Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP5309610B2 - Vehicle attitude control device and vehicle attitude control method - Google Patents

Vehicle attitude control device and vehicle attitude control method Download PDF

Info

Publication number
JP5309610B2
JP5309610B2 JP2008050482A JP2008050482A JP5309610B2 JP 5309610 B2 JP5309610 B2 JP 5309610B2 JP 2008050482 A JP2008050482 A JP 2008050482A JP 2008050482 A JP2008050482 A JP 2008050482A JP 5309610 B2 JP5309610 B2 JP 5309610B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
driving force
vehicle
wheel
angle correction
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008050482A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009208492A (en
Inventor
一郎 山口
欣高 出口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2008050482A priority Critical patent/JP5309610B2/en
Publication of JP2009208492A publication Critical patent/JP2009208492A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5309610B2 publication Critical patent/JP5309610B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

この発明は、車両の走行姿勢制御装置及び走行姿勢制御方法に関する。   The present invention relates to a vehicle running attitude control device and a running attitude control method.

ドライバの操作とは独立して車両の走行姿勢を制御して旋回時などの走行安定性を向上させる車両が研究されている。そのような車両のひとつに、駆動輪ごとに駆動力を制御するものがある。このような車両では、旋回時に車輪の転舵だけでなく、駆動輪ごとに駆動力をも制御することで、所望のヨーモーメントを得ることができ、目標通りのトレースが可能となる。   Research has been conducted on vehicles that improve the running stability during turning by controlling the running posture of the vehicle independently of the operation of the driver. One such vehicle controls the driving force for each driving wheel. In such a vehicle, a desired yaw moment can be obtained by controlling not only the steering of the wheel but also the driving force for each driving wheel at the time of turning, and the tracing as desired can be performed.

このような車両において、何らかの理由で目標駆動力が得られない場合、たとえば設定した目標駆動力が実現可能な範囲を超えてしまう場合には、駆動力制御によって実現可能なヨーモーメントが目標ヨーモーメントに不足してしまう。このような場合に、ドライバのステアリングホイール操舵とは独立して車輪の転舵角を補正制御することで、所望のヨーモーメントを得ようとする技術が特許文献1に開示されている。
特開2005−193752号公報
In such a vehicle, when the target driving force cannot be obtained for some reason, for example, when the set target driving force exceeds the realizable range, the yaw moment that can be realized by the driving force control is the target yaw moment. It will be insufficient. In such a case, Patent Document 1 discloses a technique for obtaining a desired yaw moment by correcting and controlling the turning angle of the wheel independently of the steering wheel steering of the driver.
JP 2005-193752 A

本件発明者らは、このような車両の制御手法を日々研究し、上述の従来技術に況してさらに精度よく所望のヨーモーメントが得られる技術の完成に成功した。   The present inventors have studied such a vehicle control method every day, and succeeded in completing a technique capable of obtaining a desired yaw moment with higher accuracy than the above-described conventional technology.

このように本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、従来技術に況してさらに精度よく所望のヨーモーメントが得られる車両の走行姿勢制御装置及び走行姿勢制御方法を提供することを目的とする。   As described above, the present invention has been made paying attention to such conventional problems, and a vehicle running attitude control device and a running attitude control method capable of obtaining a desired yaw moment more accurately than in the prior art. The purpose is to provide.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、ドライバによるステアリングホイール操舵とは独立して転舵可能な車輪を有する車両の姿勢を制御する装置であって、運転状態に応じて駆動輪の駆動力を設定する駆動力基本値設定手段(ステップS6)と、前記駆動力基本値設定手段で設定された駆動力が実現可能な範囲内にあるか否かを判定し、実現可能な範囲を超えるときは駆動力を実現可能な駆動力に制限する駆動力制限手段(ステップS8,S12)と、前記駆動力制限手段で駆動力を制限したときに、駆動力制限によって生じる車体の横力変化及びモーメント変化を抑制するような各車輪の舵角補正量の組み合わせを算出する舵角補正量組み合わせ算出手段(ステップS11)と、を有し、前記舵角補正量組み合わせ算出手段は、各輪の横滑り角変化量がタイヤ横力変化量に影響する度合を表す指標であってタイヤ横力変化量を横滑り角変化量で除したタイヤ横力感度に基づいて、舵角補正量の組み合わせを算出する、ことを特徴とする。 The present invention is an apparatus for controlling the attitude of a vehicle having wheels that can be steered independently of steering wheel steering by a driver, and is a driving force basic value setting that sets the driving force of driving wheels according to the driving state. It is determined whether or not the driving force set by the means (step S6) and the driving force basic value setting means is within a realizable range. Driving force limiting means (steps S8, S12) for limiting the force, and each wheel that suppresses a lateral force change and a moment change of the vehicle body caused by the driving force limitation when the driving force is limited by the driving force limiting means. Steering angle correction amount combination calculation means (step S11) for calculating a combination of the steering angle correction amounts of the wheels, wherein the steering angle correction amount combination calculation means has a lateral slip angle change amount of each wheel. Shadow The tire lateral force variation amount I index der representing the degree to which, based on the tire lateral force sensitivity divided by the side slip angle change amount, it calculates the combination of steering angle correction amount, characterized in that.

本発明によれば、各輪の横滑り角変化量がタイヤ横力変化量に影響する度合を表す指標であるタイヤ横力感度に基づいて、舵角補正量の組み合わせを算出するようにしたので、駆動輪のうちの一輪が微小時間だけ目標駆動力が得られないような状況下においても、精度よく目標コースをトレース可能になったのである。   According to the present invention, the combination of the steering angle correction amounts is calculated based on the tire lateral force sensitivity, which is an index representing the degree to which the side slip angle change amount of each wheel affects the tire lateral force change amount. The target course can be accurately traced even in a situation where one of the driving wheels cannot obtain the target driving force for a very short time.

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

はじめに本発明の理解を容易にするために、本発明の基本的な技術思想について説明する。   First, in order to facilitate understanding of the present invention, the basic technical idea of the present invention will be described.

旋回時に車輪の転舵角とともに、駆動輪ごとの駆動力をも制御することで、所望のヨーモーメントを得て走行姿勢を制御しようとする車両において、所望通りの駆動力を出せない場合がある。たとえば旋回時に車両の駆動輪のうちの一輪が濡れたマンホールなどを踏んでしまってスリップしてしまい、目標駆動力が微小時間だけ得られないような場合である。このような場合に、ドライバのステアリングホイール操舵とは独立して車輪の転舵角を補正制御することで、所望のヨーモーメントが得られるようになる。   By controlling the driving force of each driving wheel as well as the turning angle of the wheel when turning, there is a case where the desired driving force cannot be produced in a vehicle that obtains a desired yaw moment and controls the running posture. . For example, when turning, one of the driving wheels of the vehicle will step on a wet manhole and slip, and the target driving force cannot be obtained for a very short time. In such a case, a desired yaw moment can be obtained by correcting and controlling the turning angle of the wheels independently of the steering wheel steering of the driver.

そして本件発明者らは、車輪を転舵すると、タイヤの横滑り角が変化し、横滑り角が変化すればタイヤ横力が変化することに着目した。すなわち、タイヤの駆動力と横力と滑り角との間には、図1のような関係がある。拡大図(図1(B))にあるように、タイヤを転舵して横滑り角がΔβiだけ大きくなり、駆動力Fxiが一定のままであるとき、タイヤ横力はΔFyiだけ大きくなる。 The inventors of the present invention have focused on the fact that when the wheel is steered, the side slip angle of the tire changes, and when the side slip angle changes, the tire side force changes. That is, there is a relationship as shown in FIG. 1 among the driving force, lateral force, and slip angle of the tire. As shown in the enlarged view (FIG. 1B), when the tire is steered and the side slip angle increases by Δβ i and the driving force Fx i remains constant, the tire lateral force increases by ΔFy i. .

そしてこのような関係は、図2に示すようにタイヤの輪荷重にも影響を受ける。   Such a relationship is also affected by the wheel load of the tire as shown in FIG.

