3 and 4, a practically sufficient pseudo vehicle body slip angle value can be obtained as a result. By inputting to the sliding mode calculator 8 defined by the equation (1), a yawing moment Mz serving as a basis of control for converging the vehicle body slip angle to zero is obtained (step 5). Determining the longitudinal force X R · X L of the right and left tires from this value (step 6), controls the vehicle 9.

【0021】一方、コーナリングフォース演算器5・6
に内蔵されたタイヤ力学モデルの式(5)で用いるタイ
ヤと路面間の摩擦係数μの値は、1近傍の適宜な固定値
のままであっても実用上の安定性は損なわれないが、応
答性の面ではμ値の精度が高いほど有利であることが確
認されている。そこで本発明においては、直接検出が比
較的容易な車速V、横加速度GYおよびヨーレイトγの
検出値に基づいて推定μ値を算出し、この推定μ値をス
テップ3の処理に用いるものとした。以下に推定μ値を
算出するμ推定器10の働きについて図3及び図5を参
照して説明する。
On the other hand, cornering force calculators 5 and 6
Although the value of the coefficient of friction μ between the tire and the road surface used in the equation (5) of the tire dynamic model built in the tire does not impair the practical stability even if an appropriate fixed value near 1 is maintained, It has been confirmed that the higher the precision of the μ value is, the more advantageous the response is. Therefore, in the present invention, the estimated μ value is calculated based on the detected values of the vehicle speed V, the lateral acceleration G Y, and the yaw rate γ, which are relatively easy to detect directly, and the estimated μ value is used in the processing of step 3. . Hereinafter, the operation of the μ estimator 10 for calculating the estimated μ value will be described with reference to FIGS. 3 and 5.

【0022】ここで、タイヤ力学モデルの式(5)から
から算出したコーナリングフォースYを用いた仮想車体
スリップアングルβeの演算は、ステップ4の処理にお
いて継続的に実行されているので、このβeの絶対値が
0に近いある小さな一定値以下になった時点を判定する
(ステップ11)。そしてこのβeの絶対値が0に近い
ある小さな一定値以下になったならば、横加速度GY
よびヨーレイトγの検出値と車速Vとを積分器11に入
力し、次式により推定車体スリップアングルβ Dを求め
る(ステップ12)。
Here, from equation (5) of the tire dynamic model,
Vehicle body using cornering force Y calculated from
Slip angle βeIs calculated in step 4
And is continuously executed, this βeIs the absolute value of
Determine when the value falls below a certain small value close to 0
(Step 11). And this βeThe absolute value of is close to 0
If the value falls below a certain small value, the lateral acceleration GYYou
The detected value of yaw rate γ and the vehicle speed V are input to the integrator 11.
And the vehicle body slip angle β DAsk for
(Step 12).

【0023】 βD=∫{(GY/V)−γ}dt,T=∫dt …(8)Β D = ∫ {(G Y / V) −γ} dt, T = ∫dt (8)

【0024】ここでは、このβeの絶対値が0に近いあ
る小さな一定値以下になった時点に推定車体スリップア
ングルβDの算出値をリセットしかつ積分演算をスター
トし、舵角変化率の絶対値が所定値以下の状態時に、適
宜な時間(T=2〜3秒)だけβDの算出を行う。これ
を繰り返すことにより、積分誤差が累積する不都合を排
除し得る。
Here, when the absolute value of β e becomes equal to or less than a certain small value close to 0, the calculated value of the estimated vehicle body slip angle β D is reset, the integral calculation is started, and the steering angle change rate is calculated. When the absolute value is equal to or less than the predetermined value, β D is calculated for an appropriate time (T = 2 to 3 seconds). By repeating this, it is possible to eliminate the inconvenience of accumulation of integration errors.

【0025】このようにして得られた推定車体スリップ
アングルβDを推定タイヤスリップアングル演算器12
に入力し、次式により推定タイヤスリップアングルαe
を前後輪について求める(ステップ13)。
The estimated vehicle body slip angle β D obtained in this way is used as an estimated tire slip angle calculator 12.
And estimated tire slip angle α e by the following equation
For the front and rear wheels (step 13).

