JP5029197B2 - Vehicle yaw moment control apparatus and yaw moment control method - Google Patents
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Description
本発明は、左右輪の制駆動力配分等により、車両のヨーモーメントを制御するヨーモーメント制御装置に関する。 The present invention relates to a yaw moment control device that controls the yaw moment of a vehicle by distributing braking / driving force between left and right wheels.
車両の走行安定性の向上等を目的として、走行状態に応じたヨーモーメントを付加すべく、左右輪の制駆動力の分配を行う装置が知られている。 For the purpose of improving the running stability of a vehicle, an apparatus that distributes the braking / driving force of the left and right wheels is known to add a yaw moment according to the running state.
例えば引用文献1には、制駆動力の配分量をフィードフォワード制御により決定するとともに、車両のオーバーステア状態が検出された場合にはフィードバック制御により配分量を補正させる装置が開示されている。
ところで、車両の走行安定性を向上させるためには、車両の挙動がオーバーステア状態となった場合や、車両の旋回を終了させるために操舵を切り戻す場面等においては、車両の挙動が収束する方向、すなわちアンダーステア方向にヨーモーメントを付加するように制駆動力を配分することとなる。 By the way, in order to improve the running stability of the vehicle, the behavior of the vehicle converges when the behavior of the vehicle is oversteered or when the steering is turned back to end the turning of the vehicle. The braking / driving force is distributed so as to add the yaw moment in the direction, that is, the understeer direction.
このような場合、特許文献1の装置では、所望のヨーモーメントを発生させるために制駆動力を単純に左右に振り分ける構成となっているため、後輪もアンダーステア方向のモーメントを発生すべく、旋回方向に対して外輪(旋回外輪)が制動力、旋回方向に対して内輪(旋回内輪)が駆動力を発生することになる。 In such a case, since the device of Patent Document 1 is configured to simply distribute the braking / driving force to the left and right in order to generate a desired yaw moment, the rear wheel also turns to generate a moment in the understeer direction. The outer wheel (turning outer wheel) generates braking force with respect to the direction, and the inner wheel (turning inner wheel) generates driving force with respect to the turning direction.
しかしながら、一般に後輪のサスペンションにはアンチスカット角が設定されており、制動力をかければ車体を押し下げる方向の力が発生し、駆動力をかければ車体を持ち上げる方向の力が発生する。また、旋回時には旋回外輪の輪荷重は増加し、旋回内輪の輪荷重は減少する。このため、旋回外輪に制動力をかけ、旋回内輪に駆動力をかけると、旋回外輪の輪荷重はさらに増加し、旋回内輪の輪荷重はさらに減少する。すなわち、後輪の輪荷重の移動量が増幅されることとなり、後輪のコーナリングフォースの源である等価コーナリングパワーが下がってしまう。 However, in general, an anti-scut angle is set for the suspension of the rear wheel, and when a braking force is applied, a force in a direction of pushing down the vehicle body is generated, and when a driving force is applied, a force in a direction of lifting the vehicle body is generated. Further, during turning, the wheel load of the turning outer wheel increases, and the wheel load of the turning inner wheel decreases. For this reason, when a braking force is applied to the turning outer wheel and a driving force is applied to the turning inner wheel, the wheel load of the turning outer wheel is further increased and the wheel load of the turning inner wheel is further reduced. That is, the amount of movement of the wheel load of the rear wheel is amplified, and the equivalent cornering power that is the source of the cornering force of the rear wheel is reduced.
この状況において後輪で必要なコーナリングフォースを発生させるためには、等価コーナリングパワーが低下した分だけ車体スリップ角を増加させなければならない。その結果、特にレーンチェンジ時等には車体スリップ角変化が大きくなり、かえって車両挙動の安定性が損なわれるという問題が生じる。 In order to generate the cornering force required for the rear wheels in this situation, the vehicle body slip angle must be increased by the amount corresponding to the reduction in equivalent cornering power. As a result, the vehicle body slip angle change becomes large especially at the time of a lane change, and the stability of the vehicle behavior is deteriorated.
そこで、本発明では、例えば車体の旋回を終了させる場面等において、車体挙動の安定性を確保することができるようなヨーモーメント制御を行うことを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to perform yaw moment control that can ensure the stability of the behavior of the vehicle body, for example, in a scene where the turning of the vehicle body is terminated.
本発明の車両のヨーモーメント制御装置は、目標ヨーモーメントを設定する目標ヨーモーメント設定手段と、少なくとも後輪左右の制駆動力配分を制御し得る後輪制駆動力配分手段を含む車体のヨーモーメント制御手段と、舵角に基づいて旋回段階を判別する旋回段階判別手段と、を備え、前記目標ヨーモーメントの方向が回頭方向から切換わり復元方向に遷移した後の旋回段階である所定の旋回時には、前記後輪制駆動力配分手段が等価コーナリングパワーの低下を抑制するよう制駆動力配分を行う。 A vehicle yaw moment control apparatus according to the present invention includes a target yaw moment setting means for setting a target yaw moment, and a yaw moment of a vehicle body including rear wheel braking / driving force distribution means capable of controlling at least braking / braking force distribution of the left and right rear wheels. A control means and a turning stage discriminating means for discriminating a turning stage based on the rudder angle, and at the time of a predetermined turning that is a turning stage after the direction of the target yaw moment is switched from the turning direction to the restoring direction. , before Symbol rear wheel braking and driving force distribution means performs a suppressing so braking-driving force distribution a decrease in equivalent cornering power.
本発明によれば、所定の旋回時には等価コーナリングパワーの低下を抑制するので、目標ヨーモーメントを達成するために必要なコーナリングフォースを発生させるための車体スリップ角の変化を抑制することができ、これにより旋回時の車体挙動の安定性を確保することができる。 According to the present invention, since a decrease in equivalent cornering power during a predetermined turn is suppressed, a change in vehicle body slip angle for generating a cornering force necessary to achieve the target yaw moment can be suppressed. Thus, the stability of the vehicle behavior during turning can be ensured.
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本実施形態のヨーモーメント制御装置の基本的な構成を表す図であり、図2は車両搭載時の機械的な構成を表す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of a yaw moment control device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating a mechanical configuration when mounted on a vehicle.
図1の1は車両走行状態検出手段、2は目標ヨーモーメント設定手段、3は後輪制駆動力配分手段又は前輪制駆動力配分手段としての制駆動力配分決定手段、4は制駆動手段、である。 In FIG. 1, 1 is a vehicle running state detecting means, 2 is a target yaw moment setting means, 3 is a braking / driving force distribution determining means as a rear wheel braking / driving force distributing means or a front wheel braking / driving force distributing means, 4 is a braking / driving means, It is.
車両走行状態検出手段1は、車両の状態量やドライバーの操作量を検出する。具体的には、操舵角、アクセルペダル開度、ブレーキペダル開度、ヨーレート、前後加速度、横加速度、各車輪の車輪速度を検出するセンサである。 The vehicle running state detecting means 1 detects the state quantity of the vehicle and the operation amount of the driver. Specifically, it is a sensor that detects a steering angle, an accelerator pedal opening, a brake pedal opening, a yaw rate, a longitudinal acceleration, a lateral acceleration, and a wheel speed of each wheel.
目標ヨーモーメント設定手段2は、車両走行状態検出手段1の検出値に基づいて、車両が各輪の制駆動力で発生すべき目標ヨーモーメントを算出する。 The target yaw moment setting means 2 calculates the target yaw moment that the vehicle should generate with the braking / driving force of each wheel based on the detection value of the vehicle running state detection means 1.
制駆動力配分決定手段3は、後述するように後輪は等価コーナリングパワーが増加する方向のヨーモーメントを発生させるように、前輪は目標ヨーモーメントと後輪の制駆動モーメントの差分だけヨーモーメントを発生させるように制駆動力の配分を行う。なお、これら目標ヨーモーメント設定手段2及び制駆動力配分決定手段3としての機能は、後述するコントロールユニット6が実行する。 As will be described later, the braking / driving force distribution determining means 3 generates a yaw moment in a direction in which the equivalent cornering power increases in the rear wheels, so that the front wheels generate the yaw moment by the difference between the target yaw moment and the braking / driving moment of the rear wheels. The braking / driving force is distributed so as to be generated. The functions as the target yaw moment setting means 2 and the braking / driving force distribution determination means 3 are executed by the control unit 6 described later.