このように、タイヤを転舵して横滑り角がΔβi大きくなることで変化するタイヤ横力の影響をも考慮して舵角を補正すれば一層精度よくヨーモーメントを制御できることを本件発明者らが知見したのである。すなわち、タイヤ横力Fyiの変化はヨーモーメントMに影響する。そこで本件発明者らは、駆動輪がスリップなどして駆動力Fxiが制限されるような場合には、タイヤ横力Fyiの変化をも考慮して舵角補正量Δδiを決定することで、所望のヨーモーメントMを得るようにしたのである。このようにすることで、駆動輪のうちの一輪が微小時間だけ目標駆動力が得られないような状況下においても、精度よく目標コースをトレース可能になったのである。 As described above, the inventors of the present invention can control the yaw moment more accurately if the steering angle is corrected in consideration of the influence of the tire lateral force that changes as the side slip angle increases by Δβ i by turning the tire. Has found out. That is, the change in the tire lateral force Fy i affects the yaw moment M. Therefore, the present inventors determine the steering angle correction amount Δδ i in consideration of the change in the tire lateral force Fy i when the driving force Fx i is limited due to slipping of the driving wheel. Thus, the desired yaw moment M is obtained. By doing so, it is possible to accurately trace the target course even in a situation where one of the driving wheels cannot obtain the target driving force for a very short time.

次に図3を参照して車両に作用する力について説明する。   Next, the force acting on the vehicle will be described with reference to FIG.

各車輪1〜4を左に転舵する場合を考える。   Consider the case where each wheel 1 to 4 is steered to the left.

左前輪1は、車両前後方向に対して舵角δ1[単位:rad]だけ転舵されている。このとき駆動力はFx1[単位:N]、タイヤ横力はFy1[単位:N]である。なお舵角δi(i=1〜4)は各車輪の回転方向が車両前後方向と一致している状態を0とし、車両を鉛直上方から見て反時計回りを正とする。駆動力Fxiは舵角δiが全て0のときに車両を前方に加速させる方向を正とし、タイヤ横力Fyi[単位:N]は舵角δiが全て0のときに車両を左方向に加速させる方向を正とする。 The left front wheel 1 is steered by a steering angle δ 1 [unit: rad] with respect to the vehicle longitudinal direction. At this time, the driving force is Fx 1 [unit: N], and the tire lateral force is Fy 1 [unit: N]. The steering angle δ i (i = 1 to 4) is 0 when the rotational direction of each wheel coincides with the vehicle front-rear direction, and is counterclockwise when the vehicle is viewed from vertically above. The driving force Fx i is positive when the vehicle is accelerated forward when the steering angle δ i is all zero, and the tire lateral force Fy i [unit: N] is left when the steering angle δ i is all zero. The direction of acceleration in the direction is positive.

右前輪2、左後輪3、右後輪4も同様である。なお右前輪については添字2を付し、左後輪については添字3を付し、右後輪については添字4を付す。   The same applies to the right front wheel 2, the left rear wheel 3, and the right rear wheel 4. The subscript 2 is attached to the right front wheel, the subscript 3 is attached to the left rear wheel, and the subscript 4 is attached to the right rear wheel.

車両重心Gには、タイヤ力の総和の車両前後方向成分Fx[単位:N]、タイヤ力の総和の車両横方向成分Fy[単位:N]、各車輪のタイヤ力によって発生する車両重心周りのヨーモーメントM[単位:Nm]が作用する。なおヨーモーメントMは車両を鉛直上方から見て反時計回りを正とする。   The vehicle center of gravity G includes a vehicle longitudinal direction component Fx [unit: N] of the sum of tire forces, a vehicle lateral direction component Fy [unit: N] of the sum of tire forces, and a vehicle center of gravity around the vehicle center of gravity generated by the tire force of each wheel. The yaw moment M [unit: Nm] acts. The yaw moment M is positive in the counterclockwise direction when the vehicle is viewed from above.

また図3において前後輪のトレッド長Lt[単位:m]、車両重心軸から前輪車軸までの距離Lf[単位:m]、車両重心軸から後輪車軸までの距離Lr[単位:m]であり、ホイールベース長Ll=Lf+Lr[単位:m]である。   In FIG. 3, the tread length Lt [unit: m] of the front and rear wheels, the distance Lf [unit: m] from the vehicle center of gravity axis to the front wheel axle, and the distance Lr [unit: m] from the vehicle center of gravity axis to the rear wheel axle. , Wheel base length Ll = Lf + Lr [unit: m].

次に図4を参照して、各車輪に発生した駆動力Fxi及びタイヤ横力Fyiの合力(タイヤ力)の車両前後方向成分Fxi'及び車両横方向成分Fyi'を考える。なお図4(A)は転舵角δiの場合を示し、図4(B)は転舵角δi+Δδiの場合を示す。 Referring now to FIG. 4, consider the force vehicle longitudinal direction component Fx i of (tire forces) 'and the vehicle lateral component Fy i' of the driving force generated in the wheel Fx i and the tire lateral force Fy i. 4A shows the case of the turning angle δ i , and FIG. 4B shows the case of the turning angle δ i + Δδ i .

図4(A)のように各車輪を舵角δiだけ切った場合におけるFxi'及びFyi'は次式(1-1)及び式(1-2)で表される。ただし、Fxi'は車両を前方に加速する方向を正とし、Fyi'は車両を左方向に加速させる方向を正とする。 As shown in FIG. 4A, Fx i ′ and Fy i ′ when each wheel is turned by the steering angle δ i are expressed by the following equations (1-1) and (1-2). However, Fx i ′ is positive in the direction of accelerating the vehicle forward, and Fy i ′ is positive in the direction of accelerating the vehicle in the left direction.

Figure 0005309610
Figure 0005309610

次に車輪の駆動力Fxiは変化せず、車輪の舵角がδiからδi+Δδiに切り増されるときのタイヤ横力変化量ΔFyiを考える。図4(B)に示すように、各車輪の舵角がδiからδi+Δδiに切り増されると、Fxi',Fyi'は次式(2-1)及び式(2-2)で表される。 Then the driving force Fx i wheel does not change, consider the tire lateral force variation amount DerutaFy i when the steering angle of the wheel is Masa cut from [delta] i in δ i + Δδ i. As shown in FIG. 4 (B), when the steering angle of each wheel is Masa cut from [delta] i in δ i + Δδ i, Fx i ', Fy i' is expressed by the following equation (2-1) and formula (2 It is expressed by 2).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

したがって、各車輪の駆動力Fxiは変化せず、各車輪の舵角がδiからδi+Δδiに切り増されるときのFxi'の変化量ΔFxi'は、式(1-1)及び式(2-1)の辺々の差をとることで求めることができ次式(3-1)となる。また同じくFyi'の変化量ΔFyi'は、式(1-2)及び式(2-2)の辺々の差をとることで求めることができ次式(3-2)となる。なお式(3-1)及び式(3-2)ではΔδiが微小であり、cosΔδi≒1,sinΔδi≒Δδi,Δδi 2≒0と近似した。 Therefore, the driving force Fx i of each wheel is not changed, Fx i 'of variation ΔFx i' when the steering angle of each wheel is Masa cut from [delta] i to [delta] i + .DELTA..delta i have the formula (1-1 ) And equation (2-1) can be obtained by taking the difference between the sides, and the following equation (3-1) is obtained. The same 'amount of change ΔFy i' Fy i becomes the following equation can be obtained by taking the difference of sides s of formula (1-2) and (2-2) and (3-2). Note the formula (3-1) and (3-2) in .DELTA..delta i is small, approximating the cosΔδ i ≒ 1, sinΔδ i ≒ Δδ i, Δδ i 2 ≒ 0.

Figure 0005309610
Figure 0005309610

そして各車輪の横滑り角βiとタイヤ横力Fyiとには上述の図1に示す関係がある。 The side slip angle β i of each wheel and the tire lateral force Fy i have the relationship shown in FIG.

図1は輪荷重W及び路面摩擦係数μに変化が無いとしたときの駆動力Fxiとタイヤ横力Fyiの関係を表した図である。横軸が駆動力Fxiであり、縦軸がタイヤ横力Fyiである。なお、横滑り角βiの符号は、車輪の前後方向から車輪速度の方向までの角度が鉛直上方から見て反時計回りになっている場合を正とする。 Figure 1 is a view showing the relationship between the driving force Fx i and the tire lateral force Fy i when the there is no change in the wheel load W and the road surface friction coefficient mu. The horizontal axis is the driving force Fx i, the vertical axis is the tire lateral force Fy i. The sign of the side slip angle β i is positive when the angle from the front-rear direction of the wheel to the direction of the wheel speed is counterclockwise when viewed from vertically above.

