JP4244849B2 - Road surface friction coefficient detection controller - Google Patents
Road surface friction coefficient detection controller Download PDFInfo
- Publication number
- JP4244849B2 JP4244849B2 JP2004122230A JP2004122230A JP4244849B2 JP 4244849 B2 JP4244849 B2 JP 4244849B2 JP 2004122230 A JP2004122230 A JP 2004122230A JP 2004122230 A JP2004122230 A JP 2004122230A JP 4244849 B2 JP4244849 B2 JP 4244849B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel
- road surface
- friction coefficient
- vehicle
- surface friction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Description
この発明は、車両の走行中に路面と車輪との間の摩擦係数を検出する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for detecting a friction coefficient between a road surface and wheels while a vehicle is traveling.
車両の加速や減速あるいは旋回(回頭)は、車輪と路面との間に生じる駆動力や制動力あるいは横力によっておこなわれ、したがって車輪と路面との間でこのような力を生じさせる摩擦力もしくは摩擦係数は、車両の挙動にとって大きな要因となる。そのため車輪と路面との間の摩擦係数(すなわち路面摩擦係数)を正確に検出することができれば、これを利用して車両の挙動を的確に制御することが可能になり、少なくとも車両の制御にとって有効なデータとなる。 Vehicle acceleration, deceleration, or turning (turning) is performed by driving force, braking force, or lateral force generated between the wheel and the road surface, and therefore frictional force that generates such force between the wheel and the road surface or The coefficient of friction is a major factor for vehicle behavior. Therefore, if the friction coefficient between the wheel and the road surface (that is, the road surface friction coefficient) can be detected accurately, the behavior of the vehicle can be accurately controlled using this, and at least effective for vehicle control. Data.
そこで従来、特許文献1の発明は、車輪に追加駆動力を加え、車輪速の変化から車輪のスリップ時点を検出し、スリップ時点での車輪に加わる各種の力から摩擦係数を求めるように構成されている。
Therefore, conventionally, the invention of
また、特許文献2の発明は、ある車輪に駆動力を発生させた場合に、他の車輪に制動力を発生させることで車両の加減速感を防止するように構成されている。
特許文献1の発明によれば、摩擦係数を検出しようとする車輪にスリップを発生させて、そのときの車輪の速度変化を検出するので、実際の路面の摩擦係数を精度良く検出できる。また、特許文献2の発明によれば、摩擦係数検出のために、駆動力を加えたときに発生する加減速感を防止することができる。
According to the invention of
特許文献1に記載された発明のように、摩擦係数を検出するために、検出対象として選ばれた特定の一輪、例えば左前輪に駆動力を与えると、車両全体としては右方向へのヨーイングが発生し、車両の挙動が不安定になる可能性がある。これに対して特許文献2の発明では、駆動輪に追加駆動力を付加する一方、従動輪に制動力を与えるので、車両の全体としての加減速が生じないとしている。しかしながら、これは、左右の駆動輪に同時にトルクを付加することになるので、一輪毎の摩擦係数を検出することができない。
As in the invention described in
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、対象とする車輪の駆動トルクを変化させて車輪ごとに摩擦係数を検出する際の、車両の挙動を安定化させる路面摩擦係数検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and it is a road surface friction that stabilizes the behavior of the vehicle when the friction coefficient is detected for each wheel by changing the driving torque of the target wheel. An object is to provide a coefficient detection device.
上記の技術的課題を解決するために、この発明は、路面摩擦係数検出時における車両のヨーイングに応じて後輪または前輪の操舵角を制御するように構成したものである。より具体的には、請求項1の発明は、複数の車輪のいずれか一輪に独立して駆動力もしくは制動力を与えることができるとともに、後輪を運転者の操舵操作によらずに操舵可能であり、かつ前記一輪の駆動力もしくは制動力を変化させることに基づいて路面摩擦係数を検出する路面摩擦係数検出制御装置において、前記路面摩擦係数を検出するために変化させた前記一輪の駆動力もしくは制動力に基づいて車両のヨーモーメントを求める手段と、該手段で求められたヨーモーメントに起因するヨーイングを打ち消すように後輪の操舵角を補正する手段とを有していることを特徴とする装置である。 In order to solve the above technical problem, the present invention is configured to control the steering angle of the rear wheel or the front wheel in accordance with the yawing of the vehicle when the road surface friction coefficient is detected. More specifically, a first aspect of the invention, it is possible to independently to have shifted one wheel of the plurality of vehicle wheel apply a driving force or braking force, regardless of the rear wheel to the driver's steering operation a steerable and and the road surface friction coefficient detecting control device for detecting a road surface friction coefficient based on the changing the driving force or the braking force of said one wheel, is changed to detect the road surface friction coefficient the has means for determining yaw moment of the vehicle based on the driving force or the braking force of one wheel, and means for correcting the steering angle of the rear wheels to cancel the yaw due to the yaw moment obtained by said means It is the apparatus characterized by this.