制駆動手段4は、本実施形態においては、後述する制駆動用モータ、モータ電源供給用インバータである。 In the present embodiment, the braking / driving means 4 is a braking / driving motor and a motor power supply inverter described later.
なお、本実施形態は、後述する後輪サスペンションアーム8にアンチスカット角がついていることが前提となる。 This embodiment is based on the premise that the rear wheel suspension arm 8 described later has an anti-scut angle.
図2の5は操舵機構、6はヨーモーメント制御手段としてのコントロールユニット、7aは制駆動用モータ、7bはモータ電源供給用インバータ、8は後輪サスペンションアーム、9は前輪(9aを左前輪、9bを右前輪とする)、10は後輪(10aを左後輪、10bを右後輪とする)、11はドライブシャフトである。なお、車両走行状態検出手段1としての各センサは省略している。 2, 5 is a steering mechanism, 6 is a control unit as a yaw moment control means, 7a is a braking / driving motor, 7b is a motor power supply inverter, 8 is a rear wheel suspension arm, 9 is a front wheel (9a is a left front wheel, 9b is a right front wheel), 10 is a rear wheel (10a is a left rear wheel, 10b is a right rear wheel), and 11 is a drive shaft. In addition, each sensor as the vehicle running state detecting means 1 is omitted.
図2に示すように、4輪はそれぞれ独立した制駆動用モータ7aによってドライブシャフト11を介して駆動される。モータ電源供給用インバータ7bも制駆動用モータ7a毎に備えられている。 As shown in FIG. 2, the four wheels are driven via a drive shaft 11 by independent braking / driving motors 7a. A motor power supply inverter 7b is also provided for each braking / driving motor 7a.
コントロールユニット6は、目標ヨーモーメント設定手段2及び制駆動力配分決定手段3としての機能を果たすものであって、車両走行状態検出手段1としての図示しない各センサの検出値に基づいて目標ヨーモーメントの算出及び目標ヨーモーメントを発生させるための制駆動力配分の決定を行い、モータ電源供給用インバータ7bに対して制駆動力配分に応じた指令値を送る。 The control unit 6 functions as the target yaw moment setting means 2 and the braking / driving force distribution determination means 3, and is based on detection values of respective sensors (not shown) as the vehicle running state detection means 1. And determination of braking / driving force distribution for generating the target yaw moment, and sends a command value corresponding to the braking / driving force distribution to the motor power supply inverter 7b.
後輪サスペンションアーム8について図4を参照して説明する。図4は後輪10と後輪サスペンションアーム8について車体側面から見た図であり、図面左側を進行方向とする。 The rear wheel suspension arm 8 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a view of the rear wheel 10 and the rear wheel suspension arm 8 as viewed from the side of the vehicle body, and the left side of the drawing is the traveling direction.
図4に示すように、後輪サスペンションアーム8は車体前方側の一端が車体側に支持され、車体後方側の他端で後輪10を支持している。そして、一般的な車両と同様に車体前方側の一端の方が車体後方側の他端よりも高い位置に支持される、いわゆるアンチスカット角(後輪サスペンションアーム8の軸方向と水平方向とがなす角θ)がついている。 As shown in FIG. 4, the rear wheel suspension arm 8 has one end on the front side of the vehicle body supported on the vehicle body side and the rear wheel 10 supported on the other end on the rear side of the vehicle body. And, like a general vehicle, one end on the front side of the vehicle body is supported at a position higher than the other end on the rear side of the vehicle body, so-called anti-scut angle (the axial direction and the horizontal direction of the rear wheel suspension arm 8 are The formed angle θ) is attached.
なお、本実施例の後輪サスペンションアームは、車体前方側の一端が車体側に支持され、車体後方側の他端で後輪を支持する単純な形式としているが、複数のリンクによって構成される形式のサスペンションアームの場合でも、同様の原理によってアンチスカット角を設定することが可能である。 Note that the rear wheel suspension arm of the present embodiment has a simple form in which one end on the front side of the vehicle body is supported on the vehicle body side and the rear wheel is supported on the other end on the rear side of the vehicle body. Even in the case of a type of suspension arm, the anti-scut angle can be set according to the same principle.
後輪サスペンションアーム8にアンチスカット角がついている場合には、駆動力が作用すると車体上向きに駆動力×tanθの大きさの分力、つまり車体を持ち上げる力が発生する。一方、制動力が作用すると、車体下向きに制動力×tanθの大きさの分力、つまり車体を押し下げる力が発生する。 In the case where the rear wheel suspension arm 8 has an anti-scut angle, when a driving force is applied, a component force having a magnitude of driving force × tan θ, that is, a force for lifting the vehicle body is generated. On the other hand, when the braking force is applied, a component force of the magnitude of braking force × tan θ, that is, a force for pushing down the vehicle body is generated downward.
次に目標ヨーモーメント設定手段2及び制駆動力配分決定手段3による各輪の制駆動力を決定するための制御ルーチンについて、図3の制御フローチャートを参照して説明する。本制御ルーチンは、例えば10msごとのように、一定周期ごとに繰り返し実行されるものである。 Next, a control routine for determining the braking / driving force of each wheel by the target yaw moment setting means 2 and the braking / driving force distribution determining means 3 will be described with reference to the control flowchart of FIG. This control routine is repeatedly executed at regular intervals, for example, every 10 ms.
なお、本実施形態では、旋回の段階についての判別は行わず、単純に目標ヨーモーメントの向きのみに応じて各輪9、10による制駆動力モーメントを決定する構成とする。 In the present embodiment, the stage of turning is not discriminated, and the braking / driving force moment by the wheels 9 and 10 is simply determined according to only the direction of the target yaw moment.
ステップS100では、目標ヨーモーメントMzを算出する。ここでの目標ヨーモーメントMzは4輪9、10の制駆動力の配分によって車両に付加されるヨーモーメントであり、4輪9、10に作用する横力の差し引き分によるヨーモーメントは含まない。 In step S100, a target yaw moment Mz is calculated. The target yaw moment Mz here is a yaw moment added to the vehicle by the distribution of the braking / driving force of the four wheels 9, 10, and does not include the yaw moment due to the subtraction of the lateral force acting on the four wheels 9, 10.
具体的な目標ヨーモーメントMzの値の決定には、一般的に知られた種々の方法を適用することができるが、回頭方向(オーバーステア方向)と復元方向(アンダーステア方向)の何れの目標値も設定され得る方法であることが、本実施形態に適用するための前提条件となる。 For determining the specific value of the target yaw moment Mz, various generally known methods can be applied. Any target value in the turning direction (oversteer direction) or the restoring direction (understeer direction) can be used. It is a precondition to be applied to the present embodiment that the method can also be set.
ステップS110では、目標ヨーモーメントMzの向きを判定する。ここでは、まず車両走行状態検出手段1としてのヨーレートセンサにより検出したヨーレートの向きに基づいて、旋回方向、つまり右旋回か左旋回か、を判断することとする。また、ヨーレートの符号と目標ヨーモーメントMzの符号が一致する場合、例えば右旋回中に右方向に曲がるような制駆動力モーメントを出す場合、を回頭方向(オーバーステア方向)のモーメントとし、ヨーレートの符号と目標ヨーモーメントMzの符号が一致しない場合、例えば右旋回中に左方向に曲がるような制駆動モーメントを出す場合、を復元方向(アンダーステア方向)のモーメント、という形で定義することとする。 In step S110, the direction of the target yaw moment Mz is determined. Here, first, based on the direction of the yaw rate detected by the yaw rate sensor as the vehicle running state detecting means 1, it is determined whether the vehicle is turning, that is, turning right or turning left. Further, when the sign of the yaw rate and the sign of the target yaw moment Mz match, for example, when a braking / driving force moment that turns to the right during a right turn is generated, the moment in the turning direction (oversteer direction) is taken as the yaw rate If the sign of the target yaw moment Mz does not match, for example, when a braking / driving moment that turns to the left during a right turn is to be generated, the moment is defined as a moment in the restoring direction (understeer direction). To do.