ここで、車輪の現在の状態が、駆動力Fxi,タイヤ横力Fyi,横滑り角βiであるときに、横滑り角変化量Δβiのタイヤ横力変化量ΔFyiに対する影響度合を表す指標をタイヤ横力感度gi(i=1〜4)と定義する。すなわち、タイヤ横力感度giは、次式(4)のように定義される。なお横滑り角変化Δβi及びタイヤ横力変化量ΔFyiは微小であるとする。 Here, when the current state of the wheel is the driving force Fx i , the tire side force Fy i , and the side slip angle β i , an index representing the degree of influence of the side slip angle change amount Δβ i on the tire side force change amount ΔFy i . Is defined as tire lateral force sensitivity g i (i = 1 to 4). That is, the tire lateral force sensitivity g i is defined as the following equation (4). It is assumed that the side slip angle change Δβ i and the tire side force change amount ΔFy i are very small.

Figure 0005309610
Figure 0005309610

したがって、横滑り角変化量Δβi及びタイヤ横力変化量ΔFyiが微小であるときには、「giΔβi=ΔFyi」である。タイヤ横力や転舵調整機構等の遅れやキャンバー角変化等を無視することができ、「giΔβi=ΔFyi≒giΔδi」とおけるとすると、舵角変化量Δδiのときの車両前後方向成分Fxi'の変化量ΔFxi'及び車両横方向成分Fyi'の変化量ΔFyi'は、式(3-1)(3-2)から次式(5-1)(5-2)を求めることができる。 Therefore, when the side slip angle change amount Δβ i and the tire side force change amount ΔFy i are small, “g i Δβ i = ΔFy i ”. It is possible to ignore the delays and camber angle change such as tire lateral force and steering adjustment mechanism, and the definitive and "g i Δβ i = ΔFy i ≒ g i Δδ i ", when the steering angle variation Δδ i 'variation DerutaFx i' of the front and rear vehicle direction component Fx i and 'variation DerutaFy i' of the vehicle lateral component Fy i, the following equation from the equation (3-1) (3-2) (5-1) ( 5-2) can be obtained.

Figure 0005309610
Figure 0005309610

したがって式(5-1)(5-2)によれば、舵角がΔδiだけ変化したときに、タイヤ横滑り角がΔβi変化し、タイヤ横力がΔFyi変化することを影響をも考慮した上で、車両前後方向成分変化量ΔFxi'及び車両横方向成分変化量ΔFyi'を求めることができるのである。 Therefore, according to the formula (5-1) (5-2), when the steering angle changes by .DELTA..delta i, considering also the effect that the tire slip angle changes [Delta] [beta] i, the tire lateral force changes DerutaFy i In addition, the vehicle longitudinal direction component change amount ΔFx i ′ and the vehicle lateral direction component change amount ΔFy i ′ can be obtained.

ところで図3の状態において、タイヤ力の総和の車両前後方向成分Fxと、タイヤ力の総和の車両横方向成分Fyと、各車輪のタイヤ力によって発生する車両重心周りのヨーモーメントMとは次式(6-1)〜(6-3)になる。   In the state of FIG. 3, the vehicle longitudinal component Fx of the sum of tire forces, the vehicle lateral component Fy of the sum of tire forces, and the yaw moment M around the center of gravity of the vehicle generated by the tire force of each wheel are as follows: (6-1) to (6-3).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

したがって、各車輪それぞれの舵角変化量Δδiであるときの車両前後方向成分Fx、車両横方向成分Fy、ヨーモーメントMの変化量のΔFx、ΔFy、ΔMは、次式(7-1)〜(7-3)になる。 Accordingly, when the steering angle change amount Δδ i of each wheel is the vehicle front-rear direction component Fx, the vehicle lateral direction component Fy, and the change amounts ΔFx, ΔFy, ΔM of the yaw moment M are expressed by the following equations (7-1) to (7) (7-3).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

したがって次式(8)が得られる。   Therefore, the following equation (8) is obtained.

Figure 0005309610
Figure 0005309610

Δδ1を既知と仮定して、Δδ2,Δδ3,Δδ4について解くと次式(9)が得られる。 When Δδ 1 is assumed to be known and Δδ 2 , Δδ 3 , and Δδ 4 are solved, the following equation (9) is obtained.

Figure 0005309610
Figure 0005309610

したがってΥ1≠0のときには、現在の動作点周りで、車両前後方向成分Fx、車両横方向成分Fy、ヨーモーメントMをそれぞれΔFx、ΔFy、ΔMだけ変化させる各車輪の舵角変化量Δδiが、χを任意定数として次式(10)のように求められる。 Accordingly, when Υ 1 ≠ 0, the steering angle change amount Δδ i of each wheel that changes the vehicle longitudinal component Fx, the vehicle lateral component Fy, and the yaw moment M by ΔFx, ΔFy, and ΔM, respectively, around the current operating point. , Χ are given as arbitrary constants as shown in the following equation (10).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

式(10)に、目標とする車両前後方向成分変化量ΔFx、車両横方向成分変化量ΔFy、ヨーモーメント変化量ΔMを適用すれば、各車輪の舵角補正量Δδiが求められる。そして式(10)では、舵角変化量Δδiにともなうタイヤ横滑り角変化量Δβi及びタイヤ横力変化量ΔFyiをも考慮している。したがって式(10)によれば、より正確に舵角変化量Δδiを算出できるのである。式(10)に基づいてたとえば車両前後方向成分変化量ΔFxをゼロに抑えたければ、「ΔFx=0」とすればよい。このようにすることで式(10)によって、前後力,横力,ヨーモーメントの変化を抑えられるのである。なお式(10)は、ΔFx、ΔFy、ΔMの3つの成分から、4つの成分Δδ1〜Δδ4を算出しようとする式であり、Δδ1〜Δδ4の組み合わせ(集合)が複数求まる。そこでそのような組み合わせ(集合)の中からΔδ1〜Δδ4の二乗和が最小となるものを最適解として求めれば、舵角の補正量も小さくて済む。 By applying the target vehicle longitudinal direction component change amount ΔFx, vehicle lateral direction component change amount ΔFy, and yaw moment change amount ΔM to the equation (10), the steering angle correction amount Δδ i of each wheel can be obtained. And are taken into account equation (10), the also the tire slip angle variation [Delta] [beta] i and the tire lateral force variation amount DerutaFy i associated with the steering angle variation .DELTA..delta i. Therefore, according to the equation (10), the steering angle change amount Δδ i can be calculated more accurately. For example, if the vehicle longitudinal component change amount ΔFx is to be suppressed to zero based on the equation (10), “ΔFx = 0” may be set. In this way, changes in the longitudinal force, lateral force, and yaw moment can be suppressed by equation (10). Expression (10) is an expression for calculating four components Δδ 1 to Δδ 4 from the three components ΔFx, ΔFy, and ΔM, and a plurality of combinations (sets) of Δδ 1 to Δδ 4 are obtained. Therefore, if the optimal solution is obtained from such combinations (sets) that minimize the sum of squares of Δδ 1 to Δδ 4 , the steering angle correction amount can be reduced.

以上が本発明の基本的な技術思想である。続いてこのような技術思想を実現する具体的なシステムについて説明する。   The above is the basic technical idea of the present invention. Next, a specific system for realizing such a technical idea will be described.

図5は、車両構成の一例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a vehicle configuration.

車両100は、左前輪系10と、右前輪系20と、左後輪系30と、右後輪系40と、操舵系50と、を含む。   Vehicle 100 includes a left front wheel system 10, a right front wheel system 20, a left rear wheel system 30, a right rear wheel system 40, and a steering system 50.

左前輪系10は、左前輪1と、インバータ11と、モータ12と、駆動力センサ13と、ステアリングアクチュエータ14と、舵角センサ15と、を有する。   The left front wheel system 10 includes a left front wheel 1, an inverter 11, a motor 12, a driving force sensor 13, a steering actuator 14, and a steering angle sensor 15.

インバータ11は、バッテリ9の出力電力をモータ12に供給する。またインバータ11は、モータ12の回生電力をバッテリ9に出力する。   The inverter 11 supplies the output power of the battery 9 to the motor 12. Further, the inverter 11 outputs the regenerative power of the motor 12 to the battery 9.

モータ12は、インバータ11を介して供給された電力によって左前輪1を駆動する。また左前輪1の制動力によって電力を回生する。   The motor 12 drives the left front wheel 1 with electric power supplied through the inverter 11. Further, electric power is regenerated by the braking force of the left front wheel 1.

駆動力センサ13は、左前輪1の駆動力を検出する。検出信号はコントローラ7に送信される。   The driving force sensor 13 detects the driving force of the left front wheel 1. The detection signal is transmitted to the controller 7.

ステアリングアクチュエータ14は、左前輪1を転舵する。   The steering actuator 14 steers the left front wheel 1.

