JP2012017050A - Traveling control device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の走行制御装置に係り、更に詳細には車両が目標軌跡(目標走行ライン)に沿って走行するよう前輪及び後輪の舵角を修正制御する車両の走行制御装置に係る。 The present invention relates to a vehicle travel control device, and more particularly, to a vehicle travel control device that corrects and controls the steering angles of front wheels and rear wheels so that the vehicle travels along a target locus (target travel line).
車両が目標軌跡に沿って走行するよう車両の軌跡を制御する車両の走行制御装置は従来種々提案されている。例えば下記の特許文献1には、車両前方の道路の車線情報に基づいて車両の目標軌跡を設定し、目標軌跡と車両の前方注視点との偏差が減少するよう自動操舵アクチュエータを制御する車線追従装置が記載されている。
Various vehicle travel control devices that control the trajectory of a vehicle so that the vehicle travels along a target trajectory have been proposed. For example, in
〔発明が解決しようとする課題〕
上記特許文献1に記載された車線追従装置によれば、車両が目標軌跡に沿って走行するよう操舵トルクの制御によって運転者の操舵操作を促したり操舵輪の舵角を修正したりすることができる。
[Problems to be Solved by the Invention]
According to the lane tracking device described in
しかし上記特許文献1に記載された車線追従装置に於いては、車両の目標軌跡を設定するための車両前方の道路の車線情報及び車両の実軌跡に対応する車両の前方注視点の情報を取得するカメラの如き車外情報取得手段が必須である。また目標軌跡は基本的には車線情報に基づいて決定されるため、車両の目標軌跡を必ずしも運転者の希望に則した軌跡に設定することができない。更に車両前方の道路の車線情報がない状況や車線情報を取得できない状況に於いては、目標軌跡を設定することができないため、車両を目標軌跡に沿って走行させることができない。
However, in the lane tracking device described in
尚、上記特許文献2には、操舵角及び車速に基づいて車両の目標軌跡を設定し、目標軌跡と車両の実軌跡との偏差が減少するよう操舵伝達比可変装置を制御する操舵制御装置が記載されている。この特許文献2に記載された操舵制御装置によれば、車両が目標軌跡に沿って走行するよう操舵輪の舵角を制御することができる。 In Patent Document 2, a steering control device that sets a target trajectory of a vehicle based on a steering angle and a vehicle speed and controls the steering transmission ratio variable device so as to reduce a deviation between the target trajectory and the actual trajectory of the vehicle is disclosed. Are listed. According to the steering control device described in Patent Document 2, the steering angle of the steered wheels can be controlled so that the vehicle travels along the target locus.
しかし特許文献2に記載された操舵制御装置に於いては、車両の実軌跡を求めるためのGPSの如き車外情報取得手段が必要である。また目標軌跡と実軌跡との偏差に基づいて操舵輪の舵角がフィードバック制御されるので、実軌跡が求められた後でなければ舵角を制御することができず、そのため制御の遅れに起因して車両を好ましく目標軌跡に沿って走行させることができない。 However, the steering control device described in Patent Document 2 requires vehicle information acquisition means such as GPS for obtaining the actual locus of the vehicle. In addition, since the steering angle of the steered wheels is feedback controlled based on the deviation between the target locus and the actual locus, the steering angle cannot be controlled unless the actual locus is obtained. Thus, the vehicle cannot preferably travel along the target locus.
上記問題を解消すべく、例えば運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両が目標進行方向にて目標到達位置に到達するに必要な目標軌跡に沿って車両を走行させるための操舵輪の目標舵角を演算し、目標舵角に基づいて操舵輪の舵角を制御することが考えられる。かかる操舵輪の舵角の制御によれば、車両の目標軌跡や実軌跡を求めるための車外情報の取得を要することなく、車両の軌跡が運転者の希望に則した軌跡になるよう操舵輪の舵角を遅れなく制御することができる。 In order to solve the above problem, for example, the target of the steered wheels for causing the vehicle to travel along the target locus necessary for the vehicle to reach the target arrival position in the target traveling direction based on the driver's steering operation amount and the vehicle speed. It is conceivable to calculate the rudder angle and control the rudder angle of the steered wheels based on the target rudder angle. According to the control of the steering angle of the steered wheels, the steered wheels are controlled so that the trajectory of the vehicle becomes a trajectory according to the driver's wishes without requiring acquisition of outside information for obtaining the target trajectory and actual trajectory of the vehicle. The rudder angle can be controlled without delay.
操舵輪は一般に前輪であり、車速が一定であれば、車両のヨーレートや車両のロール角の如き車両の旋回状態量は前輪の舵角によって一義的に決定される。そのため前輪の舵角が車両の目標軌跡を達成するための目標舵角に制御されると、車両の旋回状態量が過大になる場合がある。 The steered wheels are generally front wheels, and if the vehicle speed is constant, the amount of turning state of the vehicle such as the yaw rate of the vehicle and the roll angle of the vehicle is uniquely determined by the steering angle of the front wheels. Therefore, if the rudder angle of the front wheels is controlled to the target rudder angle for achieving the target trajectory of the vehicle, the amount of turning state of the vehicle may become excessive.
車両を目標軌跡に沿って走行させるためのヨーモーメントは前輪のコーナリングフォースによるヨーモーメントに限定されず、後輪の舵角を制御することにより後輪によってもコーナリングフォースによるヨーモーメントを発生させることができる。また前輪及び後輪の両方の舵角を制御することにより、車両の目標軌跡を達成するために必要な車両全体のコーナリングフォースを確保しつつ、車両の旋回状態量を前輪の舵角のみが制御される場合とは異なる値に制御することができる。 The yaw moment for driving the vehicle along the target trajectory is not limited to the yaw moment due to the cornering force of the front wheel, and the yaw moment due to the cornering force can be generated also by the rear wheel by controlling the steering angle of the rear wheel. it can. In addition, by controlling the steering angle of both the front and rear wheels, only the steering angle of the front wheel controls the amount of turning state of the vehicle while ensuring the cornering force of the entire vehicle necessary to achieve the target trajectory of the vehicle. It can be controlled to a value different from the case where it is done.
よって車両の旋回状態量が過大になる虞れの有無を判定し、該虞れがあるときには、前輪に加えて後輪の舵角を制御することにより、車両の旋回状態量が過大になることを防止しつつ車両を目標軌跡に沿って走行させることが好ましい。 Therefore, it is determined whether or not the amount of turning state of the vehicle is likely to be excessive, and when there is a concern, the amount of turning state of the vehicle becomes excessive by controlling the steering angle of the rear wheels in addition to the front wheels. It is preferable to drive the vehicle along the target trajectory while preventing the vehicle from traveling.
本発明は、車両が目標軌跡に沿って走行するよう車両の軌跡を制御する従来の走行制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものである。そして本発明の主要な課題は、車両の旋回状態量が過大になることを防止しつつ、車両の軌跡が運転者の希望に則した目標軌跡になるよう前輪及び後輪の舵角を制御することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
The present invention has been made in view of the above-described problems in a conventional travel control device that controls the trajectory of a vehicle so that the vehicle travels along a target trajectory. The main object of the present invention is to control the steering angles of the front wheels and the rear wheels so that the vehicle trajectory becomes a target trajectory in accordance with the driver's desire while preventing the amount of turning state of the vehicle from becoming excessive. That is.
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
上述の主要な課題は、本発明によれば、運転者の操舵操作量に対する前輪の舵角の関係を変更する前輪舵角制御手段と、前輪とは独立に後輪の舵角を変更する後輪舵角制御手段とを備えた車両の走行制御装置であって、予め設定された手順に従って車両の軌跡の制御を開始又は更新すべきと判定したときにはその時点に於ける運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両が目標進行方向にて目標到達位置に到達するに必要な目標軌跡に沿って車両を走行させるための前輪の暫定の目標舵角を演算し、前記暫定の目標舵角に基づいて車両が目標進行方向にて目標到達位置に到達するまでの車両の旋回状態量を推定し、前記旋回状態量の大きさが基準値以下であるときには前記暫定の目標舵角に基づいて前記前輪舵角制御手段により前輪の舵角を制御し、前記旋回状態量の大きさが前記基準値を越えるときには前記旋回状態量の大きさが前記基準値を越えないよう補正された車両の旋回状態量に基づいて前記目標軌跡に沿って車両を走行させるための前輪及び後輪の目標舵角を演算し、前記前輪の目標舵角に基づいて前記前輪舵角制御手段により前輪の舵角を制御すると共に前記後輪の目標舵角に基づいて前記後輪舵角制御手段により後輪の舵角を制御することを特徴とする車両の走行制御装置(請求項1の構成)によって達成される。 According to the present invention, the main problem described above is that the front wheel steering angle control means for changing the relationship of the steering angle of the front wheels with respect to the steering operation amount of the driver, and the rear wheel steering angle independently of the front wheels A vehicle travel control device comprising a wheel steering angle control means, and when it is determined that the control of the vehicle locus should be started or updated according to a preset procedure, the amount of steering operation of the driver at that time And calculating a provisional target rudder angle of the front wheels for driving the vehicle along a target trajectory necessary for the vehicle to reach the target arrival position in the target traveling direction based on the vehicle speed, and obtaining the provisional target rudder angle. Based on the provisional target rudder angle based on the provisional target steering angle when the turning state amount of the vehicle until the vehicle reaches the target arrival position in the target traveling direction is estimated. The steering angle of the front wheels is controlled by the front wheel steering angle control means. When the magnitude of the turning state quantity exceeds the reference value, the vehicle along the target locus based on the turning state quantity of the vehicle corrected so that the magnitude of the turning state quantity does not exceed the reference value. The target steering angle of the front wheels and the rear wheels for driving the vehicle is calculated, the steering angle of the front wheels is controlled by the front wheel steering angle control means based on the target steering angle of the front wheels, and based on the target steering angle of the rear wheels This is achieved by a vehicle travel control device (configuration of claim 1) characterized in that the steering angle of the rear wheels is controlled by the rear wheel steering angle control means.
後に詳細に説明する如く、運転者の操舵操作量は車両の現在の進行方向を基準に見て車両の現在位置から目標到達位置までの方向に関係し、車速は車両の現在位置から目標到達位置までの距離に関係している。また運転者の操舵操作量は車両が目標到達位置に到達する際の目標進行方向にも関係している。 As will be described in detail later, the amount of steering operation by the driver is related to the direction from the current position of the vehicle to the target arrival position with reference to the current traveling direction of the vehicle, and the vehicle speed is from the current position of the vehicle to the target arrival position. Is related to the distance. The driver's steering operation amount is also related to the target traveling direction when the vehicle reaches the target arrival position.
予め設定された手順に従って軌跡の制御を開始又は更新すべきと判定した時点を基準時点と呼ぶこととする。上記請求項1の構成によれば、基準時点の運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両が目標進行方向にて目標到達位置に到達するための目標軌跡に沿って車両が走行するための前輪の暫定の目標舵角が演算され、暫定の目標舵角に基づいて車両が目標進行方向にて目標到達位置に到達するまでの車両の旋回状態量が推定される。 The time point at which it is determined that the trajectory control should be started or updated according to a preset procedure is referred to as a reference time point. According to the configuration of the first aspect, the vehicle travels along the target locus for the vehicle to reach the target arrival position in the target traveling direction based on the steering operation amount and the vehicle speed of the driver at the reference time. The provisional target rudder angle of the front wheels is calculated, and the amount of turning state of the vehicle until the vehicle reaches the target arrival position in the target traveling direction is estimated based on the provisional target rudder angle.
そして旋回状態量の大きさが基準値以下であるときには暫定の目標舵角に基づいて前輪舵角制御手段により前輪の舵角が制御される。これに対し旋回状態量の大きさが基準値を越えるときには旋回状態量の大きさが基準値を越えないよう補正された車両の旋回状態量に基づいて目標軌跡に沿って車両を走行させるための前輪及び後輪の目標舵角が演算される。更に前輪の目標舵角に基づいて前輪の舵角が制御されると共に後輪の目標舵角に基づいて後輪の舵角が制御される。 When the amount of turning state is equal to or less than the reference value, the front wheel rudder angle control means controls the front wheel rudder angle based on the provisional target rudder angle. On the other hand, when the magnitude of the turning state quantity exceeds the reference value, the vehicle is caused to travel along the target locus based on the turning state quantity of the vehicle corrected so that the magnitude of the turning state quantity does not exceed the reference value. The target rudder angles of the front wheels and the rear wheels are calculated. Further, the steering angle of the front wheels is controlled based on the target steering angle of the front wheels, and the steering angle of the rear wheels is controlled based on the target steering angle of the rear wheels.
従って車両の目標軌跡や実軌跡を求めるための車外情報の取得は不要であり、また車外情報に基づいて実際の軌跡を求めることも、目標軌跡と実際の軌跡との偏差に基づいて車両の軌跡をフィードバック制御することも必要でない。よって車両の軌跡が運転者の希望に則した軌跡になるよう前輪又は前輪及び後輪の舵角を遅れなく制御し、車両を運転者が希望する目標軌跡に沿って走行させることができる。 Accordingly, it is not necessary to obtain information on the outside of the vehicle for obtaining the target locus or actual locus of the vehicle, and it is also possible to obtain the actual locus based on the information on the outside of the vehicle based on the deviation between the target locus and the actual locus. It is not necessary to perform feedback control. Therefore, the rudder angle of the front wheels or the front wheels and the rear wheels can be controlled without delay so that the trajectory of the vehicle becomes a trajectory according to the driver's desire, and the vehicle can be driven along the target trajectory desired by the driver.
また請求項1の構成によれば、前輪のみの舵角制御では旋回状態量の大きさが基準値を越えるときには旋回状態量の大きさが基準値を越えないよう補正され、補正後の車両の旋回状態量に基づいて前輪及び後輪の目標舵角が演算される。よって旋回状態量の大きさが過大になることを確実に防止しつつ、車両を目標軌跡に沿って車両を走行させることができる。
Further, according to the configuration of
また請求項1の構成によれば、前輪のみの舵角制御でも旋回状態量の大きさが基準値を越えないときには、暫定の目標舵角に基づいて前輪の舵角が制御され、後輪の舵角は制御されない。よって旋回状態量の大きさが基準値を越えるか否かに関係なく前輪及び後輪の舵角が制御される場合に比して、車両の軌跡の制御を単純化することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the magnitude of the turning state amount does not exceed the reference value even in the steering angle control of only the front wheels, the steering angle of the front wheels is controlled based on the provisional target steering angle. The rudder angle is not controlled. Therefore, the control of the vehicle trajectory can be simplified as compared with the case where the steering angles of the front wheels and the rear wheels are controlled regardless of whether the magnitude of the turning state quantity exceeds the reference value.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記補正された車両の旋回状態量は、前記旋回状態量の大きさが前記基準値を越える領域については前記旋回状態量の大きさを前記基準値に低減補正し、前記旋回状態量の大きさが前記基準値を越えていない領域については前記旋回状態量の大きさが前記基準値を越えないよう前記旋回状態量の大きさを増大補正することにより求められるよう構成される(請求項2の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, in the configuration of
上記請求項2の構成によれば、旋回状態量の大きさが基準値を越える領域については旋回状態量の大きさが基準値に低減補正され、補正された車両の旋回状態量に基づいて前輪及び後輪の目標舵角が演算される。従って旋回状態量の大きさが基準値を越えることを防止しつつ車両が目標軌跡に沿って車両を走行するよう前輪及び後輪の舵角を制御することができる。 According to the configuration of the second aspect, in the region where the magnitude of the turning state quantity exceeds the reference value, the magnitude of the turning state quantity is reduced and corrected to the reference value, and the front wheel is based on the corrected turning state quantity of the vehicle. And the target rudder angle of the rear wheel is calculated. Accordingly, the steering angles of the front wheels and the rear wheels can be controlled so that the vehicle travels along the target locus while preventing the magnitude of the turning state amount from exceeding the reference value.
また上記請求項2の構成によれば、旋回状態量の大きさが基準値を越えていない領域については旋回状態量の大きさが基準値を越えないよう旋回状態量の大きさが増大補正され、補正された車両の旋回状態量に基づいて前輪及び後輪の目標舵角が演算される。従って旋回状態量の大きさが基準値を越えていない領域について旋回状態量の大きさが増大補正されない場合に比して、車両が目標到達位置に到達するまでの車両の旋回状態量の総量が不足する虞れを低減することができる。 According to the second aspect of the present invention, in the region where the magnitude of the turning state quantity does not exceed the reference value, the magnitude of the turning state quantity is corrected to increase so that the magnitude of the turning state quantity does not exceed the reference value. The target steering angles of the front wheels and the rear wheels are calculated based on the corrected amount of turning state of the vehicle. Therefore, the total amount of the turning state amount of the vehicle until the vehicle reaches the target arrival position is larger than the case where the turning state amount is not corrected to increase in the region where the turning state amount does not exceed the reference value. The fear of shortage can be reduced.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前記補正された車両の旋回状態量は、前記旋回状態量の大きさが前記基準値よりも小さい補正判定値を越える領域については前記旋回状態量の大きさを前記基準値以下に低減補正し、前記旋回状態量の大きさが前記補正判定値を越えていない領域については前記旋回状態量の大きさが前記補正判定値を越えないよう前記旋回状態量の大きさを増大補正することにより求められるよう構成される(請求項3の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, in the configuration of
上記請求項3の構成によれば、旋回状態量の大きさが基準値よりも小さい補正判定値を越える領域については旋回状態量の大きさが基準値以下に低減補正され、補正された車両の旋回状態量に基づいて前輪及び後輪の目標舵角が演算される。従って旋回状態量の大きさが基準値を越えることを防止しつつ車両が目標軌跡に沿って車両を走行するよう前輪及び後輪の舵角を制御することができる。 According to the configuration of the third aspect, in the region where the magnitude of the turning state quantity exceeds the correction determination value smaller than the reference value, the magnitude of the turning state quantity is corrected to be reduced below the reference value, and the corrected vehicle Based on the turning state quantity, the target rudder angles of the front wheels and the rear wheels are calculated. Accordingly, the steering angles of the front wheels and the rear wheels can be controlled so that the vehicle travels along the target locus while preventing the magnitude of the turning state amount from exceeding the reference value.
また上記請求項3の構成によれば、旋回状態量の大きさが補正判定値を越えていない領域については旋回状態量の大きさが補正判定値を越えないよう旋回状態量の大きさが増大補正され、補正された車両の旋回状態量に基づいて前輪及び後輪の目標舵角が演算される。従って旋回状態量の大きさが補正判定値を越えていない領域について旋回状態量の大きさが増大補正されない場合に比して、車両が目標到達位置に到達するまでの車両の旋回状態量の総量が不足する虞れを低減することができる。 According to the third aspect of the present invention, in the region where the magnitude of the turning state quantity does not exceed the correction judgment value, the magnitude of the turning state quantity increases so that the magnitude of the turning state quantity does not exceed the correction judgment value. The target steering angles of the front wheels and the rear wheels are calculated based on the corrected amount of turning state of the vehicle. Therefore, the total amount of the turning state amount of the vehicle until the vehicle reaches the target arrival position, compared to the case where the turning state amount is not corrected to increase in the region where the turning state amount does not exceed the correction determination value. The risk of shortage can be reduced.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項2又は3の構成に於いて、前記旋回状態量の大きさの低減補正量の積分値及び前記旋回状態量の大きさの増大補正量の積分値は実質的に互いに等しいよう構成される(請求項4の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration of claim 2 or 3, the integrated value of the reduction correction amount for the magnitude of the turning state amount and the turning state The integral values of the amount of increase correction of the amount are configured to be substantially equal to each other (configuration of claim 4).
上記請求項4の構成によれば、旋回状態量の大きさの低減補正量の積分値及び旋回状態量の大きさの増大補正量の積分値は実質的に互いに等しい。よって旋回状態量の大きさの補正に起因して車両が目標到達位置に到達するまでの車両の旋回状態量の総量に過不足が生じることを防止することができる。 According to the above configuration, the integral value of the reduction correction amount for the magnitude of the turning state amount and the integral value of the increase correction amount for the magnitude of the turning state amount are substantially equal to each other. Therefore, it is possible to prevent an excess or deficiency in the total amount of the turning state amount of the vehicle until the vehicle reaches the target arrival position due to the correction of the magnitude of the turning state amount.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、前記車両の旋回状態量は車両のヨーレート及びロール角の何れか一方であるよう構成される(請求項5の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration according to any one of
上記請求項5の構成によれば、車両の旋回状態量がヨーレートであるときにはヨーレートの大きさが過大になることを防止することができ、また車両の旋回状態量がロール角であるときにはロール角の大きさが過大になることを防止することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent the yaw rate from becoming excessive when the vehicle turning state amount is the yaw rate, and when the vehicle turning state amount is the roll angle, the roll angle. Can be prevented from becoming excessively large.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、前記目標軌跡は、前記目標進行方向を示す直線を時間の座標軸とし、前記時点に於ける車両の位置より前記時間の座標軸に下した垂線を距離の座標軸とする仮想の直交座標に於いて、前記時点からの経過時間を指数の変数とする指数関数の曲線であるよう構成される(請求項6の構成)。
Further, according to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, in the configuration according to any one of
上記請求項6の構成によれば、目標進行方向を示す直線を時間の座標軸とし、基準時点に於ける車両の位置より時間の座標軸に下した垂線を距離の座標軸とする仮想の直交座標に於いて、基準時点からの経過時間を指数の変数とする指数関数の曲線として目標軌跡を求めることができる。 According to the configuration of the sixth aspect, in a virtual orthogonal coordinate system, a straight line indicating the target traveling direction is a time coordinate axis, and a perpendicular line drawn from the vehicle position at the reference time point to the time coordinate axis is a distance coordinate axis. Thus, the target trajectory can be obtained as an exponential function curve using the elapsed time from the reference time as an exponent variable.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、前記時点に於ける前輪の舵角と前記目標舵角との偏差の大きさが小さくなるよう前輪の舵角を修正するよう構成される(請求項7の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration according to any one of
上記請求項7の構成によれば、基準時点に於ける前輪の舵角と目標舵角との偏差の大きさが小さくなるよう前輪の舵角を修正される。よって前輪の舵角が目標舵角になるよう前輪の舵角をフィードフォワード式に効率的に制御することができ、また運転者の操舵操作を要することなく前輪の舵角を目標舵角にすることができる。 According to the configuration of the seventh aspect, the steering angle of the front wheels is corrected so that the magnitude of the deviation between the steering angle of the front wheels and the target steering angle at the reference time becomes small. Therefore, the steering angle of the front wheels can be efficiently controlled in a feed-forward manner so that the steering angle of the front wheels becomes the target steering angle, and the steering angle of the front wheels is set to the target steering angle without requiring the driver's steering operation. be able to.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、前輪の実際の舵角と前記目標舵角との偏差の大きさが小さくなるよう前輪の舵角を修正するよう構成される(請求項8の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, the deviation between the actual rudder angle of the front wheels and the target rudder angle in the configuration according to any one of
上記請求項8の構成によれば、前輪の実際の舵角と目標舵角との偏差の大きさが小さくなるよう前輪の舵角が修正される。よって前輪の舵角が目標舵角になるよう前輪の舵角をフィードバック式に正確に制御することができ、また運転者によって操舵操作が行われても前輪の舵角を目標舵角にすることができる。 According to the above configuration, the rudder angle of the front wheels is corrected so that the deviation between the actual rudder angle of the front wheels and the target rudder angle becomes small. Therefore, the steering angle of the front wheels can be accurately controlled in a feedback manner so that the steering angle of the front wheels becomes the target steering angle, and the steering angle of the front wheels can be set to the target steering angle even if the steering operation is performed by the driver. Can do.
尚フィードバックの制御は前輪の舵角について行われるので、フィードバックの制御が車両の軌跡について行われる従来の車両の走行制御装置の場合に比して、前輪の舵角の制御の遅れは遥かに小さい。 Since the feedback control is performed on the steering angle of the front wheels, the delay in the control of the steering angle of the front wheels is much smaller than in the case of a conventional vehicle travel control device in which the feedback control is performed on the trajectory of the vehicle. .