また、請求項2の発明は、前記操舵角を補正する手段は、前記ヨーモーメントに基づく車体のヨーレートと車体スリップ角とのいずれか一方に基づいて前記操舵角の補正量を求める手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置である。
According to a second aspect of the present invention, the means for correcting the steering angle includes means for determining a correction amount of the steering angle based on one of a yaw rate of the vehicle body based on the yaw moment and a vehicle body slip angle. The apparatus according to
請求項1または2の発明によれば、路面摩擦係数を検出するために変化させた複数の車輪のいずれか一輪の駆動力または制動力に基づいて車両のヨーモーメントが求められ、その求められたヨーモーメントに起因するヨーイングをうち消すように後輪の操舵角が補正される。その補正量は、路面摩擦係数を検出するために変化させた前記駆動力もしくは制動力が要因となる車体のヨーレートもしくは車体スリップ角に基づいて求められる。したがって、路面摩擦係数検出時におけるヨーイングの発生を予測的に抑制でき、車両の走行安定性の低下を抑制できる。
According to the invention of
次に、この発明を具体例を用いて説明する。図2はこの発明で対象とする四輪操舵の四輪駆動車についての模式図である。ここに示す四輪駆動車は、前置きエンジン前輪駆動車を前提とするものであって、エンジン1がトランスミッション(変速機)およびトランスファならびに前部ディファレンシャルを含むトランスアクスル2に連結されている。そして前部ディファレンシャルはドライブシャフト4を介して前輪5,6に連結されている。また、トランスファにプロペラシャフト7を介して後部ディファレンシャル8が連結され、さらに後部ディファレンシャル8はドライブシャフト9を介して後輪10,11が連結されている。
Next, the present invention will be described using specific examples. FIG. 2 is a schematic view of a four-wheel drive four-wheel drive vehicle targeted by the present invention. The four-wheel drive vehicle shown here is premised on a front engine front wheel drive vehicle, and the
各車輪5,6,10,11にはそれぞれの回転速度を検出する回転速度センサ14,15,16,17と、各車輪5,6,10,11の制動をおこなうブレーキ機構18,19,20,21が設けられている。
The
また、前輪5,6の操舵をおこなうステアリング装置13が設けられており、この前輪ステアリング装置13には、ステアリングホイールおよびステアリングリンケージならびに油圧アクチュエータや操舵角センサなどが含まれ、ステアリングホイールの操作に応じて前輪5,6が操舵されるように構成されている。また、後輪10,11には電気的に制御されて後輪10,11に舵角を与える操舵機構12が連結され、ECU100を介したステアリング装置13からの指令によって、後輪10,11の操舵をおこなうように構成されている。
A
これらの回転速度センサ14,15,16,17やブレーキ機構18,19,20,21はECU100に接続されている。また、ディファレンシャル8や操舵機構12もECU100に接続されている。すなわち、ECU100が車両全体の制御をおこなうように構成されている。
These
前記トランスアクスル2にはトランスファの差動作用による前後輪側へのトルク分配率を制御する摩擦係合装置、および、前部ディファレンシャルの差動作用による左右の前輪5,6に対するトルクの分配率を制御するための摩擦係合装置(図示せず)が設けられ、また後部ディファレンシャル8にはその差動作用による左右の後輪10,11に対するトルク分配率を制御する摩擦係合装置(図示せず)が設けられている。したがって、これらの摩擦係合装置により、各前輪5,6および各後輪10,11のそれぞれに異なる駆動力を与えることができるように構成されている。このような機能を利用して、以下に説明するようにスリップが発生した時の駆動力と車輪5,6,10,11の回転速度から路面状態もしくは路面摩擦係数が検出される。
The
回転速度は回転速度センサ14,15,16,17で検出される。検出された回転速度信号はECU100で信号処理がおこなわれ、路面状態もしくは路面摩擦係数の推定がおこなわれる。そして、推定結果に基づいて、ブレーキ18,19,20,21の制動力が変更させられ、車輪5,6,10,11に対してそれぞれ独立して制動力が与えられる。
The rotational speed is detected by