そして、目標ヨーモーメントMzの向きが復元方向の場合にはステップS120へ、回頭方向の場合はステップS140に進む。 If the direction of the target yaw moment Mz is the restoration direction, the process proceeds to step S120, and if the direction is the turning direction, the process proceeds to step S140.
ステップS120では、目標ヨーモーメントMzが復元方向の場合における、後輪10の制駆動力モーメントMzrを決定する。 In step S120, the braking / driving force moment Mzr of the rear wheel 10 when the target yaw moment Mz is in the restoring direction is determined.
ここでは、左後輪10aと右後輪10bの間での荷重移動を抑制して、後輪10の等価コーナリングパワーを増加させるため、車両全体の目標ヨーモーメントMzが復元方向の場合に、敢えて後輪10は回頭方向の制駆動力モーメントを発生させることとする。 Here, in order to suppress the load movement between the left rear wheel 10a and the right rear wheel 10b and to increase the equivalent cornering power of the rear wheel 10, it is dared when the target yaw moment Mz of the entire vehicle is in the restoring direction. The rear wheel 10 generates a braking / driving force moment in the turning direction.
後輪10に回頭方向のモーメントを付加すると、荷重移動を抑制する効果は得られる。これは、旋回時には旋回外輪の荷重が増大し、旋回内輪の荷重が低下するような荷重移動が生じる場面で、回頭方向のモーメントとなるように旋回外輪に駆動力を、旋回内輪には制動力を付加すると、前述したように旋回外輪には車体を持ち上げる力が作用し、旋回内輪には車体を押し下げる力が作用するためである。 When a moment in the turning direction is applied to the rear wheel 10, an effect of suppressing load movement can be obtained. This is because when the load moves so that the load on the turning outer ring increases and the load on the turning inner ring decreases during turning, the driving force is applied to the turning outer wheel so that the turning torque becomes a moment, and the braking force is applied to the turning inner ring. This is because, as described above, a force that lifts the vehicle body acts on the turning outer wheel, and a force that pushes down the vehicle body acts on the turning inner wheel.
そして、上記のような荷重移動の抑制はどのような場合でも得られるが、荷重移動が大きいとき(横加速度が大きいとき)に、回頭方向により大きな制駆動力モーメントをかけることが最も効果的である。 Although the above-described suppression of load movement can be obtained in any case, it is most effective to apply a larger braking / driving force moment in the turning direction when the load movement is large (when the lateral acceleration is large). is there.
そこで、後輪制駆動力モーメントMzrの値を、横加速度ayに比例する形で下式(1)のように定める。 Therefore, the value of the rear wheel braking / driving force moment Mzr is determined as the following expression (1) in a form proportional to the lateral acceleration ay.
Mzr=Kpr×ay ・・・(1)
Kpr:比例ゲイン
このとき、ドライ路旋回限界時、つまり荷重移動が想定し得る最大値となる場合に、旋回内輪が摩擦円を超えない範囲で比例ゲインKprを選んでおくことが好ましい。
Mzr = Kpr × ay (1)
Kpr: Proportional gain At this time, it is preferable to select the proportional gain Kpr within the range where the turning inner wheel does not exceed the friction circle when the dry road turning limit is reached, that is, when the load movement reaches a maximum value that can be assumed.
ステップS130では、目標ヨーモーメントMzが復元方向の場合における、前輪9の制駆動力モーメントMzfを下式(2)により決定する。 In step S130, the braking / driving force moment Mzf of the front wheel 9 when the target yaw moment Mz is in the restoring direction is determined by the following equation (2).
Mzf=Mz−Mzr(<0) ・・・(2)
一方、ステップS110での判定で目標ヨーモーメントMzが回頭方向であった場合には、ステップS140で前輪制駆動力モーメントMzf及び後輪制駆動力モーメントMzrを所定の比率に配分する。具体的には、従来の一般的なヨーモーメント制御と同様に、前輪9、後輪10ともに回頭方向のモーメントを付加することとする。
Mzf = Mz−Mzr (<0) (2)
On the other hand, if it is determined in step S110 that the target yaw moment Mz is in the turning direction, the front wheel braking / driving force moment Mzf and the rear wheel braking / driving force moment Mzr are distributed to a predetermined ratio in step S140. Specifically, as in the conventional general yaw moment control, a moment in the turning direction is applied to both the front wheel 9 and the rear wheel 10.
なお、制駆動力モーメントの前後配分を変えることで、横加速度の大きな領域での操舵特性を、アンダーステア、オーバーステア、ニュートラルステア、のいずれに変えることも可能であるので、車両状態に応じて前後配分を決定するものとする。 By changing the front / rear distribution of the braking / driving force moment, it is possible to change the steering characteristics in a region with a large lateral acceleration to any of understeer, oversteer, and neutral steer. The allocation shall be determined.
ステップS130またはステップS140で、前輪9と後輪10の制駆動力モーメントの配分を決定したら、ステップS150で、目標合計制駆動力Fdを算出する。 When the distribution of the braking / driving force moments of the front wheels 9 and the rear wheels 10 is determined in step S130 or step S140, the target total braking / driving force Fd is calculated in step S150.
まず、アクセル開度、ブレーキ開度、車体速度等から、所望の前後加速度αxを算出する。そして、この前後加速度αx、車両特性(質量、各部回転慣性等)及び走行抵抗Fross(転がり抵抗、空気抵抗、勾配抵抗)から、4輪で発生すべき制駆動力の合計値である目標合計制駆動力Fdを下式(3)により求める。 First, a desired longitudinal acceleration αx is calculated from the accelerator opening, the brake opening, the vehicle body speed, and the like. Then, from this longitudinal acceleration αx, vehicle characteristics (mass, rotational inertia of each part, etc.) and running resistance Fross (rolling resistance, air resistance, gradient resistance), the target total control which is the total value of braking / driving force to be generated in the four wheels. The driving force Fd is obtained by the following equation (3).
Fd=Wjαx+Fross ・・・(3)
Wj:回転慣性分を考慮記して補正した車体質量
ステップS160では、合計制駆動力Fdの前後配分を決定する。ここでは、従来の一般的なヨーモーメント制御と同様の方法を用いて、前輪制駆動力Fdf、後輪制駆動力Fdrを決定する。また、ステップS140と同様に、前後配分を変えることで操舵特性を変えることも可能であるので、車両状態に応じて前後配分を決定すればよい。
Fd = Wjαx + Fross (3)
Wj: Body mass corrected in consideration of rotational inertia In step S160, the front / rear distribution of the total braking / driving force Fd is determined. Here, the front wheel braking / driving force Fdf and the rear wheel braking / driving force Fdr are determined using a method similar to that of conventional general yaw moment control. Further, similarly to step S140, the steering characteristics can be changed by changing the front-rear distribution, so the front-rear distribution may be determined according to the vehicle state.
ステップS170では、ステップS130〜S160で求めた各値Mzf、Mzr、Fdf、Fdrを用いて、下式(4)〜(7)により各輪の制駆動力指令値を決定する。 In step S170, the braking / driving force command value for each wheel is determined by the following equations (4) to (7) using the values Mzf, Mzr, Fdf, and Fdr obtained in steps S130 to S160.