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至4の何れか一つの構成に於いて、前記目標到達位置は前記時点に於ける運転者の操舵操作量及び車速に基づいて決定され、前記目標進行方向は前記時点に於ける運転者の操舵操作量に基づいて決定されるよう構成される(請求項9の構成)。
Further, according to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration according to any one of
上記請求項9の構成によれば、基準時点に於ける運転者の操舵操作量及び車速に基づいて目標到達位置を決定し、基準時点に於ける運転者の操舵操作量に基づいて目標進行方向を決定することができる。よって基準時点に於ける運転者の操舵操作量及び車速に基づいて車両が目標進行方向にて目標到達位置に到達するための車両の目標軌跡を求めることができる。 According to the configuration of the ninth aspect, the target reaching position is determined based on the driver's steering operation amount and the vehicle speed at the reference time, and the target traveling direction is determined based on the driver's steering operation amount at the reference time. Can be determined. Therefore, the target locus of the vehicle for the vehicle to reach the target arrival position in the target traveling direction can be obtained based on the driver's steering operation amount and the vehicle speed at the reference time.
また本発明によれば、上記請求項9の構成に於いて、前記時点に於ける運転者の操舵操作量に基づいて決定される角度を基準角度として、前記目標到達位置は前記時点に於ける車両の位置より車両の前後方向に対し前記基準角度傾斜した方向に引いた直線上に位置し、前記時点に於ける車両の位置から前記目標到達位置までの距離は車速に依存する値であるよう構成される(請求項10の構成)。 According to the present invention, in the configuration of claim 9, the target arrival position is determined at the time point with the angle determined based on the steering operation amount of the driver at the time point as a reference angle. It is located on a straight line drawn in the direction inclined by the reference angle with respect to the vehicle longitudinal direction from the vehicle position, and the distance from the vehicle position to the target arrival position at the time point is a value depending on the vehicle speed. (Constitution of Claim 10)
上記請求項10の構成によれば、基準時点に於ける運転者の操舵操作量に基づいて決定される角度を基準角度とし、基準時点に於ける車両の位置より車両の前後方向に対し基準角度傾斜した方向に引いた直線上に位置し且つ基準時点に於ける車両の位置から車速に依存する距離の位置として目標到達位置を決定することができる。 According to the configuration of the above tenth aspect, the angle determined based on the steering operation amount of the driver at the reference time point is set as the reference angle, and the reference angle with respect to the longitudinal direction of the vehicle from the position of the vehicle at the reference time point. The target arrival position can be determined as a position located on a straight line drawn in the inclined direction and a distance depending on the vehicle speed from the position of the vehicle at the reference time point.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項10の構成に於いて、前記時点に於ける車両の位置と前記目標到達位置とを結ぶ直線を方向の基準線として、前記目標進行方向は前記目標到達位置に於いて前記方向の基準線に対し前記基準角度傾斜した方向に決定されるよう構成される(請求項11の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of the above-described
上記請求項11の構成によれば、基準時点に於ける車両の位置と目標到達位置とを結ぶ直線を方向の基準線として、目標到達位置に於いて方向の基準線に対し基準角度傾斜した方向を目標進行方向に決定することができる。 According to the structure of the above-mentioned claim 11, the direction inclined at the reference angle with respect to the reference line of the direction at the target arrival position, with the straight line connecting the position of the vehicle at the reference time point and the target arrival position as the reference line of direction. Can be determined in the target traveling direction.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、前記軌跡の制御を行っていない状況に於いて、運転者の操舵操作量の変化率の大きさが制御開始判定の第一の基準値よりも大きくなった後に運転者の操舵操作量の変化率の大きさが制御開始判定の第二の基準値よりも小さくなったときに前記軌跡の制御を開始すべきと判定するよう構成される(請求項12の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration according to any one of
一般に、運転者が車両の進路を変更する場合には、まず比較的速く操舵操作量を変化させ、しかる後操舵操作量の変化を穏やかにする。従って運転者の操舵操作量の変化率の大きさの推移に基づいて車両の軌跡の制御の開始又は更新の必要性を判定することができる。 Generally, when the driver changes the course of the vehicle, the steering operation amount is first changed relatively quickly, and then the change in the steering operation amount is moderated. Therefore, it is possible to determine the necessity of starting or updating the control of the vehicle trajectory based on the transition of the change rate of the steering operation amount of the driver.
上記請求項12の構成によれば、軌跡の制御が行われていない状況に於いて、運転者の操舵操作量の変化率の大きさが制御開始判定の第一の基準値よりも大きくなった後に制御開始判定の第二の基準値よりも小さくなったときには、その判定により軌跡の制御を開始すべきと判定することができる。
According to the configuration of
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、前記軌跡の制御を行っている状況に於いて、運転者の操舵操作量の変化率の大きさが制御更新判定の第一の基準値よりも大きくなった後に運転者の操舵操作量の変化率の大きさが制御更新判定の第二の基準値よりも小さくなったときに前記軌跡の制御を更新すべきと判定するよう構成される(請求項13の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the situation where the trajectory is controlled in the configuration according to any one of
上記請求項13の構成によれば、軌跡の制御が行われている状況に於いて、運転者の操舵操作量の変化率の大きさが制御更新判定の第一の基準値よりも大きくなった後に制御更新判定の第二の基準値よりも小さくなったときには、その判定により軌跡の制御を更新すべきと判定することができる。 According to the configuration of the thirteenth aspect, in the situation where the trajectory is being controlled, the magnitude of the change rate of the steering operation amount of the driver is larger than the first reference value for the control update determination. When it becomes smaller than the second reference value of the control update determination later, it can be determined that the control of the locus should be updated by the determination.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項6の構成に於いて、前記時点に於ける車両から前記時間の座標軸までの距離を基準距離として、前記基準距離と前記時点からの経過時間を指数の変数とする自然指数関数との積として目標距離が求められ、前記目標軌跡は前記時間の座標軸から前記目標距離の位置を結ぶ線として求められるよう構成される(請求項14の構成)。 According to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, in the configuration of claim 6, the distance from the vehicle to the coordinate axis of the time at the time point is used as the reference distance. A target distance is obtained as a product of a reference distance and a natural exponential function having an elapsed time from the time point as an index variable, and the target locus is obtained as a line connecting the position of the target distance from the coordinate axis of the time. (Structure of claim 14).
上記請求項14の構成によれば、基準距離と基準時点からの経過時間を指数の変数とする自然指数関数との積として目標距離を求め、時間の座標軸から目標距離の位置を結ぶ線として目標軌跡求めることができる。
According to the configuration of the above-described
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項14の構成に於いて、操舵操作の必要性に関連する車外の視覚情報の変化が発生してから人が当該視覚情報の変化を知覚するまでに要する一般的な時間をΔTとし、ウェバー比を−kとし、前記時点からの経過時間をtとして、前記自然指数関数の指数は−(k/ΔT)tであるよう構成される(請求項15の構成)。
Further, according to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration of the above-mentioned
上記請求項15の構成によれば、自然指数関数の指数は−(k/ΔT)tであるので、人の知覚特性に合った車両の目標距離を求め、これにより人の知覚特性に合った車両の目標軌跡を求めることができる。 According to the configuration of the fifteenth aspect, since the exponent of the natural exponential function is − (k / ΔT) t, the target distance of the vehicle that matches the human perceptual characteristics is obtained, and thereby the human perceptual characteristics are met. The target locus of the vehicle can be obtained.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、前記前輪舵角制御手段は、運転者により操作される操舵入力手段に対し相対的に前輪を駆動することにより前輪の舵角を修正する舵角可変手段と、前記前輪舵角可変手段を制御する制御手段とを有するセミバイワイヤ式の舵角制御手段であるよう構成される(請求項16の構成)。
According to the present invention, the front wheel steering angle control means is operated by a driver in any one of
上記請求項16の構成によれば、操舵伝達比可変手段を有するセミバイワイヤ式の舵角制御手段を備えた車両に於いて、操舵伝達比可変手段により操舵伝達比を変化させることにより前輪の舵角を制御することができる。 According to the configuration of the sixteenth aspect described above, in the vehicle including the semi-by-wire type steering angle control means having the steering transmission ratio variable means, the steering transmission ratio is changed by the steering transmission ratio variable means, thereby steering the front wheels. The corner can be controlled.
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、前記前輪舵角制御手段は、前輪の舵角を変化させる転舵手段と、前記操舵入力手段に対する運転者の操舵操作量を検出する手段と、通常時には運転者の操舵操作量に基づいて前記転舵手段を制御し、必要に応じて運転者の操舵操作に依存せずに前記転舵手段を制御する制御手段とを有するバイワイヤ式の舵角制御手段であるよう構成される(請求項17の構成)。
According to the present invention, in order to effectively achieve the above main problem, in the configuration according to any one of
上記請求項17の構成によれば、バイワイヤ式の舵角制御手段を備えた車両に於いて、転舵手段を制御することにより運転者の操舵操作に依存せずに前輪の舵角を制御することができる。
〔課題解決手段の好ましい態様〕
According to the configuration of claim 17, in the vehicle provided with the by-wire type steering angle control means, the steering angle of the front wheels is controlled without depending on the steering operation of the driver by controlling the steering means. be able to.
[Preferred embodiment of problem solving means]
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、走行制御装置は旋回状態量の大きさが基準値以下であるときには、後輪の舵角を0に維持するよう構成される(好ましい態様1)。 According to one preferable aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to third aspects, when the magnitude of the turning state amount is equal to or less than a reference value, the traveling control device controls the steering angle of the rear wheel. Is maintained at 0 (preferred embodiment 1).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、走行制御装置は運転者の操舵操作量及び車速と前輪の暫定の目標舵角との関係を記憶しており、車両の軌跡の制御を開始又は更新すべきと判定した時点に於ける運転者の操舵操作量及び車速に基づいて前記関係より暫定の目標舵角を演算するよう構成される(好ましい態様2)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to third aspects, the travel control device includes a driver's steering operation amount, a vehicle speed, a provisional target steering angle of the front wheels, and And the provisional target steering angle is calculated from the relationship based on the driver's steering operation amount and vehicle speed at the time when it is determined that the control of the vehicle trajectory should be started or updated. (Preferred embodiment 2).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、走行制御装置は補正された車両の旋回状態量、目標軌跡に沿って車両を走行させるための車両の横加速度、車速に基づいて前輪及び後輪の目標舵角を演算するよう構成される(好ましい態様3)。
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration according to any one of
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、走行制御装置は予め設定された軌跡の制御の終了条件が成立するまで車輪の舵角を制御するよう構成される(好ましい態様4)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to third aspects, the travel control device controls the wheel until a predetermined end condition for controlling the trajectory is satisfied. It is configured to control the corner (preferred aspect 4).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項1乃至3の何れか一つの構成に於いて、走行制御装置は車両の軌跡の制御を開始又は更新すべきではないと判定したときには、予め設定された操舵伝達比が達成されるよう前輪の舵角を制御するよう構成される(好ましい態様5)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to third aspects, when the traveling control device determines that the control of the vehicle locus should not be started or updated. The steering angle of the front wheels is controlled so as to achieve a preset steering transmission ratio (preferred aspect 5).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項2の構成に於いて、走行制御装置は旋回状態量の大きさが基準値を越えていない領域の一部の範囲について旋回状態量の大きさが基準値を越えないよう旋回状態量の大きさを増大補正するよう構成される(好ましい態様6)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 2, the travel control device has a turning state quantity for a part of a region where the magnitude of the turning state quantity does not exceed the reference value. The amount of turning state is corrected to be increased so that the size of the vehicle does not exceed the reference value (preferred aspect 6).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項2の構成に於いて、走行制御装置は旋回状態量の大きさが基準値を越えていない領域の全範囲について旋回状態量の大きさが基準値を越えないよう旋回状態量の大きさを増大補正するよう構成される(好ましい態様7)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 2, the travel control device is configured such that the turning state amount is large for the entire range in which the turning state amount does not exceed the reference value. The amount of turning state is corrected so as not to exceed the reference value (preferred aspect 7).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項3の構成に於いて、走行制御装置は旋回状態量の大きさが補正判定値を越えていない領域の一部の範囲について旋回状態量の大きさが補正判定値を越えないよう旋回状態量の大きさを増大補正するよう構成される(好ましい態様8)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 3, the travel control device is in a turning state for a part of a region where the magnitude of the turning state amount does not exceed the correction determination value. The magnitude of the turning state quantity is increased and corrected so that the magnitude of the quantity does not exceed the correction determination value (preferred aspect 8).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項3の構成に於いて、走行制御装置は旋回状態量の大きさが補正判定値を越えていない領域の全範囲について旋回状態量の大きさが補正判定値を越えないよう旋回状態量の大きさを増大補正するよう構成される(好ましい態様9)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 3, the travel control device determines the turning state amount for the entire range in which the magnitude of the turning state amount does not exceed the correction determination value. The magnitude of the turning state quantity is increased and corrected so that the magnitude does not exceed the correction determination value (preferred aspect 9).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項3の構成に於いて、走行制御装置は旋回状態量の大きさが補正判定値を越える領域については旋回状態量の大きさと補正判定値との差が大きいほど低減補正量が大きくなるよう旋回状態量の大きさを基準値以下に低減補正するよう構成される(好ましい態様10)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 3, the travel control device determines the magnitude of the turning state and the correction judgment for a region where the magnitude of the turning state quantity exceeds the correction judgment value. The magnitude of the turning state amount is reduced and corrected to a reference value or less so that the reduction correction amount increases as the difference from the value increases (preferred aspect 10).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項4の構成に於いて、旋回状態量の大きさの増大補正量の積分値は旋回状態量の大きさの低減補正量の積分値の90%以上で100%以下であるよう構成される(好ましい態様11)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 4, the integral value of the increase correction amount for the magnitude of the turning state amount is the integral value of the reduction correction amount for the magnitude of the turning state amount. It is comprised so that it may be 90% or more and 100% or less (preferable aspect 11).
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項6の構成に於いて、走行制御装置は車両の軌跡の制御を開始又は更新すべきと判定した時点からの経過時間と運転者の操舵操作量及び車速と前輪の暫定の目標舵角との関係を記憶しており、車両の軌跡の制御を開始又は更新すべきと判定した時点からの経過時間と車両の軌跡の制御を開始又は更新すべきと判定した時点に於ける運転者の操舵操作量及び車速とに基づいて前記関係より暫定の目標舵角を演算するよう構成される(好ましい態様12)。 According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 6 above, the travel control device determines the elapsed time from the time when it is determined that the control of the vehicle trajectory should be started or updated, and the driver's The relationship between the steering operation amount and the vehicle speed and the provisional target rudder angle of the front wheels is stored, and the elapsed time from the time when it is determined that the control of the vehicle trajectory should be started or updated and the control of the vehicle trajectory is started or The provisional target rudder angle is calculated from the above relationship based on the driver's steering operation amount and the vehicle speed at the time when it is determined that it should be updated (preferred aspect 12).
実施形態の総括説明
具体的な実施形態の説明に先立ち、各実施形態に共通の技術的事項について総括的に説明する。
1)案内棒モデル
General Description of Embodiments Prior to the description of specific embodiments, technical matters common to the embodiments will be described generally.
1) Guide rod model
車両の軌跡に関する運転者の意図は、運転者の操舵操作量に反映されていると考えられるので、操舵輪である前輪の向き、即ち前輪の舵角が運転者の前方注視方向であると考えられてよい。そこで前輪に仮想の案内棒が設置された仮想の車両を定義し、運転者は案内棒の先端が希望の軌跡に沿って移動するように車両を運転していると仮定する。その場合前方注視距離、即ち車両から運転者が注視する位置までの距離は案内棒の長さに対応し、車速に応じて変化すると考えられる。 Since the driver's intention regarding the vehicle trajectory is considered to be reflected in the driver's steering operation amount, the direction of the front wheel that is the steering wheel, that is, the steering angle of the front wheel is considered to be the driver's forward gaze direction. May be. Therefore, a virtual vehicle having a virtual guide rod installed on the front wheel is defined, and it is assumed that the driver is driving the vehicle so that the tip of the guide rod moves along a desired locus. In that case, it is considered that the forward gaze distance, that is, the distance from the vehicle to the position where the driver gazes corresponds to the length of the guide rod and changes according to the vehicle speed.
本明細書に於いては、上述の仮想の案内棒を備えた車両のモデルを「案内棒モデル」と呼ぶこととする。案内棒モデルによれば、運転者が車両の進路を変更しようとしたときの運転者の操舵操作量及び車速に基づいて、案内棒の先端を通る軌跡として車両の好ましい目標軌跡を設定することができる。 In the present specification, a vehicle model provided with the above-described virtual guide rod is referred to as a “guide rod model”. According to the guide rod model, a preferable target trajectory of the vehicle can be set as a trajectory passing through the tip of the guide rod based on the driver's steering operation amount and vehicle speed when the driver tries to change the course of the vehicle. it can.
従って設定された目標軌跡に沿って車両が走行するよう前輪の舵角を制御することにより、車両周囲の情報を撮影や車外よりの通信等によって周囲の情報を取得することを要することなく、車両を好ましい目標軌跡に沿って走行させることができる。 Therefore, by controlling the rudder angle of the front wheels so that the vehicle travels along the set target trajectory, the vehicle surrounding information is not required to be acquired by photographing or communicating from outside the vehicle. Can be driven along a preferable target locus.
案内棒モデルに基づく車両の軌跡制御の理解が容易になるよう、図18に示されている如く、車両は前輪100及び後輪102を備えた2輪モデルの車両104であるとする。そして車両104がその前後方向を示す線106に対し角度φ傾斜した目標進路108へ進路を変更する場合について考える。尚角度の単位はradである。
In order to facilitate understanding of the vehicle trajectory control based on the guide rod model, it is assumed that the vehicle is a two-
図示の如く、前輪100の中心Oから目標進路108上の点Pまで前輪の前後方向に沿って車両の前方へ仮想の案内棒110が突き出ているものとし、車両の前後方向に対する案内棒110の傾斜角をβとする。そして案内棒110の長さ、即ち線分OPの長さをAとし、目標進路108と案内棒110とがなす角度をαとする。また前輪100の中心Oから目標進路108までの距離をxとし、前輪100の舵角をδとする(δ=β)。更に車両104のホイールベースをWBとし、車速をVとする。尚長さの単位はmであり、時間の単位はsecである。
As shown in the figure, it is assumed that a
舵角δ及び車速Vが変化せずに微小時間dtが経過することにより、車両104が実線にて示された位置より破線にて示された位置へ移動し、これに伴う角度φ及び距離xの変化をそれぞれdφ及び距離dxとすると、下記の式1〜式4が成立する。尚微小時間dtは非常に小さいので、図示の如く前輪100は案内棒110上の点に移動し、後輪102は移動前の車両の前後方向を示す線106上の点に移動すると考えられてよい。
When the minute time dt elapses without the steering angle δ and the vehicle speed V changing, the
β=φ−α ……(1)
x=A*sinα ……(2)
−WBdφ=Vdt*sinβ ……(3)
−dx=Vdt*sinα ……(4)
β = φ-α (1)
x = A * sinα (2)
-WBdφ = Vdt * sinβ (3)
-Dx = Vdt * sinα (4)
上記式2をαで微分すると、下記の式5が得られるので、dxは下記の式6により表される。
dx/dα=A*cosα ……(5)
dx=A*cosα*dα ……(6)
Differentiating Equation 2 by α yields Equation 5 below, so dx is expressed by Equation 6 below.
dx / dα = A * cosα (5)
dx = A * cosα * dα (6)
上記式4に式6を代入すると、下記の式7が得られるので、案内棒の長さAは下記の式8により表される。
−A*cosα*dα=Vdt*sinα ……(7)
A=−(Vdt*sinα)/(cosα*dα)
=−(Vdt*tanα)/dα
=−Vdt*{1/(cosα)2} ……(8)
By substituting Equation 6 into Equation 4 above, the following Equation 7 is obtained, so that the length A of the guide rod is expressed by Equation 8 below.
-A * cosα * dα = Vdt * sinα (7)
A =-(Vdt * sinα) / (cosα * dα)
=-(Vdt * tanα) / dα
= −Vdt * {1 / (cosα) 2 } (8)
また上記式3をVdtについて解くと、下記の式9が得られ、式9を式8に代入すると下記の式10が得られる。
Vdt=(−WBdφ)/sinβ ……(9)
A=−(−WBdφ)/sinβ*{1/(cosα)2} ……(10)
Further, when Equation 3 is solved for Vdt, the following Equation 9 is obtained, and when Equation 9 is substituted into Equation 8, the following
Vdt = (− WBdφ) / sinβ (9)
A = − (− WBdφ) / sinβ * {1 / (cosα) 2 } (10)
旋回の如き車両の非直進走行は定常円走行の組合せと考えることができ、軌跡が円弧である場合には角度α及びβは互いに同一である。またβは前輪の舵角δと同一である。よって式10の角度α及びβを舵角δに書き換えることにより、案内棒の長さAを式11にて表すことができる。
A=(WBdφ)/sinδ*{1/(cosδ)2} ……(11)
Non-straight running of the vehicle such as turning can be considered as a combination of steady circular running, and when the locus is an arc, the angles α and β are the same. Β is the same as the steering angle δ of the front wheels. Therefore, the length A of the guide rod can be expressed by Equation 11 by rewriting the angles α and β in
A = (WBdφ) / sinδ * {1 / (cosδ) 2 } (11)
式11のdφは車両のヨーレートYRであり、ヨーレートYRは下記の式12により表される。
YR=V/WB*δ ……(12)
In equation 11, dφ is the yaw rate YR of the vehicle, and the yaw rate YR is expressed by
YR = V / WB * δ (12)
よって式11のdφに式12を代入することにより、案内棒の長さAを式13にて表すことができる。
A=WB(V/WB*δ)/sinδ*{1/(cosδ)2}
=(V*δ)/sinδ*{1/(cosδ)2} ……(13)
Therefore, the length A of the guide rod can be expressed by Expression 13 by substituting
A = WB (V / WB * δ) / sinδ * {1 / (cosδ) 2 }
= (V * δ) / sinδ * {1 / (cosδ) 2 } (13)
尚車両の旋回方向が左旋回か右旋回かによって舵角δの符号が異なる場合には、車両の旋回方向が逆になることによって舵角δの符号が逆になると、sinδの符号も同様に逆になるので、案内棒の長さAは常に正の値である。 If the sign of the steering angle δ differs depending on whether the turning direction of the vehicle is a left turn or a right turn, if the sign of the steering angle δ is reversed by reversing the turning direction of the vehicle, the sign of sin δ is also the same. Therefore, the length A of the guide rod is always a positive value.
以上の説明に於いては、案内棒110は前輪100の中心Oを基準位置とし該基準位置から前輪の前後方向に沿って車両の前方へ突き出ているものとして案内棒モデルを説明した。しかし車両の軌跡は車両の重心の軌跡と考える方が好ましいので、これ以降の説明に於いては、案内棒は車両の重心を基準位置とし該基準位置から前輪の前後方向に沿って車両の前方へ突き出ているものとする。
In the above description, the guide rod model has been described on the assumption that the
2)円弧状の軌跡
次に図19に示されている如く、前輪の舵角δ及び車速Vがそれぞれ一定の値に設定されて車両104が定常円旋回し、位置P0より位置P1まで円弧状の軌跡Tcを描いて走行する場合について考える。この場合車両104の重心が位置P0にあるときの案内棒に対応する線分は、基準点P0より先端P1まで延在している。
2) Arc-shaped locus As shown in FIG. 19, the steering angle δ and the vehicle speed V of the front wheels are set to constant values, and the
車両104の運動は定常円旋回運動であるので、車両のヨーレートYRは上記式12により表され、車両の横加速度LAは下記の式14により表される。
LA=YR*V ……(14)
Since the motion of the
LA = YR * V (14)
よって円弧状の軌跡Tcの半径Rは下記の式15により表される。
R=V2/LA
=V2/(YR*V)
=V/YR
=V/(V/WB*δ)
=WB/δ ……(15)
Therefore, the radius R of the arcuate trajectory Tc is expressed by the following Expression 15.