舵角センサ15は、左前輪1の転舵角を検出する。検出信号はコントローラ7に送信される。   The steering angle sensor 15 detects the steering angle of the left front wheel 1. The detection signal is transmitted to the controller 7.

右前輪系20、左後輪系30、右後輪系40についても、基本構成は左前輪系10と同様である。なお各系を区別するために、右前輪系については二十番台の符号を付する。左後輪系については三十番台の符号を付する。右後輪系については四十番台の符号を付する。   The basic configuration of the right front wheel system 20, the left rear wheel system 30, and the right rear wheel system 40 is the same as that of the left front wheel system 10. In addition, in order to distinguish each system, the code | symbol of the 20th series is attached | subjected about a right front wheel system. The left rear wheel system will be numbered in the thirty range. The right rear wheel system will be marked with the number forty.

操舵系50は、ステアリングホイール5と、操舵角センサ51と、を有する。本実施形態は、操舵系と転舵輪とが機械的な連結をしていない所謂ステアバイワイヤ方式である。操舵角センサ51は、ステアリングホイール5の操舵角を検出する。検出信号はコントローラ7に送信される。   The steering system 50 includes a steering wheel 5 and a steering angle sensor 51. The present embodiment is a so-called steer-by-wire system in which the steering system and the steered wheels are not mechanically connected. The steering angle sensor 51 detects the steering angle of the steering wheel 5. The detection signal is transmitted to the controller 7.

加速度センサ71は、車両の前後方向加速度及び左右方向加速度を検出する。検出信号はコントローラ7に送信される。   The acceleration sensor 71 detects the longitudinal acceleration and the lateral acceleration of the vehicle. The detection signal is transmitted to the controller 7.

ヨーレートセンサ72は、車両のヨーレートを検出する。検出信号はコントローラ7に送信される。   The yaw rate sensor 72 detects the yaw rate of the vehicle. The detection signal is transmitted to the controller 7.

アクセルペダルポジションセンサ73は、アクセルペダルの踏込量を検出する。検出信号はコントローラ7に送信される。   The accelerator pedal position sensor 73 detects the depression amount of the accelerator pedal. The detection signal is transmitted to the controller 7.

ブレーキペダルポジションセンサ74は、ブレーキペダルの踏込量を検出する。検出信号はコントローラ7に送信される。   The brake pedal position sensor 74 detects the depression amount of the brake pedal. The detection signal is transmitted to the controller 7.

コントローラ7は、種々信号に基づいて、モータ12〜42を制御して車輪1〜4の駆動力を制御するとともに、ステアリングアクチュエータ14〜44を制御して車輪1〜4の転舵角を制御する。コントローラ7は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ7を複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。   Based on various signals, the controller 7 controls the motors 12 to 42 to control the driving force of the wheels 1 to 4 and also controls the steering actuators 14 to 44 to control the turning angles of the wheels 1 to 4. . The controller 7 includes a microcomputer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface). The controller 7 may be composed of a plurality of microcomputers.

以下ではコントローラ7の具体的な制御ロジックについてフローチャートに沿って説明する。   Below, the concrete control logic of the controller 7 is demonstrated along a flowchart.

図6は、メインルーチンのフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart of the main routine.

コントローラ7は所定時間(例えば10ミリ秒)毎に以下の処理を繰り返し実行する。   The controller 7 repeatedly executes the following processing every predetermined time (for example, 10 milliseconds).

ステップS1においてコントローラ7は、アクセル踏込量AP、ブレーキ踏込量BP、ステアリング操舵角θ及び各輪の転舵角δiを検出する。 In step S1, the controller 7 detects the accelerator depression amount AP, the brake depression amount BP, the steering angle θ, and the turning angle δ i of each wheel.

ステップS2においてコントローラ7は、車速Vを検出する。具体的な内容は後述する。   In step S2, the controller 7 detects the vehicle speed V. Specific contents will be described later.

ステップS3においてコントローラ7は、各車輪の転舵角の基本値δi #を算出する。具体的な算出方法は後述する。 In step S3, the controller 7 calculates the basic value δ i # of the turning angle of each wheel. A specific calculation method will be described later.

ステップS4においてコントローラ7は、各車輪の横滑りβiを算出する。具体的な算出方法は後述する。 In step S4, the controller 7 calculates the side slip β i of each wheel. A specific calculation method will be described later.

ステップS5においてコントローラ7は、前後方向目標静的駆動力の目標値Fx*を算出する。具体的な算出方法は後述する。 In step S5, the controller 7 calculates a target value Fx * of the front-rear direction target static driving force. A specific calculation method will be described later.

ステップS6においてコントローラ7は、各車輪へ配分する駆動力基本値Fxi #を算出する。具体的な算出方法は後述する。 In step S6, the controller 7 calculates a driving force basic value Fx i # distributed to each wheel. A specific calculation method will be described later.

ステップS7においてコントローラ7は、各車輪の駆動力の上限値Fxi_max及び下限値Fxi_minを算出する。なお下限値を考えるのは、制動時(回生時)があるからである。具体的な算出方法は後述する。   In step S7, the controller 7 calculates the upper limit value Fxi_max and the lower limit value Fxi_min of the driving force of each wheel. The lower limit value is considered because there is braking (regeneration). A specific calculation method will be described later.

ステップS8においてコントローラ7は、各車輪へ配分する駆動力基本値Fxi #が上限値Fxi_max及び下限値Fxi_minの範囲内であるか否かを判定する。範囲内であればステップS9へ処理を移行し、範囲外であればステップS10へ処理を移行する。 Step controller 7 in S8, determines whether the drive force basic value Fx i # to allocate to each wheel is in the range of the upper limit value Fx i _ max and the lower limit value Fx i _ min. If it is within the range, the process proceeds to step S9, and if it is out of the range, the process proceeds to step S10.

ステップS9においてコントローラ7は、駆動力基本値Fxi #を駆動力指令値Fxi ***に設定し、転舵角基本値δi #を転舵角指令値δi ***に設定する。 In step S9, the controller 7 sets the driving force basic value Fx i # to the driving force command value Fx i ***, and sets the turning angle basic value δ i # to the turning angle command value δ i *** . .

ステップS10においてコントローラ7は、車両前後方向成分変化量ΔFx、車両横方向成分変化量ΔFy、ヨーモーメント変化量ΔMを算出する。具体的な算出方法は後述する。   In step S10, the controller 7 calculates the vehicle longitudinal direction component variation ΔFx, the vehicle lateral direction component variation ΔFy, and the yaw moment variation ΔM. A specific calculation method will be described later.

ステップS11においてコントローラ7は、各車輪の転舵角補正値Δδiを算出する。具体的な算出方法は後述する。 In step S11, the controller 7 calculates a turning angle correction value Δδ i for each wheel. A specific calculation method will be described later.

ステップS12においてコントローラ7は、駆動力基本値Fxi #が上限値Fxi_maxを超えるときには、上限値Fxi_maxを駆動力指令値Fxi ***に設定し、駆動力基本値Fxi #が下限値Fxi_minを超えるときには、下限値Fxi_minを駆動力指令値Fxi ***に設定する。また転舵角基本値δi #に転舵角補正値Δδiを加算して転舵角指令値δi ***に設定する。 The controller 7 in step S12, when the driving force basic value Fx i # exceeds the upper limit value Fx i _ max is an upper limit value Fx i _ max to the driving force command value Fx i ***, driving force basic value Fx i # is at below the lower limit Fx i _ min sets the lower limit value Fx i _ min to the driving force command value Fx i ***. Further, the turning angle correction value Δδ i is added to the turning angle basic value δ i # to set the turning angle command value δ i *** .

ステップS13において、コントローラ7は、各車輪の駆動力及び転舵角を指令値に基づき制御する。   In step S13, the controller 7 controls the driving force and the turning angle of each wheel based on the command value.

図7は、車速検出のサブルーチンのフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart of a vehicle speed detection subroutine.

ステップS21においてコントローラ7は、各輪の回転速度ω1〜ω4を検出する。   In step S21, the controller 7 detects the rotational speeds ω1 to ω4 of the respective wheels.

ステップS22においてコントローラ7は、次式(11-1)〜(11-4)に基づいて各輪の速度V1〜V4を算出する。   In step S22, the controller 7 calculates the speeds V1 to V4 of each wheel based on the following equations (11-1) to (11-4).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

ステップS23においてコントローラ7は、次式(12)に基づいて車速Vを算出する。   In step S23, the controller 7 calculates the vehicle speed V based on the following equation (12).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

図8は、各車輪の転舵角の基本値を算出するサブルーチンのフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart of a subroutine for calculating the basic value of the turning angle of each wheel.