FFout=(Mzf/Trf)+(Fdf/2) ・・・(4)
FFin=−(Mzf/Trf)+(Fdf/2) ・・・(5)
FRout=(Mzr/Trr)+(Fdr/2) ・・・(6)
FRin=−(Mzr/Trr)+(Fdr/2) ・・・(7)
FFout:フロント旋回外輪制駆動力指令値、FFin:フロント旋回内輪制駆動力指令値、FRout:リア旋回外輪制駆動力指令値、FRin:リア旋回内輪制駆動力指令値、Trf:前輪トレッド[m]、Trr:後輪トレッド[m]
上記の制御ルーチンを実行した場合の、旋回を収束させる状況における後輪等価コーナリングパワーについて図5を参照して説明する。
F Fout = (Mzf / Trf) + (Fdf / 2) (4)
F Fin = − (Mzf / Trf) + (Fdf / 2) (5)
F Rout = (Mzr / Trr) + (Fdr / 2) (6)
F Rin = − (Mzr / Trr) + (Fdr / 2) (7)
F Fout : Front turning outer wheel braking / driving force command value, F Fin : Front turning inner wheel braking / driving force command value, F Rout : Rear turning outer wheel braking / driving force command value, F Rin : Rear turning inner wheel braking / driving force command value, Trf: Front wheel tread [m], Trr: Rear wheel tread [m]
The rear wheel equivalent cornering power in the situation where the turning is converged when the above control routine is executed will be described with reference to FIG.
図5の縦軸は後輪等価コーナリングパワー、横軸は輪荷重であり、図中の黒星印は図3の制御、白星印は従来のヨーモーメント制御(後輪も旋回を収束させる方向(復元方向)のモーメントを発生させる制御)、黒丸印はヨーモーメント制御なし、の各場合等価コーナリングパワーを表す。 The vertical axis in FIG. 5 is the rear wheel equivalent cornering power, the horizontal axis is the wheel load, the black star in the figure is the control in FIG. 3, the white star is the conventional yaw moment control (the direction in which the rear wheels also converge (restore) Direction)), and black circles indicate equivalent cornering power in each case of no yaw moment control.
いずれの場合も、旋回による荷重移動により旋回内輪は旋回外輪より輪荷重が小さくなっている。 In any case, the wheel load of the turning inner wheel is smaller than that of the turning outer wheel due to the load movement by turning.
従来のヨーモーメント制御のように、後輪にも復元方向のモーメントを発生させるために旋回外輪には制動力、旋回内輪には駆動力を作用させると、前述したようにアンチスカット角がついていることにより、旋回外輪の輪荷重は大きく、旋回内輪の輪荷重は小さくなる。そのため、図5に示すように、旋回内輪、旋回外輪ともにヨーモーメント制御を行わない場合よりも等価コーナリングパワーが小さくなってしまい、必要なコーナリングフォースを発生させるためには車体スリップ角を増やすことが必要となり、結果として車両挙動の安定性が損なわれる。 Like the conventional yaw moment control, when the braking force is applied to the turning outer wheel and the driving force is applied to the turning inner wheel in order to generate a moment in the restoring direction also at the rear wheel, the anti-scut angle is attached as described above. by, wheel load of the turning outer wheel is large, the wheel load of the inner wheel becomes smaller. Therefore, as shown in FIG. 5, the equivalent cornering power is smaller than the case where the yaw moment control is not performed for both the turning inner wheel and the turning outer wheel, and the vehicle body slip angle is increased in order to generate the necessary cornering force. This results in a loss of vehicle behavior stability.
これに対して、本実施形態の制御を行う場合には、旋回外輪には駆動力、旋回内輪には制動力を作用させるので、旋回外輪の輪荷重は小さく、旋回内輪の輪荷重は大きくなり、これによりヨーモーメント制御を行わない場合に比べて等価コーナリングパワーは大きくなる。したがって、車体スリップ角を小さくした状態で目標ヨーモーメントを発生させることができ、車両挙動の安定性を向上させることができる。 On the other hand, when the control of the present embodiment is performed, the driving force is applied to the turning outer wheel and the braking force is applied to the turning inner wheel, so that the wheel load of the turning outer wheel is small and the wheel load of the turning inner wheel is large . As a result, the equivalent cornering power becomes larger than when the yaw moment control is not performed. Therefore, the target yaw moment can be generated with the vehicle body slip angle being reduced, and the stability of the vehicle behavior can be improved.
次に上記制御を実際の旋回に適用した場合について図6のタイムチャートを参照して説明する。 Next, the case where the above control is applied to actual turning will be described with reference to the time chart of FIG.
図6はレーンチェンジのために最初に操舵を切り増しして、その後切り戻すシーンのタイムチャートである。 FIG. 6 is a time chart of a scene where the steering is first increased for the lane change and then switched back.
目標ヨーモーメントMzは、操舵を切り増す前半(0〜t1)では回頭方向に設定されており、操舵を切り戻す後半(t1〜t2)では復元方向に設定される。 The target yaw moment Mz is set in the turning direction in the first half (0 to t1) in which the steering is increased, and is set in the restoring direction in the second half (t1 to t2) in which the steering is returned.
この後半のシーンにおいて、後輪10については従来のヨーモーメント制御とは逆に、回頭方向の制駆動力モーメントを発生させる制御を行う。前輪9については従来のヨーモーメント制御よりも大きな復元方向の制駆動力モーメントを発生させる。 In the latter half of the scene, the rear wheel 10 is controlled to generate a braking / driving force moment in the turning direction, contrary to the conventional yaw moment control. The front wheel 9 generates a braking / driving force moment in a restoring direction larger than that of the conventional yaw moment control.
これにより、後輪10は荷重移動量が減少し、等価コーナリングパワーが大きくなった状態で目標ヨーモーメントを達成することができるので、車体スリップ角を従来のヨーモーメント制御に比べて小さくすることができる。 As a result, the rear wheel 10 can achieve the target yaw moment when the load movement amount is reduced and the equivalent cornering power is increased. Therefore, the vehicle body slip angle can be reduced as compared with the conventional yaw moment control. it can.
なお、図3のステップS120で、後輪10の制駆動力モーメントがゼロになるようにしてもよい。このようにした場合にも、後輪10の等価コーナリングパワーの低下を抑制し、車両の安定性を向上させることが可能である。 In step S120 in FIG. 3, the braking / driving force moment of the rear wheel 10 may be zero. Even in this case, it is possible to suppress the reduction of the equivalent cornering power of the rear wheel 10 and improve the stability of the vehicle.
以上により、本実施形態では、次のような効果を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the following effects can be obtained.
目標ヨーモーメントを設定する目標ヨーモーメント設定手段2と、少なくとも後輪左右10あ、10bの制駆動力配分を制御し得る制駆動力配分決定手段3を含むコントロールユニット6と、を備え、所定の旋回時には、目標ヨーモーメントを発生させ、かつ等価コーナリングパワーの低下を抑制する制駆動力配分を行なうので、目標ヨーモーメントを達成するために必要なコーナリングフォースを発生させるための車体スリップ角の変化を抑制することができ、これにより旋回時の車体挙動の安定性を確保することができる。 A target yaw moment setting means 2 for setting a target yaw moment, and a control unit 6 including a braking / driving force distribution determining means 3 capable of controlling the braking / driving force distribution of at least the rear wheels 10 and 10b. During turning, the target yaw moment is generated and the braking / driving force distribution that suppresses the decrease in equivalent cornering power is performed, so the change in vehicle body slip angle to generate the cornering force necessary to achieve the target yaw moment Thus, the stability of the vehicle behavior during turning can be ensured.
所定の旋回時、例えば目標ヨーモーメントが復元方向となるような旋回時には、制駆動力配分決定手段3が後輪左右で目標ヨーモーメントの方向とは逆方向の制駆動力モーメントを発生するように後輪左右に制駆動力を配分するので、後輪サスペンションアーム8にアンチスカッド角がついている場合であっても、後輪10の等価コーナリングパワーの低下を抑制することができる。 During a predetermined turn, for example, a turn in which the target yaw moment is in the restoring direction, the braking / driving force distribution determining means 3 generates a braking / driving force moment in the direction opposite to the direction of the target yaw moment on the left and right of the rear wheel. Since the braking / driving force is distributed to the left and right of the rear wheel, it is possible to suppress a reduction in the equivalent cornering power of the rear wheel 10 even when the rear wheel suspension arm 8 has an anti-scud angle.