R = V 2 / LA
= V 2 / (YR * V)
= V / YR
= V / (V / WB * δ)
= WB / δ (15)
また図19に示されている如く、車両104の前後方向を示す線106及び目標進路を示す線108はそれぞれ位置P0及びP1に於いて円弧状の軌跡Tcに接する接線である。線106及び108の交点をQ1とし、円弧状の軌跡Tcの中心Ocより案内棒110に下した垂線の足をQ2とする。三角形P0OcP1は中心Ocを頂点とする二等辺三角形であるので、角度P0OcQ2及び角度P1OcQ2は互いに等しく、これらをγとする。また角度OcP0Q2及び角度OcP1Q2も互いに等しく、これらをλとする。
Further, as shown in FIG. 19, a
図19より解る如く、下記の式16及び17が成立する。よって角度γは角度α及びδと同一である。
α+λ=δ+λ=π/2 ……(16)
γ+λ=π/2 ……(17)
As understood from FIG. 19, the following equations 16 and 17 hold. Thus, the angle γ is the same as the angles α and δ.
α + λ = δ + λ = π / 2 (16)
γ + λ = π / 2 (17)
また図19より解る如く、案内棒に対応する線分の長さA0は線分P0Q2の2倍であり、線分P0Q2の長さはR*sinγ=R*sinδである。よって案内棒に対応する線分の長さA0は式18にて表わされる。
A0=2R*sinδ
=2(WB/δ)*sinδ ……(18)
As can be seen from FIG. 19, the length A0 of the line segment corresponding to the guide rod is twice the line segment P0Q2, and the length of the line segment P0Q2 is R * sinγ = R * sinδ. Therefore, the length A0 of the line segment corresponding to the guide rod is expressed by
A0 = 2R * sinδ
= 2 (WB / δ) * sinδ (18)
式18により表される案内棒に対応する線分の長さA0は車速Vを含んでおらず、車速Vに依存しない。この線分の長さA0と式13により表される案内棒の長さAとの比較より、前輪の舵角δを修正しなければ、案内棒110の先端を通る円弧状の軌跡に沿って車両を走行させることができないことが解る。換言すれば、線分の長さA0を式13により表される案内棒の長さAと同一の値にするためには、運転者の操舵操作量及びステアリングギヤ比により定まる舵角(「本来の舵角」という)δとは異なる値に前輪の舵角を修正しなければならない。
The length A0 of the line segment corresponding to the guide rod expressed by
図20に示されている如く、前輪の舵角が本来の舵角δから修正後の舵角δ′に修正されると、車両104が案内棒110の先端P1′を通る円弧状の軌跡Tc′に沿って走行することができるとする。また円弧状の軌跡Tc′の中心及び半径はそれぞれOc′、R′であるとする。
As shown in FIG. 20, when the rudder angle of the front wheels is modified from the original rudder angle δ to the modified rudder angle δ ′, the
半径R′は上記式15に対応する下記の式19により表される。
R′=WB/δ′ ……(19)
The radius R ′ is expressed by the following equation 19 corresponding to the above equation 15.
R ′ = WB / δ ′ (19)
三角形P0P1Oc及び三角形P0P1′Oc′は相似形であるので、下記の式20が成立する。
R/R′=A0/A ……(20)
Since the triangle P0P1Oc and the triangle P0P1'Oc 'are similar, the following
R / R '= A0 / A (20)
この式20にδがδ′に書き換えられた上記式13及び上記式15、18、19を代入すると、下記の式21が得られる。
δ′/δ=2WB*sinδ′*sinδ*(cosδ′)2/(V*δ′*δ)
……(21)
Substituting the above equation 13 and the
δ ′ / δ = 2WB * sinδ ′ * sinδ * (cosδ ′) 2 / (V * δ ′ * δ)
(21)
前輪の舵角δ及び修正後の舵角δ′が小さい値であるときには、sinδ及びsinδ′はそれぞれδ及びδ′であると看做されてよく、cosδ′は1であると看做されてよい。よって修正後の舵角δ′は上記式21が変形された下記の式22により表される。
δ′=(2WB/V)*δ ……(22)
When the steering angle δ of the front wheel and the corrected steering angle δ ′ are small values, sin δ and sin δ ′ may be regarded as δ and δ ′, respectively, and cos δ ′ is regarded as 1. Good. Therefore, the rudder angle δ ′ after correction is expressed by the following
δ ′ = (2WB / V) * δ (22)
運転者の操舵操作量としての操舵角をθとし、ステアリングギヤ比をNとすると、前輪の本来の舵角δは下記の式23により表される。尚ステアリングギヤ比Nは一定であってもよく、また例えば車速Vに応じて可変設定される値であってもよい。
δ=θ/N ……(23)
Assuming that the steering angle as the amount of steering operation of the driver is θ and the steering gear ratio is N, the original steering angle δ of the front wheels is expressed by the following Expression 23. The steering gear ratio N may be constant, or may be a value variably set according to the vehicle speed V, for example.
δ = θ / N (23)
よって修正後の舵角δ′は下記の式24により表される。
δ′=(2WB/V)*θ/N ……(24)
Therefore, the corrected steering angle δ ′ is expressed by the following
δ ′ = (2WB / V) * θ / N (24)
また前輪の舵角及び車速がそれぞれ一定のδ′及びVに維持された状態で車両が位置P0より位置P1′まで円弧状の軌跡Tc′に沿って走行するに要する時間をTaとする。時間Taは中心角θが2γ=2δで半径がR′の扇形の円弧に沿って式25により表されるヨーレートYRにて円弧運動するに必要な時間である。よって時間Taは式26により表される通り、1[sec]であり、車速Vに依存しない。
YR=V/WB*δ′ ……(25)
Ta =2δ/YR
=2WB*δ/(V*δ′)
=2WB*δ/{V*(2WB/V)*δ}
=1 ……(26)
Further, Ta is the time required for the vehicle to travel along the arcuate trajectory Tc 'from the position P0 to the position P1' in a state where the steering angle and the vehicle speed of the front wheels are maintained at constant δ 'and V, respectively. The time Ta is the time required for the circular motion at the yaw rate YR expressed by the equation 25 along the fan-shaped circular arc having the central angle θ of 2γ = 2δ and the radius R ′. Therefore, the time Ta is 1 [sec] as represented by the equation 26, and does not depend on the vehicle speed V.
YR = V / WB * δ ′ (25)
Ta = 2δ / YR
= 2WB * δ / (V * δ ′)
= 2WB * δ / {V * (2WB / V) * δ}
= 1 (26)
従って前輪の本来の舵角がδである状況に於いて、車速Vを一定の値に維持し前輪の舵角を修正後の舵角δ′になるよう制御することにより、案内棒110の先端P1′を通る円弧状の軌跡Tc′に沿って車両を走行させることができる。そして車速Vの値に関係なく車両は時間Ta=1[sec]が経過するときに位置P1′を通過する。
Therefore, in the situation where the original steering angle of the front wheels is δ, the tip of the
3)指数関数の軌跡
上記式2より下記の式27が成立する。但し式1よりα=φ−βである。
x′=−V*sinα ……(27)
3) Exponential function locus From the above equation 2, the following equation 27 holds. However, from
x ′ = − V * sin α (27)
上記式2及び27より下記の式28が成立し、式28は距離xがウェバー則に則して変化する変数であることを示している。
x′=−(V/A)x ……(28)
From the above equations 2 and 27, the following
x '=-(V / A) x (28)
式28を解くと式29が得られる。よって距離xが式29に則して変化するよう制御することにより、距離xをウェバー則に則して制御することができる。尚x0は時間tが0であるときの距離xの値である。
x=x0*exp{−(V/A)*t} ……(29)
Solving
x = x 0 * exp {-(V / A) * t} (29)
次に上記式29に基づく距離xの制御を人間の知覚特性に適合させることを考える。図21に示されている如く、距離xの2回微分値である車両の水平加速度x″が増加する場合に於いて、人が水平加速度x″の変化を知覚できる最小量をΔx″とする。そして人が水平加速度x″の変化Δx″を知覚するに要する最小時間をΔTとする。水平加速度x″の変化率をx″′として最小量Δx″は下記の式30により表される。
Δx″=x″′*ΔT ……(30)
Next, let us consider adapting the control of the distance x based on the above equation 29 to human perceptual characteristics. As shown in FIG. 21, when the horizontal acceleration x ″ of the vehicle, which is a differential value of the distance x twice, increases, the minimum amount that a person can perceive the change in the horizontal acceleration x ″ is Δx ″. The minimum time required for a person to perceive the change Δx ″ of the horizontal acceleration x ″ is ΔT. The minimum amount Δx ″ is expressed by the following
Δx ″ = x ″ ′ * ΔT (30)
図21より解る如く、水平加速度x″の変化率x″′は下記の式31により表される。
x″′={(x″+Δx″)−x″}/{(T+ΔT)−T}
=Δx″/ΔT ……(31)
As can be seen from FIG. 21, the rate of change x ″ ′ of the horizontal acceleration x ″ is expressed by the following equation 31.
x ″ ′ = {(x ″ + Δx ″) − x ″} / {(T + ΔT) −T}
= Δx ″ / ΔT (31)
上記式28を2回微分すると下記の式32が得られるので、下記の式33が成立する。
x″′=−(V/A)*x″ ……(32)
x″′/x″=−(V/A) ……(33)
Since the following
x ″ ′ = − (V / A) * x ″ (32)
x ″ ′ / x ″ = − (V / A) (33)
上記式33に上記式31を代入して変形することにより、下記の式34が得られる。
Δx″/x″=−(V/A)*ΔT ……(34)
By substituting the equation 31 into the equation 33 and modifying it, the following
Δx ″ / x ″ = − (V / A) * ΔT (34)
上記式34はウェバー比の形をなす式であるので、ウェバー比を−kとして上記式34を下記の式35の通りに書き換えることができる。但しkは式36により表される正の値である。
Δx″/x″=−k ……(35)
k=(V/A)*ΔT ……(36)
Since the
Δx ″ / x ″ = − k (35)
k = (V / A) * ΔT (36)
尚最小時間ΔTは個人差のある値であるが、最小時間ΔTを平均的な一定の値とし、ウェバー比−kも一定の値であるとする。 The minimum time ΔT is a value with individual differences, but the minimum time ΔT is an average constant value, and the Weber ratio −k is also a constant value.
上記式35を下記の式37の通り変形し、式37を上記式30に代入して変形することにより、下記の式38が得られる。そして下記の式38を解くことにより、下記の式39が得られる。
Δx″=−k*x″ ……(37)
x″′*ΔT=−k*x″ ……(38)
x=x0*exp{−(k/ΔT)*t} ……(39)
The above equation 35 is modified as shown in the following equation 37, and the equation 37 is substituted into the
Δx ″ = − k * x ″ (37)
x ″ ′ * ΔT = −k * x ″ (38)
x = x 0 * exp {− (k / ΔT) * t} (39)
上記式29及び39は何れも距離xが時間tの指数関数であることを示しているが、式39によれば距離x、従って車両の好ましい指数関数の軌跡を車速Vに依存しないウェバー比−k及び最小時間ΔTにて表すことができる。 The above equations 29 and 39 both indicate that the distance x is an exponential function of the time t. According to the equation 39, the Weber ratio that does not depend on the vehicle speed V for the distance x, and hence the trajectory of the preferred exponential function of the vehicle. k and the minimum time ΔT.
よって上記式39を使用して車両の軌跡を制御することにより、車速Vに依存する上記式29を使用して車両の軌跡を制御する場合に比して、下記の利点がられる。
(1)上記式39は車速Vを含んでいないので、演算量を少なくし、制御を単純化することができる。
(2)車両の軌跡を人の知覚特性に適合した好ましい指数関数の軌跡に制御することができる。
Therefore, by controlling the vehicle trajectory using the above equation 39, the following advantages can be obtained as compared with the case where the vehicle locus is controlled using the above equation 29 depending on the vehicle speed V.
(1) Since the above equation 39 does not include the vehicle speed V, the amount of calculation can be reduced and the control can be simplified.
(2) The trajectory of the vehicle can be controlled to a preferable exponential function trajectory adapted to human perceptual characteristics.
以上の説明より解る如く、式39に従って距離xを制御することによって車両の軌跡を制御することにより、車両の軌跡を円弧状の軌跡よりも人の知覚特性にとって好ましい指数関数の軌跡にすることができる。 As can be understood from the above description, by controlling the vehicle trajectory by controlling the distance x according to Equation 39, the trajectory of the vehicle can be made an exponential function trajectory that is more favorable for human perception characteristics than an arc-shaped trajectory. it can.
しかし車両の軌跡が上記式39に従って指数関数の軌跡に設定されても、車両が位置P1′に到達するに要する時間Tbが車両の軌跡が円弧状の軌跡である場合の時間Taと同一になるとは限らない。 However, even if the trajectory of the vehicle is set as an exponential trajectory according to the above equation 39, if the time Tb required for the vehicle to reach the position P1 ′ is the same as the time Ta when the trajectory of the vehicle is an arc-shaped trajectory. Is not limited.
そこで時間Tbを時間Taと同一の値にするための補正係数をDとして上記式39を下記の式40の通りに書き換える。
x=x0*exp{−(k/ΔT)D*t} ……(40)
Therefore, the above equation 39 is rewritten as the following
x = x 0 * exp {− (k / ΔT) D * t} (40)
車両が位置P1′に到達するに要する時間Tbを時間Taとするためには、xbを0に近い正の定数として、式40に於いて時間tがTaであるときに距離xがxbになればよく、従って下記の式41が成立すればよい。Taは1[sec]であるので、補正係数Dについて式41を解くと、式42が得られる。
xb=x0*exp{−(k/ΔT)D*Ta} ……(41)
D=−(logexb−logex0)*ΔT/(k*Ta)
=−(logexb−logex0)*ΔT/k ……(42)
In order to set the time Tb required for the vehicle to reach the position P1 'as the time Ta, the distance x can be changed to xb when the time t is Ta in
xb = x 0 * exp {- (k / ΔT) D * Ta} ...... (41)
D = − (log e xb−log e x 0 ) * ΔT / (k * Ta)
=-(Log e xb-log e x 0 ) * ΔT / k (42)
図22に示されている如く、距離xが上記式40に則して変化するよう前輪の舵角δが制御されることにより、案内棒の基準位置P0より案内棒の先端位置P1′まで指数関数の軌跡Teを描いて走行する場合について考える。
As shown in FIG. 22, by controlling the steering angle δ of the front wheels so that the distance x changes in accordance with the
案内棒の基準位置P0より目標進路を示す線108に下した垂線の足を交点Q3とする。上記式40により表される指数関数は、目標進路を示す線108を時間に関する座標軸とし、車両104の前後方向を示す線106を距離xに関する座標軸とし、交点Q3を原点とする直交座標に於ける関数である。
Assume that the perpendicular foot drawn from the reference position P0 of the guide rod to the
位置P1と交点Q3との間の距離及び位置P0と位置交点Q3との間の距離をそれぞれB及びCとすると、距離B及びCはそれぞれ下記の式43及び44により表される。
B=A*cosδ ……(43)
C=A*sinδ
=2R*sinδ*sinδ
=2(WB/δ′)*(sinδ)2 ……(44)
Assuming that the distance between the position P1 and the intersection point Q3 and the distance between the position P0 and the position intersection point Q3 are B and C, respectively, the distances B and C are expressed by the following equations 43 and 44, respectively.
B = A * cosδ (43)
C = A * sinδ
= 2R * sinδ * sinδ
= 2 (WB / δ ′) * (sinδ) 2 (44)
舵角δが小さいときにはsinδはδに等しいと看做されてよいので、上記式44に上記式22を代入すると共にsinδ=δとすることにより、距離Cは下記の式45により表される。また距離Cは時間tが0であるときの距離xの値x0であり、正の値である。よって式45に対応する下記の式46により距離x0を求めることができる。
C=(V/δ)*δ2
=V*δ ……(45)
x0=V*|δ| ……(46)
When the steering angle δ is small, it may be considered that sin δ is equal to δ. Therefore, the distance C is expressed by the following equation 45 by substituting the
C = (V / δ) * δ 2
= V * δ (45)
x 0 = V * | δ | (46)
従って補正係数D及び距離x0をそれぞれ式42及び46により求め、式40に従って距離xを制御することにより、時間Ta=1[sec]が経過するときに車両が実質的に位置P1′に到達するよう、車両を指数関数の軌跡Teに沿って走行させることができる。
Thus calculated correction coefficient D and the distance x 0 by the
次に距離xを上記式40、42及び46に則して変化させることにより、車両の軌跡を好ましい指数関数の軌跡Teに制御するための前輪の舵角の制御について説明する。
Next, the control of the steering angle of the front wheels for controlling the vehicle trajectory to a preferable exponential trajectory Te by changing the distance x according to the
まず前輪の舵角δ及び車速Vがそれぞれ一定のδ′及び一定の値に設定されて、車両が案内棒の基準位置P0より案内棒の先端位置P1′まで円弧状の軌跡Tc′を描いて走行する場合の車両の横加速度LAaについて考える。車両のスリップ角が0であるとすると、車両の横加速度LAaは式25により表されるヨーレートYRと車速Vとの積に等しいので、下記の式47により求められる値である。
LAa=YR*V
=V/WB*δ′*V
=V2/WB*δ′
=V2/WB*(2WB/V)*θ/N
=2V*θ/N ……(47)
First, the steering angle δ and the vehicle speed V of the front wheel are set to a constant δ ′ and a constant value, respectively, and the vehicle draws an arc-shaped trajectory Tc ′ from the guide rod reference position P0 to the guide rod tip position P1 ′. Consider the lateral acceleration LAa of the vehicle when traveling. If the slip angle of the vehicle is 0, the lateral acceleration LAa of the vehicle is equal to the product of the yaw rate YR and the vehicle speed V expressed by Equation 25, and is a value obtained by Equation 47 below.
LAa = YR * V
= V / WB * δ '* V
= V 2 / WB * δ ′
= V 2 / WB * (2WB / V) * θ / N
= 2V * θ / N (47)
また車速Vが一定の値に設定され、前輪の舵角δがδbに可変制御されることにより、車両が案内棒の基準位置P0より案内棒の先端位置P1′まで上記式40により表される指数関数の軌跡Teを描いて走行する場合の車両の横加速度LAbについて考える。
Further, when the vehicle speed V is set to a constant value and the steering angle δ of the front wheels is variably controlled to δb, the vehicle is expressed by the
図23及び図24に示されている如く、車両が基準位置P0と先端位置P1′との間の位置P3へ移動した状況について、車速Vを距離xに関する座標軸に平行な成分Vxと時間に関する座標軸に平行な成分Vyとに分解すると、式48が成立する。
V=(Vx2+Vy2)1/2 ……(48)
As shown in FIGS. 23 and 24, in the situation where the vehicle has moved to the position P3 between the reference position P0 and the tip position P1 ′, the vehicle speed V is converted into the component Vx parallel to the coordinate axis related to the distance x and the coordinate axis related to time. 48, the following equation 48 is established.
V = (Vx 2 + Vy 2 ) 1/2 (48)
距離xに関する座標軸に平行な成分Vxは式40により表される距離の変化率に等しいので、下記の式49により成分Vxを求めることができる。
Vx=dx/dt
=|d[x0*exp{−(k/ΔT)D*t}]/dt
=|−V*δ*(k/ΔT*D)*exp{−(k/ΔT)D*t}| ……(49)
Since the component Vx parallel to the coordinate axis with respect to the distance x is equal to the change rate of the distance expressed by the
Vx = dx / dt
= | D [x 0 * exp {-(k / ΔT) D * t}] / dt
= | -V * δ * (k / ΔT * D) * exp {-(k / ΔT) D * t} | (49)
式48及び式49より、時間に関する座標軸に平行な成分Vyを下記の式50により求めることができることが解る。
Vy=(V2−Vx2)1/2 ……(50)
From Expression 48 and Expression 49, it can be seen that a component Vy parallel to the coordinate axis with respect to time can be obtained by
Vy = (V 2 −Vx 2 ) 1/2 (50)
図24に示されている如く、車両の前後方向を示す線106が距離xに関する座標軸に平行な線112に対しなす角度、即ち距離xに関する座標軸に平行な成分Vxが車速Vに対しなす角度をσとする。車両のスリップ角が0であるとすると、下記の式51が成立する。よって角度σは下記の式52により表される。
tanσ=Vy/Vx ……(51)
σ=tan−1(Vy/Vx) ……(52)
As shown in FIG. 24, the angle formed by the
tanσ = Vy / Vx (51)
σ = tan −1 (Vy / Vx) (52)
距離xに関する座標軸に平行な成分Vxの車両の横方向の成分をVxxとし、時間に関する座標軸に平行な成分Vyの車両の横方向の成分をVyxとする。車両の横方向の成分Vxx及びVyxはそれぞれ式53及び54により表される。
Vxx=Vx*sinσ ……(53)
Vyx=Vy*cosσ ……(54)
The vehicle lateral component of the component Vx parallel to the coordinate axis with respect to the distance x is defined as Vxx, and the vehicle lateral component of the component Vy parallel to the coordinate axis with respect to time is defined as Vyx. The components Vxx and Vyx in the lateral direction of the vehicle are expressed by
Vxx = Vx * sinσ (53)
Vyx = Vy * cosσ (54)
従って車両が指数関数の軌跡Teを描いて走行する場合の車両の横方向の速度Vzは下記の式55により表され、車両の横加速度LAbは下記の式56により表される。
Vz=Vyx−Vxx
=Vy*cosσ−Vx*sinσ ……(55)
LAb=d(Vz)/dt ……(56)
Therefore, the lateral speed Vz of the vehicle when the vehicle travels along an exponential function locus Te is expressed by the following equation 55, and the lateral acceleration LAb of the vehicle is expressed by the following
Vz = Vyx-Vxx
= Vy * cosσ-Vx * sinσ (55)
LAb = d (Vz) / dt (56)
車両が指数関数の軌跡Teを描いて走行する場合の車両の横加速度LAbと車両が円弧状の軌跡Tcを描いて走行する場合の車両の横加速度LAaとの偏差ΔLAは式57により表される。
ΔLA=LAb−LAa ……(57)
A deviation ΔLA between the lateral acceleration LAb of the vehicle when the vehicle travels along an exponential locus Te and the lateral acceleration LAa of the vehicle when the vehicle travels along an arcuate locus Tc is expressed by Expression 57. .
ΔLA = LAb−LAa (57)
車両のヨーレートYRは式25に於けるδ′をδbに置き換えた値であると共に、車両の横加速度LAbを車速Vにて除算した値であるので、式58が成立する。
V/WB*δb=LAb/V ……(58)
The yaw rate YR of the vehicle is a value obtained by replacing δ ′ in Equation 25 with δb, and is a value obtained by dividing the lateral acceleration LAb of the vehicle by the vehicle speed V, so Equation 58 is established.
V / WB * δb = LAb / V (58)
よって指数関数の軌跡Teを描くよう車両を走行させるための前輪の舵角δbは下記の式59により求められる。
δb=(LAb/V)/(V/WB)
=(WB/V2)*LAb ……(59)
Therefore, the steering angle δb of the front wheel for driving the vehicle so as to draw the locus Te of the exponential function is obtained by the following equation 59.