ステップS31においてコントローラ7は、次式(13-1)〜(13-4)に基づいて各車輪の転舵角の基本値δi #を算出する。 In step S31, the controller 7 calculates a basic value δ i # of the turning angle of each wheel based on the following equations (13-1) to (13-4).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

図9は、各車輪の横滑りを算出するサブルーチンのフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart of a subroutine for calculating the side slip of each wheel.

ステップS41においてコントローラ7は、ヨーモーメントMを車両のヨー慣性モーメントIで除した値を積分してヨーレートγを求める。すなわち次式(14)によってヨーレートγを算出する。   In step S41, the controller 7 obtains the yaw rate γ by integrating the value obtained by dividing the yaw moment M by the yaw inertia moment I of the vehicle. That is, the yaw rate γ is calculated by the following equation (14).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

ステップS42においてコントローラ7は、車両の横滑り角の時間微分値β'を次式(15)に基づき算出する。   In step S42, the controller 7 calculates the time differential value β ′ of the side slip angle of the vehicle based on the following equation (15).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

ステップS43においてコントローラ7は、車両の横滑り角の時間微分値β'を積分して車両の横滑り角βを次式(16)のように算出する。   In step S43, the controller 7 integrates the time differential value β ′ of the side slip angle of the vehicle to calculate the side slip angle β of the vehicle as in the following equation (16).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

ステップS44においてコントローラ7は、各車輪の横滑りβiを次式(17-1)〜(17-4)に基づき算出する。 In step S44, the controller 7 calculates the side slip β i of each wheel based on the following equations (17-1) to (17-4).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

図10は、前後方向目標静的駆動力の目標値を算出するサブルーチンのフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart of a subroutine for calculating the target value of the longitudinal target static driving force.

ステップS51においてコントローラ7は、あらかじめシミュレーション又は実験を通じてROMに格納された図11(A)に示すような特性のマップに、アクセル踏込量AP及び車速Vを適用して駆動力Fax*を求める。 In step S51, the controller 7 obtains the driving force Fax * by applying the accelerator depression amount AP and the vehicle speed V to the characteristic map shown in FIG. 11A stored in the ROM in advance through simulation or experiment.

ステップS52においてコントローラ7は、あらかじめシミュレーション又は実験を通じてROMに格納された図11(B)に示すような特性のマップに、ブレーキ踏込量BPを適用して制動力Fbx*を求める。 In step S52, the controller 7 obtains the braking force Fbx * by applying the brake depression amount BP to a characteristic map as shown in FIG. 11B stored in the ROM in advance through simulation or experiment.

ステップS53においてコントローラ7は、次式(18)に基づいて前後方向目標静的駆動力Fx*を演算する。 In step S53, the controller 7 calculates the longitudinal target static driving force Fx * based on the following equation (18).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

図12は、各車輪へ配分する駆動力基本値を算出するサブルーチンのフローチャートである。   FIG. 12 is a flowchart of a subroutine for calculating a driving force basic value to be distributed to each wheel.

ステップS61においてコントローラ7は、あらかじめシミュレーション又は実験を通じてROMに格納された図13に示すような特性のマップに、車速V及びステアリング操舵角θを適用して左右駆動力差ΔFを求める。   In step S61, the controller 7 obtains the left / right driving force difference ΔF by applying the vehicle speed V and the steering angle θ to the characteristic map shown in FIG. 13 stored in the ROM in advance through simulation or experiment.

ステップS62においてコントローラ7は、次式(19-1)〜(19-4)に基づいて各車輪へ配分する駆動力基本値Fxi #を算出する。 In step S62, the controller 7 calculates a driving force basic value Fx i # to be distributed to each wheel based on the following equations (19-1) to (19-4).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

図14は、各車輪の駆動力の上限値及び下限値を算出するサブルーチンのフローチャートである。   FIG. 14 is a flowchart of a subroutine for calculating the upper limit value and the lower limit value of the driving force of each wheel.

ステップS71においてコントローラ7は、各輪の路面摩擦係数μiを算出する。算出方法を例示すれば、たとえば特開平11-78843号公報に記載されているように、タイヤと路面との間の摩擦係数の勾配である路面摩擦係数勾配を推定することができる技術や、特開平10-114263号公報に記載されているように、路面摩擦係数勾配と等価的に扱うことのできる物理量として、スリップ速度に対する制動トルクの勾配や駆動トルクの勾配に基づいて推定する技術などがある。 In step S71, the controller 7 calculates the road surface friction coefficient μ i of each wheel. As an example of the calculation method, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-78843, a technique capable of estimating a road surface friction coefficient gradient, which is a gradient of a friction coefficient between a tire and a road surface, As described in Japanese Utility Model Publication No. 10-114263, as a physical quantity that can be handled equivalently to a road surface friction coefficient gradient, there is a technique of estimating based on a braking torque gradient or a driving torque gradient with respect to a slip speed. .

ステップS72においてコントローラ7は、各車輪の輪荷重Wiを算出する。具体的な算出方法は後述する。 In step S72 the controller 7 calculates the wheel load W i for each wheel. A specific calculation method will be described later.

ステップS73においてコントローラ7は、次式(20-1)(20-2)に基づいて各車輪の駆動力の上限値Fxi_max及び下限値Fxi_minを算出する。   In step S73, the controller 7 calculates the upper limit value Fxi_max and the lower limit value Fxi_min of the driving force of each wheel based on the following equations (20-1) and (20-2).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

図15は、各車輪の輪荷重を算出するサブルーチンのフローチャートである。   FIG. 15 is a flowchart of a subroutine for calculating the wheel load of each wheel.

ステップS721においてコントローラ7は、タイヤ力の前後方向成分Fx、横方向成分Fyに基づいて加速度の車両前後方向成分αx、横方向成分αyを求める。   In step S721, the controller 7 obtains a vehicle longitudinal component αx and a lateral component αy of acceleration based on the longitudinal component Fx and the lateral component Fy of the tire force.

ステップS722においてコントローラ7は、次式(21-1)〜(21-4)に基づいて各車輪の輪荷重Wiを算出する。 Step controller 7 in S722 calculates the wheel load W i for each wheel based on the following equation (21-1) - (21-4).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

図16は、車両前後方向成分変化量ΔFx、車両横方向成分変化量ΔFy、ヨーモーメント変化量ΔMを算出するサブルーチンのフローチャートである。   FIG. 16 is a flowchart of a subroutine for calculating the vehicle longitudinal direction component variation ΔFx, the vehicle lateral direction component variation ΔFy, and the yaw moment variation ΔM.

ステップS101においてコントローラ7は、各車輪へ配分する駆動力基本値Fxi #が上限値Fxi_max又は下限値Fxi_minを超えてしまって制限される量ΔFxiを次式(22-1)によって求める。また同様にΔFyi、ΔMを次式(22-2)(22-3)によって求める。 In step S101, the controller 7 obtains an amount ΔFx i that is limited when the driving force basic value Fx i # distributed to each wheel exceeds the upper limit value Fxi_max or the lower limit value Fxi_min by the following equation (22-1). Similarly, ΔFy i and ΔM are obtained by the following equations (22-2) and (22-3).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

ステップS102においてコントローラ7は、車両前後方向成分変化量ΔFx、車両横方向成分変化量ΔFy、ヨーモーメント変化量ΔMを次式(23-1)〜(23-3)によって求める。   In step S102, the controller 7 obtains the vehicle longitudinal component variation ΔFx, the vehicle lateral component variation ΔFy, and the yaw moment variation ΔM by the following equations (23-1) to (23-3).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

図17は、各車輪の転舵角補正値を算出するサブルーチンのフローチャートである。   FIG. 17 is a flowchart of a subroutine for calculating a turning angle correction value for each wheel.

ステップS111においてコントローラ7は、上述した式(10)に基づいて各車輪の転舵角補正値Δδiを算出する。 In step S111, the controller 7 calculates the turning angle correction value Δδ i of each wheel based on the above-described equation (10).

本実施形態によれば、上述のように、駆動輪がスリップなどして駆動力Fxiが制限されるような場合には、タイヤ横力Fyiの変化をも考慮して舵角補正量Δδiを決定することで、タイヤ横力変化による車両挙動変化を抑制しつつ、所望のヨーモーメントMを得るようにしたのである。このようにすることで、駆動輪のうちの一輪が微小時間だけ目標駆動力が得られないような状況下においても、精度よく目標コースをトレース可能になったのである。 According to the present embodiment, as described above, when the driving wheel Fs i is limited due to slipping of the driving wheel, the steering angle correction amount Δδ is also considered in consideration of the change in the tire lateral force Fy i. By determining i , a desired yaw moment M is obtained while suppressing changes in vehicle behavior due to changes in tire lateral force. By doing so, it is possible to accurately trace the target course even in a situation where one of the driving wheels cannot obtain the target driving force for a very short time.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。   Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention.