前輪左右9a、9bの制駆動力配分が制御可能であり、前記所定の旋回時には、前輪左右9a、9bの制駆動力配分によって生じる制駆動力モーメントにより、後輪左右10a、10bで発生する目標ヨーモーメントとは逆方向の制駆動力モーメントを補償して目標ヨーモーメントを発生させるので、後輪左右10a、10bで目標ヨーモーメントとは逆方向の制駆動力モーメントを発生させても、車体に目標ヨーモーメントを付加することができる。 The braking / driving force distribution of the left and right front wheels 9a, 9b can be controlled, and the target generated at the left and right rear wheels 10a, 10b by the braking / driving force moment generated by the braking / driving force distribution of the left / right front wheels 9a, 9b during the predetermined turning Since the target yaw moment is generated by compensating the braking / driving force moment in the direction opposite to the yaw moment, even if the braking / driving force moment in the direction opposite to the target yaw moment is generated in the left and right rear wheels 10a, 10b, A target yaw moment can be added.
第2実施形態について説明する。 A second embodiment will be described.
本実施形態は基本的な構成等は第1実施形態と同様であり、制駆動力指令値を決定するための制御ルーチンが異なる。 In this embodiment, the basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the control routine for determining the braking / driving force command value is different.
図7は本実施形態の制駆動力を決定するための制御ルーチンを表すフローチャートである。なお、本制御ルーチンは図3と同様に、一定周期ごとに実行されるものである。 FIG. 7 is a flowchart showing a control routine for determining the braking / driving force of this embodiment. This control routine is executed at regular intervals as in FIG.
本制御では、旋回段階を操舵量によって判別し、その旋回段階や旋回段階の遷移に応じて、それぞれ適した後輪10の制駆動力モーメントを付加する制御を行う。 In this control, the turning stage is discriminated based on the steering amount, and control is performed to add a suitable braking / driving force moment of the rear wheel 10 according to the turning stage and the transition of the turning stage.
これは、例えば、レーンチェンジやスラロームのような、目標ヨーモーメントが回頭方向(オーバーステア方向)の制御から、収束方向(アンダーステア方向)の制御に切り替るような走行状況において、目標ヨーモーメントが切り替る前から徐々に制駆動力を変化させることができれば、車体スリップ角変化が連続的になり、車両の走行安定性をより向上させることができるからである。 This is because, for example, the target yaw moment is switched in a driving situation where the target yaw moment is switched from control in the turning direction (oversteer direction) to control in the convergence direction (understeer direction), such as lane change or slalom. This is because if the braking / driving force can be gradually changed before the vehicle starts, the vehicle body slip angle changes continuously, and the running stability of the vehicle can be further improved.
ステップS200では図3のステップS100と同様に目標ヨーモーメントMzを算出する。 In step S200, the target yaw moment Mz is calculated as in step S100 of FIG.
ステップS210では、舵角値、舵角速度値、舵角加速度値の正負の符号や、この符号の変化に基づいて、旋回が開始された段階なのか、旋回が終了する段階なのか、荷重移動量が極大になる段階なのか等の旋回段階の判断をし、また目標ヨーモーメントが切り替る前にその兆候を判別する(旋回段階判別手段)。 In step S210, the sign of the rudder angle value, rudder angular velocity value, rudder angle acceleration value, and the change of this sign, whether the turn is started or the end of the turn, the load movement amount The turning stage is determined as to whether or not it is at a maximum, and the sign is discriminated before the target yaw moment is switched (turning stage discriminating means).
具体的には、舵角値、舵角速度、舵角加速度の符号がすべて一致している場合または舵角値及び舵角加速度の符号が変化した後である場合には、ステップS220に進んで、後輪10の回頭方向の制駆動力モーメントの値を増加させる。 Specifically, when the signs of the rudder angle value, the rudder angular speed, and the rudder angular acceleration all match or after the sign of the rudder angle value and the rudder angular acceleration has changed, the process proceeds to step S220. The value of the braking / driving force moment in the turning direction of the rear wheel 10 is increased.
舵角速度のみ符号が変化した後である場合には、ステップS230に進み、後輪10の回頭方向の制駆動力モーメントの値を減少させる。 When only the sign of the steering angular velocity is changed, the process proceeds to step S230, and the value of the braking / driving force moment in the turning direction of the rear wheel 10 is decreased.
舵角加速度のみ符号が変化した後である場合には、ステップS240に進み、一つ前の段階における後輪10の制駆動力モーメントの値を維持する。 If only the steering angular acceleration has changed, the process proceeds to step S240, and the value of the braking / driving force moment of the rear wheel 10 at the previous stage is maintained.
ステップS220、S230、又はS240で後輪10の制駆動力モーメントを決定したら、ステップS250に進む。 If the braking / driving force moment of the rear wheel 10 is determined in step S220, S230, or S240, the process proceeds to step S250.
ステップS250からS280は、図3のステップS130、S150〜S170と同様なので、説明を省略する。 Steps S250 to S280 are the same as steps S130 and S150 to S170 in FIG.
上記の制御を実行した場合について、図8を参照して説明する。図8はシングルレーンチェンジの開始から終了までの舵角値、舵角速度値、舵角加速度値の符号変化、及び好ましい後輪制駆動力モーメントの例を表した図であり、舵角値等の符号が変化するごとに段階を区切っている。 A case where the above control is executed will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing examples of the steering angle value, the steering angular speed value, the sign change of the steering angular acceleration value, and the preferable rear wheel braking / driving force moment from the start to the end of the single lane change. Each time the sign changes, the stage is separated.
第1段階は旋回を開始した直後の状態であり、舵角値、舵角速度値、舵角加速度値のいずれも正の値である。この場合、車両の目標ヨーモーメントが回頭方向となるので、従来制御と同様に後輪10の回頭方向の制駆動力モーメントの値をゼロから増加させていくことになる。 The first stage is a state immediately after the start of turning, and all of the steering angle value, the steering angular velocity value, and the steering angular acceleration value are positive values. In this case, since the target yaw moment of the vehicle is the turning direction, the value of the braking / driving force moment in the turning direction of the rear wheel 10 is increased from zero as in the conventional control.
第2段階は、舵角値は舵角速度値は第1段階と同じだが、舵角加速度値のみ符号が負に変化した後である。これは荷重移動量が増大している状態であって、かつ、操舵が切り戻される時期が近いと予測されることから、次の段階では第1実施形態と同様の制御を行いたい状態と予測できる。そこで、第1段階及び次の第3段階との連続性を確保するために、第1段階における後輪10の回頭方向の制駆動力モーメントの値を維持することとする。 The second stage is the same as the first stage in the steering angle value and the steering angular velocity value, but only the steering angle acceleration value is changed to a negative sign. This is a state in which the amount of load movement is increasing, and since it is predicted that the time at which the steering is turned back will be close, it is predicted that the same control as in the first embodiment will be performed in the next stage. it can. Therefore, in order to ensure continuity with the first stage and the next third stage, the value of the braking / driving force moment in the turning direction of the rear wheel 10 in the first stage is maintained.
第3段階は、舵角速度値のみ符号が変化した後である。舵角速度の符号が変化したことにより、この段階の初期に荷重移動量が極大となるので、後輪10には回頭方向の制駆動力モーメントをかけることが望ましい。しかし、舵角値がゼロに近づいているていることから、次の第4段階では舵角値の符号が反転して旋回方向が変わることと、現在の段階の最後には荷重移動がほとんどないことが予測される。そこで、後輪10の回頭方向の制駆動力モーメントの値をゼロに向けて減少させる。 The third stage is after the sign of only the steering angular velocity value has changed. As the sign of the steering angular speed changes, the amount of load movement becomes maximum at the beginning of this stage. Therefore, it is desirable to apply a braking / driving force moment in the turning direction to the rear wheel 10. However, since the rudder angle value is approaching zero, the sign of the rudder angle value is reversed and the turning direction is changed in the next fourth stage, and there is almost no load movement at the end of the current stage. It is predicted. Therefore, the value of the braking / driving force moment in the turning direction of the rear wheel 10 is decreased toward zero.