δb = (LAb / V) / (V / WB)
= (WB / V 2 ) * LAb (59)
円弧状の軌跡Tc′を描くよう車両を走行させるための前輪の舵角δa(目標舵角δat=δ′)を基準にして、指数関数の軌跡Teを描くよう車両を走行させるために必要な前輪の舵角の修正量をΔδbとする。前輪の舵角の修正量Δδbは、左旋回時を正とすると、左旋回時については下記の式60により求められ、右旋回時については下記の式61により求められる。
Δδb=(WB/V2)*ΔLA ……(60)
Δδb=−(WB/V2)*ΔLA ……(61)
Necessary for driving the vehicle to draw an exponential function locus Te on the basis of the steering angle δa of the front wheels (target steering angle δat = δ ′) for running the vehicle so as to draw an arc-shaped locus Tc ′. Let Δδb be the amount of correction of the steering angle of the front wheels. The correction amount Δδb of the front wheel rudder angle is obtained by the following
Δδb = (WB / V 2 ) * ΔLA (60)
Δδb = − (WB / V 2 ) * ΔLA (61)
円弧状の軌跡Tc′を描くよう車両を走行させるための前輪の舵角δaは式24により表される修正後の舵角δ′である。従って指数関数の軌跡Teを描くよう車両を走行させるための前輪の目標舵角δ(暫定の目標舵角)btは、左旋回時については下記の式62により求められ、右旋回時については下記の式63により求められる。
δbt=δ′+Δδb
=(2WB/V)*θ/N+(WB/V2)*ΔLA ……(62)
δbt=δ′+Δδb
=(2WB/V)*θ/N−(WB/V2)*ΔLA ……(63)
The steering angle δa of the front wheels for driving the vehicle so as to draw an arcuate trajectory Tc ′ is the corrected steering angle δ ′ represented by
δbt = δ ′ + Δδb
= (2WB / V) * θ / N + (WB / V 2 ) * ΔLA (62)
δbt = δ ′ + Δδb
= (2WB / V) * θ / N- (WB / V 2 ) * ΔLA (63)
4)前輪及び後輪の舵角の制御
以上の説明は、前輪の舵角を制御することにより、目標軌跡に沿って車両を走行させるものである。前輪の舵角の制御による車両の軌跡制御は後輪操舵装置を必要とせず、また前輪及び後輪の舵角の制御による車両の軌跡制御よりも容易である。
4) Control of rudder angle of front wheels and rear wheels The above description is to drive the vehicle along the target locus by controlling the rudder angle of the front wheels. Trajectory control of the vehicle by controlling the steering angle of the front wheels does not require a rear wheel steering device, and is easier than controlling the trajectory of the vehicle by controlling the steering angles of the front wheels and the rear wheels.
しかし上記式12により解る如く、車両のヨーレートYRは車速Vが一定であれば前輪の舵角δによって一義的に定まる。また車両のロール角も車両のヨーレートYRによって一義的に定まる。そのため目標軌跡によっては車両の旋回状態量であるヨーレートYRやロール角が過大になることがある。
However, as can be seen from
前輪及び後輪の舵角の制御によれば、軌跡制御に必要な車両の横加速度を確保しつつ車両のヨーレートYRを前輪のみが舵角制御される場合とは異なる値に制御することができる。よって前輪しか舵角制御されない場合には車両のヨーレートやロール角が過大になる虞れがある状況に於いて、前輪の舵角δf及び後輪の舵角δrの両方を制御することにより、ヨーレートやロール角が過大になることを防止することが考えられる。但しその場合には車両に後輪操舵装置が搭載されている必要がある。 According to the control of the steering angles of the front wheels and the rear wheels, the yaw rate YR of the vehicle can be controlled to a value different from the case where only the front wheels are controlled by the steering angle while ensuring the lateral acceleration of the vehicle necessary for the trajectory control. . Therefore, if only the front wheels are controlled, the yaw rate or roll angle of the vehicle may be excessive. In this situation, the yaw rate is controlled by controlling both the front wheel steering angle δf and the rear wheel steering angle δr. It is conceivable to prevent the roll angle from becoming excessive. However, in that case, the rear wheel steering device needs to be mounted on the vehicle.
車両のスリップ角Saの微分値、即ちスリップ角速度をSadとすると、車両の横加速度LAは下記の式64により表される。
LA=V(Sad+YR) ……(64)
When the differential value of the slip angle Sa of the vehicle, that is, the slip angular velocity is Sad, the lateral acceleration LA of the vehicle is expressed by the following equation 64.
LA = V (Sad + YR) (64)
上記式64のスリップ角速度Sad及びヨーレートYRは下記の式65及び66より演算可能である。尚Mは車両の質量であり、Lf及びLrはそれぞれ前輪車軸及び後輪車軸と車両の重心との間の車両前後方向の距離である。またIは車両のヨー慣性モーメントであり、Cf及びCrはそれぞれ前輪及び後輪のコーナリングパワーである。更にYRdはヨーレートYRの微分値であり、sはラプラス演算子である。
The slip angular velocity Sad and the yaw rate YR in the above equation 64 can be calculated from the following
また各係数a11、a12、b11、b12、a21、a22、b21、b22は下記の通りである。
よってラプラス演算子sの項を無視すると、スリップ角速度Sad及びヨーレートYRは下記の式67及び68により表される。但し係数Ca〜Cdは上記式65及び66をスリップ角速度Sad及びヨーレートYRについて解くことにより求まる一定の係数である。
Sad=Ca*δf+Cb*δr ……(67)
YR=Cc*δf+Cd*δr ……(68)
Therefore, if the term of the Laplace operator s is ignored, the slip angular velocity Sad and the yaw rate YR are expressed by the following equations 67 and 68. However, the coefficients Ca to Cd are constant coefficients obtained by solving the
Sad = Ca * δf + Cb * δr (67)
YR = Cc * δf + Cd * δr (68)
上記式64及び67より、下記の式69が成立する。
LA/V−YR=Sad
=Ca*δf+Cb*δr ……(69)
From the above equations 64 and 67, the following equation 69 is established.
LA / V-YR = Sad
= Ca * δf + Cb * δr (69)
従って前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、上記各式のヨーレートYRを制限することにより、ヨーレートYRが過大になることを防止しつつ車両の横加速度LAを目標軌跡の達成に必要な値にすることができる。即ち上記式68及び69に於けるヨーレートYRを前輪のみの舵角制御の場合の値よりも大きさが小さい値に設定することにより、ヨーレートが過大になることを防止しつつ目標軌跡を達成するに必要な前輪の舵角δf及び後輪の舵角δrを演算することができる。 Therefore, when there is a possibility that the yaw rate YR becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, by limiting the yaw rate YR in each of the above formulas, the lateral acceleration LA of the vehicle is targeted while preventing the yaw rate YR from becoming excessive. It can be a value necessary to achieve the trajectory. That is, by setting the yaw rate YR in the above formulas 68 and 69 to a value smaller than the value in the case of the steering angle control of only the front wheels, the target locus is achieved while preventing the yaw rate from becoming excessive. It is possible to calculate the steering angle δf of the front wheel and the steering angle δr of the rear wheel necessary for the vehicle.
また車両の重心高さをHとし、車両のロール剛性をKrとし、重力加速度をgとすると、定常的な車両のロール角Rvは下記の式70により表される。
Rv=M*H*V*YR/(Kr−Mg*H) ……(70)
Further, assuming that the height of the center of gravity of the vehicle is H, the roll rigidity of the vehicle is Kr, and the acceleration of gravity is g, the steady roll angle Rv of the vehicle is expressed by the following equation 70.
Rv = M * H * V * YR / (Kr-Mg * H) (70)
よって上記式70のヨーレートYRに上記式68及び69のYRを代入することにより、Ce〜Chを一定の係数として、車両のロール角Rvは下記の式71及び72により表される。
Rv=Ce*δf+Cf*δr ……(71)
Rv=Kg*V*LA−(Cg*δf+Ch*δr)V ……(72)
但し係数Kg、Cg及びChはそれぞれ下記の式にて表される定数である。
Kg=M*H*/(Kr−Mg*H)
Cg=Kg*Ca
Ch=Kg*Cb
Therefore, by substituting YR of the above formulas 68 and 69 into the yaw rate YR of the above formula 70, the roll angle Rv of the vehicle is expressed by the following formulas 71 and 72, with Ce to Ch as constant coefficients.
Rv = Ce * δf + Cf * δr (71)
Rv = Kg * V * LA- (Cg * δf + Ch * δr) V (72)
However, the coefficients Kg, Cg, and Ch are constants represented by the following equations, respectively.
Kg = M * H * / (Kr-Mg * H)
Cg = Kg * Ca
Ch = Kg * Cb
従って前輪のみの舵角制御ではロール角Rvが過大になる虞れがあるときには、上記二つの式のロール角Rvを制限することにより、ロール角Rvが過大になることを防止しつつ車両の横加速度LAを目標軌跡の達成に必要な値にすることができる。即ち上記式71及び72に於いてロール角Rvを前輪のみの舵角制御の場合の値よりも大きさが小さい値に設定することにより、ロール角Rvが過大になることを防止しつつ目標軌跡を達成するに必要な前輪の舵角δf及び後輪の舵角δrを演算することができる。 Therefore, when there is a possibility that the roll angle Rv becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, by restricting the roll angle Rv of the above two formulas, it is possible to prevent the roll angle Rv from being excessive and prevent the vehicle from moving sideways. The acceleration LA can be set to a value necessary for achieving the target locus. That is, in the above formulas 71 and 72, the roll angle Rv is set to a value smaller than the value in the case of the steering angle control of only the front wheels, thereby preventing the roll angle Rv from becoming excessive and preventing the target trajectory. The steering angle δf of the front wheels and the steering angle δr of the rear wheels necessary to achieve the above can be calculated.
5)旋回状態量の制限方法
以上の説明より解る如く、車両の旋回状態量であるヨーレートやロール角が過大になる虞れがあるときには、前輪の舵角δf及び後輪の舵角δrの両方を適宜に制御することにより、ヨーレートやロール角が過大になることを防止することができる。
5) Limiting method of turning state quantity As will be understood from the above explanation, when there is a possibility that the yaw rate or roll angle, which is the turning state quantity of the vehicle, is excessive, both the front wheel steering angle δf and the rear wheel steering angle δr By appropriately controlling this, it is possible to prevent the yaw rate and roll angle from becoming excessive.
前述の如く指数関数の軌跡Teを描くよう車両を走行させるための前輪の暫定の目標舵角δbtを上記式62又は63により求めることができる。また上記式12より解る如く、車速Vが一定であれば前輪の舵角δと車両のヨーレートYRとの間には一義的な関係がある。よって前輪の目標舵角δbtが求められれば、車両が目標軌跡の終点である目標到達位置に到達するまでのヨーレートYRやロール角Rvを前輪の目標舵角δbtに基づいて上記式12及び70により予め推定することができる。
As described above, the provisional target rudder angle δbt of the front wheels for driving the vehicle so as to draw the trajectory Te of the exponential function can be obtained by the
よって推定されるヨーレート及びロール角をそれぞれYRa、Rvaとして、推定されるヨーレートYRaやロール角Rvaの大きさの最大値が基準値を越えるか否かの判定により、ヨーレートやロール角が過大になる虞れがあるか否かを判定することができる。またヨーレートやロール角が過大になる虞れがあるときには、下記の何れかの方法によって前輪のみの舵角制御から前後輪の舵角の制御へ切り替えることにより、ヨーレートやロール角が過大になることを防止することができる。 Therefore, assuming that the estimated yaw rate and roll angle are YRa and Rva, respectively, the yaw rate and roll angle become excessive by determining whether or not the maximum value of the estimated yaw rate YRa and roll angle Rva exceeds the reference value. It can be determined whether there is a fear. If there is a possibility that the yaw rate or roll angle will become excessive, the yaw rate or roll angle will become excessive by switching from the steering angle control of only the front wheels to the control of the steering angle of the front and rear wheels by one of the following methods. Can be prevented.
図24に於いて破線にて示されている如く、推定されるヨーレートYRaの大きさが時点tc1からtc2までの区間に於いて基準値YRrefを越える場合について、旋回状態量の二つの制限方法を説明する。 As shown by the broken line in FIG. 24, when the estimated yaw rate YRa exceeds the reference value YRref in the section from the time tc1 to the time tc2, there are two methods for limiting the amount of turning state. explain.
尚基準値YRrefは定数であってもよいが、車速Vが高いほど許容される車両のヨーレートの大きさは小さくなる。よって図31に示されている如く、基準値YRrefは車速Vが高いときには車速Vが低いときに比して小さくなるよう、車速Vに応じて可変設定されることが好ましい。 The reference value YRref may be a constant, but the higher the vehicle speed V, the smaller the allowable yaw rate of the vehicle. Therefore, as shown in FIG. 31, the reference value YRref is preferably variably set according to the vehicle speed V so that the reference value YRref is smaller when the vehicle speed V is high than when the vehicle speed V is low.
5−1)旋回状態量の上限値による制限
旋回状態量であるヨーレートを上限値によって制限するものであり、制限による影響を低減する方法によって、片側部分領域補正、両側部分領域補正、片側全領域補正、両側全領域補正に分類される。
5-1) The yaw rate, which is the limited turning state amount based on the upper limit value of the turning state amount, is limited by the upper limit value, and the one side partial region correction, the both side partial region correction, and the one side full region are performed by a method of reducing the influence of the restriction. It is classified into correction and correction on both sides.
5−1−1)片側部分領域補正
時点tc1からtc2までの区間に於いては、推定ヨーレートYRaが基準値YRrefに補正される。そして補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいて上記式68及び69に対応する下記の式73及び74に従ってそれぞれ前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtが演算される。よって時点tc1からtc2までの区間に於いては、ヨーレートYRは図24に於いて実線にて示されている如く基準値YRrefを上限値として制限されるので、基準値YRrefを越えることはない。
YRaa=Cc*δft+Cd*δrt ……(73)
LA/V−YRaa=Ca*δft+Cb*δrt ……(74)
5-1-1) In the section from the one-side partial region correction time point tc1 to tc2, the estimated yaw rate YRa is corrected to the reference value YRref. Based on the corrected estimated yaw rate YRaa, the target rudder angle δft for the front wheels and the target rudder angle δrt for the rear wheels are calculated according to the following equations 73 and 74 corresponding to the equations 68 and 69, respectively. Therefore, in the section from the time point tc1 to tc2, the yaw rate YR is limited with the reference value YRref as the upper limit value as shown by the solid line in FIG. 24, and therefore does not exceed the reference value YRref.
YRaa = Cc * δft + Cd * δrt (73)
LA / V−YRaa = Ca * δft + Cb * δrt (74)
かくしてヨーレートYRが制限されると、軌跡制御の開始又は更新の時点t0から軌跡制御が終了する時点teまでに於けるヨーレートYRの積分値YRintが、ヨーレートYRの制限が行われない場合のヨーレートYRの積分値Rint0よりも小さい値になる。換言すれば軌跡制御が終了する時点に於ける車両の向きが本来あるべき向きとは異なることになる。 Thus, when the yaw rate YR is limited, the integrated value YRint of the yaw rate YR from the start or update time t0 of the trajectory control to the time te when the trajectory control ends is the yaw rate YR when the yaw rate YR is not limited. Is smaller than the integral value Rint0. In other words, the direction of the vehicle at the time when the trajectory control ends is different from the direction that should be originally.
よって時点tc2から時点teまでの区間の少なくとも何れかの領域に於いて、推定ヨーレートYRaが増大補正され、積分値YRintが積分値Rint0に近付けられることが好ましい。そして前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtは補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいて上記式73及び74に従って演算されることが好ましい。 Therefore, it is preferable that the estimated yaw rate YRa is corrected to increase and the integrated value YRint approaches the integrated value Rint0 in at least any region of the section from the time point tc2 to the time point te. The front wheel target rudder angle δft and the rear wheel target rudder angle δrt are preferably calculated according to the above equations 73 and 74 based on the corrected estimated yaw rate YRaa.
この場合図24に於いて実線にて示されている如く、時点tc1からtc2までの区間に於ける推定ヨーレートYRaと基準値YRrefとの偏差ΔYRaがそのまま時点tc2以降の推定ヨーレートYRaに加算されてよい。 In this case, as shown by the solid line in FIG. 24, the deviation ΔYRa between the estimated yaw rate YRa and the reference value YRref in the section from the time point tc1 to tc2 is added to the estimated yaw rate YRa after the time point tc2 as it is. Good.
例えば時点tc1から時点tc2までの制御サイクルがiサイクルあるとし、iは1〜n(正の整数)とする。時点tc1から時点tc2までの各サイクルの偏差ΔYRaiが演算され、時点tc2から時点tc3までの各サイクルの推定ヨーレートYRaiに偏差ΔYRaiが順次加算されることにより各サイクルの補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。 For example, there are i control cycles from time tc1 to time tc2, and i is 1 to n (a positive integer). The deviation ΔYRai of each cycle from the time point tc1 to the time point tc2 is calculated, and the estimated yaw rate YRaa after correction of each cycle is calculated by sequentially adding the deviation ΔYRai to the estimated yaw rate YRai of each cycle from the time point tc2 to the time point tc3. Is done.
また一般的には時点tc3から制御が終了する時点teまでの時間は時点tc1からtc2までの時間よりも長く、時点tc3から時点teまでの区間に於いては推定ヨーレートの補正は不要である。よって時点tc1から時点tc3までの区間に於いて推定ヨーレートが補正され、前輪及び後輪の両方の舵角の制御により軌跡制御が行われる。しかし時点t0から時点tc1まで及び時点tc3から時点teまでの区間に於いては推定ヨーレートは補正されず、暫定の目標舵角δbtに基づく前輪のみの舵角制御により軌跡制御が行われる。 In general, the time from the time point tc3 to the time point te when the control ends is longer than the time period from the time point tc1 to the time point tc2, and it is not necessary to correct the estimated yaw rate in the section from the time point tc3 to the time point te. Therefore, the estimated yaw rate is corrected in the section from time tc1 to time tc3, and trajectory control is performed by controlling the steering angles of both the front wheels and the rear wheels. However, in the sections from time t0 to time tc1 and from time tc3 to time te, the estimated yaw rate is not corrected, and trajectory control is performed by steering angle control of only the front wheels based on the provisional target steering angle δbt.
5−1−2)両側部分領域補正
また図25に於いて実線にて示されている如く、偏差ΔYRaが前半の補正量ΔYRaf及び後半の補正量ΔYRarに分割されてよい。そして前半の補正量ΔYRafが時点tc1より前の一部の領域の推定ヨーレートYRaに加算され、後半の補正量ΔYRarが時点tc2以降の一部の領域の推定ヨーレートYRaに加算されてよい。この両側部分域補正によれば、片側部分領域補正の場合に比して加算補正に起因してヨーレートが不自然に変化する虞れを低減することができる。
5-1-2) Both-side partial region correction As shown by the solid line in FIG. 25, the deviation ΔYRa may be divided into a first-half correction amount ΔYRaf and a second-half correction amount ΔYRar. Then, the correction amount ΔYRaf in the first half may be added to the estimated yaw rate YRa of a part of the region before time tc1, and the correction amount ΔYRar of the second half may be added to the estimated yaw rate YRa of a part of the region after time tc2. According to this both-side partial area correction, it is possible to reduce the possibility that the yaw rate will unnaturally change due to the addition correction compared to the case of the one-side partial area correction.
尚補正量ΔYRaf及びΔYRarは偏差ΔYRaの2分の1であってもよく、また例えば時点t0からtc1までの時間と時点tc2から制時点teまでの時間との比に比例して偏差ΔYRaが配分された値であってもよい。 The correction amounts ΔYRaf and ΔYRar may be a half of the deviation ΔYRa. For example, the deviation ΔYRa is allocated in proportion to the ratio of the time from the time t0 to the time tc1 and the time from the time tc2 to the control time te. It may be a value obtained.
5−1−3)片側全領域補正
また図26に於いて実線にて示されている如く、時点tc2から時点teまでの区間の全領域に於いて、ヨーレートの加算補正が行われてもよい。そしてその補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいて上記式73及び74に従って目標舵角δft及びδrtが演算される。この片側全領域補正によれば、片側部分領域補正の場合に比して加算補正に起因してヨーレートが不自然に変化する虞れを低減することができる。
5-1-3) One-side whole area correction As shown by the solid line in FIG. 26, the yaw rate addition correction may be performed in the whole area in the section from the time point tc2 to the time point te. . Based on the corrected estimated yaw rate YRaa, the target steering angles δft and δrt are calculated according to the above equations 73 and 74. According to this one-side all region correction, it is possible to reduce the possibility that the yaw rate changes unnaturally due to the addition correction, as compared with the one-side partial region correction.
尚片側全領域補正に於いては、図32に示されている如く、偏差ΔYRaの変化時間が時点tc1から時点tc2までの時間より時点tc2から時点teまでの時間に修正されることにより、時点tc2から時点teまでの各サイクルの補正量ΔYRaiが演算される。そして時点tc2から時点teまでの各サイクルの推定ヨーレートYRaiに補正量ΔYRaiが順次加算されることにより各サイクルの補正後の推定ヨーレートYRaaが演算されてよい。 In the one-side all region correction, as shown in FIG. 32, the change time of the deviation ΔYRa is corrected from the time from the time tc1 to the time tc2 to the time from the time tc2 to the time te. A correction amount ΔYRai for each cycle from tc2 to time te is calculated. Then, the corrected estimated yaw rate YRaa of each cycle may be calculated by sequentially adding the correction amount ΔYRai to the estimated yaw rate YRai of each cycle from the time point tc2 to the time point te.
また片側全領域補正の場合には、時点tc2から時点teまでの区間の全領域に於いて推定ヨーレートの加算補正が行われるので、時点tc2から時点teまでの区間に於いて前輪及び後輪の両方の舵角の制御により軌跡制御が行われる。 In the case of one-side full-area correction, addition correction of the estimated yaw rate is performed in all areas in the section from the time point tc2 to the time point te. Therefore, in the section from the time point tc2 to the time point te, the front and rear wheels are corrected. Trajectory control is performed by controlling both steering angles.
5−1−4)両側全領域補正
また図27に於いて実線にて示されている如く、前半の補正量ΔYRafが時点tc1より前の全領域の推定ヨーレートYRaに加算され、後半の補正量ΔYRarが時点tc2以降の全領域の推定ヨーレートYRaに加算されてよい。この両側全領域補正によれば、両側部分領域補正の場合に比して加算補正に起因してヨーレートが不自然に変化する虞れを低減することができる。
5-1-4) Correction of all areas on both sides or as indicated by a solid line in FIG. 27, the correction amount ΔYRaf in the first half is added to the estimated yaw rate YRa of all areas before time tc1, and the correction amount in the second half ΔYRar may be added to the estimated yaw rate YRa of the entire region after time tc2. According to the both-side full area correction, it is possible to reduce the possibility that the yaw rate changes unnaturally due to the addition correction, as compared with the case of the both-side partial area correction.
尚両側全領域補正に於いても図33に示されている如く片側全領域補正の場合と同様の変化時間の修正が行われる。また補正量ΔYRaf及びΔYRarは偏差ΔYRaの2分の1であってもよく、また例えば時点t0からtc1までの時間と時点tc2から制時点teまでの時間との比に比例して偏差ΔYRaが配分された値であってもよい。 In the both-side all region correction, as shown in FIG. 33, the change time is corrected similarly to the one-side all region correction. Further, the correction amounts ΔYRaf and ΔYRar may be a half of the deviation ΔYRa, and for example, the deviation ΔYRa is allocated in proportion to the ratio of the time from the time t0 to the time tc1 and the time from the time tc2 to the control time te. It may be a value obtained.
また図24〜27に於いて二点鎖線にて示されている如く、ヨーレートYRは基準値YRrefよりも所定値ΔYRlim小さい制限値YRlimに制限されてもよい。またこの場合には制限は時点tc1よりも早い時点tc1′から時点tc2よりも遅い時点tc2′までの区間に於いて行われる。また所定値ΔYRlimは正の定数であってもよいが、例えば車速Vが高いほど大きくなるよう車速Vに応じて可変設定されてもよい。 24 to 27, the yaw rate YR may be limited to a limit value YRlim that is smaller than the reference value YRref by a predetermined value ΔYRlim. In this case, the restriction is performed in a section from a time point tc1 ′ earlier than the time point tc1 to a time point tc2 ′ later than the time point tc2. The predetermined value ΔYRlim may be a positive constant, but may be variably set according to the vehicle speed V, for example, so as to increase as the vehicle speed V increases.