【0026】 αeF=βD+(LF/V)γ−δF …(9−1) αeR=βD−(LR/V)γ−δR …(9−2)The α eF = β D + (L F / V) γ-δ F ... (9-1) α eR = β D - (L R / V) γ-δ R ... (9-2)

【0027】他方、推定車体スリップアングルβDの算
出中のみ、その時間に対応した横加速度GY及びヨーレ
イトγを推定コーナリングフォース演算器13に入力
し、推定コーナリングフォースYeを前後輪について運
動方程式から逆算する(ステップ14)。
On the other hand, only during the calculation of the estimated vehicle body slip angle β D , the lateral acceleration G Y and the yaw rate γ corresponding to that time are input to the estimated cornering force calculator 13, and the estimated cornering force Y e is calculated by using the equation (Step 14).

【0028】 YeF=1/2L〔m・LR・GY+I(dγ/dt)〕 ≒mF・GYF …(10−1) YeR=1/2L〔m・LF・GY+I(dγ/dt)〕 ≒mR・GYR …(10−2) 但し、mF:前車軸の質量、mR:後車軸の質量、GYF
前車軸上の横加速度、G YR:後車軸上の横加速度、L:
ホイールベース(=LR+LF
YeF= 1 / 2L [mLR・ GY+ I (dγ / dt)] ≒ mF・ GYF ... (10-1) YeR= 1 / 2L [mLF・ GY+ I (dγ / dt)] ≒ mR・ GYR ... (10-2) where mF: Mass of front axle, mR: Mass of rear axle, GYF:
Lateral acceleration on the front axle, G YR: Lateral acceleration on rear axle, L:
Wheelbase (= LR+ LF)

【0029】このようにして得た前後輪の推定コーナリ
ングフォースYeF、YeRと、上記の前後輪の推定タイヤ
スリップアングルαeF、αeRとを、μ演算器16に入力
する。ここでは、推定コーナリングフォースYeと推定
タイヤスリップアングルαeとの関係データを蓄積し
(ステップ15)、そのデータが十分と判断できたなら
ば(例えば5度以上のスリップアングルを含む)、タイ
ヤスリップアングルαとコーナリングフォースYとタイ
ヤと路面間の摩擦係数μとの関係を予め実験などで求め
てマップの形で格納しておいたその車両のタイヤ特性モ
デル14に推定タイヤスリップアングルαeを入力し、
μを例えば0〜1.2程度まで徐々に変化させて仮想コ
ーナリングフォースYdを左右輪について求める(ステ
ップ16)。
The estimated cornering forces Y eF and Y eR of the front and rear wheels thus obtained and the estimated tire slip angles α eF and α eR of the front and rear wheels are input to the μ calculator 16. Here, the relation data between the estimated cornering force Y e and the estimated tire slip angle α e is accumulated (step 15), and if it is determined that the data is sufficient (for example, including a slip angle of 5 degrees or more), the tire The relationship between the slip angle α, the cornering force Y, and the friction coefficient μ between the tire and the road surface is obtained in advance through experiments or the like, and stored in the form of a map, and the estimated tire slip angle α e is stored in the tire characteristic model 14 of the vehicle. Input,
μ gradually changed, for example, up to about 0 to 1.2 obtained for the left and right wheels virtual cornering force Y d (step 16).

【0030】この左右輪の仮想コーナリングフォースY
dF、YdRと上記の関係データから得た左右輪の推定コー
ナリングフォースYeF、YeRとを比較器15に入力し、
これらの誤差の二乗平均が最小となるμ値を求め(ステ
ップ17)、その最適μ値をもってステップ3の演算を
行う(ステップ18)。
The virtual cornering force Y of the left and right wheels
dF , Y dR and the estimated cornering forces Y eF , Y eR of the left and right wheels obtained from the above relationship data are input to the comparator 15,
The μ value that minimizes the root mean square of these errors is determined (step 17), and the calculation of step 3 is performed using the optimum μ value (step 18).

【0031】以上の処理を加減速のない定常走行中に逐
次(適当な周期をもって)実行してステップ3の計算で
用いるμ値を更新することにより、結果として走行中の
路面情況の変化にリアルタイムに対応することができる
こととなる。
The above processing is executed successively (with an appropriate cycle) during steady running without acceleration / deceleration, and the μ value used in the calculation in step 3 is updated. Can be dealt with.