第4段階は、舵角値、舵角加速度値の符号が変化した後である。そのため、荷重移動が急激に大きくなる状態であり、しかも第2段階と同様に次の段階は第1実施形態と同様の制御を行いたい状態と予測される。そこで、後輪10の回頭方向の制駆動力モーメントをゼロから第1段階とは逆方向に増加させることとする。 The fourth stage is after the signs of the steering angle value and the steering angle acceleration value have changed. For this reason, the load movement is rapidly increased, and the next stage is predicted to be the same control as in the first embodiment as in the second stage. Therefore, the braking / driving force moment in the turning direction of the rear wheel 10 is increased from zero in the opposite direction to the first stage.
第5段階は舵角速度値のみが変化した後である。そのため、この段階では最初に荷重移動が極大となるので、後輪10には回頭方向の制駆動力モーメントをかけることが望ましい。しかし、舵角が小さくなってきていることから第5段階の最後は荷重移動量が少なくなることが予測されので、後輪10の回頭方向の制駆動力モーメントの値を、ゼロに向けて減少させることとする。 The fifth stage is after only the rudder angular velocity value has changed. Therefore, at this stage, the load movement is first maximized, so it is desirable to apply a braking / driving force moment in the turning direction to the rear wheel 10. However, since the rudder angle is getting smaller, it is predicted that the amount of load movement will decrease at the end of the fifth stage, so the value of the braking / driving force moment in the turning direction of the rear wheel 10 decreases toward zero. I will let you.
第6段階は舵角加速度値のみ符号が変化した後である。ここでは荷重移動が少ないので、第5段階との連続性を考慮して、後輪10の回頭方向の制駆動力モーメントをゼロのまま維持する。 The sixth stage is after the sign of only the steering angular acceleration value has changed. Since the load movement is small here, the braking / driving force moment in the turning direction of the rear wheel 10 is maintained at zero in consideration of continuity with the fifth stage.
上記のような制御を実行した場合について、第1実施形態の制御との比較を行う。図9は図6と同様にレーンチェンジのために最初に操舵を切り増しして、その後切り戻すシーンにおいて本実施形態の制御を実行した場合、つまり図8の第1段階から第3段階までのタイムチャートである。なお、図6のt1が図9の第2段階終了時に相当する。 The case where the above control is performed is compared with the control of the first embodiment. 9 is similar to FIG. 6, when the control of the present embodiment is executed in a scene where the steering is first increased for the lane change and then switched back, that is, from the first stage to the third stage in FIG. It is a time chart. Note that t1 in FIG. 6 corresponds to the end of the second stage in FIG.
両者を比較すると、図9の第2段階から相違が現れる。第1実施形態では第2段階に相当する期間中、後輪10に回頭方向の制駆動力モーメントが減少しているのに対して、本実施形態では、後輪10は第1段階の回頭方向のモーメントが維持されている。 When both are compared, a difference appears from the second stage of FIG. In the first embodiment, during the period corresponding to the second stage, the braking / driving force moment in the turning direction of the rear wheel 10 is reduced, whereas in the present embodiment, the rear wheel 10 is in the first stage of turning direction. The moment is maintained.
そして、t1においては、第1実施形態では前輪9及び後輪10の制駆動力モーメントがステップ的に変化し、これに伴って後輪10の荷重移動量、後輪10の等価コーナリングパワー、車体スリップ角もステップ的に変化している。これに対して本実施形態では、t1において前輪9、後輪10ともに制駆動力モーメントが連続的に変化しており、これに伴って後輪10の荷重移動量、後輪10の等価コーナリングパワー、車体スリップ角も連続的、かつ滑らかに変化している。このため、より車両の走行安定性が向上する。 At t1, in the first embodiment, the braking / driving force moments of the front wheel 9 and the rear wheel 10 change stepwise, and accordingly, the load movement amount of the rear wheel 10, the equivalent cornering power of the rear wheel 10, the vehicle body The slip angle also changes stepwise. On the other hand, in the present embodiment, the braking / driving force moment continuously changes in both the front wheel 9 and the rear wheel 10 at t1, and accordingly, the load movement amount of the rear wheel 10 and the equivalent cornering power of the rear wheel 10 are changed. The vehicle body slip angle also changes continuously and smoothly. For this reason, the running stability of the vehicle is further improved.
以上により本実施形態では、第1実施形態と同様の効果に加えて、次のような効果が得られる。 As described above, in the present embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, the following effects can be obtained.
車両走行状態検出手段1は舵角値、舵角速度値及び舵角加速度値の正負符号及び符号の変化に基づいて旋回段階を判別し、制駆動力配分決定手段3は、舵角値、舵角速度値及び舵角加速度値のすべての正負符号が一致する場合と、舵角値及び舵角加速度値のみ符号変化した遷移後の場合には、後輪左右10a、10bにより発生する回頭方向の制駆動力モーメントの値を増加させ、舵角速度値のみが符号変化した遷移後には、後輪左右10a、10bにより発生する制駆動力モーメントの値を減少させ、舵角加速度値のみが符号変化した遷移後には、一段階前の旋回段階における制駆動力モーメントの値を維持するよう後輪左右10a、10bに制駆動力を配分するので、例えばレーンチェンジやスラロームといったシーンのように、目標ヨーモーメントが回頭方向から復元方向に切り替るシーンにおいて、各輪9、10の制駆動力変化を滑らかにすることが可能となる。このため、等価コーナリングパワーの低下を抑制する制駆動力配分制御を行う際に、車体スリップ角の変化が連続的になり、車両挙動の安定性をより向上させることができる。 The vehicle running state detection means 1 discriminates the turning stage based on the sign of the rudder angle value, rudder angular speed value, and rudder angle acceleration value and the change in sign, and the braking / driving force distribution determination means 3 provides the rudder angle value, rudder angular speed. In the case where all the positive and negative signs of the value and the rudder angular acceleration value coincide with each other and after the transition in which only the rudder angle value and the rudder angular acceleration value change, the braking / driving in the turning direction generated by the left and right rear wheels 10a and 10b After the transition in which the value of the force moment is increased and only the rudder angular velocity value changes in sign, the value of the braking / driving force moment generated by the left and right rear wheels 10a and 10b is decreased, and after the transition in which only the rudder angular acceleration value changes in sign Distributes the braking / driving force to the left and right rear wheels 10a, 10b so as to maintain the value of the braking / driving force moment in the turning stage one stage before. For example, in a scene such as a lane change or a slalom, Moment in the scene switching to restore direction from turning round direction, it is possible to smooth the longitudinal force changes in each wheel 9,10. For this reason, when the braking / driving force distribution control for suppressing the reduction in the equivalent cornering power is performed, the change in the vehicle body slip angle becomes continuous, and the stability of the vehicle behavior can be further improved.
第3実施形態について説明する。 A third embodiment will be described.
本実施形態は基本的な構成等は第2実施形態と同様であり、制駆動力指令値を決定するための制御ルーチンが異なる。 This embodiment is the same as the second embodiment in the basic configuration and the like, and the control routine for determining the braking / driving force command value is different.
図10は本実施形態の制駆動力を決定するための制御ルーチンを表すフローチャートである。なお、本制御ルーチンは図3と同様に、一定周期ごとに実行されるものである。 FIG. 10 is a flowchart showing a control routine for determining the braking / driving force of this embodiment. This control routine is executed at regular intervals as in FIG.
本実施形態では、摩擦円の観点から、付加できる制駆動力の上限に余裕のある旋回外輪を有効に活用することで、目標モーメントを変更することなく、従来のヨーモーメント制御よりも後輪10の等価コーナリングパワーを稼ぐ制御を行う。以下、フローチャートのステップに従って説明する。なお、ステップS300〜S380までは、図7のステップS200〜S280と同様なので説明を省略し、ステップS390以下について説明する。 In the present embodiment, from the viewpoint of the friction circle, by effectively utilizing the turning outer wheel having a sufficient upper limit of the braking / driving force that can be added, the rear wheel 10 is more effective than the conventional yaw moment control without changing the target moment. Control to earn the equivalent cornering power. Hereinafter, description will be given according to the steps of the flowchart. Steps S300 to S380 are the same as steps S200 to S280 in FIG. 7 and thus will not be described. Steps S390 and subsequent steps will be described.