また上述の推定ヨーレートの各補正に於いては、推定ヨーレートYRaの増大補正の積分値は推定ヨーレートYRaの制限による低減補正の積分値と同一であるが、増大補正の積分値は低減補正の積分値よりも小さくてもよい。但し軌跡制御が終了する時点に於ける車両の向きが本来あるべき向きとは異なる度合を低減するためには、増大補正の積分値は低減補正の積分値の90%以上で100%以下、特に95%以上で100%以下であることが好ましい。また低減補正の積分値に対する増大補正の積分値の比は車速Vが高いときには車速Vが低いときに比して高いことが好ましい。尚このことは後述の「旋回状態量のピーク低減による制限」についても同様である。 In each correction of the estimated yaw rate described above, the integrated value of the increase correction of the estimated yaw rate YRa is the same as the integrated value of the reduction correction due to the limitation of the estimated yaw rate YRa, but the integrated value of the increase correction is the integration of the reduction correction. It may be smaller than the value. However, in order to reduce the degree to which the vehicle orientation at the time when the trajectory control ends is different from the original orientation, the integral value of the increase correction is 90% to 100% of the integral value of the reduction correction. It is preferable that it is 95% or more and 100% or less. The ratio of the increase correction integral value to the reduction correction integral value is preferably higher when the vehicle speed V is high than when the vehicle speed V is low. This also applies to the “restriction due to peak reduction of the turning state amount” described later.
5−2)旋回状態量のピーク低減による制限
また図28に示されている如く、推定ヨーレートYRaの大きさの最大値YRamaxが基準値YRrefを越える場合には、まず基準値YRrefよりも所定値ΔYRdec小さい補正判定値YRdecが設定される。そして推定ヨーレートYRaが補正判定値YRdecになる時点tp1及びtp2が決定される。尚所定値ΔYRdecは正の定数であってもよいが、例えば車速Vが高いほど大きくなるよう車速Vに応じて可変設定されてもよい。
5-2) Limitation due to peak reduction of turning state amount As shown in FIG. 28, when the maximum value YRamax of the estimated yaw rate YRa exceeds the reference value YRref, first, the predetermined value is set to be greater than the reference value YRref. A correction determination value YRdec that is smaller by ΔYRdec is set. Then, time points tp1 and tp2 at which the estimated yaw rate YRa becomes the correction determination value YRdec are determined. The predetermined value ΔYRdec may be a positive constant, but may be variably set according to the vehicle speed V, for example, so as to increase as the vehicle speed V increases.
図34乃至図36の破線はピーク低減による制限に使用されるゲインGpを示している。ゲインGpは、1より増大した後1に減少する第一の増大補正区間と、1より減少した後1に増大する減少補正区間と、1より増大した後1に減少する第二の増大補正区間とを有している。尚第一及び第二の増大補正区間の「Gp−1」の積分値の和は減少補正区間の「1−Gp」の積分値に等しい。 The broken lines in FIGS. 34 to 36 indicate the gain Gp used for limiting by peak reduction. The gain Gp increases from 1 and then decreases to 1; a decrease correction interval that decreases from 1 and then increases to 1; and a second increase correction interval that increases from 1 and decreases to 1 And have. The sum of the integral values of “Gp−1” in the first and second increase correction sections is equal to the integral value of “1-Gp” in the decrease correction section.
次に最大値YRamaxの大きさと基準値YRrefとの偏差ΔYRamaxが演算されると共に、偏差ΔYRamaxに基づいてゲインGpに対する正の補正係数Kpが演算される。この場合補正係数Kpは偏差ΔYRamaxが大きいときには偏差ΔYRamaxが小さいときに比して大きくなるよう演算される。 Next, a deviation ΔYRamax between the maximum value YRamax and the reference value YRref is calculated, and a positive correction coefficient Kp for the gain Gp is calculated based on the deviation ΔYRamax. In this case, the correction coefficient Kp is calculated to be larger when the deviation ΔYRamax is larger than when the deviation ΔYRamax is small.
またゲインGpに補正係数Kpが乗算されることによる大きさの補正が行われると共に、時間の補正が行われることにより、ゲインの適合化が行われる。時間の補正に於いては、時点tg0及びtgeがそれぞれ時点t0及びteと一致し、第一の増大補正区間と減少補正区間との間の時点tg1及び減少補正区間と第二の増大補正区間との間の時点tg2がそれぞれ時点tp1及びtp2と一致するよう時間が調整される。両側全領域補正によるゲインGpの適合化の一例が図34に示されている。また前側の片側全領域補正によるゲインGpの適合化の一例が図35に示されている。更に後側の片側全領域補正によるゲインGpの適合化の一例が図36に示されている。 Further, the magnitude is corrected by multiplying the gain Gp by the correction coefficient Kp, and the gain is adapted by correcting the time. In the time correction, the time points tg0 and tge coincide with the time points t0 and te, respectively, and the time point tg1, the decrease correction interval, and the second increase correction interval between the first increase correction interval and the decrease correction interval. The time is adjusted so that the time point tg2 during the period coincides with the time points tp1 and tp2, respectively. FIG. 34 shows an example of adaptation of the gain Gp by correction on both sides of the entire area. FIG. 35 shows an example of adaptation of the gain Gp by front side one-side area correction. Further, FIG. 36 shows an example of adaptation of the gain Gp by correcting the entire area on one side on the rear side.
次いで各サイクルについて推定ヨーレートYRaに適合化後のゲインGpaが乗算されることにより補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。更に補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいて上記式73及び74に従って前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtが演算される。 Next, the corrected estimated yaw rate YRaa is calculated by multiplying the estimated yaw rate YRa by the adjusted gain Gpa for each cycle. Further, based on the corrected estimated yaw rate YRaa, the front wheel target rudder angle δft and the rear wheel target rudder angle δrt are calculated according to the above equations 73 and 74.
補正後の推定ヨーレートYRaaの例が両側全領域補正、前側の片側全領域補正、後側の片側全領域補正についてそれぞれ図28乃至図30に於いて実線にて示されている。これらの図より解る如く、ピーク低減による制限によれば、補正後の推定ヨーレートYRaaは基準値YRrefを越えないので、車両のヨーレートYRが基準値YRrefを越えることはない。また「旋回状態量の上限値による制限」の場合に比して、補正後の推定ヨーレートYRaa及びヨーレートYRを推定ヨーレートYRaの変化に近い態様にて変化させることができる。 Examples of the estimated yaw rate YRaa after correction are shown by solid lines in FIGS. 28 to 30 for both-side full-area correction, front-side full-area correction, and rear-side full-area correction, respectively. As can be seen from these figures, according to the restriction due to peak reduction, the corrected estimated yaw rate YRaa does not exceed the reference value YRref, so the vehicle yaw rate YR does not exceed the reference value YRref. Further, the corrected estimated yaw rate YRaa and yaw rate YR can be changed in a manner close to the change of the estimated yaw rate YRa as compared with the case of “restriction by the upper limit value of the turning state amount”.
図28に於いては、時点tg0が時点t0と一致し、時点tgeが時点teと一致しているが、時点tg0は時点t0と時点tp1との間に設定され、時点tgeは時点tp2と時点teとの間に設定されてもよい(両側部分領域補正)。また図29に於いては、時点tg0が時点t0と一致しているが、時点tg0は時点t0と時点tp1との間に設定されてもよい(前側の片側部分領域補正)。また図30に於いては、時点tgeが時点teと一致しているが、時点tgeは時点tp2と時点teとの間に設定されてもよい(後側の片側部分領域補正)。 In FIG. 28, the time point tg0 coincides with the time point t0 and the time point tge coincides with the time point te, but the time point tg0 is set between the time point t0 and the time point tp1, and the time point tge is the time point tp2 and the time point t It may be set between te (both side partial region correction). In FIG. 29, the time tg0 coincides with the time t0, but the time tg0 may be set between the time t0 and the time tp1 (front side partial area correction). In FIG. 30, the time point tge coincides with the time point te, but the time point tge may be set between the time point tp2 and the time point te (rear side partial area correction).
尚軌跡制御の開始又は更新より終了に至るまでの過程で推定ヨーレートYRaが2以上の領域に於いて基準値YRrefを越えることはまれである。しかしそのような場合には、旋回状態量の上限値による制限又はピーク低減による制限が各領域について行われてよい。但し相前後する二つの制限の増減補正の領域が重複する場合には、それらの領域が重複しないよう境界の時点が適宜に設定される。 It is rare for the estimated yaw rate YRa to exceed the reference value YRref in the region of 2 or more in the process from the start or update of the trajectory control to the end. However, in such a case, restriction by the upper limit value of the turning state amount or restriction by peak reduction may be performed for each region. However, in the case where the two areas of increase / decrease corrections that are adjacent to each other overlap, the boundary point is appropriately set so that these areas do not overlap.
また前述の如く車両のヨーレートの制限によってロール角Rvの大きさを低減することができる。よって推定されるロール角Rvaの大きさが基準値Rvrefを越える場合にも、ヨーレートの上限値による制限又はヨーレートのピーク低減による制限により、車両のロール角Rvが過大になることを防止することができる。 As described above, the roll angle Rv can be reduced by limiting the yaw rate of the vehicle. Therefore, even when the estimated roll angle Rva exceeds the reference value Rvref, it is possible to prevent the roll angle Rv of the vehicle from becoming excessive due to the restriction by the upper limit value of the yaw rate or the restriction by the peak reduction of the yaw rate. it can.
この場合基準値Rvrefは正の定数であってよいが、車速Vが高いほど許容される車両のロール角の大きさは小さくなる。よって図37に示されている如く、基準値Rvrefも車速Vが高いときには車速Vが低いときに比して小さくなるよう、車速Vに応じて可変設定されることが好ましい。 In this case, the reference value Rvref may be a positive constant, but the higher the vehicle speed V, the smaller the allowable roll angle of the vehicle. Therefore, as shown in FIG. 37, the reference value Rvref is preferably variably set according to the vehicle speed V so that the reference value Rvref is smaller when the vehicle speed V is high than when the vehicle speed V is low.
6)舵角の制御方法
以上の説明より解る如く、式24により表される舵角δ′を目標舵角として前輪の舵角δを制御することにより、円弧状の軌跡Tc′を描くよう車両を走行させることができる。また式62又は63により求められる目標舵角δbtになるよう前輪の舵角δを制御することにより、車両を指数関数の軌跡に沿って走行させることができる。更に式67及び69により求められる舵角δf及びδrをそれぞれ前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtとして前後輪の舵角を制御することにより、車両のヨーレートやロール角を抑制しつつ車両を指数関数の軌跡に沿って走行させることができる。
6) Steering angle control method As will be understood from the above description, the vehicle is configured to draw an arcuate trajectory Tc 'by controlling the steering angle δ of the front wheels with the steering angle δ' represented by the
前輪及び後輪の何れの場合にも、舵角を目標舵角に制御する方法として、フィードフォワード制御及びフィードバック制御の何れも可能であり、それぞれに利点がある。 In any case of the front wheels and the rear wheels, as a method for controlling the rudder angle to the target rudder angle, both feedforward control and feedback control are possible, each having advantages.
フィードフォワード制御は、軌跡の制御を開始すべきと判定したとき(制御開始時)に目標舵角を演算すると共に、制御開始後に車輪の舵角が運転者の操舵操作によって大きく変更されることがないことを前提に、車輪の舵角を目標舵角に制御するものである。 The feedforward control calculates the target rudder angle when it is determined that the trajectory control should be started (at the start of control), and the wheel rudder angle may be largely changed by the driver's steering operation after the control is started. On the assumption that there is no wheel, the steering angle of the wheel is controlled to the target steering angle.
フィードフォワード制御の場合には、運転者が操舵操作をしなくても車両の軌跡を目標の軌跡にすることができるので、この制御は車両運転の習熟度が高い運転者よりも車両運転の習熟度が低い運転者に適した制御である。 In the case of feedforward control, the vehicle trajectory can be made the target trajectory without the driver performing a steering operation, so this control is more proficient in vehicle driving than a driver with a high level of vehicle driving proficiency. This control is suitable for low-level drivers.
これに対しフィードバック制御は、制御開始時に目標舵角を演算すると共に、車輪の舵角が制御開始後に操舵操作によって変更される場合があることを前提に、実際の舵角と目標舵角との偏差を低減することにより車輪の舵角を目標舵角に制御するものである。 On the other hand, the feedback control calculates the target rudder angle at the start of control, and assumes that the wheel rudder angle may be changed by the steering operation after the control starts. The steering angle of the wheel is controlled to the target steering angle by reducing the deviation.
フィードバック制御の場合には、運転者が操舵操作をしても車両の軌跡を目標の軌跡にすることができるので、この制御は車両運転の習熟度が低い運転者よりも車両運転の習熟度が高い運転者に適した制御である。 In the case of feedback control, the vehicle trajectory can be made the target trajectory even if the driver performs a steering operation, so this control has a vehicle driving proficiency level that is lower than that of a driver who has a low level of vehicle driving proficiency. This control is suitable for high drivers.
尚、車輪の舵角を目標舵角に制御する方法がフィードフォワード制御及びフィードバック制御の何れである場合にも、予め設定された軌跡制御の更新条件が成立すると、目標軌跡が更新されることにより軌跡制御が更新される。 Note that, regardless of the feed forward control or the feedback control that controls the steering angle of the wheel to the target steering angle, the target locus is updated when a preset condition for updating the locus control is satisfied. The trajectory control is updated.
7)前輪の舵角の制御装置
車両の軌跡を目標の軌跡に制御するためには、運転者の操舵操作とは独立に車輪を転舵することによって車輪の舵角を修正し目標舵角に制御することができる舵角制御装置が必要である。
7) Control device for rudder angle of front wheels In order to control the trajectory of the vehicle to the target trajectory, the steering angle of the wheel is corrected by turning the wheel independently of the steering operation of the driver, so that the target rudder angle is obtained. There is a need for a rudder angle control device that can be controlled.
前輪のための舵角制御装置として、ステアリングホイールの如き操舵入力手段と操舵輪である前輪とが機械的に連結された機械的舵角制御装置と、操舵入力手段と前輪とが機械的に連結されていない非機械的舵角制御装置とがある。 As a steering angle control device for front wheels, a mechanical steering angle control device in which a steering input means such as a steering wheel and a front wheel as a steering wheel are mechanically connected, and a steering input means and a front wheel are mechanically connected There is a non-mechanical rudder angle control device that is not done.
機械的舵角制御装置はアクチュエータによって操舵入力手段に対し相対的に前輪を転舵駆動するものであり、例えばステアリングギヤ比可変装置(VGRS)を備えたセミステアバイワイヤ式の操舵装置がこれに属する。 The mechanical rudder angle control device drives the front wheels to be steered relative to the steering input means by an actuator. For example, a semi-steer-by-wire type steering device having a steering gear ratio variable device (VGRS) belongs to this. .
非機械的舵角制御装置は操舵入力手段と前輪を転舵駆動する駆動手段とが相互に独立し、両者が制御装置を介して電気的に接続されたものであり、例えばステアバイワイヤ式の操舵装置がこれに属する。 In the non-mechanical steering angle control device, the steering input means and the drive means for driving to steer the front wheels are independent from each other, and both are electrically connected via the control device. For example, steer-by-wire steering The device belongs to this.
尚後輪のための舵角制御装置は、一般に操舵入力手段と後輪とが機械的に連結されていない非機械的舵角制御装置である。 The steering angle control device for the rear wheels is generally a non-mechanical steering angle control device in which the steering input means and the rear wheels are not mechanically connected.
8)軌跡の制御の分類と実施形態
以上の説明より解る如く、旋回状態量の制限方法が上限値による制限であるか否かによって、また舵角の制御がフィードフォワード(FF)制御であるかフィードバック(FB)制御であるかによって、本発明による軌跡の制御を分類分けすることができる。また舵角制御装置が機械的舵角制御装置であるか否かによって、本発明による軌跡の制御を更に分類分けすることができる。
8) Classification of trajectory control and embodiment As will be understood from the above description, whether the turning state amount is limited by the upper limit value and whether the steering angle control is feedforward (FF) control. Trajectory control according to the present invention can be classified according to whether it is feedback (FB) control. The trajectory control according to the present invention can be further classified according to whether or not the rudder angle control device is a mechanical rudder angle control device.
後述の第一乃至第八の実施形態は、上記分類項目に従ってそれぞれ下記の表1及び表2の通り分類されるものである。尚表1及び表2はそれぞれ舵角制御装置が機械的舵角制御装置である場合及び非機械的舵角制御装置である場合を示している。 The first to eighth embodiments described below are classified as shown in Table 1 and Table 2 below according to the classification items. Tables 1 and 2 show a case where the steering angle control device is a mechanical steering angle control device and a case where the steering angle control device is a non-mechanical steering angle control device, respectively.
尚後述の第一乃至第八の何れの実施形態に於いても、アンチスキッド制御等の他の車両の走行制御が実行されているときには、軌跡制御は開始されない。また軌跡制御が実行されている状況に於いてアンチスキッド制御等の他の車両の走行制御の開始条件が成立したときには、軌跡制御は終了され、当該他の車両の走行制御が開始される。 In any of the first to eighth embodiments described later, the trajectory control is not started when the traveling control of another vehicle such as the anti-skid control is being executed. Further, when the start condition of the travel control of other vehicles such as the anti-skid control is satisfied in the situation where the trajectory control is being executed, the trajectory control is ended and the travel control of the other vehicle is started.
9)機械的舵角制御装置の場合の操舵反力の制御
車両が定常円旋回する場合の旋回半径Rは上記式15により表される。また車両の軌跡の曲率をρとすると、旋回半径Rは下記の式75により表される。
R=1/ρ ……(75)
9) In the case of the mechanical rudder angle control device, the turning radius R when the steering reaction force control vehicle makes a steady circular turn is expressed by the above equation 15. Further, when the curvature of the vehicle trajectory is ρ, the turning radius R is expressed by the following expression 75.
R = 1 / ρ (75)
よって前輪の舵角δは下記の式76により表される。
δ=WB/R
=ρ*WB ……(76)
Therefore, the steering angle δ of the front wheels is expressed by the following formula 76.
δ = WB / R
= Ρ * WB (76)
前輪のキャスタートレールとニューマチックトレールとの和をLt[m]とし、前輪のコーナリングパワーをKf[Nm/rad]とすると、舵角がδ[rad]である前輪のキングピン軸周りのトルクTsは下記の式77により表される。
Ts =−2Lt*Kf*δ ……(77)
If the sum of the front wheel caster rail and the pneumatic trail is Lt [m], and the front wheel cornering power is Kf [Nm / rad], the torque Ts around the kingpin axis of the front wheel with a steering angle of δ [rad] is It is represented by the following formula 77.
Ts = -2Lt * Kf * δ (77)
操舵入力手段としてのステアリングホイールに於けるトルク、即ち操舵トルクをThとすると、前輪のキングピン軸周りのトルクTsは、ステアリングギヤ比N(上記式23参照)を使用して下記の式78により表される。
Ts =Th*N ……(78)
Assuming that the torque at the steering wheel as the steering input means, that is, the steering torque is Th, the torque Ts around the kingpin axis of the front wheel is expressed by the following equation 78 using the steering gear ratio N (see equation 23 above). Is done.
Ts = Th * N (78)
上記式77及び78より下記の式79が成立する。よって操舵トルクThは下記の式80により表される。
Th*N=−2Lt*Kf*δ ……(79)
Th=−2Lt*Kf*δ/N ……(80)
From the above formulas 77 and 78, the following formula 79 is established. Therefore, the steering torque Th is expressed by the following
Th * N = -2Lt * Kf * δ (79)
Th = -2Lt * Kf * δ / N (80)
式80はパワーアシストによって操舵トルクが軽減されない場合に於ける前輪の舵角δと操舵トルクThとの関係を示している。よって式80に式23を代入することにより得られる下記の式81により表されるThtは、前輪の舵角が本来の舵角δであるときの操舵トルク、即ち軌跡制御による前輪の舵角の修正が行われない場合の操舵トルクである。
Tht=−2Lt*Kf*θ/N2 ……(81)
前述の如く、目標軌跡が指数関数である場合には、前輪の舵角は本来の舵角δであるべき状況に於いて式62又は63の目標舵角δbtに制御される。従って前輪の舵角が目標舵角δbtであるときの操舵トルクThbtは下記の式82により表される。
Thbt=−2Lt*Kf*δbt/N
=−2Lt*Kf*(δ′+Δδb)/N ……(82)
Tht = -2Lt * Kf * θ / N 2 (81)
As described above, when the target trajectory is an exponential function, the steering angle of the front wheels is controlled to the target steering angle δbt of
Thbt = -2Lt * Kf * δbt / N
= -2Lt * Kf * (δ '+ Δδb) / N (82)
よって軌跡制御に伴う前輪の舵角の制御による操舵トルクの変動量ΔThbtは、式82により表される操舵トルクThbtと式81により表される操舵トルクThとの偏差であるので、下記の式83により表される。
ΔThbt=Thbt−Th
=−2Lt*Kf*(δ′+Δδb)/N+2Lt*Kf*δ/N
=−2Lt*Kf*{(2WB/V)δ+Δδb}/N+2Lt*Kf*δ/N
=−2Lt*Kf*{(2WB/V+1)δ+Δδb}/N ……(83)
Therefore, the amount of change ΔThbt of the steering torque due to the control of the steering angle of the front wheels accompanying the trajectory control is a deviation between the steering torque Thbt expressed by the
ΔThbt = Thbt−Th
= −2Lt * Kf * (δ ′ + Δδb) / N + 2Lt * Kf * δ / N
= -2Lt * Kf * {(2WB / V) δ + Δδb} / N + 2Lt * Kf * δ / N
= -2Lt * Kf * {(2WB / V + 1) δ + Δδb} / N (83)
下記の式84に従ってトルクセンサにより検出される操舵トルクThdから操舵トルクの変動量ΔThbtを減算することにより求められる補正後の検出操舵トルクThdbは、前輪の舵角の制御による操舵トルクの変動分が排除された操舵トルクである。
Thdb=Thd−ΔThbt
=Thd+2Lt*Kf*{(2WB/V+1)δ+Δδb}/N ……(84)
The corrected detected steering torque Thdb obtained by subtracting the steering torque fluctuation amount ΔThbt from the steering torque Thd detected by the torque sensor according to the following
Thdb = Thd−ΔThbt
= Thd + 2Lt * Kf * {(2WB / V + 1) δ + Δδb} / N (84)
従って補正後の検出操舵トルクThdbに基づいて運転者の操舵負担軽減トルクTpadを演算することにより、前輪の舵角の修正に起因する操舵トルクの変動の影響を排除することができる。そして運転者の操舵負担軽減トルクTpadと操舵トルクの変動量ΔThbtとの和を目標アシストトルクTpatとすることにより、前輪の舵角の修正に起因する操舵トルクの変動の影響を排除しつつ運転者の操舵負担を軽減することができる。尚操舵負担軽減トルクTpadは、補正後の検出操舵トルクThdbの大きさが大きいほど大きくなり、車速Vが高いほど小さくなるよう、補正後の検出操舵トルクThdb及び車速Vに基づいて演算されてよい。 Therefore, by calculating the driver's steering burden reduction torque Tpad based on the corrected detected steering torque Thdb, it is possible to eliminate the influence of fluctuations in the steering torque caused by the correction of the steering angle of the front wheels. The sum of the driver's steering burden reduction torque Tpad and the steering torque fluctuation amount ΔThbt is used as the target assist torque Tpat, thereby eliminating the influence of the steering torque fluctuation caused by the correction of the steering angle of the front wheels. The steering burden can be reduced. The steering load reduction torque Tpad may be calculated based on the corrected detected steering torque Thdb and the vehicle speed V so that it increases as the corrected detected steering torque Thdb increases and decreases as the vehicle speed V increases. .