たとえば以下である。   For example:

(1)上記で式(10)に基づいて各車輪の転舵角補正値Δδiを算出しているが、式(10)は横滑り角変化Δβiが微小であることを前提としている。したがって式(10)を利用するにあたっても、ステップS10で求めた車両前後方向成分変化量ΔFx、車両横方向成分変化量ΔFy、ヨーモーメント変化量ΔMをさらに何等分化して、転舵角補正値Δδiを算出し、さらにその影響によって車両前後方向成分変化量ΔFx、車両横方向成分変化量ΔFy、ヨーモーメント変化量ΔMの変化を見込んで転舵角補正値Δδiを算出し、・・・ということを繰り返すことで各車輪の転舵角補正値Δδiを一層正確に算出することができる。なおそのような計算をリアルタイムで行うことが困難であれば、予め想定される場合を計算しておき、コントローラ内に記憶しておけばよい。 (1) Although the turning angle correction value Δδ i of each wheel is calculated based on the equation (10) above, the equation (10) is based on the assumption that the side slip angle change Δβ i is minute. Therefore, also in using the equation (10), the vehicle front-rear direction component change amount ΔFx, the vehicle lateral direction component change amount ΔFy, and the yaw moment change amount ΔM obtained in step S10 are further differentiated to some extent to obtain a turning angle correction value Δδ. i is calculated, and further, the turning angle correction value Δδ i is calculated in consideration of changes in the vehicle longitudinal direction component variation ΔFx, the vehicle lateral direction component variation ΔFy, and the yaw moment variation ΔM due to the influence thereof, and so on. By repeating this, the turning angle correction value Δδ i of each wheel can be calculated more accurately. If it is difficult to perform such a calculation in real time, a case assumed in advance may be calculated and stored in the controller.

(2)舵角補正量の組み合わせを複数求め、それらの中から最適な舵角補正量の組み合わせを算出するとよい。   (2) It is preferable to obtain a plurality of combinations of the steering angle correction amounts and to calculate an optimum combination of the steering angle correction amounts from them.

たとえば、上式(10)において、「ΔFx=ΔFy=ΔM=0」として次式(24)が得られる。   For example, in the above equation (10), the following equation (24) is obtained as “ΔFx = ΔFy = ΔM = 0”.

Figure 0005309610
Figure 0005309610

そしてこのΔδiの集合(組み合わせ)の中から、Δδiの二乗和が最小となる組み合わせを選択すればよい。上記の組み合わせが存在する場合は、全ての車両挙動Fx,Fy,Mを維持することが可能となる。 Then from the set (combination) of the .DELTA..delta i, may be selected a combination square sum of .DELTA..delta i is minimized. When the above combination exists, all the vehicle behaviors Fx, Fy, and M can be maintained.

(3)「ΔFx:ΔFy:ΔM=Rx:Ry:Rm」となるように、転舵角補正量演算式を用いればよい。   (3) A turning angle correction amount calculation formula may be used so that “ΔFx: ΔFy: ΔM = Rx: Ry: Rm”.

この場合は、次式(25)が導かれる。   In this case, the following equation (25) is derived.

Figure 0005309610
Figure 0005309610

そして、車両の横滑り角の微分値の変化量Δβ'は次式(26)のようになる。   Then, the change amount Δβ ′ of the differential value of the side slip angle of the vehicle is expressed by the following equation (26).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

したがって、「Rx:Ry:Rm=cosβ:sinβ:0」とすれば、車両の横滑り角の微分値の変化量Δβ'がゼロとなり、車両挙動の変化がドライバーの違和感を低減するような比率で変化させることができる。したがって、駆動力制限が加わった場合における車両挙動の変化のさせ方を調整でき、ドライバーの運転性を高めることができる。   Therefore, if “Rx: Ry: Rm = cosβ: sinβ: 0”, the change amount Δβ ′ of the differential value of the side slip angle of the vehicle becomes zero, and the change in the vehicle behavior reduces the driver's uncomfortable feeling. Can be changed. Therefore, it is possible to adjust how the vehicle behavior changes when the driving force restriction is applied, and to improve the driving performance of the driver.

なおβは微小であるので、簡易的には、「Rx:Ry:Rm=1:β:0」としてもよい。   Since β is very small, it may be simply “Rx: Ry: Rm = 1: β: 0”.

(4)上記実施形態では、4輪の転舵角をそれぞれ独立に制御することを前提として説明したが、たとえば前左右輪の舵角が物理的に連動する車両で、転舵角を独立に調整可能な車輪が、前輪(左右は連動)、後左輪、後右輪の3つしかない車両にも適用可能である。   (4) The above embodiment has been described on the assumption that the steering angles of the four wheels are independently controlled. For example, in a vehicle in which the steering angles of the front left and right wheels are physically linked, The present invention can also be applied to a vehicle having only three adjustable wheels, that is, a front wheel (left and right are linked), a rear left wheel, and a rear right wheel.

この場合は、上式(8)において、「Δδ1=Δδ2=Δδf」(ただしΔδfは前輪舵角δfの変化量)とすれば、次式(27)が得られる。 In this case, in the above equation (8), if “Δδ 1 = Δδ 2 = Δδ f ” (where Δδ f is the amount of change in the front wheel steering angle δ f ), the following equation (27) is obtained.

Figure 0005309610
Figure 0005309610

したがってこの式(27)によればΔFx、ΔFy、ΔMを実現するためのΔδf,Δδ3,Δδ4を求めることができる。 Therefore, according to this equation (27), Δδ f , Δδ 3 , Δδ 4 for realizing ΔFx, ΔFy, ΔM can be obtained.

そして、車両挙動の変化によってドライバーが感じる違和感を低減させるには、前後力,横力,ヨーモーメントそれぞれの変化量を一定比に、すなわち、ΔFx:ΔFy:ΔMを一定比に保てばよい。このように、ΔFx:ΔFy:ΔMを一定比に保てば、維持したい車両挙動が2つであるとみなすことができる。したがって、独立して制御可能な転舵角要素が3つしかない車両でも、維持したい車両挙動の数を上回るようになる。そのため、ドライバーに違和感を感じさせない範囲で、精度よく目標コースをトレースできるのである。   In order to reduce the uncomfortable feeling that the driver feels due to changes in vehicle behavior, it is only necessary to keep the amounts of change in the longitudinal force, lateral force, and yaw moment at a constant ratio, that is, ΔFx: ΔFy: ΔM at a constant ratio. In this way, if ΔFx: ΔFy: ΔM is maintained at a constant ratio, it can be considered that there are two vehicle behaviors to be maintained. Therefore, even in a vehicle having only three steered angle elements that can be independently controlled, the number of vehicle behaviors to be maintained is exceeded. Therefore, the target course can be accurately traced within the range that does not make the driver feel uncomfortable.

また式(27)の場合に、旋回時に重要な車両挙動として特に横力とヨーモーメントを選択的に維持するとよい。すると式(27)のΔFxを省略して次式(28)が得られる。   In the case of the equation (27), it is preferable to selectively maintain the lateral force and the yaw moment as the important vehicle behavior when turning. Then, ΔFx in equation (27) is omitted and the following equation (28) is obtained.

Figure 0005309610
Figure 0005309610

この式(28)によれば、独立して制御可能な転舵角要素が3つしかない車両でも、維持したい車両挙動の数を上回る。このように維持したい車両挙動として、特に横力とヨーモーメントを選択的に維持することで、独立して制御可能な転舵角要素が3つしかない車両でも精度よく目標コースをトレースできるのである。   According to this equation (28), even a vehicle having only three steered angle elements that can be controlled independently exceeds the number of vehicle behaviors to be maintained. By selectively maintaining lateral force and yaw moment as the vehicle behavior to be maintained in this way, the target course can be accurately traced even in a vehicle having only three steerable angle elements that can be controlled independently. .

(5)後左右輪の舵角も物理的に連動する車両、すなわち、転舵角を独立に調整可能な車輪が、前輪(左右は連動)、後輪(左右は連動)の2組しかない車両であっても本発明を適用可能である。   (5) Vehicles whose steering angles of the rear left and right wheels are also physically linked, that is, there are only two sets of wheels that can independently adjust the steering angle, front wheels (left and right linked) and rear wheels (left and right linked). The present invention can be applied even to a vehicle.