ところで、路面摩擦係数の検出は、検出対象となる車輪に対して駆動力を付与することによりおこなわれる。路面摩擦係数の検出は一輪ごとにおこなわれるので、車両の左右での駆動力に相違が生じ、これがヨーイングを生じさせる要因となる。このような路面摩擦係数の検出時におけるヨーイングを防止するために、以下に示す制御を実行するように構成されている。図1はこのヨーイングを抑制するように後輪の操舵角を制御するための制御ブロック図である。まず、追加的に付加した駆動力から車両のヨーモーメントが求められる(ブロックB1)。このヨーモーメントは以下の式により算出される。
ただし、F1,F2,F3,F4:各輪に付与される駆動力、J1,J2,J3,J4:各輪の慣性質量、ω1,ω2,ω3,ω4:各輪の車輪角速度、(1,2:前輪左右輪 3,4:後輪左右輪)、Df:前輪のトレッド幅、Dr:後輪のトレッド幅、Rf:前輪のタイヤ半径、Rr:後輪のタイヤ半径、M:ヨーモーメント、である。
However, F1, F2, F3, F4: the driving force applied to each wheel, J1, J2, J3, J4: inertial mass of each wheel, ω1, ω2, ω3, ω4 : Car wheel angle speed of each wheel, (1, 2: front left and
また、ステアリングの操舵角より後輪の実操舵角δrを演算により求める(ブロックB2)。そして、ヨーイング発生を抑制するために必要な後輪の補正角Δδrを求める(ブロックB3)。なお、後輪の補正角Δδrは以下のようにして導くことができる。 Further, the actual steering angle δr of the rear wheels is obtained by calculation from the steering angle of the steering (block B2). Then, the rear wheel correction angle Δδr necessary for suppressing the occurrence of yawing is obtained (block B3). The rear wheel correction angle Δδr can be derived as follows.
まず、後輪を操舵したときのヨーレートは以下の式で表される。
S:ラプラス演算子、Grm:モーメント付与によるヨーレートゲイン、Grr:後輪操舵によるヨーレートゲイン、Trr:後輪操舵によるヨーレート時定数、Trm:モーメント付与によるヨーレート時定数、M:駆動力付与により発生するモーメント(数1で求めたモーメント)、δr:後輪実操舵角、m:車重、I:ヨー方向慣性モーメント、Lホイールベース、Lf:重心から前軸までの距離、Lr:重心から後軸までの距離、V:車速、KfおよびKr:前後輪コーナリングパワー(それぞれ一輪分)、kh:スタビリティーファクタ、である。 S: Laplace operator, Grm: Yaw rate gain by moment application, Grr: Yaw rate gain by rear wheel steering, Trr: Yaw rate time constant by rear wheel steering, Trm: Yaw rate time constant by moment application, M: Generated by driving force application Moment (moment obtained by Equation 1), δr: actual steering angle of rear wheel, m: vehicle weight, I: moment of inertia in yaw direction, L wheelbase, Lf: distance from center of gravity to front axis, Lr: rear axis from center of gravity Distance, V: vehicle speed, Kf and Kr: front and rear wheel cornering power (each for one wheel), kh: stability factor.
ここで、駆動力付加によるヨーレートとモーメント付加によるヨーレートとが相殺されて零になれば、ヨーイングは発生しないことになる。したがって以下の式が成立する。
モーメント演算部(ブロックB1)で求められたモーメントは駆動系の伝達関数に入力されヨーレートが求められる(ブロックB6)。そして、ブロックB4とブロックB6で求められたヨーレートが合算され、制御量としてヨーレートが零となるように操舵角の補正がおこなわれる。 The moment obtained by the moment calculator (block B1) is input to the transfer function of the drive system to obtain the yaw rate (block B6). Then, the yaw rates obtained in block B4 and block B6 are added together, and the steering angle is corrected so that the yaw rate becomes zero as the control amount.