上述の操舵反力の制御によれば、操舵トルクThdを検出する必要はあるが、操舵操作以外の要因による操舵トルクの変動を反映させることができる。よって舵角制御装置が機械的舵角制御装置である後述の第一及び第二の実施形態に於いては、上述の手順に従って目標アシストトルクTpatが演算され、アシストトルクが目標アシストトルクTpatになるよう制御される。 According to the control of the steering reaction force described above, it is necessary to detect the steering torque Thd, but it is possible to reflect the fluctuation of the steering torque due to factors other than the steering operation. Therefore, in the first and second embodiments described later in which the rudder angle control device is a mechanical rudder angle control device, the target assist torque Tpat is calculated according to the above-described procedure, and the assist torque becomes the target assist torque Tpat. It is controlled as follows.
尚舵角制御装置が機械的舵角制御装置である場合には、軌跡制御が行われない状況に於いては、運転者の操舵負担軽減トルクTpadは検出される操舵トルクThdに基づいて演算される。 When the rudder angle control device is a mechanical rudder angle control device, the driver's steering burden reduction torque Tpad is calculated based on the detected steering torque Thd in a situation where the trajectory control is not performed. The
10)非機械的舵角制御装置の場合の操舵反力の制御
上記式870により表される操舵トルクThtを基準トルクとし、例えばトルクセンサにより検出される操舵トルクをThdとすると、下記の式85により表される操舵トルクの偏差ΔThは前輪の舵角の修正に起因する操舵トルクの変動分を表す。
ΔTh=Thd−Tht ……(85)
10) Control of steering reaction force in the case of a non-mechanical steering angle control device When the steering torque Tht represented by the above equation 870 is set as a reference torque, for example, the steering torque detected by the torque sensor is Thd, the following equation 85 The steering torque deviation ΔTh expressed by the formula (1) represents the fluctuation amount of the steering torque caused by the correction of the steering angle of the front wheels.
ΔTh = Thd−Tht (85)
よって検出される操舵トルクThdから前輪の舵角の修正に起因する操舵トルクの変動分ΔThが除去された操舵トルク、即ち前輪の舵角の修正に起因する操舵トルクの変動分を含まない操舵トルクTh0は下記の式86により表される。
Th0=Thd−ΔTh
=Tht
=−2Lt*Kf*θ/N2 ……(86)
Therefore, the steering torque obtained by removing the steering torque fluctuation ΔTh resulting from the correction of the steering angle of the front wheels from the detected steering torque Thd, that is, the steering torque not including the fluctuation of the steering torque resulting from the correction of the steering angle of the front wheels. Th0 is expressed by
Th0 = Thd−ΔTh
= Tht
= -2Lt * Kf * θ / N 2 (86)
上記式85により表される補正後の検出操舵トルクTh0は、舵角制御装置が機械的舵角制御装置であり操舵角がθである場合に於いて前輪の舵角の修正に起因する操舵トルクの変動分を含まない操舵トルクである。よって補正後の検出操舵トルクTh0から操舵負担軽減トルクTpadを減算した値は、舵角制御装置が機械的舵角制御装置である場合に於いて運転者にとって好ましい操舵トルクである。尚この場合の操舵負担軽減トルクTpadは、補正後の検出操舵トルクTh0の大きさが大きいほど大きくなり、車速Vが高いほど小さくなるよう、補正後の検出操舵トルクTh0及び車速Vに基づいて演算されてよい。 The corrected detected steering torque Th0 expressed by the above formula 85 is the steering torque resulting from the correction of the steering angle of the front wheels when the steering angle control device is a mechanical steering angle control device and the steering angle is θ. The steering torque does not include the fluctuation amount of. Therefore, a value obtained by subtracting the steering burden reduction torque Tpad from the corrected detected steering torque Th0 is a preferable steering torque for the driver when the steering angle control device is a mechanical steering angle control device. In this case, the steering load reducing torque Tpad is calculated based on the corrected detected steering torque Th0 and the vehicle speed V so that it increases as the detected steering torque Th0 after correction increases and decreases as the vehicle speed V increases. May be.
従って舵角制御装置が非機械的舵角制御装置である場合に於いて好ましい操舵トルクThbtは下記の式87により演算される値である。この操舵トルクThbtがステアリングホイールに与えられれば、前輪の舵角の修正に起因する操舵トルクの変動の影響がなく且つ運転者が適度の操舵負担を感じる操舵反力トルクを実現することができる。
Thbt=Th0−Tpad ……(87)
Accordingly, when the rudder angle control device is a non-mechanical rudder angle control device, a preferable steering torque Thbt is a value calculated by the following equation 87. If this steering torque Thbt is applied to the steering wheel, it is possible to realize a steering reaction torque that is not affected by the fluctuation of the steering torque due to the correction of the steering angle of the front wheels and that allows the driver to feel an appropriate steering load.
Thbt = Th0−Tpad (87)
よって舵角制御装置が非機械的舵角制御装置である後述の第三及び第四の実施形態に於いては、目標操舵トルクTpbtが上記式87に従って演算され、操舵トルクが目標操舵トルクTpbtになるよう制御される。 Therefore, in the third and fourth embodiments described later in which the rudder angle control device is a non-mechanical rudder angle control device, the target steering torque Tpbt is calculated according to the above equation 87, and the steering torque becomes the target steering torque Tpbt. It is controlled to become.
尚舵角制御装置が非機械的舵角制御装置である場合には、軌跡制御が行われない状況に於ける操舵反力の制御は軌跡制御が行われる状況に於ける上記操舵反力の制御と同一である。換言すれば、軌跡制御が行われているか否かに関係なく操舵トルクは目標操舵トルクTpbtになるよう制御される。 When the rudder angle control device is a non-mechanical rudder angle control device, the steering reaction force control in the situation where the trajectory control is not performed is the control of the steering reaction force in the situation where the trajectory control is performed. Is the same. In other words, the steering torque is controlled to be the target steering torque Tpbt regardless of whether or not the trajectory control is being performed.
次に添付の図を参照しつつ、本発明を第一乃至第八の実施形態について順次説明する。 Next, the first to eighth embodiments of the present invention will be sequentially described with reference to the accompanying drawings.
第一の実施形態
この第一の実施形態は上記表1に示されている如く以下の特徴を有する。
舵角制御装置:セミバイワイヤ式
目標軌跡:指数関数
前輪舵角の制御:フィードフォワード
旋回状態量の制限方法:ヨーレートの上限値による制限
First Embodiment As shown in Table 1 above, this first embodiment has the following features.
Rudder angle control device: Semi-by-wire type Target locus: Exponential function Front wheel rudder angle control: Feed forward Limiting method of turning state amount: Limit by upper limit of yaw rate
図1は舵角可変装置、後輪操舵装置及び電動式パワーステアリング装置が搭載された車両に適用された本発明による車両の走行制御装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a vehicle travel control device according to the present invention applied to a vehicle equipped with a steering angle varying device, a rear wheel steering device, and an electric power steering device.
図1に於いて、符号10は本発明の第一の実施形態の走行制御装置を全体的に示している。走行制御装置10は車両12に搭載され、舵角可変装置14及びこれを制御する電子制御装置16を含んでいる。また図1に於いて、18FL及び18FRはそれぞれ車両12の左右の前輪を示し、18RL及び18RRはそれぞれ左右の後輪を示している。左右の前輪18FL及び18FRは操舵輪であり、運転者によるステアリングホイール20の操舵操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型の電動式パワーステアリング装置22によりラックバー24及びタイロッド26L及び26Rを介して転舵される。
In FIG. 1, the code |
ステアリングホイール20は操舵入力手段として機能し、アッパステアリングシャフト28、舵角可変装置14、ロアステアリングシャフト30、ユニバーサルジョイント32を介してパワーステアリング装置22のピニオンシャフト34に駆動接続されている。図示の実施形態に於いては、舵角可変装置14はハウジング14Aの側にてアッパステアリングシャフト28の下端に連結され、回転子14Bの側にてロアステアリングシャフト30の上端に連結された補助転舵駆動用の電動機36を含んでいる。
The
かくして舵角可変装置14はアッパステアリングシャフト28に対し相対的にロアステアリングシャフト30を回転駆動することにより、左右の前輪18FL及び18FRをステアリングホイール20に対し相対的に補助転舵駆動する。よって舵角可変装置14は運転者の操舵操作に依存せずに左右の前輪の舵角を修正する手段として機能し、電子制御装置16の舵角制御部により制御される。
Thus, the steering
図示の実施形態に於いては、電動式パワーステアリング装置22はラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であり、電動機38と、電動機38の回転トルクをラックバー24の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構40とを有する。電動式パワーステアリング装置22は電子制御装置16の電動式パワーステアリング装置(EPS)制御部によって制御される。そして電動式パワーステアリング装置22はハウジング42に対し相対的にラックバー24を駆動する補助操舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する補助操舵力発生装置として機能する。尚補助操舵力発生装置は当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
In the illustrated embodiment, the electric
図示の実施形態に於いては、アッパステアリングシャフト28には該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ50及び操舵トルクThdを検出する操舵トルクセンサ52が設けられており、操舵角θ及び操舵トルクThdを示す信号は電子制御装置16へ入力される。電子制御装置16には回転角度センサ54により検出された舵角可変装置14の相対回転角度θre、即ちアッパステアリングシャフト28に対するロアステアリングシャフト30の相対回転角度を示す信号、車速センサ56により検出された車速Vを示す信号が入力される。
In the illustrated embodiment, the
更に図示の実施形態に於いては、左右の後輪18RL及び18RRは、運転者による左右の前輪18FL及び18FRの操舵とは無関係に、後輪操舵装置60の電動式のステアリング装置62によりタイロッド64L及び64Rを介して操舵可能である。後輪操舵装置60は後に詳細に説明する如く電子制御装置16の後輪操舵制御部により制御される。電子制御装置16の後輪操舵制御部には舵角センサ66により検出された後輪の舵角δrを示す信号が入力される。
Further, in the illustrated embodiment, the left and right rear wheels 18RL and 18RR are connected to the
尚電子制御装置16の各制御部はそれぞれCPUとROMとRAMと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含むものであってよい。また操舵角センサ50、操舵トルクセンサ52、回転角度センサ54、舵角センサ66はそれぞれ車両の左旋回方向への操舵又は転舵の場合を正として操舵角θ、操舵トルクThd、相対回転角度θre、後輪の舵角δrを検出する。
Each control unit of the electronic control device 16 may include a microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, and an input / output port device, which are connected to each other via a bidirectional common bus. Further, the
後に詳細に説明する如く、電子制御装置16は図2乃至図5に示されたフローチャートに従って舵角可変装置14、後輪操舵装置60及び電動式パワーステアリング装置22を制御する。特に電子制御装置16は、操舵角θ及び車速Vに基づき車両の軌跡制御の必要性を判定する。そして電子制御装置16は、軌跡制御が不要であると判定したときには、車速Vが高いほど大きくなるよう、車速Vに基づき所定の操舵特性を達成するための目標ステアリングギヤ比Ntを演算する。
As will be described in detail later, the electronic control device 16 controls the steering
また電子制御装置16は、目標ステアリングギヤ比Ntとギヤ比係数Ks(正の定数)との積にて操舵角θを除算した値を目標ピニオン角θptとして演算する。更に電子制御装置16は、目標ピニオン角θptと操舵角θとの偏差として舵角可変装置14の目標相対回転角度θretを演算し、舵角可変装置14の相対回転角度θreが目標相対回転角度θretになるよう舵角可変装置14を制御する。
Further, the electronic control unit 16 calculates a value obtained by dividing the steering angle θ by the product of the target steering gear ratio Nt and the gear ratio coefficient Ks (positive constant) as the target pinion angle θpt. Further, the electronic control unit 16 calculates the target relative rotation angle θret of the rudder
また電子制御装置16は、軌跡制御が不要であると判定したときには、後輪の舵角δrが0でない場合には0になるよう、また後輪の舵角δrが0である場合にはその舵角が維持されるよう、後輪操舵装置60を制御する。
Further, when the electronic control unit 16 determines that the trajectory control is unnecessary, the electronic control device 16 is set to 0 when the steering angle δr of the rear wheel is not 0, and when the steering angle δr of the rear wheel is 0, The rear
また電子制御装置16は、軌跡制御が必要であると判定したときには、そのときの操舵角θ及び車速Vに基づき車両を指数関数の目標軌跡に沿って走行させるための前輪の目標舵角δbtを上記式62又は64に従って演算する。
Further, when the electronic control unit 16 determines that the trajectory control is necessary, the electronic control unit 16 sets the target steering angle δbt of the front wheels for causing the vehicle to travel along the target trajectory of the exponential function based on the steering angle θ and the vehicle speed V at that time. The calculation is performed according to the
また電子制御装置16は上記式12に対応する下記の式88に従って前輪の目標舵角δbtに基づいて推定ヨーレートYRaを演算する。そして電子制御装置16は、推定ヨーレートYRaの大きさの最大値YRamaxが基準値YRrefを越えるか否かの判別により、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるか否かを判定する。
YRa=V/WB*δbt ……(88)
Further, the electronic control unit 16 calculates the estimated yaw rate YRa based on the target steering angle δbt of the front wheels according to the following
YRa = V / WB * δbt (88)
電子制御装置16はヨーレートYRが過大になる虞れがないと判定したときには、前輪の目標舵角δftを前輪の目標舵角δbtに設定し、左右前輪の舵角が目標舵角δftになるよう舵角可変装置14をフィードフォワード式に制御する。また電子制御装置16は後輪の舵角δrを0に維持する。
When the electronic control unit 16 determines that the yaw rate YR is not likely to be excessive, the front wheel target rudder angle δft is set to the front wheel target rudder angle δbt so that the left and right front wheel rudder angles become the target rudder angle δft. The steering
これに対し電子制御装置16は、ヨーレートYRが過大になる虞れがあると判定したときには、推定ヨーレートYRaが補正されるべき領域については上記「旋回状態量の上限値による制限」の何れかの方法により補正後の推定ヨーレートYRaaを演算する。そして電子制御装置16は、上記式73及び74に従って前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtを演算し、それぞれ前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtに基づいて舵角可変装置14及び後輪操舵装置60を制御する。
On the other hand, when the electronic control unit 16 determines that the yaw rate YR is likely to be excessive, the electronic control unit 16 determines whether the estimated yaw rate YRa is to be corrected by any of the above-mentioned “restricted by the upper limit value of the turning state amount”. The corrected estimated yaw rate YRaa is calculated by the method. The electronic control unit 16 calculates the front wheel target rudder angle δft and the rear wheel target rudder angle δrt according to the above equations 73 and 74, and steers based on the front wheel target rudder angle δft and the rear wheel target rudder angle δrt, respectively. The angle
尚ヨーレートYRが過大になる虞れがあると判定した場合であっても、推定ヨーレートYRaが補正される必要がない領域については、電子制御装置16は前輪の目標舵角δbtを前輪の目標舵角δftに設定する。そして電子制御装置16は左右前輪の舵角が目標舵角δftになるよう舵角可変装置14を制御し、後輪の舵角δrを0に維持する。
Even when it is determined that the yaw rate YR is likely to be excessive, the electronic control device 16 sets the front wheel target rudder angle δbt to the front wheel target rudder in a region where the estimated yaw rate YRa does not need to be corrected. Set to the angle δft. Then, the electronic control unit 16 controls the steering
また電子制御装置16は、軌跡制御の実行中には上記式84に従って補正後の検出操舵トルクThdbを演算し、補正後の検出操舵トルクThdbに基づいて運転者の操舵負担軽減トルクTpadを演算する。また電子制御装置16は、上記式83に従って操舵トルクの変動量ΔThbtを演算し、運転者の操舵負担軽減トルクTpadと操舵トルクの変動量ΔThbtとの和を目標アシストトルクTpbtとする。更に電子制御装置16は、アシストトルクが目標アシストトルクTpbtになるよう電動式パワーステアリング装置22を制御し、これにより運転者の操舵負担を軽減すると共に舵角の修正に起因する操舵トルクの変動を低減する。
Further, the electronic control unit 16 calculates the corrected detected steering torque Thdb according to the
尚、軌跡制御が不要であるときのステアリングギヤ比の制御、後輪の舵角の制御、アシストトルクの制御自体は本発明の要旨をなすものではなく、これらの制御は当技術分野に於いて公知の任意の要領にて実行されてよい。このことは後述の他の実施形態についても同様である。 It should be noted that control of the steering gear ratio, control of the steering angle of the rear wheels, and control of the assist torque itself when the trajectory control is unnecessary do not form the gist of the present invention, and these controls are in the art. It may be executed in any known manner. The same applies to other embodiments described later.
次に図2乃至図5に示されたフローチャートを参照して第一の実施形態に於ける車両の走行制御について説明する。尚図2に示されたフローチャートによる走行制御は、図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。 Next, the vehicle travel control in the first embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. The travel control according to the flowchart shown in FIG. 2 is started by closing an ignition switch not shown in the figure, and is repeatedly executed every predetermined time.
まずステップ50に於いては車両の軌跡制御が実行されているか否かを示すフラグFcが1であるか否かの判別により、軌跡制御の実行中であるか否かの判別が行われる。軌跡制御が実行されていないと判別されたときには制御はステップ350へ進み、軌跡制御が実行されていると判別されたときには制御はステップ200へ進む。尚フラグFc及び後述のフラグFsは図2に示されたフローチャートによる走行制御の開始に先立ってそれぞれ0にリセットされる。
First, in
ステップ200に於いては車両の走行制御のうち軌跡制御の終了条件が成立しているか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ250へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ450へ進む。尚この場合下記の(1)乃至(4)の何れかが成立するときに軌跡制御の終了条件が成立していると判定されてよい。
In
(1)軌跡制御の開始条件又は更新条件(これらについては後述する)が成立した時点より車両が目標到達地点に到達するに要する時間Ta=1[sec]以上が経過している。
(2)開始条件又は更新条件が成立した時点に於ける車速Vと現在の車速Vとの偏差ΔVの絶対値が基準値Ve(正の値)よりも大きい。
(3)開始条件又は更新条件が成立した時点に於ける操舵角θと現在の操舵角θとの偏差Δθの絶対値が基準値θe(正の値)よりも大きい。
(4)操舵角速度の絶対値、即ち操舵角θの変化率θdの絶対値が基準値θde(正の値)よりも大きい。
(1) A time Ta = 1 [sec] or more required for the vehicle to reach the target arrival point has elapsed since the time when the start condition or update condition (which will be described later) of the trajectory control is satisfied.
(2) The absolute value of the deviation ΔV between the vehicle speed V and the current vehicle speed V when the start condition or the update condition is satisfied is larger than the reference value Ve (positive value).
(3) The absolute value of the deviation Δθ between the steering angle θ and the current steering angle θ when the start condition or the update condition is satisfied is larger than the reference value θe (positive value).
(4) The absolute value of the steering angular velocity, that is, the absolute value of the rate of change θd of the steering angle θ is larger than the reference value θde (positive value).
尚基準値θe及びθdeは定数であってもよいが、例えば開始条件又は更新条件が成立した時点に於ける車速Vが高いほど小さくなるよう車速Vに応じて可変設定されてもよい。 The reference values θe and θde may be constants, but may be variably set according to the vehicle speed V, for example, so as to decrease as the vehicle speed V at the time when the start condition or update condition is satisfied.
ステップ250に於いては舵角可変装置14によって前輪の舵角δfを目標舵角δftにすると共に後輪操舵装置60によって後輪の舵角δrを目標舵角δrtにする制御が終了されることにより軌跡制御が終了される。また軌跡制御が実行されているか否かを示すフラグFcが0にリセットされ、しかる後制御はステップ700へ進む。
In
ステップ350に於いては図3に示されたフローチャートに従って軌跡制御の開始条件が成立しているか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ500へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ700へ進む。
In
ステップ450に於いては図4に示されたフローチャートに従って軌跡制御の更新条件が成立しているか否かの判別が行われる。そして肯定判別が行われたときには制御はステップ500へ進み、否定判別が行われたときには制御はステップ600へ進む。
In
ステップ500に於いては図5に示されたフローチャートに従って前輪の目標舵角δbtが演算され、また目標舵角δbtに基づいて車両の推定ヨーレートYRaが演算される。また推定ヨーレートYRaに基づいてヨーレートが過大になる虞れがあるか否かが判定され、その判定結果に応じて前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtが演算される。
In
ステップ600に於いては前輪の舵角δfが目標舵角δftになるよう舵角可変装置14がフィードフォワード式に制御されると共に、後輪の舵角δrが目標舵角δrtになるよう後輪操舵装置60がフィードフォワード式に制御される。
In
尚この場合、前輪及び後輪の舵角の変化が急激にならないよう、前輪及び後輪の舵角はそれぞれ予め設定された制限値以下の変化率にて目標舵角へ変化される。このことは後述の他の実施形態に於いても同様である。 In this case, the steering angles of the front wheels and the rear wheels are changed to the target steering angles at a change rate equal to or less than a preset limit value so that the steering angles of the front wheels and the rear wheels do not change suddenly. The same applies to other embodiments described later.
ステップ700に於いては軌跡制御が実行されないときのステアリングギヤ比の制御が行われる。即ち車速Vに基づいて図6に示されたグラフに対応するマップより目標ステアリングギヤ比Ntが演算される。尚図6に於いて、N0は標準のステアリングギヤ比、即ちアッパステアリングシャフト28に対するロアステアリングシャフト30の相対回転角度が0であるときのステアリングギヤ比を示している。
In
また操舵角θとギヤ比係数Ks(左右前輪の舵角の変化量に対するピニオン34の回転角度の比に対応する正の定数)との積を目標ステアリングギヤ比Ntにて除算した値が目標ピニオン角θptとして演算される。更に目標ピニオン角θptと操舵角θとの偏差として舵角可変装置14の目標相対回転角度θretが演算され、舵角可変装置14の相対回転角度θreが目標相対回転角度θretになるよう舵角可変装置14が制御される。
A value obtained by dividing the product of the steering angle θ and the gear ratio coefficient Ks (a positive constant corresponding to the ratio of the rotation angle of the
尚軌跡制御が終了し、ステップ700によるステアリングギヤ比の制御へ移行するときには、前輪の舵角の急激な変化を防止すべく目標ステアリングギヤ比Ntへのステアリングギヤ比の変化が急激にならないよう舵角可変装置14が制御される。このことは後述の他の実施形態に於いても同様である。
When the trajectory control is completed and the process proceeds to the control of the steering gear ratio in
ステップ750に於いては後輪の舵角δrが0でない場合には0になるよう、また後輪の舵角δrが0である場合にはその舵角が維持されるよう、後輪操舵装置60が制御される。
In
ステップ800に於いては軌跡制御が実行されないときのアシストトルクの制御が行われる。即ち検出された操舵トルクThdに基づき図7に示されたグラフに対応するマップより基本アシストトルクTpabが演算され、車速Vに基づき図8に示されたグラフに対応するマップより車速係数Kvが演算される。また車速係数Kvと基本アシストトルクTpabとの積として目標アシストトルクTpatが演算され、アシストトルクが目標アシストトルクTpatになるよう電動式パワーステアリング装置22が制御される。
In
尚基本アシストトルクTpabは操舵トルクThd及び車速Vに基づき図9に示されたグラフに対応するマップより演算されてもよい。 The basic assist torque Tpab may be calculated from a map corresponding to the graph shown in FIG. 9 based on the steering torque Thd and the vehicle speed V.