この場合は、上式(28)において、「Δδ3=Δδ4=Δδr」(ただしΔδrは前輪舵角δrの変化量)とすれば、次式(29)が得られる。 In this case, in the above equation (28), if “Δδ 3 = Δδ 4 = Δδ r ” (where Δδ r is the amount of change in the front wheel steering angle δ r ), the following equation (29) is obtained.

Figure 0005309610
Figure 0005309610

したがってこの式(29)によればΔFy、ΔMを実現するためのΔδf,Δδrを求めることができる。 Therefore, according to the equation (29), Δδ f and Δδ r for realizing ΔFy and ΔM can be obtained.

また、横力,ヨーモーメントそれぞれの変化量を一定比に、すなわち、ΔFy:ΔMを一定比に保つことで、車両挙動の変化によってドライバーが感じる違和感を低減させることができる。このように、ΔFy:ΔMを一定比に保てば、維持したい車両挙動が1つであるとみなすことができる。したがって、独立して制御可能な転舵角要素が1つしかない車両でも、維持したい車両挙動の数を上回るようになる。そのため、ドライバーに違和感を感じさせない範囲で、精度よく目標コースをトレースできるのである。   Further, by maintaining the change amounts of the lateral force and the yaw moment at a constant ratio, that is, by maintaining ΔFy: ΔM at a constant ratio, it is possible to reduce a sense of incongruity felt by the driver due to a change in vehicle behavior. Thus, if ΔFy: ΔM is maintained at a constant ratio, it can be considered that there is only one vehicle behavior to be maintained. Therefore, even a vehicle having only one steerable angle element that can be controlled independently exceeds the number of vehicle behaviors to be maintained. Therefore, the target course can be accurately traced within the range that does not make the driver feel uncomfortable.

(6)上記では、各車輪の駆動力の上限値Fxi_max及び下限値Fxi_minを、各車輪の路面摩擦係数μi及び輪荷重Wiに基づいて算出したが、たとえば、モータが過熱し破損しないようにする各輪の駆動力の上限及び下限を求め、この上下限値をそれぞれFxi_max及びにFxi_minとして設定してもよい。具体的には、各モータの温度から、現在のモータ温度からモータ過熱を抑えることができる最大出力Ptmax[単位:W]との関係を求めたマップ(図18)をあらかじめ設定し、このPtmaxから次式(30-1)(30-2)のように求めるようにすればよい。 (6) In the above description, the upper limit value Fxi_max and the lower limit value Fxi_min of the driving force of each wheel are calculated based on the road surface friction coefficient μ i and the wheel load W i of each wheel. The upper and lower limits of the driving force of each wheel may be obtained, and the upper and lower limits may be set as Fxi_max and Fxi_min, respectively. Specifically, a map (FIG. 18) for determining the relationship with the maximum output Ptmax [unit: W] that can suppress motor overheating from the current motor temperature is preset from the temperature of each motor, and from this Ptmax What is necessary is just to obtain | require like following Formula (30-1) (30-2).

Figure 0005309610
Figure 0005309610

タイヤの駆動力と横力と滑り角との間の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the driving force of a tire, lateral force, and a slip angle. タイヤの駆動力と横力と滑り角との間の関係を、輪荷重の違いによって示す図である。It is a figure which shows the relationship between the driving force of a tire, lateral force, and a slip angle by the difference in wheel load. 車両に作用する力について説明する図である。It is a figure explaining the force which acts on a vehicle. 車輪に作用する力について説明する図である。It is a figure explaining the force which acts on a wheel. 車両構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a vehicle structure. メインルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a main routine. 車速検出のサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a subroutine of vehicle speed detection. 各車輪の転舵角の基本値を算出するサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine which calculates the basic value of the steering angle of each wheel. 各車輪の横滑りを算出するサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine which calculates the side slip of each wheel. 前後方向目標静的駆動力の目標値を算出するサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine which calculates the target value of the front-back direction target static driving force. アクセル踏込量と駆動力との特性及びブレーキ踏込量と制動力との特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic of an accelerator depression amount and a driving force, and the characteristic of a brake depression amount and a braking force. 各車輪へ配分する駆動力基本値を算出するサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine which calculates the driving force basic value distributed to each wheel. 車速及びステアリング操舵角と左右駆動力差との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a vehicle speed and a steering angle, and a right-and-left driving force difference. 各車輪の駆動力の上限値及び下限値を算出するサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine which calculates the upper limit and lower limit of the driving force of each wheel. 各車輪の輪荷重を算出するサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine which calculates the wheel load of each wheel. 車両前後方向成分変化量ΔFx、車両横方向成分変化量ΔFy、ヨーモーメント変化量ΔMを算出するサブルーチンのフローチャートである。10 is a flowchart of a subroutine for calculating a vehicle longitudinal direction component change amount ΔFx, a vehicle lateral direction component change amount ΔFy, and a yaw moment change amount ΔM. 各車輪の転舵角補正値を算出するサブルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the subroutine which calculates the turning angle correction value of each wheel. モータの温度と最大出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature of a motor, and a maximum output.

符号の説明Explanation of symbols

1 左前輪
2 右前輪
3 左後輪
4 右後輪
ステップS1 操舵量検出手段
ステップS6 駆動力基本値設定手段
ステップS8,S12 駆動力制限手段
ステップS11 舵角補正量組み合わせ算出手段
1 left front wheel 2 right front wheel 3 left rear wheel 4 right rear wheel Step S1 Steering amount detecting means Step S6 Driving force basic value setting means Steps S8 and S12 Driving force limiting means Step S11 Steering angle correction amount combination calculating means

Claims (9)