ステップS390では、各輪の前後力Fxij(前回演算時の制駆動力算出値)、各輪横力推定値Fyij、各輪荷重推定値Fzij、路面の摩擦係数推定値μから、下式(8)により各輪の前後方向の摩擦円余裕△Fxijを推定する。 In step S390, the longitudinal force F xij of each wheel (the calculated braking / driving force at the previous calculation), each wheel lateral force estimated value F yij , each wheel load estimated value F zij , and the road surface friction coefficient estimated value μ The frictional circle margin ΔF xij in the front-rear direction of each wheel is estimated from the equation (8).
また、路面摩擦係数推定値μがわからない場合等を考慮して、摩擦円余裕推定値の代わりに、タイヤスリップ率を用いてもよい。各輪タイヤスリップ率は、各輪の車輪速度Vwijと各輪の設置点における車体速度Vijから求まる。 In consideration of a case where the estimated road surface friction coefficient value μ is not known, a tire slip ratio may be used instead of the estimated frictional circle margin value. The tire slip ratio of each wheel is obtained from the wheel speed V wij of each wheel and the vehicle body speed V ij at the installation point of each wheel.
ステップS400では、旋回内輪の制駆動力が摩擦円限界を超えているか否かの判定を行う(摩擦円限界判定手段)。摩擦円余裕推定値が負の値の場合、つまり摩擦円の大きさよりも実制駆動力の方が大きい場合、又はスリップ率が予め設定した第1の閾値以上の場合に、摩擦円限界を超えていると判定する。 In step S400, it is determined whether the braking / driving force of the turning inner wheel exceeds the friction circle limit (friction circle limit determination means). If the estimated friction circle margin is negative, that is, if the actual braking / driving force is greater than the size of the friction circle, or if the slip ratio is greater than or equal to a preset first threshold, the friction circle limit is exceeded. It is determined that
摩擦円余裕推定値が摩擦円限界を超えている場合には、ステップS410に進み、超えていない場合はそのまま処理を終了する。 If the estimated frictional circle margin exceeds the frictional circle limit, the process proceeds to step S410. If not, the process ends.
ステップS410では、旋回内輪の制駆動力が摩擦円限界を超えている量が予め設定した第2の閾値未満であるか否かの判定を行う。これは、摩擦円限界を超えた程度に応じて異なる制御を行うためである。したがって、第2の閾値は摩擦円限界の外側に設ける。 In step S410, it is determined whether the amount by which the braking / driving force of the turning inner wheel exceeds the friction circle limit is less than a preset second threshold value. This is because different control is performed depending on the degree of exceeding the friction circle limit. Therefore, the second threshold value is provided outside the friction circle limit.
第2の閾値未満の場合はステップS420に進み、超えている場合はステップS430に進む。 If it is less than the second threshold, the process proceeds to step S420, and if it exceeds, the process proceeds to step S430.
ステップS420では、図11(a)の黒矢印で示すように、旋回外側の前後輪9、10の制駆動力をそれぞれ増加させる。これにより、目標ヨーモーメントを満足しつつ、さらに輪荷重移動を抑制することができる。そして、輪荷重移動量の減少により、旋回内輪の摩擦円が大きくなり、内輪制駆動力の上限が上がる。このように、第1、第2実施形態の制御では旋回内輪の制駆動力が摩擦円を超えてしまうような場合においても、後輪10の等価コーナリングパワーを稼ぎつつ、旋回内輪の制駆動力を摩擦円内に留めておくことができるようになる。 In step S420, as indicated by the black arrows in FIG. 11A, the braking / driving forces of the front and rear wheels 9, 10 outside the turn are increased. Thereby, wheel load movement can be further suppressed while satisfying the target yaw moment. As the wheel load movement amount decreases, the friction circle of the turning inner wheel increases, and the upper limit of the inner wheel braking / driving force increases. As described above, in the control of the first and second embodiments, even when the braking / driving force of the turning inner wheel exceeds the friction circle, the braking / driving force of the turning inner wheel is obtained while obtaining the equivalent cornering power of the rear wheel 10. Can be kept in the friction circle.
なお、これらのことから、第2の閾値は輪荷重移動量の減少によって大きくなった摩擦円の大きさによって決まることがわかる。 From these facts, it can be seen that the second threshold value is determined by the size of the friction circle increased by the decrease in the wheel load movement amount.
ステップS430では、図11(b)の黒矢印で示すように、旋回内側の前後輪9、10の制駆動力をそれぞれ減少させ、これを旋回内輪の制駆動力が摩擦円限界を超えている量が予め設定した第2の閾値未満になるまで(ステップS410の判定がyesになるまで)繰り返す。これにより目標ヨーモーメントを満足しつつ、従来のヨーモーメント制御に比べて後輪10の等価コーナリングパワーを稼ぐことができる。 In step S430, as indicated by the black arrows in FIG. 11 (b), the braking / driving force of the front and rear wheels 9, 10 inside the turning is decreased, and the braking / driving force of the turning inner wheel exceeds the friction circle limit. The process is repeated until the amount becomes less than the preset second threshold value (until the determination in step S410 becomes yes). As a result, the equivalent cornering power of the rear wheel 10 can be obtained as compared with the conventional yaw moment control while satisfying the target yaw moment.
なお、図11は車体を上方から見た図であり、白矢印はステップS380で決定した各輪の制駆動力、黒矢印はステップS420又はS430で増減する分の制駆動力を表す。 FIG. 11 is a view of the vehicle body from above. The white arrow represents the braking / driving force of each wheel determined in step S380, and the black arrow represents the braking / driving force corresponding to the increase / decrease in step S420 or S430.
以上により本実施形態では、第1、第2実施形態と同様の効果に加えて、更に次のような効果を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, in addition to the same effects as those in the first and second embodiments, the following effects can be further obtained.
摩擦円限界を超過したか否か、及び超過量を判定し、旋回内輪の制駆動力が摩擦円限界を超過した場合には、その超過量が予め設定した第2閾値以上であれば第2閾値未満になるまで旋回内輪の制駆動力を低減し、その上で旋回外輪の制駆動力を増大させるように制駆動力を修正し、超過量が第2閾値未満であれば旋回外輪の制駆動力を増大させるので、輪荷重が抜けて摩擦円が小さくなっている旋回内輪の負担を軽減し、旋回外輪により多くの仕事をさせる構成となり、結果として摩擦円を有効利用することが可能となる。さらに、目標ヨーモーメントを達成しつつ、従来のヨーモーメント制御よりも高い後輪10の等価コーナリングパワーを維持できるので、旋回内輪が摩擦円を超えてしまうようなシーンにおいても、従来のヨーモーメント制御と比べて車両挙動の安定性を向上させることができる。 It is determined whether or not the friction circle limit has been exceeded and the excess amount. If the braking / driving force of the turning inner wheel exceeds the friction circle limit, the second value is determined if the excess amount is equal to or greater than a preset second threshold value. The braking / driving force of the inner turning wheel is reduced until it becomes less than the threshold, and then the braking / driving force is corrected so as to increase the braking / driving force of the outer turning wheel. Since the driving force is increased, it is possible to reduce the burden on the turning inner wheel where the wheel load is lost and the friction circle is reduced, and to make more work on the turning outer wheel. As a result, the friction circle can be used effectively. Become. Furthermore, since the equivalent cornering power of the rear wheel 10 higher than that of the conventional yaw moment control can be maintained while achieving the target yaw moment, the conventional yaw moment control can be performed even in a scene where the turning inner wheel exceeds the friction circle. Compared with, the stability of vehicle behavior can be improved.