ステップ900に於いては上記式84に従って補正後の検出操舵トルクThdbが演算され、補正後の検出操舵トルクThdbに基づき図7に示されたグラフに対応するマップより基本アシストトルクTpabが演算される。また車速Vに基づき図8に示されたグラフに対応するマップより車速係数Kvが演算され、車速係数Kvと基本アシストトルクTpabとの積が操舵負担軽減トルクTpadとして演算される。そして上記式83に従って操舵トルクの変動量ΔThbtが演算され、目標アシストトルクTpatが運転者の操舵負担軽減トルクTpadと操舵トルクの変動量ΔThatとの和に演算される。更にアシストトルクが目標アシストトルクTpatになるよう電動式パワーステアリング装置22が制御される。
In
次に図3に示されたフローチャートを参照して上記ステップ350に於いて実行される軌跡制御の開始条件の成立判定ルーチンについて詳細に説明する。
Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 3, a routine for determining the establishment of the start condition of the trajectory control executed in
まずステップ355に於いては操舵角θがローパスフィルタ処理されることによりローパスフィルタ処理後の操舵角θlfが演算される。そしてローパスフィルタ処理後の操舵角θlfの絶対値が制御開始判定の基準値θs0(正の値)よりも大きいか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ390へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ360へ進む。
First, in
ステップ360に於いては操舵角θの微分値として操舵角速度θdが演算されると共に、操舵角速度θdがローパスフィルタ処理されることによりローパスフィルタ処理後の操舵角速度θdlfが演算される。
In
ステップ365に於いてはローパスフィルタ処理後の操舵角速度θdlfの絶対値が制御開始判定の第一の基準値θds1(正の値)よりも大きいか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには制御はステップ375へ進み、肯定判別が行われたときにはステップ370に於いてフラグFsが開始条件の判定中であることを示すよう1にセットされた後制御はステップ375へ進む。
In
ステップ375に於いてはフラグFsが1であるか否かの判別、即ち開始条件の判定中であるか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときには制御はステップ390へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ380へ進む。
In
ステップ380に於いてはローパスフィルタ処理後の操舵角速度θdlfの絶対値が制御開始判定の第二の基準値θds2(θds1以下の正の値)よりも小さいか否かの判別が行われる。そして否定判別が行われたときには制御はステップ390へ進み、肯定判別が行われたときには制御はステップ385へ進む。
In
ステップ385に於いてはフラグFsが開始条件の判定が行われていないことを示すよう0にリセットされると共に、フラグFcが軌跡制御の実行中であることを示すよう1にセットされ、しかる後制御はステップ500へ進む。
In
ステップ390に於いてはフラグFsが開始条件の判定が行われていないことを示すよう0にリセットされると共に、フラグFcが軌跡制御が行われていないことを示すよう0にリセットされ、しかる後制御はステップ700へ進む。
In
尚基準値θs0、θds1、θds2は定数であってもよいが、これらの基準値も例えば車速Vが高いほど小さくなるよう車速Vに応じて可変設定されてもよい。 The reference values θs0, θds1, and θds2 may be constants, but these reference values may also be variably set according to the vehicle speed V, for example, so as to decrease as the vehicle speed V increases.
図4に示された軌跡制御の更新条件の成立判定ルーチンのステップ455〜490は基本的には上述の軌跡制御の開始条件の成立判定ルーチンのステップ355〜390とそれぞれ同様に実行される。
但しステップ455に於ける判定の基準値は制御更新判定の基準値θr0(正の値)である。ステップ465に於ける判定の基準値は制御更新判定の第一の基準値θdr1(正の値)であり、ステップ480に於ける判定の基準値は制御更新判定の第二の基準値θdr2(θdr1以下の正の値)である。尚基準値θr0、θdr1、θdr2は定数であってもよいが、これらの基準値も例えば車速Vが高いほど小さくなるよう車速Vに応じて可変設定されてもよい。
However, the reference value for determination in
またステップ470、475、485、490に於いては、フラグFsは更新判定が行われているか否かを示すフラグFrに置き換えられている。更にステップ485が完了すると制御はステップ600へ進み、ステップ490が完了すると制御はステップ500へ進む。
In
次に図5に示されたフローチャートを参照して上記ステップ500に於いて実行される前輪及び後輪の目標舵角演算ルーチンについて詳細に説明する。
Next, the front and rear wheel target rudder angle calculation routine executed in
まずステップ505に於いては操舵角θ及び相対回転角度θreに基づいて前輪の舵角δfが求められ、前輪の舵角δf及び車速Vに基づいて上記式46に従って距離x0が演算される。またステップ505に於いては最小時間ΔT及びウェバー比のkをそれぞれ一般的な運転者について予め設定された正の定数として、上記式42に従って補正係数Dが演算される。
First in
ステップ510に於いては軌跡制御が開始又は更新されるときの操舵角θ及び車速Vに基づいて上記式47に従って車両の横加速度LAaが演算される。
In
ステップ515に於いては軌跡制御が開始又は更新されるときの前輪の舵角δf及び車速Vに基づいて上記式49に従って車速Vの成分の一つとして距離xに関する座標軸に平行な成分Vxが演算される。
In
ステップ520に於いては上記式50に従って車速Vの成分の一つとして時間に関する座標軸に平行な成分Vyが演算されると共に、上記式52に従って成分Vxが車速Vに対しなす角度σが演算される。
In
ステップ525に於いてはそれぞれ上記式53及び54に従って車両の横方向の成分Vxx及びVyxが演算されると共に、上記式55及び56に従って車両の横加速度LAbが演算される。
In
ステップ530に於いては車両が指数関数の軌跡Teを描いて走行する場合の車両の横加速度LAbと車両が円弧状の軌跡Tcを描いて走行する場合の車両の横加速度LAaとの偏差ΔLAが上記式57に従って演算される。
In
ステップ535に於いては軌跡制御が開始又は更新されるときの操舵角θ、車速V、横加速度の偏差ΔLAに基づいて、左旋回時には上記式62に従って、右旋回時には上記式63に従って、前輪の目標舵角δbtが演算される。
In
ステップ540に於いては前輪の目標舵角δbtに基づいて上記式88に従って車両の推定ヨーレートYRaが演算される。
In
ステップ545に於いては車速Vが高いほど基準値YRrefが小さい値になるよう、車速Vに基づいて図31に示されたグラフに対応するマップより基準値YRrefが演算される。
In
ステップ550に於いては推定ヨーレートYRaの大きさの最大値YRamaxが基準値YRrefを越えるか否かの判別、即ち前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには制御はステップ560へ進み、否定判別が行われたときにはステップ555に於いて前輪の目標舵角δftが目標舵角δbtに設定されると共に、後輪の目標舵角δrtが0に設定される。
In
ステップ560に於いては推定ヨーレートYRaが低減補正されるべき時間的領域について、推定ヨーレートYRaの大きさと基準値YRrefとの偏差ΔYRa(各サイクルの偏差ΔYRai)が演算される。
In
ステップ565に於いてはsign(YRa)を推定ヨーレートYRaの符号として、推定ヨーレートYRaが低減補正されるべき時間的領域について、補正後の推定ヨーレートYRaaがsign(YRa)*YRrefに設定される。また推定ヨーレートYRaが増大補正されるべき時間的領域について、サイクル毎に推定ヨーレートYRaにsign(YRa)*ΔYRaに基づく補正量が加算されることにより、補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。この推定ヨーレートYRaの増大補正は上記「旋回状態量の上限値による制限」の何れの方法により行われてもよい。
In
ステップ585に於いては推定ヨーレートYRaが補正(低減補正及び増大補正)されるべき時間的領域について、補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいて上記式73及び74に従って前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtが演算される。
In
ステップ590に於いては推定ヨーレートYRaが補正されない時間的領域について、上記ステップ555の場合と同様に前輪の目標舵角δftが前輪の目標舵角δbtに設定されると共に、後輪の目標舵角δrtが0に設定される。
In
この第一の実施形態に於いて、軌跡制御が実行されていない状況に於いて軌跡制御の開始条件が成立すると、ステップ50に於いて否定判別が行われ、ステップ350に於いて肯定判別が行われる。そしてステップ500に於いて車両を指数関数の目標軌跡に沿って走行させるための前輪の目標舵角δbt及びこれに基づく推定ヨーレートYRaが演算され、これらに基づいて前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtが演算される。そしてステップ600に於いて前輪の舵角がフィードフォワード制御によって目標舵角δftに制御されると共に、後輪の舵角がフィードフォワード制御によって目標舵角δrtに制御される。
In the first embodiment, if the start condition of the trajectory control is satisfied in a situation where the trajectory control is not executed, a negative determination is made in
また軌跡制御が実行されている状況に於いて軌跡制御の更新条件が成立すると、ステップ50及び450に於いて肯定判別が行われる。そしてステップ500及び600が実行される。
Further, if the update condition of the trajectory control is satisfied in the situation where the trajectory control is being executed, an affirmative determination is made in
従って第一の実施形態によれば、軌跡制御が実行されるべき状況に於いては、前輪及び後輪の舵角を目標舵角に制御し、これにより運転者の操舵操作を要することなく車両が指数関数の目標軌跡に沿って走行するよう車両の走行軌跡を制御することができる。このことは後述の他の実施形態についても同様である。 Therefore, according to the first embodiment, in the situation where the trajectory control is to be executed, the steering angle of the front wheels and the rear wheels is controlled to the target steering angle, thereby eliminating the need for the driver's steering operation. It is possible to control the traveling locus of the vehicle so that the vehicle travels along the target locus of the exponential function. The same applies to other embodiments described later.
特に第一の実施形態によれば、前輪のみの舵角制御では車両のヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、ステップ550に於いて肯定判別が行われる。そしてステップ560乃至590によりヨーレートYRが過大になることを防止しつつ車両を指数関数の目標軌跡に沿って走行させるための前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtが演算される。
In particular, according to the first embodiment, when there is a possibility that the yaw rate YR of the vehicle becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, an affirmative determination is made in
尚、前輪のみの舵角制御でも車両のヨーレートYRが過大になる虞れがないときには、ステップ550に於いて否定判別が行われる。そしてステップ555に於いて前輪の目標舵角δftが目標舵角δbtに設定されると共に、後輪の目標舵角δrtが0に設定される。よって後輪の舵角を0以外の目標舵角に制御する必要がないので、常に前輪及び後輪の両方の舵角が変化する目標舵角に制御される場合に比して車両の走行制御を単純化することができる。このことも後述の他の実施形態についても同様である。
Note that if there is no possibility that the yaw rate YR of the vehicle will become excessive even with the steering angle control of only the front wheels, a negative determination is made at
また第一の実施形態によれば、前輪及び後輪の舵角の制御は軌跡制御が開始又は更新されるときの前輪及び後輪の舵角に基づいて行われるフィードフォワード制御である。よって後述の第二の実施形態の場合の如く、前輪及び後輪の舵角の制御がフィードバック制御である場合に比して、指数関数の軌跡を目標軌跡とする軌跡制御を単純に実行することができる。尚この作用効果は後述の第三、第五、第七の実施形態に於いても同様に得られる。 Further, according to the first embodiment, the control of the steering angles of the front wheels and the rear wheels is feedforward control performed based on the steering angles of the front wheels and the rear wheels when the trajectory control is started or updated. Therefore, as in the case of the second embodiment described later, the trajectory control with the trajectory of the exponential function as the target trajectory is simply executed as compared with the case where the control of the steering angle of the front wheels and the rear wheels is feedback control. Can do. This effect can also be obtained in the third, fifth, and seventh embodiments described later.
第二の実施形態
この第二の実施形態は上記表1に示されている如く以下の特徴を有する。
舵角制御装置:セミバイワイヤ式
目標軌跡:指数関数
前輪舵角の制御:フィードバック
旋回状態量の制限方法:ヨーレートの上限値による制限
Second Embodiment As shown in Table 1, the second embodiment has the following features.
Rudder angle control device: Semi-by-wire type Target locus: Exponential function Front wheel rudder angle control: Feedback Limiting method of turning state quantity: Limit by upper limit of yaw rate
この第二の実施形態に於ける車両の走行制御は基本的には上述の第一の実施形態と同様に実行されるが、ステップ600に於ける舵角制御に於いては前輪及び後輪の舵角がフィードバック制御される。
The vehicle travel control in the second embodiment is basically executed in the same manner as in the first embodiment described above. However, in the steering angle control in
即ちサイクル毎に操舵角θ及び相対回転角度θreに基づいて前輪の現在の舵角δfが求められ、前輪の目標舵角δftと現在の舵角δfとの偏差として目標相対回転角度θretが演算される。そしてアッパステアリングシャフト28に対し相対的にロアステアリングシャフト30を目標相対回転角度θret回転させるよう舵角可変装置14が制御されることにより、前輪の舵角が目標舵角δftに制御される。また後輪の目標舵角δrtと現在の舵角δrとの偏差が演算され、該偏差が0になるよう後輪操舵装置60が制御されることにより、後輪の舵角が目標舵角δrtに制御される。
That is, for each cycle, the current steering angle δf of the front wheels is obtained based on the steering angle θ and the relative rotation angle θre, and the target relative rotation angle θret is calculated as a deviation between the target steering angle δft of the front wheels and the current steering angle δf. The The steering angle
従ってこの第二の実施形態によれば、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、推定ヨーレートYRaが上限値による制限によって制限されることにより補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。そして前輪及び後輪の舵角は補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいてフィードバック制御される。 Therefore, according to the second embodiment, when there is a possibility that the yaw rate YR becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, the estimated yaw rate YRa after correction is limited by limiting the estimated yaw rate YRa by the upper limit. Is calculated. The steering angles of the front wheels and the rear wheels are feedback controlled based on the corrected estimated yaw rate YRaa.
特に第二の実施形態によれば、目標相対回転角度θretは目標舵角δftと前輪の現在の舵角δfとの偏差として演算される。従って軌跡制御が開始又は更新された後に運転者によって操舵操作が行われても、前輪の舵角を確実に目標舵角δftに制御することができる。また車両を指数関数の目標軌跡に沿って走行させるに適した舵角になるよう運転者によって操舵操作が行われる場合には、フィードバック制御量が小さくなる。よって運転者が運転操作に熟練している場合には、上述の第一の実施形態の場合に比して舵角可変装置14の制御量を低減し、その負荷を軽減することができる。尚この作用効果は後述の第四の実施形態に於いても同様に得られる。
In particular, according to the second embodiment, the target relative rotation angle θret is calculated as a deviation between the target steering angle δft and the current steering angle δf of the front wheels. Therefore, even if the driver performs a steering operation after the start or update of the trajectory control, the steering angle of the front wheels can be reliably controlled to the target steering angle δft. In addition, when the driver performs a steering operation so that the steering angle is suitable for running the vehicle along the target locus of the exponential function, the feedback control amount becomes small. Therefore, when the driver is skilled in driving operation, the control amount of the steering
第三の実施形態
この第二の実施形態は上記表1に示されている如く以下の特徴を有する。
舵角制御装置:セミバイワイヤ式
目標軌跡:指数関数
前輪舵角の制御:フィードフォワード
旋回状態量の制限方法:ヨーレートのピーク低減による制限
Third Embodiment This second embodiment has the following features as shown in Table 1 above.
Steering angle control device: Semi-by-wire type Target locus: Exponential function Front wheel rudder angle control: Feed forward Limiting method of turning state: Limiting by reducing yaw rate peak
この第三の実施形態に於ける車両の走行制御は、ステップ500に於ける目標舵角の演算を除き、上述の第一の実施形態と同様に実行される。そしてステップ500に於ける目標舵角の演算は図10に示されたフローチャートに従って実行される。尚図10に於いて、図5に示されたステップに対応するステップには、図5に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
The vehicle travel control in the third embodiment is executed in the same manner as in the first embodiment except for the calculation of the target rudder angle in
図10に示されている如く、ステップ505乃至555及びステップ585、590は上述の第一の実施形態と同様に実行される。ステップ550に於いて肯定判別が行われると、制御はステップ570へ進む。
As shown in FIG. 10,
ステップ570に於いては車速Vが高いほど大きくなるよう車速Vに応じて所定値ΔYRdecが設定されると共に、補正判定値YRdecが基準値YRrefよりも所定値ΔYRdec小さい値に設定される。
In
ステップ575に於いては推定ヨーレートYRaの大きさの最大値YRamaxと基準値YRrefとの偏差ΔYRamaxが演算されると共に、偏差ΔYRamaxに基づいてゲインGpに対する正の補正係数Kpが演算される。またゲインGpに補正係数Kpが乗算されることによる大きさの補正が行われると共に、時間の補正が行われることにより、ゲインの適合化が行われる。この場合時間の補正は、両側全領域補正、前側の片側全領域補正、後側の片側全領域補正の何れであってもよい。
In
ステップ580に於いては推定ヨーレートYRaの補正が必要な領域の各サイクルについて、推定ヨーレートYRaに適合化後のゲインGpaが乗算されることにより補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。
In
従ってこの第三の実施形態によれば、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、推定ヨーレートYRaがピーク低減による制限によって制限されることにより補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。そして前輪及び後輪の舵角は補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいてフィードフォワード制御される。 Therefore, according to the third embodiment, when there is a possibility that the yaw rate YR becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, the estimated yaw rate YRa after correction is limited by limiting the estimated yaw rate YRa by the restriction due to peak reduction. Is calculated. The steering angles of the front and rear wheels are feedforward controlled based on the corrected estimated yaw rate YRaa.
第四の実施形態
この第四の実施形態は上記表1に示されている如く以下の特徴を有する。
舵角制御装置:セミバイワイヤ式
目標軌跡:指数関数
前輪舵角の制御:フィードバック
旋回状態量の制限方法:ヨーレートのピーク低減による制限
Fourth Embodiment The fourth embodiment has the following features as shown in Table 1 above.
Steering angle control device: Semi-by-wire type Target locus: Exponential function Front wheel rudder angle control: Feedback Limiting method of turning state amount: Limiting by reducing yaw rate peak
この第四の実施形態に於ける車両の走行制御は基本的には上述の第三の実施形態と同様に実行されるが、ステップ600に於ける舵角制御に於いては前輪及び後輪の舵角が上述の第二の実施形態と同様にフィードバック制御される。
The vehicle travel control in the fourth embodiment is basically executed in the same manner as in the third embodiment described above. However, in the steering angle control in
従ってこの第四の実施形態によれば、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、推定ヨーレートYRaがピーク低減による制限によって制限されることにより補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。そして前輪及び後輪の舵角は補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいてフィードバック制御される。 Therefore, according to the fourth embodiment, when there is a possibility that the yaw rate YR becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, the estimated yaw rate YRa is corrected by limiting the estimated yaw rate YRa by the restriction due to the peak reduction. Is calculated. The steering angles of the front wheels and the rear wheels are feedback controlled based on the corrected estimated yaw rate YRaa.
尚上述の第一乃至第四の実施形態によれば、ステップ900に於いて補正後の検出操舵トルクThdb、即ち前輪の舵角制御に起因する操舵トルクの変動が排除された操舵トルクが演算され、トルクThdb及び車速Vに基づいて操舵負担軽減トルクTpadが演算される。そして上記式83に従って前輪の舵角の制御に起因する操舵トルクの変動量ΔThbtが演算され、目標アシストトルクTpatが運転者の操舵負担軽減トルクTpadと操舵トルクの変動量ΔThatとの和に演算される。更にアシストトルクが目標アシストトルクTpatになるよう電動式パワーステアリング装置22が制御される。
According to the first to fourth embodiments described above, in
従って運転者の操舵負担を軽減することができるだけでなく、軌跡制御に伴う前輪の舵角の制御に起因する操舵トルクの変動を相殺し、軌跡制御に起因して運転者が操舵トルクに違和感を覚えることを効果的に防止することができる。 Therefore, not only the driver's steering burden can be reduced, but also the fluctuation of the steering torque caused by the control of the steering angle of the front wheels associated with the trajectory control is offset, and the driver feels uncomfortable with the steering torque due to the trajectory control. It is possible to effectively prevent learning.
第五の実施形態
この第五の実施形態は上記表2に示されている如く以下の特徴を有する。
舵角制御装置:バイワイヤ式
目標軌跡:指数関数
舵角の制御:フィードフォワード
旋回状態量の制限方法:ヨーレートの上限値による制限
Fifth Embodiment As shown in Table 2, the fifth embodiment has the following features.
Rudder angle control device: By-wire type Target locus: Exponential function Rudder angle control: Feed forward Limiting method of turning state: Limit by upper limit of yaw rate
図11はバイワイヤ式のステアリング装置及び後輪操舵装置が搭載された車両に適用された本発明による車両の走行制御装置の第五の実施形態を示す概略構成図である。 FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a fifth embodiment of a vehicle travel control device according to the present invention applied to a vehicle equipped with a by-wire type steering device and a rear wheel steering device.
図11に於いて、符号80は第五の実施形態の走行制御装置を全体的に示している。操舵入力手段としてのステアリングホイール20が運転者によって操舵操作されると、ラック・アンド・ピニオン型のステアリング機構82によりラックバー84及びタイロッド26L及び26Rが駆動され、これにより左右の前輪18FL及び18FRが転舵される。
In FIG. 11, the code |
ステアリングホイール20に連結されたステアリングシャフト86及びステアリング機構82のピニオンシャフト88は相互に連結されていない。ステアリングシャフト86には図11には示されていない減速歯車機構を介して操舵反力トルク付与用の電動機90が連結されている。電動機90は電子制御装置92の操舵反力制御部によって制御され、これによりステアリングホイール20に所要の操舵反力トルクが付与される。ピニオンシャフト88には図11には示されていない減速歯車機構を介して転舵駆動用の電動機94が連結されている。電動機94は電子制御装置92の舵角制御部によって制御され、これによりピニオンシャフト88が回転駆動される。
The steering
尚図示の実施形態に於いては、ピニオンシャフト88の回転は回転−直線運動変換機構としてのラック・アンド・ピニオン型のステアリング機構82によりラックバー84の直線運動に変換されるようになっているが、ステアリング機構は当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。
In the illustrated embodiment, the rotation of the
かくしてステアリングホイール20、ステアリング機構82、電動機90、94等は、運転者の操舵操作に応じて左右の前輪18FL及び18FRを転舵すると共に、必要に応じて運転者の操舵操作に依存せずに左右の前輪の舵角を修正するバイワイヤ式の操舵装置96を構成している。
Thus, the
ステアリングシャフト86には操舵角θを検出する操舵角センサ50が設けられており、操舵角センサ50により検出された操舵角θを示す信号は電子制御装置92へ入力される。電子制御装置92には車速センサ56により検出された車速Vを示す信号、舵角センサ66により検出された後輪の舵角δrを示す信号、及び回転角度センサ98により検出されたピニオンシャフト88の回転角度θpを示す信号も入力される。
The steering
尚電子制御装置92の各制御部はそれぞれCPUとROMとRAMと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含むものであってよい。また操舵角センサ50、舵角センサ66及び回転角度センサ98はそれぞれ車両の左旋回方向への操舵の場合を正として操舵角θ、後輪の舵角δr及び回転角度θpを検出する。
Each control unit of the
後に詳細に説明する如く、電子制御装置92は図12に示されたフローチャートに従って操舵装置96の電動機90及び94を制御する。特に電子制御装置92も操舵角θ及び車速Vに基づき車両の軌跡制御の必要性を判定する。そして電子制御装置92は、軌跡制御が不要であると判定したときには、車速Vが高いほど大きくなるよう、車速Vに基づき所定の操舵特性を達成するための目標ステアリングギヤ比Ntを演算する。更に電子制御装置92はステアリングギヤ比が目標ステアリングギヤ比Ntになるよう操舵装置96の電動機94を制御する。
As will be described in detail later, the
また電子制御装置92は、軌跡制御が必要であると判定したときには、そのときの操舵角θ及び車速Vに基づき車両を指数関数の目標軌跡に沿って走行させるための前輪の目標舵角δbtを上記式62又は64に従って演算する。
When the
また電子制御装置16は上記式88に従って前輪の目標舵角δbtに基づいて推定ヨーレートYRaを演算する。そして電子制御装置16は、推定ヨーレートYRaの大きさの最大値YRamaxが基準値YRrefを越えるか否かの判別により、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるか否かを判定する。
Further, the electronic control unit 16 calculates the estimated yaw rate YRa based on the target steering angle δbt of the front wheels according to the
電子制御装置16はヨーレートYRが過大になる虞れがないと判定したときには、前輪の目標舵角δftを前輪の目標舵角δbtに設定し、左右前輪の舵角が目標舵角δftになるよう操舵装置96をフィードフォワード式に制御する。また電子制御装置16は後輪の舵角δrを0に維持する。
When the electronic control unit 16 determines that the yaw rate YR is not likely to be excessive, the front wheel target rudder angle δft is set to the front wheel target rudder angle δbt so that the left and right front wheel rudder angles become the target rudder angle δft. The
これに対し電子制御装置16は、ヨーレートYRが過大になる虞れがあると判定したときには、推定ヨーレートYRaが補正されるべき領域については上記「旋回状態量の上限値による制限」の何れかの方法により補正後の推定ヨーレートYRaaを演算する。そして電子制御装置16は、上記式73及び74に従って前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtを演算し、それぞれ前輪の目標舵角δft及び後輪の目標舵角δrtに基づいて操舵装置96及び後輪操舵装置60を制御する。
On the other hand, when the electronic control unit 16 determines that the yaw rate YR is likely to be excessive, the electronic control unit 16 determines whether the estimated yaw rate YRa is to be corrected by any of the above-mentioned “restricted by the upper limit value of the turning state amount”. The corrected estimated yaw rate YRaa is calculated by the method. Then, the electronic control unit 16 calculates the target rudder angle δft for the front wheels and the target rudder angle δrt for the rear wheels according to the above formulas 73 and 74, and steers based on the target rudder angle δft for the front wheels and the target rudder angle δrt for the rear wheels, respectively. The
尚ヨーレートYRが過大になる虞れがあると判定した場合であっても、推定ヨーレートYRaが補正される必要がない領域については、電子制御装置16は前輪の目標舵角δbtを前輪の目標舵角δftに設定する。そして電子制御装置16は左右前輪の舵角が目標舵角δftになるよう操舵装置96を制御し、後輪の舵角δrを0に維持する。
Even when it is determined that the yaw rate YR is likely to be excessive, the electronic control device 16 sets the front wheel target rudder angle δbt to the front wheel target rudder in a region where the estimated yaw rate YRa does not need to be corrected. Set to the angle δft. The electronic control device 16 controls the
また電子制御装置92は、軌跡制御が実行されているか否かに関係なく、上記式86に従って補正後の検出操舵トルクTh0を演算すると共に、補正後の検出操舵トルクTh0及び車速Vに基づいて操舵負担軽減トルクTpadを演算する。そして電子制御装置92は、上記式87に従って目標操舵トルクThbtを演算し、操舵トルクが目標操舵トルクThbtになるよう操舵装置96の電動機90を制御する。
Further, the
この第五の実施形態に於ける車両の走行制御は図12に示されたフローチャートに従って実行される。尚図12に示されたフローチャートによる走行制御は、図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。また図12に於いて、それぞれ図2に示されたステップに対応するステップには、図2に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。 The vehicle travel control in the fifth embodiment is executed in accordance with the flowchart shown in FIG. The travel control according to the flowchart shown in FIG. 12 is started by closing an ignition switch not shown in the figure, and is repeatedly executed every predetermined time. In FIG. 12, the steps corresponding to the steps shown in FIG. 2 are assigned the same step numbers as those shown in FIG.