【0032】上記式(6)、(7)は、車体前後速Vx
が車体横すべり速度Vyよりも十分大きく、かつ車体前
後速Vxの変化が比較的小さいときには、車体スリップ
アングルを高精度に与えるものであるが、そのような条
件が満足されない極端な走行条件の場合には、以下に示
した厳密式を用いると良い。 dVy/dt=(YF+YR)/m−γVx …(11) Vy=∫{〔(YF+YR)/m〕−γVx}dt …(12) βe=tan-1(Vy/Vx) …(13) この場合、通常、車速は車輪の回転速度を検出する車速
センサにより測定するのが一般的であることから、車体
前後速Vxとしては、車速センサの出力をそのまま用い
ると良い。また、前記式(9‐1)、(9‐2)に於け
る車速Vも、車体前後速Vxで置き換えた方が精度は高
くなる。図6は、このような、より厳密な車体スリップ
アングル推定用の式を用いた場合に於ける4輪操舵車両
の制御系のブロック図を示す。
The above equations (6) and (7) represent the vehicle longitudinal speed V x
There sufficiently larger than the vehicle side slip velocity V y, and when the change in the vehicle body longitudinal speed V x is relatively small, but is intended to provide a vehicle body slip angle with high precision, extreme driving conditions such conditions is not satisfied In such a case, the following strict formula may be used. dV y / dt = (Y F + Y R ) / m−γV x (11) V y = ∫ {[(Y F + Y R ) / m] −γV x } dt (12) β e = tan −1 (V y / V x) ... (13) in this case, usually, the vehicle speed since the measure by a vehicle speed sensor for detecting a rotational speed of the wheel is generally, as the vehicle body longitudinal speed V x, of the vehicle speed sensor It is better to use the output as it is. Further, the formula (9-1), also in the vehicle speed V in (9-2), it was replaced with the vehicle longitudinal speed V x accuracy becomes higher. FIG. 6 is a block diagram of a control system of a four-wheel-steering vehicle when such a more strict equation for estimating the vehicle body slip angle is used.

【0033】以上は4輪操舵車両に本発明を適用した場
合について説明したが、本発明は前輪のみを操舵する車
両にも適用できる。その場合は、単純に後輪舵角に関す
る項がなくなり、つまり後輪舵角を0(δR=0)とお
くだけで他は全く同様に扱うことができる。
The case where the present invention is applied to a four-wheel steering vehicle has been described above, but the present invention can also be applied to a vehicle that steers only front wheels. In that case, the term relating to the rear wheel steering angle simply disappears, that is, the other components can be handled in exactly the same manner simply by setting the rear wheel steering angle to 0 (δ R = 0).

【0034】[0034]

【発明の効果】このように本発明によれば、車両挙動制
御において、タイヤと路面間の摩擦係数の値を予め高精
度に求めておかなくても実用上十分な応答性・安定性が
得られる制御が可能となるので、システム構成の簡略化
が可能となり、ひいては製造コストを低減することがで
きる。従って、より高性能な運転操作支援装置の実用化
を推進する上に多大な効果が得られる。
As described above, according to the present invention, practically sufficient responsiveness and stability can be obtained in the vehicle behavior control even if the value of the friction coefficient between the tire and the road surface is not determined in advance with high accuracy. Control can be performed, so that the system configuration can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced. Therefore, a great effect can be obtained in promoting the practical use of a higher-performance driving operation support device.

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

【図1】本発明による制御の基本的フローチャート。FIG. 1 is a basic flowchart of control according to the present invention.

【図2】本発明による4輪操舵車両の制御系のブロック
図。
FIG. 2 is a block diagram of a control system of a four-wheel steering vehicle according to the present invention.

【図3】本発明によるμ推定器の内部ブロック図FIG. 3 is an internal block diagram of a μ estimator according to the present invention.

【図4】車両の平面運動を表す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing a plane motion of a vehicle.

【図5】推定μ算出に関わるフローチャート。FIG. 5 is a flowchart relating to estimation μ calculation.