なお、上述した各実施形態では、4輪をドライブシャフト11を介して制駆動用モータ7aで駆動する車両について説明したが、4輪をインホイールモータで駆動する車両や、4輪の制駆動力を配分することが可能なその他の制駆動装置を備えた車両においても、当然適用することができる。 In each of the above-described embodiments, the vehicle in which the four wheels are driven by the braking / driving motor 7a via the drive shaft 11 has been described. However, the vehicle in which the four wheels are driven by the in-wheel motor, and the braking / driving force of the four wheels. Naturally, the present invention can also be applied to a vehicle including another braking / driving device capable of distributing the above-described braking / driving device.
また、後輪10のみ制駆動力の配分が可能な構成となっており、前輪9には例えば車両状態に応じて運転者の操舵量を補正する操舵角制御装置のような、制駆動力制御以外の方法でヨーモーメントを発生し得る装置を備える車両においても、本発明を適用することが可能である。 Further, only the rear wheel 10 can distribute braking / driving force, and the front wheel 9 has braking / driving force control such as a steering angle control device that corrects the steering amount of the driver according to the vehicle state. The present invention can also be applied to a vehicle including a device that can generate a yaw moment by a method other than the above.
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.
1 車両走行状態検出手段
2 目標ヨーモーメント設定手段
3 制駆動力配分決定手段
4 制駆動手段
5 操舵機構
6 コントロールユニット
7a 制駆動用モータ
7b モータ電源供給用インバータ
8 後輪サスペンションアーム
9 前輪
10 後輪
11 ドライブシャフト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle running state detection means 2 Target yaw moment setting means 3 Braking / driving force distribution deciding means 4 Braking / driving means 5 Steering mechanism 6 Control unit 7a Braking / driving motor 7b Motor power supply inverter 8 Rear wheel suspension arm 9 Front wheel 10 Rear wheel 11 Drive shaft
Claims (8)
少なくとも後輪左右の制駆動力配分を制御し得る後輪制駆動力配分手段を含む車体ヨーモーメント制御手段と、
舵角に基づいて旋回段階を判別する旋回段階判別手段と、
を備え、
前記目標ヨーモーメントの方向が回頭方向から切換わり復元方向に遷移した後の旋回段階である所定の旋回時には、前記後輪制駆動力配分手段が等価コーナリングパワーの低下を抑制する制駆動力配分を行なうことを特徴とする車両のヨーモーメント制御装置。 Target yaw moment setting means for setting the target yaw moment;
And car body yaw moment control means including a wheel longitudinal force distribution means after capable of controlling the braking-driving force distribution of at least rear wheels left and right,
A turning stage discriminating means for discriminating the turning stage based on the rudder angle;
With
The target yaw moment at the time of direction given a turning step after the transition to the switched restore direction from turning round direction turning of suppressing braking-driving force distribution a decrease in the equivalent cornering power before Symbol rear wheel braking and driving force distribution means A yaw moment control device for a vehicle, characterized in that
前記後輪制駆動力配分手段は、
前記舵角値、前記舵角速度値及び前記舵角加速度値のすべての正負符号が一致する場合と、前記舵角値及び前記舵角加速度値のみ符号変化した遷移後の場合には、前記後輪左右により発生する回頭方向の後輪制駆動力モーメントの値を増加させるよう前記左右後輪に制駆動力を配分し、
前記舵角速度値のみが符号変化した遷移後には、前記後輪左右により発生する後輪制駆動力モーメントの値を減少させるよう前記左右後輪に制駆動力を配分し、
前記舵角加速度値のみが符号変化した遷移後には、一段階前の旋回段階における後輪制駆動力モーメントの値を維持するよう前記後輪左右に制駆動力を配分することを特徴とする請求項1に記載の車両のヨーモーメント制御装置。 The turning stage discriminating means discriminates the turning stage based on the sign of the rudder angle value, rudder angular velocity value and rudder angular acceleration value and the change in sign,
The rear wheel braking / driving force distribution means includes:
In the case where all the positive and negative signs of the rudder angle value, the rudder angular speed value, and the rudder angular acceleration value coincide with each other, and after the transition in which only the rudder angle value and the rudder angular acceleration value are changed, the rear wheel The braking / driving force is distributed to the left and right rear wheels so as to increase the value of the rear wheel braking / driving force moment in the turning direction generated by the left and right,
After the transition in which only the rudder angular velocity value changes in sign, the braking / driving force is distributed to the left and right rear wheels so as to reduce the value of the rear wheel braking / driving force moment generated by the left and right rear wheels,
Wherein the rear transition steering angle acceleration value only has sign change claims characterized by distributing the braking-driving force to the rear wheel left to maintain the value of the rear wheel longitudinal force moment in the turning phase of one step before Item 2. The vehicle yaw moment control device according to Item 1 .
前記所定の旋回時には、前記前輪制駆動力配分手段は前記後輪制駆動力配分手段により発生した目標ヨーモーメントとは逆方向又は大きさゼロの制駆動力モーメントを補償し前記目標ヨーモーメントを達成する大きさの制駆動力モーメントを発生させることを特徴とする請求項2から5のいずれか一つに記載の車両のヨーモーメント制御装置。 Front wheel braking / driving force control distribution means capable of controlling braking / driving force distribution on the left and right front wheels,
During the predetermined turning, the front wheel braking / driving force distribution means compensates for the braking / driving force moment in the opposite direction or zero magnitude from the target yaw moment generated by the rear wheel braking / driving force distribution means to achieve the target yaw moment. 6. The vehicle yaw moment control device according to claim 2, wherein a braking / driving force moment having a magnitude as defined above is generated.
旋回内輪の制駆動力が摩擦円限界を超過した場合には、前記超過量が予め設定した閾値以上であれば閾値未満になるまで旋回内輪の制駆動力を低減し、その上で旋回外輪の制駆動力を増大させるように制駆動力を修正し、
前記超過量が前記閾値未満であれば、摩擦円の観点から定まる付加可能な制駆動力の範囲内で旋回外輪の制駆動力を増大させることを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の車両のヨーモーメント制御装置。 Friction circle limit judging means for judging whether or not the friction circle limit has been exceeded and the excess amount is provided,
When the braking / driving force of the inner turning wheel exceeds the friction circle limit, if the excess amount is greater than or equal to a preset threshold, the braking / driving force of the inner turning wheel is reduced until it falls below the threshold, and then the turning outer wheel Modify the braking / driving force to increase the braking / driving force,
7. If the excess amount is less than the threshold value, the braking / driving force of the outer turning wheel is increased within a range of an applicable braking / driving force determined from the viewpoint of a friction circle. A yaw moment control device for a vehicle according to claim 1.
少なくとも後輪左右の制駆動力配分を制御し得る後輪制駆動力配分手段を含む車体ヨーモーメント制御手段と、
舵角に基づいて旋回段階を判別する旋回段階判別手段と、
を備える車両のヨーモーメント制御方法において、
車両の目標ヨーモーメントを設定するステップと、
前記目標ヨーモーメントの方向が回頭方向から切換わり復元方向に遷移した後の旋回段階である所定の旋回時であることを判定するステップと、
前記所定の旋回時である場合には前記後輪制駆動配分手段が等価コーナリングパワーの低下を抑制するよう制駆動力配分を制御するステップと、
を有する特徴とする車両のヨーモーメント制御方法。 Target yaw moment setting means for setting the target yaw moment;
And car body yaw moment control means including a wheel longitudinal force distribution means after capable of controlling the braking-driving force distribution of at least rear wheels left and right,
A turning stage discriminating means for discriminating the turning stage based on the rudder angle;
In a vehicle yaw moment control method comprising:
Setting a target yaw moment for the vehicle;
Determining that the direction of the target yaw moment is a predetermined turning time which is a turning stage after switching from the turning direction and transitioning to the restoring direction ;
A step wherein the predetermined in the case of the cornering previous SL rear wheel braking and driving allocation means controls the suppressing so braking-driving force distribution a decrease in equivalent cornering power,
A yaw moment control method for a vehicle characterized by comprising:
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