図12と図2との比較より解る如く、この第五の実施形態に於いては第一の実施形態に於けるステップ800に対応するステップは実行されず、ステップ600又は750が完了すると、制御はステップ950へ進む。
As understood from the comparison between FIG. 12 and FIG. 2, in the fifth embodiment, the step corresponding to step 800 in the first embodiment is not executed, and when
尚この第五の実施形態のステップ500に於いて実行されるステップ505に於いては、ピニオンシャフト88の回転角度θpに基づいて前輪の舵角δfが求められ、前輪の舵角δf及び車速Vに基づいて上記式46に従って距離x0が演算される。
In
従ってこの第五の実施形態によれば、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、推定ヨーレートYRaが上限値による制限によって制限されることにより補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。そして前輪及び後輪の舵角は補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいてフィードフォワード制御される。 Therefore, according to the fifth embodiment, when there is a possibility that the yaw rate YR becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, the estimated yaw rate YRa after correction is limited by limiting the estimated yaw rate YRa by the upper limit. Is calculated. The steering angles of the front and rear wheels are feedforward controlled based on the corrected estimated yaw rate YRaa.
また上述の第一乃至第四の実施形態に於けるステップ900に対応するステップ950に於いては、運転者が操舵反力として感じる操舵トルクの制御が行われる。まず操舵角θに基づいて上記式86に従って補正後の検出操舵トルクTh0が演算される。また補正後の検出操舵トルクTh0に基づいて図13に示されたグラフに対応するマップより基本操舵負担軽減トルクTpadbが演算され、車速Vに基づいて図8に示されたグラフに対応するマップより車速係数Kvが演算される。そして操舵負担軽減トルクTpadが基本操舵負担軽減トルクTpadbと車速係数Kvとの積に演算される。尚操舵負担軽減トルクTpadは図14に示されたグラフに対応するマップより演算されてもよい。
In
更に補正後の検出操舵トルクTh0及び操舵負担軽減トルクTpadに基づき上記式87に従って目標操舵トルクThbtが演算され、操舵トルクが目標操舵トルクThbtになるよう操舵装置96の電動機90が制御される。
Further, the target steering torque Thbt is calculated according to the above equation 87 based on the corrected detected steering torque Th0 and the steering burden reduction torque Tpad, and the
尚上述の電動機90の制御による操舵トルクの制御は、後述の第六乃至第八の実施形態に於いても同様に行われる。即ち舵角制御装置がバイワイヤ式のものである場合には、操舵トルクの制御は、推定ヨーレートYRaの制限が上限値による制限であるか否かピーク低減による制限であるか否かに関係なく同一の要領にて行われる。
The control of the steering torque by the control of the
第六の実施形態
この第六の実施形態は上記表2に示されている如く以下の特徴を有する。
舵角制御装置:バイワイヤ式
目標軌跡:指数関数
舵角の制御:フィードバック
旋回状態量の制限方法:ヨーレートの上限値による制限
Sixth Embodiment As shown in Table 2 above, this sixth embodiment has the following features.
Rudder angle control device: By-wire type Target locus: Exponential function Rudder angle control: Feedback Limiting method of turning state amount: Limit by upper limit of yaw rate
この第六の実施形態に於ける車両の走行制御は基本的には上述の第五の実施形態と同様に実行されるが、ステップ600に於ける舵角制御に於いては前輪及び後輪の舵角がフィードバック制御される。
The vehicle running control in the sixth embodiment is basically executed in the same manner as in the fifth embodiment described above, but in the steering angle control in
即ちサイクル毎にピニオンシャフト88の回転角度θpに基づいて前輪の現在の舵角δfが求められ、前輪の目標舵角δftと現在の舵角δfとの偏差Δδftが演算される。そして舵角の偏差Δδftの大きさが小さくなるよう操舵装置96の電動機94が制御される。よって前輪の舵角はフィードバック制御によって目標舵角δftに制御される。
That is, for each cycle, the current steering angle δf of the front wheels is obtained based on the rotation angle θp of the
従って第六の実施形態によれば、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、第二の実施形態の場合と同様に、推定ヨーレートYRaが上限値による制限によって制限されることにより補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。そして前輪及び後輪の舵角は補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいてフィードバック制御される。 Therefore, according to the sixth embodiment, when there is a possibility that the yaw rate YR becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, the estimated yaw rate YRa is limited by the upper limit as in the case of the second embodiment. Thus, the corrected estimated yaw rate YRaa is calculated. The steering angles of the front wheels and the rear wheels are feedback controlled based on the corrected estimated yaw rate YRaa.
第七の実施形態
この第七の実施形態は上記表2に示されている如く以下の特徴を有する。
舵角制御装置:バイワイヤ式
目標軌跡:指数関数
舵角の制御:フィードフォワード
旋回状態量の制限方法:ヨーレートのピーク低減による制限
Seventh Embodiment As shown in Table 2, the seventh embodiment has the following features.
Rudder angle control device: By-wire type Target locus: Exponential function Rudder angle control: Feed forward Limiting the amount of turning state: Limiting by reducing the yaw rate peak
図17に示されている如く、この第七の実施形態に於ける車両の走行制御は、ステップ500に於ける目標舵角の演算を除き、上述の第五の実施形態と同様に実行される。そしてステップ500に於ける目標舵角の演算は、上述の第三の実施形態と同様に図10に示されたフローチャートに従って実行される。
As shown in FIG. 17, the vehicle travel control in the seventh embodiment is executed in the same manner as in the fifth embodiment except for the calculation of the target rudder angle in
従ってこの第七の実施形態によれば、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、第三の実施形態と同様に推定ヨーレートYRaがピーク低減による制限によって制限されることにより補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。そして前輪及び後輪の舵角は補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいてフィードフォワード制御される。 Therefore, according to the seventh embodiment, when there is a possibility that the yaw rate YR becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, the estimated yaw rate YRa is limited by the restriction due to the peak reduction as in the third embodiment. Thus, the corrected estimated yaw rate YRaa is calculated. The steering angles of the front and rear wheels are feedforward controlled based on the corrected estimated yaw rate YRaa.
第八の実施形態
この第八の実施形態は上記表2に示されている如く以下の特徴を有する。
舵角制御装置:バイワイヤ式
目標軌跡:指数関数
舵角の制御:フィードバック
旋回状態量の制限方法:ヨーレートのピーク低減による制限
Eighth Embodiment The eighth embodiment has the following features as shown in Table 2 above.
Rudder angle control device: By-wire type Target locus: Exponential function Rudder angle control: Feedback Method of limiting the amount of turning state: Limit by peak reduction of yaw rate
この第八の実施形態に於ける車両の走行制御は基本的には上述の第七の実施形態と同様に実行されるが、ステップ600に於ける軌跡制御に於いては第六の実施形態と同様に前輪及び後輪の舵角がフィードバック制御される。
The vehicle travel control in the eighth embodiment is basically executed in the same manner as in the seventh embodiment described above, but the trajectory control in
従ってこの第七の実施形態によれば、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、第三の実施形態と同様に推定ヨーレートYRaがピーク低減による制限によって制限されることにより補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。そして前輪及び後輪の舵角は補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいてフィードバック制御される。 Therefore, according to the seventh embodiment, when there is a possibility that the yaw rate YR becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, the estimated yaw rate YRa is limited by the restriction due to the peak reduction as in the third embodiment. Thus, the corrected estimated yaw rate YRaa is calculated. The steering angles of the front wheels and the rear wheels are feedback controlled based on the corrected estimated yaw rate YRaa.
尚上述の第五乃至第八の実施形態によれば、舵角制御装置がセミバアワイヤ式の舵角制御装置であり舵角制御装置により前輪の舵角が制御されない場合の操舵トルクに相当する値として、補正後の検出操舵トルクTh0が演算される。そして補正後の検出操舵トルクTh0及び車速Vに基づいて操舵負担軽減トルクTpadが演算される。更に補正後の検出操舵トルクTh0より操舵負担軽減トルクTpadを減算した値として目標操舵トルクTpbtが演算され、操舵トルクが目標操舵トルクTpbtになるよう操舵装置96の電動機90が制御される。
According to the fifth to eighth embodiments described above, the steering angle control device is a semi-bias wire type steering angle control device, and a value corresponding to the steering torque when the steering angle of the front wheels is not controlled by the steering angle control device. Then, the corrected detected steering torque Th0 is calculated. Based on the corrected detected steering torque Th0 and the vehicle speed V, the steering burden reducing torque Tpad is calculated. Further, the target steering torque Tpbt is calculated as a value obtained by subtracting the steering burden reduction torque Tpad from the corrected detected steering torque Th0, and the
従って運転者に適度の操舵負担を与えることができるだけでなく、軌跡制御に伴う前輪の舵角の制御に起因する操舵トルクの変動を防止し、軌跡制御に起因して運転者が操舵トルクに違和感を覚えることを効果的に防止することができる。 Therefore, not only can the driver be given a moderate steering burden, but also fluctuations in the steering torque due to the control of the steering angle of the front wheels associated with the trajectory control can be prevented, and the driver feels uncomfortable with the steering torque due to the trajectory control. Can be effectively prevented.
以上の説明より、上述の各実施形態によれば、車両の目標軌跡や実軌跡を求めるための車外情報の取得を要することなく、車両を運転者が希望する軌跡に沿って走行させることができることが理解されよう。 From the above description, according to each of the above-described embodiments, the vehicle can be driven along a trajectory desired by the driver without requiring acquisition of out-of-vehicle information for obtaining the target trajectory and actual trajectory of the vehicle. Will be understood.
また上述の各実施形態によれば、目標軌跡は指数関数の軌跡であるので、目標軌跡が円弧状の軌跡である場合に比して、車両の軌跡を車両の乗員にとって一層好ましい軌跡に制御することができる。特にこれらの実施形態によれば、距離xが上記式40に従って変化するよう指数関数の目標軌跡が設定される。よって目標軌跡が円弧状の軌跡である場合に比して、人の知覚特性にとって好ましい軌跡を達成することができる。
Further, according to each of the above-described embodiments, since the target locus is an exponential locus, the vehicle locus is controlled to be more favorable for the vehicle occupant than when the target locus is an arcuate locus. be able to. In particular, according to these embodiments, the target locus of the exponential function is set so that the distance x changes according to the
また第一、第二、第五、第六の実施形態によれば、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、推定ヨーレートYRaが上限値による制限によって制限されることにより補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。そして補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいて前輪及び後輪の目標舵角が演算され、前輪及び後輪の舵角がそれらの目標舵角に基づいて制御される。 Further, according to the first, second, fifth, and sixth embodiments, the estimated yaw rate YRa is limited by the upper limit when there is a possibility that the yaw rate YR becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels. Thus, the corrected estimated yaw rate YRaa is calculated. Based on the corrected estimated yaw rate YRaa, the target steering angles of the front wheels and the rear wheels are calculated, and the steering angles of the front wheels and the rear wheels are controlled based on the target steering angles.
よって推定ヨーレートYRaは基準値YRrefを越える時間的領域に於いてのみ低減補正される。従ってピーク低減による制限の場合に比して他の時間的領域に於ける推定ヨーレートYRaの増大補正量を小さくしたり、推定ヨーレートYRaが増大補正される時間的領域を小さくすることができる。 Therefore, the estimated yaw rate YRa is reduced and corrected only in a temporal region exceeding the reference value YRref. Therefore, the amount of increase correction of the estimated yaw rate YRa in other time regions can be reduced or the time region in which the estimated yaw rate YRa is corrected to be increased can be reduced as compared with the case of restriction due to peak reduction.
また第三、第四、第七、第八の実施形態によれば、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、推定ヨーレートYRaがピーク低減による制限によって制限されることにより補正後の推定ヨーレートYRaaが演算される。そして補正後の推定ヨーレートYRaaに基づいて前輪及び後輪の目標舵角が演算され、前輪及び後輪の舵角がそれらの目標舵角に基づいて制御される。 Further, according to the third, fourth, seventh, and eighth embodiments, when there is a possibility that the yaw rate YR becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, the estimated yaw rate YRa is limited by the restriction due to the peak reduction. Thus, the corrected estimated yaw rate YRaa is calculated. Based on the corrected estimated yaw rate YRaa, the target steering angles of the front wheels and the rear wheels are calculated, and the steering angles of the front wheels and the rear wheels are controlled based on the target steering angles.
よってピーク低減による制限の場合に比して補正後の推定ヨーレートYRaaの変化を補正前の推定ヨーレートYRaの変化に近づけることができる。よって推定ヨーレートYRaが制限されることに起因して車両のヨーレートが不自然に変化すること及びこれに起因して車両の乗員が違和感を覚える虞れを低減することができる。 Therefore, the change in the estimated yaw rate YRaa after the correction can be made closer to the change in the estimated yaw rate YRa before the correction as compared with the case of the restriction due to peak reduction. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the yaw rate of the vehicle changes unnaturally due to the restriction of the estimated yaw rate YRa and that the vehicle occupant feels uncomfortable due to this.
上述の各実施形態は、前輪のみの舵角制御ではヨーレートYRが過大になる虞れがあるときには、推定ヨーレートYRaの制限によって車両のヨーレートが過大になることを防止するものである。しかしこれらの実施形態は、前輪のみの舵角制御では車両のロール角Rvが過大になる虞れがあるときには、推定ヨーレートYRaの制限によって車両のロール角Rvが過大になることを防止する実施形態に変形されてよい。 Each of the above-described embodiments is intended to prevent the yaw rate of the vehicle from becoming excessive due to the limitation of the estimated yaw rate YRa when there is a possibility that the yaw rate YR becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels. However, in these embodiments, when there is a possibility that the roll angle Rv of the vehicle becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, the roll angle Rv of the vehicle is prevented from becoming excessive due to the restriction of the estimated yaw rate YRa. May be transformed into
第一の変形例
図15は上述の第一の実施形態が車両のロール角Rvが過大になることを防止する実施形態に変形された第一の変形例に於ける前輪及び後輪の目標舵角演算ルーチンを示すフローチャートである。尚図15に於いて図5に示されたステップに対応するステップには図5に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
First Modification FIG. 15 shows a target rudder for front and rear wheels in a first modification in which the first embodiment described above is modified to an embodiment in which the roll angle Rv of the vehicle is prevented from becoming excessive. It is a flowchart which shows an angle calculation routine. In FIG. 15, steps corresponding to the steps shown in FIG. 5 are given the same step numbers as those shown in FIG.
図15と図5との比較より解る如く、ステップ505〜540及びステップ565〜590は第一の実施形態の場合と同様に実行される。またステップ540及び545の次にそれぞれステップ540a及び545aが実行され、ステップ550及び560に代えてそれぞれステップ550a及び560aが実行される。
As understood from comparison between FIG. 15 and FIG. 5,
ステップ540aに於いては推定ヨーレートYRa及び車速Vに基づいて上記式70に対応する下記の式xxに従って車両の推定ロール角Rvaが演算される。
Rva=M*H*V*YRa/(Kr−Mg*H) ……(xx)
In
Rva = M * H * V * YRa / (Kr-Mg * H) (xx)
ステップ545aに於いては、車速Vが高いほど車両のロール角の基準値Rvrefが小さい値になるよう、車速Vに基づいて図37に示されたグラフに対応するマップより基準値Rvrefが演算される。
In
ステップ550aに於いては車両の推定ロール角Rvaの大きさの最大値Rvamaxが基準値Rvrefを越えるか否かの判別、即ち前輪のみの舵角制御ではロール角Rvが過大になる虞れがあるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには制御はステップ560aへ進み、否定判別が行われたときにはステップ555に於いて前輪の目標舵角δftが目標舵角δbtに設定されると共に、後輪の目標舵角δrtが0に設定される。
In
ステップ560aに於いては推定ヨーレートYRaが低減補正されることによってロール角Rvの大きさが低減補正されるべき時間的領域について、推定ヨーレートYRaの大きさと基準値YRrefとの偏差ΔYRa(各サイクルの偏差ΔYRai)が演算される。
In
第二の変形例
図16は上述の第三の実施形態が車両のロール角Rvが過大になることを防止する実施形態に変形された第二の変形例に於ける前輪及び後輪の目標舵角演算ルーチンを示すフローチャートである。尚図16に於いて図10に示されたステップに対応するステップには図10に於いて付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
Second Modification FIG. 16 shows a target rudder for front wheels and rear wheels in a second modification in which the third embodiment described above is modified to an embodiment in which the roll angle Rv of the vehicle is prevented from becoming excessive. It is a flowchart which shows an angle calculation routine. In FIG. 16, steps corresponding to the steps shown in FIG. 10 are assigned the same step numbers as those shown in FIG.
図16と図10との比較より解る如く、ステップ505〜540及びステップ565〜590は第一の実施形態の場合と同様に実行される。またステップ540及び545の次にそれぞれステップ540a及び545aが実行され、ステップ550及び560に代えてそれぞれステップ550a及び560aが実行される。
As understood from comparison between FIG. 16 and FIG. 10,
第一及び第二の変形例によれば、前輪のみの舵角制御では車両のロール角Rvが過大になる虞れがあるときには、推定ヨーレートYRaを制限することによって車両のロール角Rvが過大になることを防止することができる。尚第二、第四乃至第八の実施形態も第一及び第二の変形例と同様に推定ヨーレートYRaの制限によって車両のロール角Rvが過大になることを防止する変形例に変形可能である。 According to the first and second modified examples, when there is a possibility that the roll angle Rv of the vehicle becomes excessive in the steering angle control of only the front wheels, the roll angle Rv of the vehicle becomes excessive by limiting the estimated yaw rate YRa. Can be prevented. The second, fourth to eighth embodiments can also be modified to modifications that prevent the vehicle roll angle Rv from becoming excessive due to the restriction of the estimated yaw rate YRa, as in the first and second modifications. .
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。 Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
例えば前輪の舵角がフィードフォワード式に制御される場合には後輪の舵角もフィードフォワード式に制御され、前輪の舵角がフィードバック式に制御される場合には後輪の舵角もフィードバック式に制御されるようになっている。しかし後輪の舵角は前輪の舵角の制御方式に関係なくフィードフォワード式及びフィードバック式の何れにより制御されてよい。 For example, when the steering angle of the front wheels is controlled in a feed forward manner, the steering angle of the rear wheels is also controlled in a feed forward manner, and when the steering angle of the front wheels is controlled in a feedback manner, the steering angle of the rear wheels is also fed back. It is controlled by the formula. However, the steering angle of the rear wheels may be controlled by either the feedforward method or the feedback method regardless of the control method of the steering angle of the front wheels.
また各実施形態に於いては、軌跡制御のための前輪の舵角の制御が行われないときには、後輪の舵角は0に維持されるようになっているが、予め設定された前後輪舵角比に基づいて制御されてもよい。 In each embodiment, when the control of the steering angle of the front wheels for the trajectory control is not performed, the steering angle of the rear wheels is maintained at 0. It may be controlled based on the steering angle ratio.
また案内棒は前輪の前後方向に沿って延在するものとされているが、車両の前後方向に対する案内棒の傾斜角は運転者の操舵操作量に基づいて設定される限り、前輪の前後方向に沿う方向とは異なる方向であってもよい。例えば案内棒の傾斜角は前輪の舵角δと方向の補正係数Kdとの積に設定されてもよい。 The guide bar extends along the front-rear direction of the front wheel. However, as long as the inclination angle of the guide bar relative to the front-rear direction of the vehicle is set based on the amount of steering operation by the driver, the front-rear direction of the front wheel The direction may be different from the direction along. For example, the inclination angle of the guide rod may be set to the product of the steering angle δ of the front wheels and the direction correction coefficient Kd.
また各実施形態に於いては、車両の走行制御は前輪の舵角の制御と操舵トルクの制御とを含んでいるが、操舵トルクの制御は任意の要領にて実行されてよい。 In each embodiment, the vehicle travel control includes the control of the steering angle of the front wheels and the control of the steering torque. However, the control of the steering torque may be executed in an arbitrary manner.
また各実施形態に於いては、前輪の舵角はフィードフォワード式又はフィードバック式に制御されるようになっているが、それぞれゲインが乗算されたフィードフォワード制御量とフィードバック制御量との和に基づいて制御されるよう修正されてもよい。 In each embodiment, the steering angle of the front wheels is controlled in a feedforward type or a feedback type, but based on the sum of the feedforward control amount multiplied by the gain and the feedback control amount, respectively. May be modified to be controlled.
10…走行制御装置、14…舵角可変装置、20…ステアリングホイール、22…電動式パワーステアリング装置、50…操舵角センサ、52…操舵トルクセンサ、54…回転角度センサ、56…車速センサ、60…後輪操舵装置、66…舵角センサ、80…走行制御装置、82…ステアリング機構、90、94…電動機、100…前輪、102…後輪、104…車両、108…目標進路、110…案内棒
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