ドライバによるステアリングホイール操舵とは独立して転舵可能な車輪を有する車両の姿勢を制御する装置であって、
運転状態に応じて駆動輪の駆動力を設定する駆動力基本値設定手段と、
前記駆動力基本値設定手段で設定された駆動力が実現可能な範囲内にあるか否かを判定し、実現可能な範囲を超えるときは駆動力を実現可能な駆動力に制限する駆動力制限手段と、
前記駆動力制限手段で駆動力を制限したときに、駆動力制限によって生じる車体の横力変化及びモーメント変化を抑制するような各車輪の舵角補正量の組み合わせを算出する舵角補正量組み合わせ算出手段と、
を有し、
前記舵角補正量組み合わせ算出手段は、各輪の横滑り角変化量がタイヤ横力変化量に影響する度合を表す指標であってタイヤ横力変化量を横滑り角変化量で除したタイヤ横力感度に基づいて、舵角補正量の組み合わせを算出する、
ことを特徴とする車両姿勢制御装置。
A device for controlling the posture of a vehicle having wheels that can be steered independently of steering wheel steering by a driver,
Driving force basic value setting means for setting the driving force of the driving wheel according to the driving state;
It is determined whether or not the driving force set by the driving force basic value setting means is within a realizable range. When the driving force exceeds the realizable range, the driving force is limited to the realizable driving force. Means,
Steering angle correction amount combination calculation that calculates a combination of steering angle correction amounts for each wheel that suppresses changes in lateral force and moment of the vehicle body caused by the driving force limitation when the driving force is limited by the driving force limiting means. Means,
Have
The steering angle correction amount combination calculation means, the tire lateral force sideslip angle variation of the wheel divided by the side slip angle variation of the tire lateral force variation amount I index der representing the degree of influence on the tire lateral force variation Calculate the rudder angle correction amount combination based on the sensitivity,
A vehicle attitude control device.
前記舵角補正量組み合わせ算出手段は、制限された駆動力におけるタイヤ横力感度に基づいて舵角補正量の組み合わせを算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両姿勢制御装置。
The rudder angle correction amount combination calculating means calculates a rudder angle correction amount combination based on tire lateral force sensitivity at a limited driving force.
The vehicle attitude control device according to claim 1.
前記転舵可能な車輪が3つ以上である場合であって、
前記舵角補正量組み合わせ算出手段は、舵角補正量の組み合わせを複数求め、それらの中から最適な舵角補正量の組み合わせを算出する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両姿勢制御装置。
When there are three or more wheels that can be steered,
The rudder angle correction amount combination calculating means obtains a plurality of rudder angle correction amount combinations, and calculates an optimum rudder angle correction amount combination from them.
The vehicle attitude control device according to claim 1 or 2, wherein
前記舵角補正量組み合わせ算出手段は、各舵角補正量の二乗和が最小な組み合わせを最適な組み合わせとして算出する、
ことを特徴とする請求項3に記載の車両姿勢制御装置。
The rudder angle correction amount combination calculating means calculates a combination with the smallest sum of squares of the respective rudder angle correction amounts as an optimal combination.
The vehicle attitude control device according to claim 3.
前記転舵可能な車輪が3つ以上である場合であって、
前記舵角補正量組み合わせ算出手段は、駆動力制限によって生じる車体の前後力変化をも抑制するように舵角補正量の組み合わせを算出する、
ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の車両姿勢制御装置。
When there are three or more wheels that can be steered,
The rudder angle correction amount combination calculating means calculates a rudder angle correction amount combination so as to suppress a change in the longitudinal force of the vehicle body caused by the driving force limitation.
The vehicle attitude control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the vehicle attitude control device is characterized in that:
前記前後力変化と前記横力変化と前記モーメント変化との比を、運転状態に応じ設定する車両挙動変化量設定手段を有し、
前記舵角補正量組み合わせ算出手段は、前記車両挙動変化量設定手段によって設定された比を実現する舵角補正量の組み合わせを算出する、
ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の車両姿勢制御装置。
Vehicle behavior change amount setting means for setting a ratio of the longitudinal force change, the lateral force change, and the moment change according to a driving state;
The rudder angle correction amount combination calculating means calculates a rudder angle correction amount combination that realizes the ratio set by the vehicle behavior change amount setting means.
The vehicle attitude control device according to any one of claims 1 to 5, wherein
前記車両挙動変化量設定手段によって設定された比を実現する、舵角補正量の組み合わせが存在しない場合には、運転状態に応じて前記前後力変化と前記横力変化と前記モーメント変化との比を変更する、
ことを特徴とする請求項6に記載の車両姿勢制御装置。
When there is no combination of steering angle correction amounts that realizes the ratio set by the vehicle behavior change amount setting means, the ratio of the longitudinal force change, the lateral force change, and the moment change according to the driving state. Change the
The vehicle attitude control device according to claim 6.
前記車両挙動変化量設定手段は、前記前後力変化と前記横力変化と前記モーメント変化との比をcosβ:sinβ:0に設定する、
ことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の車両姿勢制御装置。
The vehicle behavior change amount setting means sets the ratio of the longitudinal force change, the lateral force change, and the moment change to cosβ: sinβ: 0.
The vehicle attitude control device according to claim 6 or 7, characterized by the above.
ドライバによるステアリングホイール操舵とは独立して転舵可能な車輪を有する車両の姿勢を制御する方法であって、
運転状態に応じて駆動輪の駆動力を設定する駆動力基本値設定工程と、
前記駆動力基本値設定工程で設定された駆動力が実現可能な範囲内にあるか否かを判定し、実現可能な範囲を超えるときは駆動力を実現可能な駆動力に制限する駆動力制限工程と、
前記駆動力制限工程で駆動力を制限したときに、駆動力制限によって生じる車体の横力変化及びモーメント変化を抑制するような各車輪の舵角補正量の組み合わせを算出する舵角補正量組み合わせ算出工程と、
を有し、
前記舵角補正量組み合わせ算出工程は、各輪の横滑り角変化量がタイヤ横力変化量に影響する度合を表す指標であってタイヤ横力変化量を横滑り角変化量で除したタイヤ横力感度に基づいて、舵角補正量の組み合わせを算出する、
ことを特徴とする車両姿勢制御方法。
A method of controlling the attitude of a vehicle having wheels that can be steered independently of steering wheel steering by a driver,
A driving force basic value setting step for setting the driving force of the driving wheel according to the driving state;
It is determined whether or not the driving force set in the driving force basic value setting step is within a realizable range, and when the driving force exceeds the realizable range, the driving force is limited to the realizable driving force. Process,
Steering angle correction amount combination calculation for calculating a combination of steering angle correction amounts for each wheel so as to suppress changes in lateral force and moment of the vehicle body caused by the driving force limitation when the driving force is limited in the driving force limiting step. Process,
Have
The steering angle correction amount combination calculation step, a tire lateral force sideslip angle variation of the wheel divided by the side slip angle variation of the tire lateral force variation amount I index der representing the degree of influence on the tire lateral force variation Calculate the rudder angle correction amount combination based on the sensitivity,
And a vehicle attitude control method.
JP2008050482A 2008-02-29 2008-02-29 Vehicle attitude control device and vehicle attitude control method Active JP5309610B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008050482A JP5309610B2 (en) 2008-02-29 2008-02-29 Vehicle attitude control device and vehicle attitude control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008050482A JP5309610B2 (en) 2008-02-29 2008-02-29 Vehicle attitude control device and vehicle attitude control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009208492A JP2009208492A (en) 2009-09-17
JP5309610B2 true JP5309610B2 (en) 2013-10-09

Family

ID=41182083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008050482A Active JP5309610B2 (en) 2008-02-29 2008-02-29 Vehicle attitude control device and vehicle attitude control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5309610B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102632924B (en) * 2012-04-17 2014-08-20 北京理工大学 Control strategy for sliding steering of four-wheel-hub motor driven vehicles
CN109017438B (en) * 2018-06-25 2020-09-01 北京新能源汽车股份有限公司 Vehicle movement control method and device and automobile
JP7259574B2 (en) 2019-06-17 2023-04-18 株式会社ジェイテクト Control device and steering device
JP7275991B2 (en) 2019-08-20 2023-05-18 株式会社ジェイテクト Control device and steering device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01301471A (en) * 1987-09-16 1989-12-05 Mazda Motor Corp Four-wheel steering device for vehicle
JPH01266068A (en) * 1988-04-18 1989-10-24 Mazda Motor Corp Steering device for vehicle
JPH03281482A (en) * 1990-03-30 1991-12-12 Mazda Motor Corp Integrated control device for rear wheel steering and driving force
JPH0885471A (en) * 1994-09-19 1996-04-02 Nissan Motor Co Ltd Vehicle motion control device
JP3189610B2 (en) * 1995-02-20 2001-07-16 トヨタ自動車株式会社 Vehicle behavior control device
JP2000025629A (en) * 1998-07-09 2000-01-25 Toyota Motor Corp Rear wheel steering device
JP4140611B2 (en) * 2004-03-05 2008-08-27 トヨタ自動車株式会社 Vehicle behavior control device
JP4296970B2 (en) * 2004-03-12 2009-07-15 トヨタ自動車株式会社 Vehicle behavior control device
JP4029856B2 (en) * 2004-03-26 2008-01-09 トヨタ自動車株式会社 Vehicle behavior control device
JP4628024B2 (en) * 2004-06-24 2011-02-09 富士重工業株式会社 Slip determination device, slip determination method, and vehicle motion control device using the same
JP4956772B2 (en) * 2005-06-21 2012-06-20 日産自動車株式会社 Braking / driving force distribution device for four-wheel independent drive vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009208492A (en) 2009-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6663333B2 (en) Vehicle control device and vehicle control method
US6909957B2 (en) Method for controlling yaw and transversal dynamics in a road vehicle
JP5189084B2 (en) Vehicle behavior stabilization control device
JP4280682B2 (en) Vehicle steering device
JP4556775B2 (en) Vehicle steering system
JP2002087310A (en) Action on vehicle trajectory based on measurement of lateral force
CN108216210B (en) vehicle stability control
JP5158211B2 (en) Power steering device
JP5309610B2 (en) Vehicle attitude control device and vehicle attitude control method
JP3637801B2 (en) Vehicle steering control device
JP6267440B2 (en) Vehicle control device
JP2003081119A (en) Motor-driven power steering device for automobile
JP5071154B2 (en) Vehicle attitude control device and vehicle attitude control method
JP2007038928A (en) Vehicle rollover prevention unit
JP6237105B2 (en) Vehicle control device
JP4604685B2 (en) Device for determining vehicle turning travel assist yaw moment
JP4844148B2 (en) Driving force distribution device for four-wheel independent drive vehicle
JP4517555B2 (en) Electric power steering device for automobile
CN112449624B (en) Steering control device and steering control method
JP2005218222A (en) Behavior controller for vehicle
JP3704979B2 (en) Vehicle motion control device
JPS6341281A (en) Actual steering angle control device for vehicle
JP2007168739A (en) Vehicle steering control device
WO2014002129A1 (en) Vehicle control apparatus
JP2008238934A (en) Power steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110127

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120831

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121113

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130604

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130617

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5309610

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150