【図6】より厳密な車体スリップアングル推定用の式を
用いた場合に於ける図2と同様の図。
FIG. 6 is a diagram similar to FIG. 2 when a more strict equation for estimating a vehicle body slip angle is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・2 操舵装置 3・4 タイヤスリップアングル演算器 5・6 コーナリングフォース演算器 7 車体スリップアングル演算器 8 スライディングモード演算器 9 車両 10 μ推定器 11 積分器 12 推定タイヤスリップアングル演算器 13 推定コーナリングフォース演算器 14 タイヤ特性モデル 15 比較器 16 μ演算器 1.2 Steering device 3.4 Tire slip angle calculator 5.6 Cornering force calculator 7 Body slip angle calculator 8 Sliding mode calculator 9 Vehicle 10 μ estimator 11 Integrator 12 Estimated tire slip angle calculator 13 Estimated cornering Force computing unit 14 Tire characteristic model 15 Comparator 16 μ computing unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芝端 康二 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor Koji Shibata 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ヨーレイトγと車速Vと初期値又は前回
計算値としての車体スリップアングルβと車輪舵角δと
からタイヤスリップアングルαを演算する過程と、 少なくとも前記タイヤスリップアングルαからタイヤ力
学モデルに基づいてコーナリングフォースYを演算する
過程と、 前記コーナリングフォースYと車速Vとヨーレイトγと
から仮想車体スリップアングルβeを演算する過程と、 ヨーレイトと横加速度GYとから算出したコーナリング
フォースYeと、ヨーレイトと横加速度と車速とから算
出した車体スリップアングルβDに基づいて算出したタ
イヤスリップアングルαeとの関係に基づき、前記タイ
ヤ力学モデルの式に用いるタイヤと路面間の摩擦係数μ
を推定する過程とを有すると共に、 前記仮想車体スリップアングルβeを前記タイヤスリッ
プアングルαの演算過程に帰還させることを特徴とする
車両挙動制御における車体スリップアングルの演算方
法。
1. A process for calculating a tire slip angle α from a yaw rate γ, a vehicle speed V, an initial value or a vehicle body slip angle β and a wheel steering angle δ as previously calculated values, and a tire dynamic model from at least the tire slip angle α. Calculating the cornering force Y based on the following formula; calculating the virtual vehicle body slip angle β e from the cornering force Y, the vehicle speed V and the yaw rate γ; and calculating the cornering force Y e from the yaw rate and the lateral acceleration G Y. If, based on the relationship between tire slip angle alpha e calculated based on the vehicle body slip angle beta D calculated from the yaw rate and lateral acceleration and the vehicle speed, the friction coefficient between the tire and the road surface used for expression of the tire dynamic model μ
And returning the virtual vehicle body slip angle β e to the tire slip angle α calculation step, and calculating the vehicle body slip angle in vehicle behavior control.
【請求項2】 ヨーレイトγと車速Vと車体スリップア
ングルβと車輪舵角δとからタイヤスリップアングルα
を演算する演算器と、 少なくとも前記タイヤスリップアングルαからタイヤ力
学モデルに基づいてコーナリングフォースYを演算する
演算器と、 前記コーナリングフォースYと車速Vとヨーレイトγと
から仮想車体スリップアングルβeを演算する演算器
と、 ヨーレイトと横加速度GYとから算出したコーナリング
フォースYeと、ヨーレイトと横加速度と車速とから算
出した車体スリップアングルβDに基づいて算出したタ
イヤスリップアングルαeとの関係に基づき、前記タイ
ヤ力学モデルの式に用いるタイヤと路面間の摩擦係数μ
を推定する推定器とを有すると共に、 前記仮想車体スリップアングルβeを前記タイヤスリッ
プアングルαの演算器に帰還させることを特徴とする車
両挙動制御における車体スリップアングルの演算装置。
2. A tire slip angle α based on a yaw rate γ, a vehicle speed V, a vehicle body slip angle β, and a wheel steering angle δ.
A computing unit that computes a cornering force Y based on at least the tire slip angle α based on a tire dynamic model; and computes a virtual vehicle body slip angle β e from the cornering force Y, the vehicle speed V, and the yaw rate γ. a calculator for, the cornering force Y e calculated from the yaw rate and the lateral acceleration G Y, the relationship between tire slip angle alpha e calculated based on the vehicle body slip angle beta D calculated from the yaw rate and lateral acceleration and the vehicle speed Based on the friction coefficient μ between the tire and the road surface used in the equation of the tire dynamic model,
And an estimator for estimating the vehicle body slip angle βe in the vehicle behavior control, wherein the virtual vehicle body slip angle β e is fed back to the tire slip angle α calculator.
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