上記実施例では、後輪の実操舵角補正値Δδrを求めるのにヨーレートを用いて算出したが、駆動力が付加されたことによる旋回の接線方向と車両の進行方向との角度が大きくなった場合、すなわち車体スリップ角が大きくなった場合には車体スリップ角を制御量として制御をおこなう方が、運転者の感じる車両の不安定感が低くなる場合がある。この車体スリップ角を制御量として制御をおこなう場合についても図1に示したヨーレートを制御量として制御をおこなう場合と同様であるが、若干異なる部分があるので、その異なる部分について説明する。 In the above embodiment, the yaw rate is used to determine the actual steering angle correction value Δδr for the rear wheel, but the angle between the tangential direction of the turn and the traveling direction of the vehicle due to the addition of the driving force has increased. In this case, that is, when the vehicle body slip angle is increased, the vehicle instability may be lower when the control is performed using the vehicle body slip angle as a control amount. Although similar to a case of performing also control the Yo Reto shown in FIG. 1 as a control amount, the case of controlling the vehicle body slip angle as the control amount, there is a slightly different portion will be described for the different parts.
まず、追加的に付加した駆動力から車両のヨーモメントが求められるのは上記実施例と同様である(ブロックB1)。また、モーメントを求めるのに必要となる式も数1と同じである。 First, the vehicle yamment is obtained from the additionally applied driving force as in the above-described embodiment (block B1). In addition, the expression necessary for obtaining the moment is the same as in Equation (1).
次に、後輪を操舵したときの車体スリップ角は後輪実操舵角をδβ、車体スリップ角をβrとすると以下の式で表される。
S:ラプラス演算子、Grm:モーメント付与によるヨーレートゲイン、Grr:後輪操舵によるヨーレートゲイン、Trr:後輪操舵によるヨーレート時定数、Trm:モーメント付与によるヨーレート時定数、M:駆動力付与により発生するモーメント(数1で求めたモーメント)、δr:後輪実操舵角、m:車重、I:ヨー方向慣性モーメント、Lホイールベース、Lf:重心から前軸までの距離、Lr:重心から後軸までの距離、V:車速、KfおよびKr:前後輪コーナリングパワー(それぞれ一輪分)、kh:スタビリティーファクタ、である。 S: Laplace operator, Grm: Yaw rate gain by moment application, Grr: Yaw rate gain by rear wheel steering, Trr: Yaw rate time constant by rear wheel steering, Trm: Yaw rate time constant by moment application, M: Generated by driving force application Moment (moment obtained by Equation 1), δr: actual steering angle of rear wheel, m: vehicle weight, I: moment of inertia in yaw direction, L wheelbase, Lf: distance from center of gravity to front axis, Lr: rear axis from center of gravity Distance, V: vehicle speed, Kf and Kr: front and rear wheel cornering power (each for one wheel), kh: stability factor.
ここで、後輪操舵による車体スリップとモーメント付加による車体スリップとが相殺されて零になれば、車体スリップは発生しないことになる。したがって以下の式が成立する。
一方、モーメント演算部(ブロックB1)で求められたモーメントは駆動系の伝達関数に入力され車体スリップ角が求められる(ブロックB6)。そして、ブロックB5とブロックB6で求められた車体スリップ角が合算され、操舵角の補正がおこなわれる。 On the other hand, the moment obtained by the moment calculator (block B1) is input to the transfer function of the drive system to obtain the vehicle body slip angle (block B6). Then, the vehicle body slip angles obtained in block B5 and block B6 are added together, and the steering angle is corrected.
したがって、路面摩擦係数を検出するために車輪に与えた駆動力から、ヨーモーメントが求められ、そのヨーモーメントにより発生するヨーイングまたは車体のスリップをうち消すように実操舵角が補正される。したがって、路面摩擦係数検出時におけるヨーイングの発生を予測的に抑制でき、車両の走行安定性の低下を抑制できる。 Therefore, the yaw moment is obtained from the driving force applied to the wheels to detect the road surface friction coefficient, and the actual steering angle is corrected so as to eliminate the yawing or the slip of the vehicle body caused by the yaw moment. Therefore, the occurrence of yawing at the time of detecting the road surface friction coefficient can be suppressed in a predictable manner, and a decrease in running stability of the vehicle can be suppressed.
なお、本発明は、上記実施例に限定されない。上記実施例では、四輪駆動の四輪操舵装置を有する車両について述べたが、前輪駆動や後輪駆動の四輪操舵装置を有する車両についても本発明を適用することができる。また、四輪全てに車輪内モータを有する車両や、前輪もしくは後輪にのみ車輪内モータを有する車両についても本発明を適用することができる。つまり、少なくとも前輪または後輪にそれぞれ独立して制動力を加えることが可能で、各車輪独立して車輪の回転速度が検出可能なように構成されている車両であればよい。さらにまた、四輪操舵装置は、従来一般には、前輪の操舵に連動して後輪を操舵するように構成されているが、この発明では、前輪の操舵に連動することなく後輪を操舵できる装置を搭載している車両に適用することができる。 In addition, this invention is not limited to the said Example. In the above embodiment, a vehicle having a four-wheel drive four-wheel steering device has been described. However, the present invention can also be applied to a vehicle having a front-wheel drive or rear-wheel drive four-wheel steering device. Further, the present invention can be applied to a vehicle having in-wheel motors on all four wheels, and a vehicle having in-wheel motors only on front wheels or rear wheels. In other words, any vehicle that can apply braking force to at least the front wheels or the rear wheels independently and can detect the rotational speed of each wheel independently may be used. Furthermore, the four-wheel steering device is conventionally configured to steer the rear wheel in conjunction with the steering of the front wheel, but in the present invention, the rear wheel can be steered without being interlocked with the steering of the front wheel. It can be applied to a vehicle equipped with the device.
1…エンジン、 5,6,10,11…車輪、 14,15,16,17…回転速度センサ、 18,19,20,21…ブレーキ機構、 22,23,24,25…駆動モータ、 101…モータECU、 100…ECU。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記路面摩擦係数を検出するために変化させた前記一輪の駆動力もしくは制動力に基づいて車両のヨーモーメントを求める手段と、
該手段で求められたヨーモーメントに起因するヨーイングを打ち消すように後輪の操舵角を補正する手段と
を有していることを特徴とする路面摩擦係数検出制御装置。 It is possible to provide a plurality of driving force have shifted one wheel to independently car wheels or the braking force, a steerable regardless the rear wheel to the driver's steering operation, and the driving force of said one wheel or braking the road surface friction coefficient detection control apparatus for detecting a road surface friction coefficient based on the varying power,
Means for determining a yaw moment of the vehicle based on the driving force or the braking force of said one wheel is varied to detect the road surface friction coefficient,
A road surface friction coefficient detection control device comprising: means for correcting the steering angle of the rear wheels so as to cancel yawing caused by the yaw moment obtained by the means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004122230A JP4244849B2 (en) | 2004-04-16 | 2004-04-16 | Road surface friction coefficient detection controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004122230A JP4244849B2 (en) | 2004-04-16 | 2004-04-16 | Road surface friction coefficient detection controller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005306081A JP2005306081A (en) | 2005-11-04 |
JP4244849B2 true JP4244849B2 (en) | 2009-03-25 |
Family
ID=35435343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004122230A Expired - Fee Related JP4244849B2 (en) | 2004-04-16 | 2004-04-16 | Road surface friction coefficient detection controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4244849B2 (en) |
-
2004
- 2004-04-16 JP JP2004122230A patent/JP4244849B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005306081A (en) | 2005-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5830554B2 (en) | Control method for four-wheel steering vehicle | |
JP4930007B2 (en) | Steering angle control device for vehicle | |
JP3046108B2 (en) | Steering force control method for vehicle with differential limiting device | |
JP4556775B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP3946294B2 (en) | Braking force control device | |
JP2005112008A (en) | Vehicular integrated control device | |
JPH10138785A (en) | Yaw moment control device for vehicle | |
US20060069480A1 (en) | Apparatus and method for controlling vehicular motion | |
US6810317B2 (en) | System and method for controlling and/or regulating the handling characteristics of a motor vehicle | |
JP2008239115A (en) | Vehicle operation controller | |
JP4600126B2 (en) | Vehicle attitude control device | |
JP2006187047A (en) | Driving force controller for four-wheel independent drive vehicle | |
JP2010158963A (en) | Device and method for controlling vehicle | |
CN110799409B (en) | Steer-by-wire system with torque vectoring and integrated antiskid control | |
JP2008037132A (en) | Electric power steering device | |
JP4556643B2 (en) | Vehicle braking / driving force control device | |
JP5347500B2 (en) | Vehicle control apparatus and vehicle control method | |
JP7348262B2 (en) | Step-by-step detection of the appearance of torque steer | |
JP4244849B2 (en) | Road surface friction coefficient detection controller | |
JP2001233230A (en) | Vehicle attitude control device | |
JP2006315452A (en) | Steering control device of vehicle | |
JP6734905B2 (en) | Vehicle behavior stabilization device | |
JP4349204B2 (en) | Left and right independent drive type vehicle | |
JP2001233229A (en) | Vehicle attitude control device | |
CN112424055A (en) | Weighting of auxiliary function applications in an auxiliary steering system of a vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060807 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080527 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080723 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081216 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081229 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120116 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130116 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130116 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |