JP4628024B2

JP4628024B2 - Slip determination device, slip determination method, and vehicle motion control device using the same

Info

Publication number: JP4628024B2
Application number: JP2004185830A
Authority: JP
Inventors: 新也工藤
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2024-06-24
Also published as: JP2006007891A

Description

本発明は、スリップ判定装置および方法、ならびにそれを用いた車両運動制御装置に関する。 The present invention relates to a slip determination device and method, and a vehicle motion control device using the same.

トラクション制御、制動力制御またはトルク配分制御に代表される車両の運動状態制御では、その制御精度の向上を図るべく、車輪と路面との間のグリップ状態に着目した制御が行われている。グリップ状態は、車輪に生じているすべりの有無、或いは、路面状態を推定することにより、特定することができる。 In vehicle motion state control represented by traction control, braking force control, or torque distribution control, control focusing on the grip state between the wheel and the road surface is performed in order to improve the control accuracy. The grip state can be specified by estimating the presence or absence of a slip occurring on the wheel or the road surface state.

例えば、特許文献１には、ヨーレート等の車両の状態量に着目し、車両に生じる実際の状態量と、予め設定された基準値との偏差に基づいて、ハイドロプレーニング状態を判定する手法が開示されている。特許文献２には、カメラから得られる撮像画像において、路面の光沢の有無を検出することで路面状態を検出する装置が開示されている。特許文献３には、水膜センサによってタイヤと路面との間に存在する水膜が検出された場合、路面粗さが小さくかつ車速が大きいほど路面が滑り易いと判定する装置が開示されている。
特開平０８−３２４４０９号公報特開２０００−１８０３７８号公報特開２００１−９９７７９号公報 For example, Patent Literature 1 discloses a method for determining a hydroplaning state based on a deviation between an actual state amount generated in a vehicle and a preset reference value, focusing on a vehicle state amount such as a yaw rate. Has been. Patent Document 2 discloses an apparatus that detects a road surface state by detecting the presence or absence of road surface gloss in a captured image obtained from a camera. Patent Document 3 discloses an apparatus that determines that a road surface is more slippery as the road surface roughness is smaller and the vehicle speed is higher when a water film present between the tire and the road surface is detected by a water film sensor. .
Japanese Patent Laid-Open No. 08-324409 JP 2000-180378 A JP 2001-99779 A

しかしながら、特許文献２に開示された手法では、路面全体のすべり易さを推定することはできるものの、車輪が実際にすべっているか否かを検出することは困難である。また、特許文献１または特許文献３に開示された手法では、すべての車輪という全体的な視点からすべり易さを判定しているに過ぎず、車輪単位ですべりが生じているか否かを判定することが困難である。車両制御の精度向上といった観点からは、どの車輪がすべっているのかを検出することが好ましい。 However, with the technique disclosed in Patent Document 2, although it is possible to estimate the ease of slipping of the entire road surface, it is difficult to detect whether or not the wheels are actually slipping. Further, in the method disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 3, the ease of slipping is only determined from the overall viewpoint of all wheels, and it is determined whether or not slipping occurs on a wheel basis. Is difficult. From the viewpoint of improving the accuracy of vehicle control, it is preferable to detect which wheel is slipping.

そこで、本発明の目的は、すべりが生じているか否かを車輪単位で精度よく判定することである。 Therefore, an object of the present invention is to accurately determine whether or not a slip has occurred on a wheel basis.

また、本発明の別の目的は、車輪に生じているすべりの有無を判定することにより、車両の運動状態の制御を精度よく実行することである。 Another object of the present invention is to accurately control the motion state of a vehicle by determining the presence or absence of a slip occurring on a wheel.

かかる課題を解決するために、第１の発明は、スリップ判定装置を提供する。このスリップ判定装置は、それぞれの車輪に作用する作用力として車軸に生じる応力のうち、車輪中心面に平行な方向に発生する前後力と、鉛直方向に発生する上下力とを直接的に検出する検出部と、それぞれの車輪に関して、検出部によって検出された前後力の現在値が、これよりもタイミング的に前に検出された前後力から減少し、かつ、検出部によって検出された上下力の現在値が、これよりもタイミング的に前に検出された上下力から減少していない場合、車輪にすべりが生じていると判定する判定部とを有する。
In order to solve this problem, the first invention provides a slip determination device. This slip determination device directly detects the longitudinal force generated in the direction parallel to the wheel center plane and the vertical force generated in the vertical direction out of the stress generated in the axle as the acting force acting on each wheel. For the detection unit and each wheel, the current value of the longitudinal force detected by the detection unit is reduced from the longitudinal force detected earlier in terms of timing, and the vertical force detected by the detection unit And a determination unit that determines that the wheel is slipping when the current value is not decreased from the vertical force detected earlier in time than the current value .

また、第２の発明は、スリップ判定装置を提供する。このスリップ判定装置は、スロットル開度、エンジン回転数およびシフトポジションを含む車両の運転状態量を検出する状態量センサと、車輪に作用する作用力として車軸に生じる応力のうち車輪中心面に平行な方向に発生する前後力と鉛直方向に発生する上下力とを直接的に検出する検出部と、車両の運転状態量と、車両に要求される作用力との対応関係を規定した変換マップを参照し、検出された運転状態量に基づいて、ドライバーによって車両に要求される作用力を特定するとともに、特定された作用力と、検出された作用力とを比較することによって、車輪にすべりが生じているか否かを判定する判定部とを有する。 Moreover, 2nd invention provides the slip determination apparatus. This slip determination device includes a state quantity sensor that detects a driving state quantity of a vehicle including a throttle opening, an engine speed, and a shift position, and parallel to the wheel center plane among stresses generated on an axle as acting force acting on a wheel. Refers to a conversion map that defines the correspondence between the detection unit that directly detects the longitudinal force generated in the direction and the vertical force generated in the vertical direction, the amount of driving state of the vehicle, and the acting force required of the vehicle Then, based on the detected driving state quantity, the action force required for the vehicle by the driver is specified, and the wheel is slipped by comparing the specified action force with the detected action force. And a determination unit for determining whether or not.

ここで、第１の発明または第２の発明において、スリップ判定装置は、車輪の車輪速度を検出する車輪速センサをさらに有していてもよい。この場合、判定部は、検出された車輪速度の現在値と、現在値よりもタイミング的に前に検出された車輪速度とをさらに比較することにより、車輪にすべりが生じているか否かを判定することが好ましい。 Here, in the first invention or the second invention, the slip determination device may further include a wheel speed sensor that detects a wheel speed of the wheel. In this case, the determination unit determines whether or not the wheel has slipped by further comparing the current value of the detected wheel speed with the wheel speed detected before the current value in terms of timing. It is preferable to do.

さらに、第１の発明または第２の発明において、検出部は、複数の車輪を備える車両において車輪のそれぞれに作用する作用力を検出してもよい。この場合、判定部は、車輪のそれぞれを処理対象として、車輪にすべりが生じているか否かを判定することが好ましい。 Furthermore, in the first invention or the second invention, the detection unit may detect an acting force acting on each of the wheels in a vehicle including a plurality of wheels. In this case, it is preferable that the determination unit determines whether or not the wheel is slipping with each wheel as a processing target.

また、第３の発明は、上述した第１または第２の発明にかかるスリップ判定装置と、スリップ判定装置による判定結果に基づいて、車両の運動状態を制御する制御部とを有する車両運動制御装置を提供する。 Moreover, 3rd invention is a vehicle motion control apparatus which has the slip determination apparatus concerning 1st or 2nd invention mentioned above, and the control part which controls the motion state of a vehicle based on the determination result by a slip determination apparatus. I will provide a.

ここで、第３の発明において、制御部は、スリップ判定装置によって車輪にすべりが生じていると判定された場合には、車輪のすべりに起因して車両に生じるヨーモーメントを抑制するように、車輪の操舵角、車輪に与えられる制動力、または車輪に与えられる駆動力を制御することが好ましい。 Here, in the third invention, when the control unit determines that the wheel slips by the slip determination device, the control unit suppresses the yaw moment generated in the vehicle due to the wheel slip, It is preferable to control the steering angle of the wheel, the braking force applied to the wheel, or the driving force applied to the wheel.

また、第３の発明において、制御部は、スリップ判定装置によって車輪にすべりが生じていると判定された場合には、路面に対する車輪のグリップ力が大きくなるように、車速を減少させることが好ましい。 In the third aspect of the invention, the controller preferably reduces the vehicle speed so that the gripping force of the wheel against the road surface increases when it is determined by the slip determination device that the wheel is slipping. .

さらに、第４の発明は、スリップ判定方法を提供する。このスリップ判定方法は、それぞれの車輪に作用する作用力として車軸に生じる応力のうち、車輪中心面に平行な方向に発生する前後力と、鉛直方向に発生する上下力とを直接的に検出する第１のステップと、それぞれの車輪に関して、検出部によって検出された前後力の現在値が、これよりもタイミング的に前に検出された前後力から減少し、かつ、検出部によって検出された上下力の現在値が、これよりもタイミング的に前に検出された上下力から減少していない場合、車輪にすべりが生じていると判定する第２のステップを有する。 Furthermore, the fourth invention provides a slip determination method. This slip determination method directly detects the longitudinal force generated in the direction parallel to the wheel center plane and the vertical force generated in the vertical direction among the stresses generated on the axle as the acting force acting on each wheel. For the first step and each wheel, the current value of the longitudinal force detected by the detection unit decreases from the longitudinal force detected earlier in terms of timing, and the vertical value detected by the detection unit If the current value of the force has not decreased from the vertical force detected earlier in time than this , a second step of determining that the wheel is slipping is provided .

また、第５の発明は、スリップ判定方法を提供する。このスリップ判定方法は、スロットル開度、エンジン回転数およびシフトポジションを含む車両の運転状態量を検出するとともに、車輪に作用する作用力として車軸に生じる応力のうち車輪中心面に平行な方向に発生する前後力と鉛直方向に発生する上下力とを直接的に検出する第１のステップと、車両の運転状態量と、車両に要求される作用力との対応関係を規定した変換マップを参照し、検出された運転状態量に基づいて、ドライバーによって車両に要求される作用力を特定する第２のステップと、特定された作用力と、検出された作用力とを比較することによって、車輪にすべりが生じているか否かを判定する第３のステップとを有する。 Moreover, 5th invention provides the slip determination method. This slip determination method detects the amount of driving state of the vehicle including the throttle opening, engine speed, and shift position, and is generated in the direction parallel to the wheel center plane among the stresses generated on the axle as acting force acting on the wheels. Refer to a conversion map that defines the correspondence between the first step for directly detecting the longitudinal force and the vertical force generated in the vertical direction, the amount of driving state of the vehicle, and the acting force required for the vehicle. A second step of identifying the acting force required for the vehicle by the driver based on the detected driving state quantity, and comparing the identified acting force with the detected acting force ; And a third step of determining whether or not slipping has occurred.

本発明によれば、作用力を経時的にモニタリングし、この作用力の推移に基づいて、車輪にすべりが生じているか否かが判定される。本発明の検出部は、車輪の作用する力を車輪単位で検出することができるので、車輪単位におけるすべりを判定することができる。また、検出部は、作用力を直接的に検出する関係上、その値を精度よく検出する。そのため、検出結果から、すべりの有無を精度よく判定することが可能となる。さらに、このような判定結果に基づいて、車両の運動状態を制御することにより、すべりによる車両の不安定な運動状態を解消することができるので、操安性向上を図ることができる。 According to the present invention, the acting force is monitored over time, and it is determined whether or not the wheel is slipping based on the transition of the acting force. Since the detection part of this invention can detect the force which a wheel acts per wheel, it can determine the slip per wheel. In addition, the detection unit detects the value with high accuracy because the acting force is directly detected. Therefore, it is possible to accurately determine the presence / absence of a slip from the detection result. Furthermore, based on such judgment result, by controlling the motion state of the vehicle, since an unstable state of motion of the vehicle by the sliding can be eliminated and the child is, it is possible to steering stability improves.

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態にかかる車両運動制御装置が適用された車両の説明図である。この車両は、前後四輪で駆動する四輪駆動車である。エンジン１のクランクシャフト（図示せず）からの動力は、自動変速機２、センタディファレンシャル装置３を介して、前輪側および後輪側の駆動軸（車軸）４へとそれぞれ伝達される。車軸４に動力が伝達されると、車輪５に回転トルクが加えられ、これにより、車輪５に駆動力が発生する。 (First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram of a vehicle to which the vehicle motion control device according to the present embodiment is applied. This vehicle is a four-wheel drive vehicle driven by four front and rear wheels. Power from a crankshaft (not shown) of the engine 1 is transmitted to a front wheel side and a rear wheel side drive shaft (axle) 4 via an automatic transmission 2 and a center differential device 3, respectively. When power is transmitted to the axle 4, rotational torque is applied to the wheels 5, thereby generating driving force on the wheels 5.

この四輪駆動車のステアリング装置には、操舵用の車輪（前輪）５と、ハンドル６とが機械的に分離したステアバイワイヤ機構が採用されている。このステアバイワイヤ機構では、ハンドル角θhと操舵角δfとの関係が任意に設定される。ドライバーによって回転操作されるハンドル６は、操舵入力軸７の一端に固定的に取付けられている。操舵入力軸７の他端は、第１の動力伝達機構８に接続されており、この第１の動力伝達機構８には、第１のモータ９の出力軸が接続されている。これにより、第１のモータ９において発生した動力は、第１の動力伝達機構８および操舵入力軸７を介し、操舵反力としてハンドル６に伝達される。 This steering device for a four-wheel drive vehicle employs a steer-by-wire mechanism in which a steering wheel (front wheel) 5 and a handle 6 are mechanically separated. In this steer-by-wire mechanism, the relationship between the handle angle θh and the steering angle δf is arbitrarily set. A handle 6 that is rotated by a driver is fixedly attached to one end of a steering input shaft 7. The other end of the steering input shaft 7 is connected to the first power transmission mechanism 8, and the output shaft of the first motor 9 is connected to the first power transmission mechanism 8. Accordingly, the power generated in the first motor 9 is transmitted to the handle 6 as a steering reaction force via the first power transmission mechanism 8 and the steering input shaft 7.

一方、前輪５は、その操舵角δfが操舵アクチュエータとしての第２のモータ１０によって設定される。この第２のモータ１０は、その出力軸が第２の動力伝達機構１１に接続されており、第２のモータにおける動力は、この第２の動力伝達機構１１を介して、操舵出力軸１２へと伝達される。操舵出力軸１２には、前輪５に接続したラック１３と歯合するピニオン１４が固定的に取付けられている。このため、第２のモータ１０から伝達された動力によりピニオン１４が回転すると、ラック１３が軸線方向に変位し、この変位に応じて、前輪５の操舵角δfが変化する。 On the other hand, the steering angle δf of the front wheel 5 is set by a second motor 10 as a steering actuator. The output shaft of the second motor 10 is connected to the second power transmission mechanism 11, and the power in the second motor is transmitted to the steering output shaft 12 via the second power transmission mechanism 11. Is communicated. A pinion 14 that meshes with a rack 13 connected to the front wheel 5 is fixedly attached to the steering output shaft 12. For this reason, when the pinion 14 is rotated by the power transmitted from the second motor 10, the rack 13 is displaced in the axial direction, and the steering angle δf of the front wheel 5 changes according to this displacement.

第１および第２のモータ９，１０の動作量は、車輪制御装置１５によって制御される。車輪制御装置１５には、これらのモータ９，１０の動作制御を行うために、各種センサ１６〜１９からの検出信号が入力されている。ハンドル角センサ１６は、操舵入力軸７に取付けられており、ハンドル６のハンドル角（例えば、中立位置からの回転角）を検出する。操舵角センサ１７は、操舵出力軸１２に取付けられており、操舵出力軸１２の回転角を検出することにより、前輪５の操舵角（中立位置からの回転角）δfを検出する。トルクセンサ１８は、操舵出力軸１２に取付けられており、操舵出力軸１２に作用するトルク（路面反力トルク）を検出する。車輪速センサ１９は、車輪５の車輪速度ｖを検出するセンサであり、４つの車輪５のそれぞれに設けられている。 The operation amounts of the first and second motors 9 and 10 are controlled by the wheel control device 15. Detection signals from various sensors 16 to 19 are input to the wheel control device 15 in order to control the operation of the motors 9 and 10. The handle angle sensor 16 is attached to the steering input shaft 7 and detects the handle angle of the handle 6 (for example, the rotation angle from the neutral position). The steering angle sensor 17 is attached to the steering output shaft 12, and detects the steering angle (rotation angle from the neutral position) δf of the front wheels 5 by detecting the rotation angle of the steering output shaft 12. The torque sensor 18 is attached to the steering output shaft 12 and detects torque (road reaction force torque) acting on the steering output shaft 12. The wheel speed sensor 19 is a sensor that detects the wheel speed v of the wheel 5, and is provided on each of the four wheels 5.

前輪５の操舵角δfを制御する場合、車輪制御装置１５は、まず、車速（車輪速度ｖ）に基づいて、ステアリングギヤ比を特定する。通常、ステアリングギヤ比は、車速に応じて可変的に設定されており、実験やシミュレーションを通じて、ステアリングギヤ比と車速との対応関係が適切に設定されたマップ等を参照することにより、一義的に特定される。つぎに、特定されたステアリングギヤ比と、検出されたハンドル角とに基づいて、操舵角δfの目標値である目標操舵角δf^＊が算出される。そして、検出された現在の操舵角δfに基づいて、目標操舵角δf^＊を実現するための第２のモータ１０の制御量が算出される。算出された制御量Ｔwは、第２のモータ１０に出力され、制御量に応じて第２のモータ１０が動作することにより、車輪５の操舵角δfが目標操舵角δf^＊に調整される。 When the steering angle δf of the front wheel 5 is controlled, the wheel control device 15 first specifies the steering gear ratio based on the vehicle speed (wheel speed v). Normally, the steering gear ratio is variably set according to the vehicle speed. By referring to a map or the like in which the correspondence relationship between the steering gear ratio and the vehicle speed is appropriately set through experiments and simulations, the steering gear ratio is uniquely set. Identified. Next, a target steering angle δf ^*, which is a target value of the steering angle δf, is calculated based on the specified steering gear ratio and the detected steering wheel angle. Based on the detected current steering angle δf, the control amount of the second motor 10 for realizing the target steering angle δf ^* is calculated. The calculated control amount Tw is output to the second motor 10, and the second motor 10 operates according to the control amount, so that the steering angle δf of the wheel 5 is adjusted to the target steering angle δf ^* .

また、車輪制御装置１５は、予め実験やシミュレーションを通じて作成された係数テーブルを参照し、車速に対応したトルク係数を決定する。決定されたトルク係数、検出されたハンドル角、および、検出された路面反力トルクに基づいて、操舵反力の目標値が算出され、この目標値に応じた第１のモータ９の制御量が算出される。算出された制御量は、第１のモータ９に出力され、制御量に応じて第１のモータ９が動作することにより、ハンドル角に対応した操舵反力がハンドル６に付与されることとなる。 The wheel control device 15 determines a torque coefficient corresponding to the vehicle speed with reference to a coefficient table created in advance through experiments and simulations. A target value of the steering reaction force is calculated based on the determined torque coefficient, the detected steering wheel angle, and the detected road surface reaction force torque, and the control amount of the first motor 9 corresponding to the target value is calculated. Calculated. The calculated control amount is output to the first motor 9, and the first motor 9 operates according to the control amount, whereby a steering reaction force corresponding to the handle angle is applied to the handle 6. .

図２は、車両運動制御装置のブロック構成図である。この車両運動制御装置２０は、スリップ判定装置３０と、制御部４０とを主体に構成されている。スリップ判定装置３０は、スリップ判定、すなわち、車輪５に（路面との間で）すべりが生じているか否かを判定する装置であり、検出部３１と判定部３２とを主体に構成されている。 FIG. 2 is a block diagram of the vehicle motion control device. The vehicle motion control device 20 is mainly configured by a slip determination device 30 and a control unit 40. The slip determination device 30 is a device that determines slip determination, that is, whether or not the wheel 5 has slipped (between the road surface), and is mainly composed of a detection unit 31 and a determination unit 32. .

図３は、作用力の説明図である。検出部３１は、車輪５に作用する作用力を検出するセンサであり、４つの車輪５にそれぞれ設けられている。検出部３１によって検出される作用力としては、前後力Ｆx、横力Ｆyおよび上下力Ｆzが挙げられるが、本実施形態では、前後力Ｆxと上下力Ｆzとが重要である。前後力Ｆxは、車輪５の接地面に発生する摩擦力のうち車輪中心面に平行な方向に発生する分力であり、横力Ｆyは、車輪中心面に直角な方向に発生する分力である。上下力Ｆzは、鉛直方向に作用する力、いわゆる、垂直荷重である。個々の検出部３１は、ひずみゲージと、このひずみゲージから出力される電気信号を処理し、作用力に応じた検出信号を生成する信号処理回路とを主体に構成されている。車軸４に生じる応力は作用力に比例するという知得に基づき、ひずみゲージを車軸４に埋設することにより、作用力が直接的に検出される。なお、検出部３１の具体的な構成については、例えば、特開平０４−３３１３３６号公報および特開平１０−３１８８６２号公報に開示されているので、必要ならば参照されたい。 FIG. 3 is an explanatory diagram of the acting force. The detection unit 31 is a sensor that detects an acting force acting on the wheels 5, and is provided on each of the four wheels 5. The acting force detected by the detection unit 31 includes a longitudinal force Fx, a lateral force Fy, and a vertical force Fz. In the present embodiment, the longitudinal force Fx and the vertical force Fz are important. The longitudinal force Fx is a component force generated in the direction parallel to the wheel center plane among the friction force generated on the ground contact surface of the wheel 5, and the lateral force Fy is a component force generated in a direction perpendicular to the wheel center plane. is there. The vertical force Fz is a force acting in the vertical direction, so-called vertical load. Each detection unit 31 is mainly configured by a strain gauge and a signal processing circuit that processes an electrical signal output from the strain gauge and generates a detection signal corresponding to the acting force. Based on the knowledge that the stress generated on the axle 4 is proportional to the acting force, the acting force is directly detected by embedding a strain gauge in the axle 4. The specific configuration of the detection unit 31 is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 04-331336 and 10-318862, and should be referred to if necessary.

判定部３２は、車輪５のそれぞれを処理対象として、検出部３１によって検出された作用力を経時的にモニタリングし、作用力の推移に基づいて、すべりの有無を判定する。そして、車輪５にすべりが生じている場合には、「スリップ」との判定結果が出力され、それ以外の場合、すなわち、車輪５にすべりが生じていない場合には、「非スリップ」との判定結果が出力される。なお、判定部３２には、判定精度の向上といった観点から、検出部３１からの検出信号以外にも、各種センサ１９，３３からの検出信号が入力されている。車輪速センサ１９は、上述したように、車輪速度ｖを検出するセンサであり、状態量センサ３３は、ヨーレートγ、横加速度（車両の横方向の加速度）Ｙg、スロットル開度θtといった車両の運転状態量を検出するセンサである。 The determination unit 32 monitors the action force detected by the detection unit 31 over time for each of the wheels 5 as a processing target, and determines the presence or absence of a slip based on the transition of the action force. When the wheel 5 slips, a determination result of “slip” is output. In other cases, that is, when the wheel 5 does not slip, “non-slip” is output. The determination result is output. In addition to the detection signal from the detection unit 31, detection signals from the various sensors 19 and 33 are input to the determination unit 32 from the viewpoint of improving the determination accuracy. As described above, the wheel speed sensor 19 is a sensor that detects the wheel speed v, and the state quantity sensor 33 is a vehicle operation such as a yaw rate γ, a lateral acceleration (acceleration in the lateral direction of the vehicle) Yg, and a throttle opening θt. It is a sensor that detects a state quantity.

制御部４０は、スリップ判定装置３０による判定結果に基づいて、車両の運動状態を制御する。具体的には、スリップ判定装置３０による判定結果が「スリップ」の場合には、車輪制御装置１５を制御し、車輪５のすべりに起因して車両に生じるヨーモーメントを抑制するように、前輪５の操舵角δfが調整される。 The control unit 40 controls the motion state of the vehicle based on the determination result by the slip determination device 30. Specifically, when the determination result by the slip determination device 30 is “slip”, the wheel control device 15 is controlled so that the yaw moment generated in the vehicle due to the slip of the wheel 5 is suppressed. Is adjusted.

図４は、本実施形態に示す車両運動制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定間隔（例えば、100msec）で呼び出され、車両運動制御装置２０によって実行される。まず、ステップ１において、各種の検出値が読み込まれる。このステップ１において読み込まれる検出値は、ヨーレートγ（或いは横加速度Ｙg）、車輪速度ｖ、スロットル開度θt、前後力Ｆx、上下力Ｆzおよび操舵角δfである。 FIG. 4 is a flowchart showing a vehicle motion control routine shown in the present embodiment. This routine is called at a predetermined interval (for example, 100 msec) and executed by the vehicle motion control device 20. First, in step 1, various detection values are read. The detected values read in step 1 are the yaw rate γ (or lateral acceleration Yg), the wheel speed v, the throttle opening θt, the longitudinal force Fx, the vertical force Fz, and the steering angle δf.

ステップ２において、判定実行条件が成立しているか否かが判断される。この判定実行条件は、スリップ判定を行うのに適した走行状態を規定した条件であり、ヨーレートγ或いは横加速度Ｙgが０付近であること、スロットル開度θtが一定であること等がこれに該当する。後述するように、すべりの有無は、所定期間（例えば、100msec）における前後力Ｆxの推移に着目して判断される。そこで、すべり以外の外乱の影響が検出値に生じづらい走行条件である等速直進走行時、スリップ判定を実行することが好ましい。そのため、ステップ３以降の実質的な判定処理を行う前提として、ステップ２の判断が設けられている。前者の条件は、ヨーレートγ或いは横加速度Ｙgの現在値が、０を基準値とする所定範囲内に存在するか否かにより（｜γ｜≦γth，｜Ｙg｜≦Ｙgth）、判断することができる。これに対して、後者の条件は、スロットル開度θtの経時的な変化量Δθtが判定値θtth以下であるか否かにより（Δθt≦θtth）、判断することができる。このステップ２において肯定判定された場合、すなわち、判定実行条件を具備する場合には（実行条件成立）、ステップ３に進む。一方、ステップ２において否定判定された場合、すなわち、判定実行条件を具備しない場合には（実行条件非成立）、後述するステップ１１に進む。 In step 2, it is determined whether a determination execution condition is satisfied. This determination execution condition is a condition that defines a running state suitable for performing the slip determination, such as that the yaw rate γ or the lateral acceleration Yg is near 0, the throttle opening θt is constant, and the like. To do. As will be described later, the presence or absence of slip is determined by paying attention to the transition of the longitudinal force Fx in a predetermined period (for example, 100 msec). Therefore, it is preferable to execute the slip determination at the time of straight traveling at a constant speed, which is a traveling condition in which the influence of disturbances other than slip does not easily occur in the detected value. Therefore, the determination in step 2 is provided as a premise for performing a substantial determination process after step 3. The former condition can be determined by whether or not the current value of the yaw rate γ or the lateral acceleration Yg is within a predetermined range with 0 as a reference value (| γ | ≦ γth, | Yg | ≦ Ygth). it can. On the other hand, the latter condition can be determined based on whether or not the change amount Δθt with time of the throttle opening θt is equal to or smaller than the determination value θtth (Δθt ≦ θtth). If an affirmative determination is made in step 2, that is, if the determination execution condition is satisfied (execution condition is satisfied), the process proceeds to step 3. On the other hand, if a negative determination is made in step 2, that is, if the determination execution condition is not satisfied (execution condition is not satisfied), the process proceeds to step 11 described later.

ステップ３において、スリップ判定フラグＦslpが「１」であるか否かが判断される。このスリップ判定フラグＦslpは初期的には「０」に設定されており、「１」は、現在の判定結果が「スリップ」であること意味する。このステップ３において否定判定された場合、すなわち、「スリップ」との判定結果が得られていない場合には、ステップ４に進む。一方、あるタイミングでスリップ判定フラグＦslpが「０」から「１」に一旦変更されると（「スリップ」との判定結果が出力されると）、それ以降は、判定結果が「非スリップ」となるまで、ステップ３の肯定判定に従い、後述するステップ９に進む。 In step 3, it is determined whether or not the slip determination flag Fslp is “1”. The slip determination flag Fslp is initially set to “0”, and “1” means that the current determination result is “slip”. If a negative determination is made in step 3, that is, if a determination result of “slip” has not been obtained, the process proceeds to step 4. On the other hand, when the slip determination flag Fslp is temporarily changed from “0” to “1” at a certain timing (when the determination result of “slip” is output), thereafter, the determination result is “non-slip”. Until this is true, the process proceeds to step 9 to be described later according to an affirmative determination in step 3.

ステップ４において、前後力Ｆxが減少したか否かが判断される。走行中、車輪５にすべりが発生すると、路面に対する車輪５のグリップ力が減少する。そのため、車輪５に与えられる駆動力が減少し、前後力Ｆxもその値が減少することとなる。そこで、このステップ４では、検出された前後力Ｆxの現在値と、この現在値よりもタイミング的に前に検出された前後力Ｆxとが比較される。具体的には、前回の処理タイミング（100msec前）における前後力Ｆxn-1を基準値として、現在の前後力Ｆxnが、この基準値Ｆxn-1に所定の定数ｋ1（ｋ1＜１）を乗算した値以下であるか否かが判断される。このステップ４において肯定判定された場合、すなわち、車輪５のすべりに相当する程度に前後力Ｆxが減少している場合には（Ｆxn≦ｋ1・Ｆxn-1）、ステップ５に進む。一方、ステップ４において否定判定された場合、すなわち、すべりに相当する程度に前後力Ｆxが減少していない場合には（Ｆxn＞ｋ1・Ｆxn-1）には、ステップ５以降の処理をスキップして、本ルーチンを抜ける。 In step 4, it is determined whether the longitudinal force Fx has decreased. When the wheel 5 slips during traveling, the grip force of the wheel 5 against the road surface decreases. As a result, the driving force applied to the wheel 5 decreases, and the value of the longitudinal force Fx also decreases. Therefore, in step 4, the current value of the detected longitudinal force Fx is compared with the longitudinal force Fx detected before the current value in terms of timing. Specifically, using the longitudinal force Fxn-1 at the previous processing timing (before 100 msec) as a reference value, the current longitudinal force Fxn multiplies the reference value Fxn-1 by a predetermined constant k1 (k1 <1). It is determined whether the value is equal to or less than the value. If an affirmative determination is made in step 4, that is, if the longitudinal force Fx is reduced to an extent corresponding to the slip of the wheel 5 (Fxn ≦ k1 · Fxn−1), the process proceeds to step 5. On the other hand, if a negative determination is made in step 4, that is, if the longitudinal force Fx has not decreased to an extent corresponding to a slip (Fxn> k1 · Fxn-1), the processing after step 5 is skipped. To exit this routine.

ステップ５において、車輪速度ｖが増加したか否かが判断される。走行中にすべりが発生した場合、グリップ力の減少にともない、車輪５の回転速度が増加する。そこで、判定精度の向上といった観点から、前後力Ｆxの減少が認められた車輪５を処理対象として、車輪速度ｖが増加している否かが更に判断される。このステップ５では、前タイミングにおける車輪速度ｖn-1と、現在の車輪速度ｖnとが比較され、現在の車輪速度ｖnが、従前の車輪速度ｖn-1に所定の定数ｋ2（ｋ2＞１）を乗算した値以上であるか否かが判断される。このステップ５において肯定判定された場合、すなわち、すべりに相当する程度に車輪速度ｖが増加している場合には（ｖn≧ｋ2・ｖn-1）、ステップ６に進む。一方、ステップ５において否定判定された場合、すなわち、すべりに相当する程度に車輪速度ｖが増加していない場合には（ｖn＜ｋ2・ｖn-1）、ステップ６以降の処理をスキップして、本ルーチンを抜ける。 In step 5, it is determined whether or not the wheel speed v has increased. When slip occurs during traveling, the rotational speed of the wheel 5 increases as the grip force decreases. Therefore, from the viewpoint of improving the determination accuracy, it is further determined whether or not the wheel speed v is increased with the wheel 5 in which the decrease in the longitudinal force Fx is recognized as a processing target. In Step 5, the wheel speed vn-1 at the previous timing is compared with the current wheel speed vn, and the current wheel speed vn is set to a predetermined constant k2 (k2> 1) for the previous wheel speed vn-1. It is determined whether or not the value is greater than the multiplied value. If the determination in step 5 is affirmative, that is, if the wheel speed v has increased to an extent corresponding to slip (vn ≧ k 2 · vn−1), the process proceeds to step 6. On the other hand, if a negative determination is made in step 5, that is, if the wheel speed v has not increased to an extent corresponding to the slip (vn <k 2 · vn−1), the processing after step 6 is skipped, Exit this routine.

ステップ６において、上下力Ｆzが減少したか否かが判断される。すべりの発生は、前後力Ｆxの減少として検出値に表われるが、前後力Ｆxの減少は、平坦路走行から坂路走行へ移った際にも生じ得る。そこで、坂路走行へ移行した状況をすべりと判断することを回避すべく、前後力Ｆxが減少しかつ車輪速度ｖが増加した車輪５を処理対象として、このステップ６の判断が行われる。坂路では、傾斜に応じて車両が水平方向から傾く関係上、垂直加重の作用方向（鉛直方向）と、検出部３１における上下力Ｆzの検出方向とがずれるため、検出値は、真値よりも小さな値となる。通常、車両が等速直進走行を行っている際に車両の垂直荷重が大きく変わることはないので、上下力Ｆzを経時的にモニタリングすることにより、坂路走行を判断することができる。具体的には、前タイミングにおける上下力Ｆzn-1と、現在の上下力Ｆznとが比較され、現在の上下力Ｆznが、従前の上下力Ｆzn-1に所定の定数ｋ3（ｋ3＜１）を乗算した値以下であるか否かが判断される。このステップ６において否定判定された場合、すなわち、坂路走行に相当する程度に上下力Ｆzが減少していない場合には（ｖn＞ｋ3・ｖn-1）、ステップ７に進む。一方、ステップ６において否定判定された場合、すなわち、坂路走行に相当する程度に上下力Ｆzが減少している場合には（ｖn≦ｋ3・ｖn-1）、本ルーチンを抜ける。 In step 6, it is determined whether the vertical force Fz has decreased. The occurrence of the slip appears in the detected value as a decrease in the longitudinal force Fx, but the decrease in the longitudinal force Fx can also occur when the vehicle moves from flat road traveling to slope traveling. Therefore, in order to avoid determining that the state of transition to the hill running is a slip, the determination in Step 6 is performed on the wheel 5 in which the longitudinal force Fx is decreased and the wheel speed v is increased as a processing target. On the slope, because the vehicle is tilted from the horizontal direction according to the tilt, the action direction of the vertical load (vertical direction) and the detection direction of the vertical force Fz in the detection unit 31 are shifted, so the detection value is greater than the true value. Small value. Usually, when the vehicle is traveling straight at a constant speed, the vertical load of the vehicle does not change greatly. Therefore, it is possible to determine traveling on a slope by monitoring the vertical force Fz over time. Specifically, the vertical force Fzn-1 at the previous timing is compared with the current vertical force Fzn, and the current vertical force Fzn sets a predetermined constant k3 (k3 <1) to the previous vertical force Fzn-1. It is determined whether the value is equal to or less than the multiplied value. If a negative determination is made in step 6, that is, if the vertical force Fz has not decreased to an extent corresponding to running on a slope (vn> k3 · vn-1), the process proceeds to step 7. On the other hand, if a negative determination is made in step 6, that is, if the vertical force Fz is reduced to an extent corresponding to running on a hill (vn ≦ k3 · vn−1), the routine is exited.

ステップ４〜６の複合判断により、ある車輪５にすべりが生じていると判断されると、判定結果が「スリップ」となり、スリップ判定フラグＦslpが「１」にセットされる（ステップ７）。そして、ステップ７に続くステップ８において、所定のスリップ処理を実行した後に、本ルーチンを抜ける。 If it is determined by the combined determination in steps 4 to 6 that a certain wheel 5 is slipping, the determination result is “slip”, and the slip determination flag Fslp is set to “1” (step 7). Then, in step 8 following step 7, after executing a predetermined slip process, the routine is exited.

図５は、スリップ処理ルーチンを示すフローチャートである。まず、ステップ８１において、状態量センサ３３によって検出されたヨーレートγが、正の値であるか否かが判断される。例えば、左回転時におけるヨーレートγの出力値を正と定義した場合には、状態量センサ３３のヨーレート検出値に基づいて、車両が左回転しているか否かを判断することができる。このステップ８１において肯定判定された場合、すなわち、車両が左回転している場合には（γ＞0）、ステップ８２に進む。ステップ８２では、現在の操舵角δfを参照し、この操舵角δfに対してΔδfだけ車輪５を右方向へ回転させた値が目標操舵角δf^＊として算出され、この演算値が車輪制御装置１５に対して出力される。これにより、車輪制御装置１５では、算出された目標操舵角δf^＊に基づいて、第２のモータ１０の制御量を算出し、車輪の操舵角δfが目標操舵角δf^＊に調整される。一方、ステップ８１において否定判定された場合、すなわち、車両が左回転していない場合には（γ≦0）、ステップ８３に進む。 FIG. 5 is a flowchart showing a slip processing routine. First, at step 81, it is determined whether or not the yaw rate γ detected by the state quantity sensor 33 is a positive value. For example, when the output value of the yaw rate γ during the left rotation is defined as positive, it can be determined whether the vehicle is rotating left based on the yaw rate detection value of the state quantity sensor 33. If an affirmative determination is made in step 81, that is, if the vehicle is turning left (γ> 0), the routine proceeds to step 82. In step 82, the current steering angle δf is referred to, and a value obtained by rotating the wheel 5 to the right by Δδf with respect to the steering angle δf is calculated as a target steering angle δf ^*. Is output for. As a result, the wheel control device 15 calculates the control amount of the second motor 10 based on the calculated target steering angle δf ^* , and the wheel steering angle δf is adjusted to the target steering angle δf ^* . On the other hand, if a negative determination is made in step 81, that is, if the vehicle is not turning counterclockwise (γ ≦ 0), the process proceeds to step 83.

ステップ８３において、ヨーレートγの値が負であるか否か、すなわち、車両が右回転しているか否かが判断される。このステップ８３において肯定判定された場合、すなわち、車両が右回転している場合には、ステップ８４に進む。そして、ステップ８４では、現在の操舵角δfを参照し、この操舵角δfに対してΔδfだけ車輪５を左方向へ回転させた値が目標操舵角δf^＊として算出され、この演算値が車輪制御装置１５に対して出力される。これにより、車輪制御装置１５では、算出された目標操舵角δf^＊に基づいて、第２のモータ１０の制御量を算出し、車輪の操舵角δfが目標操舵角δf^＊に調整される。一方、ステップ８３において否定判定された場合、すなわち、車両が右回転していない場合には（γ≧0）、操舵角δfの制御は行わず、本ルーチンを抜ける。 In step 83, it is determined whether the value of the yaw rate γ is negative, that is, whether the vehicle is rotating clockwise. If an affirmative determination is made in step 83, that is, if the vehicle is rotating clockwise, the process proceeds to step 84. In step 84, the current steering angle δf is referred to, and a value obtained by rotating the wheel 5 leftward by Δδf with respect to the steering angle δf is calculated as the target steering angle δf ^* , and this calculated value is used as the wheel control. It is output to the device 15. As a result, the wheel control device 15 calculates the control amount of the second motor 10 based on the calculated target steering angle δf ^* , and the wheel steering angle δf is adjusted to the target steering angle δf ^* . On the other hand, if a negative determination is made in step 83, that is, if the vehicle is not turning right (γ ≧ 0), the control of the steering angle δf is not performed and the routine is exited.

図４に示すステップ９において、前後力Ｆxが増加したか否かが判断される。一旦、車輪５にすべりが生じたものの、そのすべりが解消された場合には、路面に対する車輪５のグリップ力が増加する。そのため、車輪５に与えられる駆動力が増加し、前後力Ｆxもその値が増加する。そこで、このステップ９では、「スリップ」との判定がなされた車輪５を対象として、前回の処理タイミング（100msec前）における前後力Ｆxn-1と、現在の前後力Ｆxnとが比較される。具体的には、前タイミングにおける前後力Ｆxn-1を基準値として、現在の前後力Ｆxnが、この基準値Ｆxn-1に所定の定数ｋ4（ｋ4＞１）を乗算した値以上であるか否かが判断される。このステップ４において肯定判定された場合、すなわち、すべりが解消したと見なせる程度に前後力Ｆxが増加している場合には（Ｆxn≧ｋ4・Ｆxn-1）、ステップ１０に進む。一方、ステップ９において否定判定された場合、すなわち、すべりが解消したと見なせる程度に前後力Ｆxが増加していない場合には（Ｆxn＜ｋ4・Ｆxn-1）、「スリップ」との判定結果を継続すべく、上述したステップ７に進む。 In step 9 shown in FIG. 4, it is determined whether the longitudinal force Fx has increased. Once the wheel 5 has slipped, but the slip is eliminated, the grip force of the wheel 5 on the road surface increases. Therefore, the driving force applied to the wheel 5 increases, and the value of the longitudinal force Fx also increases. Therefore, in this step 9, the front / rear force Fxn-1 at the previous processing timing (before 100 msec) and the current front / rear force Fxn are compared with the wheel 5 determined to be “slip”. Specifically, whether the current longitudinal force Fxn is equal to or greater than a value obtained by multiplying the reference value Fxn-1 by a predetermined constant k4 (k4> 1) using the longitudinal force Fxn-1 at the previous timing as a reference value. Is judged. If an affirmative determination is made in step 4, that is, if the longitudinal force Fx has increased to such an extent that it can be considered that the slip has been eliminated (Fxn ≧ k 4 · Fxn−1), the process proceeds to step 10. On the other hand, if a negative determination is made in step 9, that is, if the longitudinal force Fx has not increased to such an extent that it can be considered that the slip has been resolved (Fxn <k4 · Fxn-1), the determination result of “slip” is obtained. Proceed to step 7 above to continue.

ステップ１０では、車輪速度ｖが減少したか否かが判断される。すべりが解消した場合、グリップ力が増加するため、車輪５の回転速度は減少する。そこで、ステップ９において前後力Ｆxの増加が認められた車輪５を処理対象として、更に車輪速度ｖが減少している否かが判断される。このステップ１０では、前タイミングにおける車輪速度ｖn-1と、現在の車輪速度ｖnとを比較することにより、現在の車輪速度ｖnが、従前の車輪速度ｖn-1に所定の定数ｋ5（ｋ5＜１）を乗算した値以下であるか否かが判断される。このステップ１０において肯定判定された場合、すなわち、すべりが解消したと見なせる程度に車輪速度ｖが減少している場合には（ｖn≦ｋ2・ｖn-1）、ステップ１１に進む。一方、ステップ１０において否定判定された場合、すなわち、すべりが解消したと見なせる程度に車輪速度ｖが増加していない場合には（ｖn＞ｋ2・ｖn-1）には、「スリップ」との判定結果を継続すべく、上述したステップ７に進む。 In step 10, it is determined whether or not the wheel speed v has decreased. When the slip is eliminated, the gripping force increases, so that the rotational speed of the wheel 5 decreases. Therefore, it is determined whether or not the wheel speed v is further decreased with the wheel 5 in which the increase in the longitudinal force Fx is recognized in step 9 as a processing target. In this step 10, by comparing the wheel speed vn-1 at the previous timing with the current wheel speed vn, the current wheel speed vn is set to a predetermined constant k5 (k5 <1). ) Or less is determined. If the determination in step 10 is affirmative, that is, if the wheel speed v has decreased to such an extent that it can be considered that the slip has been eliminated (vn ≦ k 2 · vn−1), the routine proceeds to step 11. On the other hand, if the determination in step 10 is negative, that is, if the wheel speed v has not increased to such an extent that it can be considered that the slip has been resolved (vn> k 2 · vn−1), the determination is “slip”. Proceed to step 7 above to continue the result.

ステップ９，１０の複合判断により、車輪５にすべりが生じていないと判断されると、判定結果が「非スリップ」となる。そして、スリップ判定フラグＦslpが「０」にセットされ（ステップ１１）、本ルーチンを抜ける。 If it is determined by the combined determination in steps 9 and 10 that the wheel 5 is not slipped, the determination result is “non-slip”. Then, the slip determination flag Fslp is set to “0” (step 11) and the routine is exited.

本実施形態によれば、検出部３１によって検出される前後力Ｆxを経時的にモニタリングし、この前後力Ｆxの推移に基づいて、車輪にすべりが生じているか否かが判定される。検出部３１は、個々の車輪５に作用する力をそれぞれ検出することができるように、車輪５のそれぞれに設けられている。そのため、本実施形態では、車輪単位においてすべりを判定することができる。また、検出部３１は、作用力を直接的に検出する関係上、その値を精度よく検出することができる。そのため、検出された前後力Ｆxの推移に、すべりによる影響も精度よく特定することが可能となり、すべりを精度よく判定することが可能となる。さらに、このような判定結果に基づいて、車両の運動状態を制御することにより、すべりによる車両の不安定な運動状態を解消することとができるので、操安性向上を図ることができる。 According to the present embodiment, the longitudinal force Fx detected by the detection unit 31 is monitored over time, and it is determined whether or not the wheel is slipping based on the transition of the longitudinal force Fx. The detection part 31 is provided in each of the wheels 5 so that the force which acts on each wheel 5 can each be detected. Therefore, in this embodiment, a slip can be determined in wheel units. Moreover, the detection part 31 can detect the value accurately on the relationship which detects an acting force directly. Therefore, it is possible to accurately specify the influence of slip on the transition of the detected longitudinal force Fx, and it is possible to accurately determine the slip. Furthermore, by controlling the motion state of the vehicle based on such a determination result, it is possible to eliminate the unstable motion state of the vehicle due to slipping, so that the operability can be improved.

また、本実施形態では、車輪速度ｖの変化、上下力Ｆzの変化にも着目し、スリップ判定が行われる。そのため、例えば、路面の凹凸を車輪５が通過した場合のように、前後力Ｆxの一時的な変化に対して、「スリップ」との誤判定を行う可能性が低減され、判定の精度向上を図ることができる。なお、本実施形態によれば、前後力Ｆxの変化、特に駆動時の変化に着目しているが、本発明は、制動時の変化についても同様に適用することができる。通常、制動時には、前後力Ｆxは負の値となるので、前後力Ｆxの値が増加した場合に、すべりが発生したと判断することができる。同様に、すべりが発生した場合には、車輪速度ｖが低下するので、これを追加的な条件として用いることも可能である。 In the present embodiment, the slip determination is performed by paying attention to the change in the wheel speed v and the change in the vertical force Fz. Therefore, for example, the possibility of erroneous determination of “slip” is reduced with respect to a temporary change in the longitudinal force Fx as in the case where the wheel 5 passes through the unevenness of the road surface, and the determination accuracy is improved. You can plan. Note that, according to the present embodiment, attention is paid to changes in the longitudinal force Fx, particularly changes during driving, but the present invention can be similarly applied to changes during braking. Usually, during braking, the longitudinal force Fx has a negative value, and therefore it can be determined that a slip has occurred when the value of the longitudinal force Fx increases. Similarly, when a slip occurs, the wheel speed v decreases, and this can be used as an additional condition.

本実施形態では、車両に生じるヨーモーメントを状態量センサ２７によって検出し、この検出結果に基づいて制御を行っている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、すべりが検出された車輪５に基づいて、一義的に制御を行ってもよい。具体的には、右側の車輪５における判定結果が「スリップ」である場合には、現在の操舵角δfよりも左側へ操舵されるように操舵角δfを制御するといったように、すべりが検出された車輪５とは逆方向へ操舵角を制御する。この手法では、状態量センサ３３が不要となるので、車両運動制御装置２０の構造の単純化を図ることができる。また、ヨーモーメントを抑制するための車両制御は、操舵角δfの調整のみならず、すべりが検出された車輪側へ制動力を加えたり、また、すべりが検出された車輪５に対する駆動力を抑制するように、左右前後輪５に対する駆動力配分比を調整してもよい。この類の制御手法としては、センタディファレンシャル装置３を用いたトルク配分制御、アンチロックブレーキシステムによる選択的なブレーキ制御といった手法により、実現することができる。また、スリップ判定における判定結果に基づく制御としては、ヨーモーメントを制御する以外にも、すべての車輪５に制動力を与え、車速を減少させることにより、車輪全体においてグリップ力を確保するような制御も有効である。 In this embodiment, the yaw moment generated in the vehicle is detected by the state quantity sensor 27, and control is performed based on the detection result. However, the present invention is not limited to this, and the control may be uniquely performed based on the wheel 5 in which the slip is detected. Specifically, when the determination result at the right wheel 5 is “slip”, the slip is detected such that the steering angle δf is controlled so as to be steered to the left side of the current steering angle δf. The steering angle is controlled in the opposite direction to the wheel 5. In this method, since the state quantity sensor 33 is not required, the structure of the vehicle motion control device 20 can be simplified. The vehicle control for suppressing the yaw moment not only adjusts the steering angle δf but also applies a braking force to the wheel side where the slip is detected, and suppresses the driving force for the wheel 5 where the slip is detected. Thus, the driving force distribution ratio for the left and right front and rear wheels 5 may be adjusted. This type of control technique can be realized by techniques such as torque distribution control using the center differential device 3 and selective brake control using an anti-lock brake system. In addition to controlling the yaw moment, the control based on the determination result in the slip determination is such that a braking force is applied to all the wheels 5 to reduce the vehicle speed, thereby ensuring a grip force on the entire wheel. Is also effective.

また、ステップ７に示すスリップ処理としては、車両の運動制御に限定されない。例えば、車輪５のいずれかにおいてすべりが検出された場合には、ドライバーに対し、音或いは表示によって警報を促してもよい。これにより、ドライバーは、車輪５にすべりが発生したことを素早く認知することができる。この場合、車輪５のすべりが生じている側に存在するスピーカーから音を発生させてもよい。これにより、どちら側の車輪５においてすべりが発生しているかを、ドライバーが容易に理解することができる。また、車輪５にすべりが生じている場合は、ハザードランプスイッチをオンにしたり、ブレーキランプを点滅させるように制御してもよい。これにより、周囲の車両に対し自車両のスリップ状態に対して、注意喚起を促すことができる。 Further, the slip processing shown in step 7 is not limited to vehicle motion control. For example, when a slip is detected in any of the wheels 5, an alarm may be urged to the driver by sound or display. As a result, the driver can quickly recognize that the wheel 5 has slipped. In this case, sound may be generated from a speaker present on the side where the wheel 5 is slipping. Thereby, the driver can easily understand which side of the wheel 5 is slipping. Further, when the wheel 5 slips, the hazard lamp switch may be turned on or the brake lamp may be blinked. Thereby, it is possible to urge the surrounding vehicles to be alerted to the slip state of the host vehicle.

また、ステアバイワイヤ機構を用いる本実施形態では、全部の車輪５においてすべりが検出された場合、一定時間ハンドル角と操舵角δfとのリンクを無くし、操舵角δfに上限を設けてもよい。これにより、ドライバーがパニック状態においてハンドル６を大きく操作してしまい、車輪５がすべりから回復した際に、目標とする走行路とは異なる方向に舵が向けられるといった事態を抑制することができる。 Further, in the present embodiment using the steer-by-wire mechanism, when a slip is detected in all the wheels 5, the link between the steering wheel angle and the steering angle δf may be eliminated for a certain period of time, and an upper limit may be provided for the steering angle δf. Thereby, when the driver operates the handle 6 greatly in the panic state and the wheel 5 recovers from slipping, it is possible to suppress a situation in which the rudder is directed in a direction different from the target travel path.

また、判定実行条件としては、上述した実施形態に限定されない。例えば、カメラにより、前方の路面上を認識することにより、路面の水濡れを判断し、水濡れ判定の場合には、条件成立としてもよい。これにより、すべり易い状況を予め判断しておくことにより、精度よくすべりの有無を判定することができる。なお、カメラを用いた路面状態の検出手法は、特開２００２−１４８３５６号公報に開示されているので必要ならば参照されたい。 The determination execution condition is not limited to the above-described embodiment. For example, it is possible to determine whether the road surface is wet by recognizing the front road surface with a camera. Thereby, the presence or absence of a slip can be determined with high accuracy by determining in advance a situation in which slipping easily occurs. Note that a road surface state detection method using a camera is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-148356, so refer to it if necessary.

（第２の実施形態）
本実施形態が、上述した第１の実施形態と相違する点は、前後力Ｆxの時系列的な推移によらず（図４におけるステップ４における処理）、あるタイミングにおける検出値に基づいて一義的にスリップ判定を行う点にある。第２の実施形態では、状態量センサ３３により、少なくともスロットル開度θt、エンジン回転数および自動変速機２におけるシフト位置といった車両の運転状態量が検出される。車両の運転状態量と、この状態量相当の運転状態における前後力Ｆxとは相関関係にある。したがって、実験やシミュレーション等を通じて、両者の関係を相関予測マップとして事前に求めておけば、運転状態量をベースとして前後力Ｆxを特定することができる。そこで、判定部３２は、予め作成された変換マップを参照し、検出された走行状態量に基づいて、ドライバーによって車両に要求される要求前後力を特定する。そして、特定された要求前後力と、検出された前後力Ｆxとを比較することにより、車輪にすべりが生じているか否かを判定する。具体的には、要求前後力と、検出された前後力Ｆxとの誤差が所定の判定しきい値以内の場合には、判定結果が「非スリップ」となり、誤差が所定の判定しきい値よりも大きな場合には、判定結果が「スリップ」となる。 (Second Embodiment)
The difference between the present embodiment and the first embodiment described above is unambiguous based on the detected value at a certain timing, regardless of the time-series transition of the longitudinal force Fx (the process in step 4 in FIG. 4). The point is that slip determination is performed. In the second embodiment, the state quantity sensor 33 detects at least the driving state quantities of the vehicle such as the throttle opening θt, the engine speed, and the shift position in the automatic transmission 2. There is a correlation between the driving state quantity of the vehicle and the longitudinal force Fx in the driving state corresponding to this state quantity. Therefore, if the relationship between the two is obtained in advance as a correlation prediction map through experiments, simulations, and the like, the longitudinal force Fx can be specified based on the driving state quantity. Therefore, the determination unit 32 refers to a conversion map created in advance, and specifies the required longitudinal force required for the vehicle by the driver based on the detected running state amount. Then, it is determined whether or not the wheel has slipped by comparing the specified requested longitudinal force with the detected longitudinal force Fx. Specifically, when the error between the requested longitudinal force and the detected longitudinal force Fx is within a predetermined determination threshold, the determination result is “non-slip”, and the error is less than the predetermined determination threshold. If the value is too large, the determination result is “slip”.

このように、本実施形態によれば、前後力Ｆxを経時的にモニタリングする必要が無く、瞬間的な値のみにですべりの有無を判断することができるとともに、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態であっても、第１の実施形態と同様、車輪速度ｖや上下力Ｆzを参照することにより、判定精度の向上を図ってもよい。 As described above, according to the present embodiment, it is not necessary to monitor the longitudinal force Fx over time, and it is possible to determine the presence or absence of a slip based only on an instantaneous value, and the first embodiment described above. Similar effects can be achieved. Even in the present embodiment, the determination accuracy may be improved by referring to the wheel speed v and the vertical force Fz as in the first embodiment.

なお、第１または第２の実施形態では、スリップ判定装置３０により車輪５に生じるすべりの有無を判定した。しかしながら、本発明は、これ以外にも、車輪５のすべりを検出した際に、路面がすべり易い状態（雨天時のハイドロプレーニング現象、凍結路等の低摩擦係数路面）であると判定する、路面状態判定装置としての機能を担うこともできる。 In the first or second embodiment, the slip determination device 30 determines the presence or absence of slip that occurs on the wheel 5. However, in the present invention, in addition to this, when the slip of the wheel 5 is detected, the road surface is determined to be in a state in which the road surface is easily slipped (hydroplaning phenomenon in rainy weather, low friction coefficient road surface such as a frozen road). It can also serve as a state determination device.

本実施形態において、検出部３１は、三方向に作用する作用力を検出する構成であるが、本発明は、これに限定されるのもではなく、必要となる分力方向に作用する作用力を検出可能であれば足りる。また、三方向の分力成分のみならず、この三方向回りのモーメントをも含む六分力を検出する六分力計であってもよい。かかる構成であっても、推定において必要となる作用力は少なくも検出することができるので、当然ながら問題はない。なお、車輪に作用する六分力を検出する手法については、例えば、特開２００２−０３９７４４号公報、特開２００２−０２２５７９号公報に開示されているので、必要ならば参照されたい。 In the present embodiment, the detection unit 31 is configured to detect an acting force acting in three directions, but the present invention is not limited to this, and an acting force acting in the necessary component force direction. Is sufficient if it can be detected. Further, it may be a six-component force meter that detects not only three-component components but also six-component forces including moments around these three directions. Even in such a configuration, there is no problem as a matter of course, since at least the acting force required for estimation can be detected. In addition, about the method of detecting the six component force which acts on a wheel, since it is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-039744 and Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-022579, please refer if necessary.

また、本実施形態では、検出部３１を車軸４に埋設するケースを説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他のバリエーションも考えられる。作用力を検出するという観点でいえば、車輪を保持する部材、例えば、ハブやハブキャリア等に検出部３１を設けてもよい。なお、一例として、検出部３１をハブに設ける手法については、特開２００３−１０４１３９号公報に開示されているので、必要ならば参照されたい。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the detection part 31 was embed | buried under the axle shaft 4, this invention is not limited to this, Other variations can also be considered. In terms of detecting the acting force, the detection unit 31 may be provided on a member that holds the wheel, for example, a hub or a hub carrier. As an example, the method of providing the detection unit 31 in the hub is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-104139, and should be referred to if necessary.

本実施形態にかかる車両運動制御装置が適用された車両の説明図Explanatory drawing of the vehicle to which the vehicle motion control apparatus concerning this embodiment was applied 車両運動制御装置のブロック構成図Block diagram of vehicle motion control device 作用力の説明図Illustration of acting force 本実施形態に示す車両運動制御ルーチンを示すフローチャートThe flowchart which shows the vehicle motion control routine shown to this embodiment スリップ処理ルーチンを示すフローチャートFlow chart showing slip processing routine

符号の説明Explanation of symbols

１エンジン
２自動変速機
３センタディファレンシャル装置
４車軸
５車輪
６ハンドル
７操舵入力軸
８，１１動力伝達機構
９，１０モータ
１２操舵出力軸
１３ラック
１４ピニオン
１５車輪制御装置
１６ハンドル角センサ
１７操舵角センサ
１８トルクセンサ
１９車輪速センサ
２０車両運動制御装置
３０スリップ判定装置
３１検出部
３２判定部
３３状態量センサ
４０制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Automatic transmission 3 Center differential apparatus 4 Axle 5 Wheel 6 Handle 7 Steering input shaft 8, 11 Power transmission mechanism 9, 10 Motor 12 Steering output shaft 13 Rack 14 Pinion 15 Wheel control device 16 Handle angle sensor 17 Steering angle sensor DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 Torque sensor 19 Wheel speed sensor 20 Vehicle motion control apparatus 30 Slip determination apparatus 31 Detection part 32 Determination part 33 State quantity sensor 40 Control part

Claims

スリップ判定装置において、
それぞれの車輪に作用する作用力として車軸に生じる応力のうち、車輪中心面に平行な方向に発生する前後力と、鉛直方向に発生する上下力とを直接的に検出する検出部と、
それぞれの車輪に関して、前記検出部によって検出された前記前後力の現在値が、当該現在値よりもタイミング的に前に検出された前記前後力から減少し、かつ、前記検出部によって検出された前記上下力の現在値が、当該現在値よりもタイミング的に前に検出された前記上下力から減少していない場合、前記車輪にすべりが生じていると判定する判定部と
を有することを特徴とするスリップ判定装置。 In the slip determination device,
Among the stresses generated on the axle as the acting force acting on each wheel, a detection unit that directly detects the longitudinal force generated in the direction parallel to the wheel center plane and the vertical force generated in the vertical direction;
For each wheel, the current value of the longitudinal force detected by the detection unit decreases from the longitudinal force detected before the current value in timing, and the detection unit detects the detection value. A determination unit that determines that the wheel is slipping when the current value of the vertical force is not decreased from the vertical force detected before the current value in terms of timing. Slip judgment device to do.

スリップ判定装置において、
スロットル開度、エンジン回転数およびシフトポジションを含む車両の運転状態量を検出する状態量センサと、
車輪に作用する作用力として車軸に生じる応力のうち車輪中心面に平行な方向に発生する前後力と鉛直方向に発生する上下力とを直接的に検出する検出部と、
前記車両の運転状態量と、前記車両に要求される作用力との対応関係を規定した変換マップを参照し、前記検出された運転状態量に基づいて、ドライバーによって前記車両に要求される作用力を特定するとともに、当該特定された作用力と、前記検出された作用力とを比較することによって、前記車輪にすべりが生じているか否かを判定する判定部と
を有することを特徴とするスリップ判定装置。 In the slip determination device,
A state quantity sensor for detecting a driving state quantity of the vehicle including a throttle opening, an engine speed, and a shift position;
A detection unit that directly detects a longitudinal force generated in a direction parallel to the wheel center plane and a vertical force generated in a vertical direction among stresses generated on an axle as an acting force acting on a wheel;
Reference is made to a conversion map that defines the correspondence between the driving state quantity of the vehicle and the action force required for the vehicle, and the action force required for the vehicle by the driver based on the detected driving state quantity. And a determination unit that determines whether or not slippage has occurred in the wheel by comparing the specified acting force with the detected acting force. Judgment device.

前記車輪の車輪速度を検出する車輪速センサをさらに有し、
前記判定部は、前記検出された車輪速度の現在値と、当該現在値よりもタイミング的に前に検出された前記車輪速度とをさらに比較することにより、前記車輪にすべりが生じているか否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載されたスリップ判定装置。 A wheel speed sensor for detecting a wheel speed of the wheel;
Whether or not the wheel is slipped by further comparing the current value of the detected wheel speed with the wheel speed detected before the current value in terms of timing. The slip determination device according to claim 1 or 2, wherein

前記検出部は、複数の前記車輪を備える車両において当該車輪のそれぞれに作用する前記作用力を検出し、
前記判定部は、前記車輪のそれぞれを処理対象として、前記車輪にすべりが生じているか否かを判定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載されたスリップ判定装置。 The detection unit detects the acting force acting on each of the wheels in a vehicle including a plurality of the wheels,
The slip determination device according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination unit determines whether or not the wheel is slipping with each of the wheels as a processing target.

車両運動制御装置において、
請求項１から４に記載された前記スリップ判定装置と、
前記スリップ判定装置による判定結果に基づいて、車両の運動状態を制御する制御部と
を有することを特徴とする車両運動制御装置。 In the vehicle motion control device,
The slip determination device according to claim 1,
A vehicle motion control device comprising: a control unit that controls a motion state of the vehicle based on a determination result by the slip determination device.

前記制御部は、前記スリップ判定装置によって前記車輪にすべりが生じていると判定された場合には、前記車輪のすべりに起因して前記車両に生じるヨーモーメントを抑制するように、前記車輪の操舵角、前記車輪に与えられる制動力、または前記車輪に与えられる駆動力を制御することを特徴とする請求項５に記載された車両運動制御装置。 When the slip determination device determines that the wheel is slipping, the control unit steers the wheel so as to suppress a yaw moment generated in the vehicle due to the wheel slip. The vehicle motion control device according to claim 5, wherein the vehicle motion control device controls an angle, a braking force applied to the wheel, or a driving force applied to the wheel.

前記制御部は、前記スリップ判定装置によって前記車輪にすべりが生じていると判定された場合には、路面に対する前記車輪のグリップ力が大きくなるように、車速を減少させることを特徴とする請求項５または６に記載された車両運動制御装置。 The said control part reduces a vehicle speed so that the grip force of the said wheel with respect to a road surface may become large, when it determines with the said slip determination apparatus having slipped on the said wheel. The vehicle motion control device described in 5 or 6.

スリップ判定方法において、
それぞれの車輪に作用する作用力として車軸に生じる応力のうち、車輪中心面に平行な方向に発生する前後力と、鉛直方向に発生する上下力とを直接的に検出する第１のステップと、
それぞれの車輪に関して、前記検出部によって検出された前記前後力の現在値が、当該現在値よりもタイミング的に前に検出された前記前後力から減少し、かつ、前記検出部によって検出された前記上下力の現在値が、当該現在値よりもタイミング的に前に検出された前記上下力から減少していない場合、前記車輪にすべりが生じていると判定する第２のステップと
を有することを特徴とするスリップ判定装置。 In the slip judgment method,
Of the stress generated in the axle as acting force that acts on each of the wheels, and longitudinal force generated in a direction parallel to the wheel center plane, a first step of detecting directly the vertical force occurring in the vertical direction,
For each wheel, the current value of the longitudinal force detected by the detection unit decreases from the longitudinal force detected before the current value in timing, and the detection unit detects the detection value. A second step of determining that the wheel is slipping when the current value of the vertical force is not decreased from the vertical force detected before the current value in terms of timing. A slip determination device.

スリップ判定方法において、
スロットル開度、エンジン回転数およびシフトポジションを含む車両の運転状態量を検出するとともに、車輪に作用する作用力として車軸に生じる応力のうち車輪中心面に平行な方向に発生する前後力と鉛直方向に発生する上下力とを直接的に検出する第１のステップと、
前記車両の運転状態量と、前記車両に要求される作用力との対応関係を規定した変換マップを参照し、前記検出された運転状態量に基づいて、ドライバーによって前記車両に要求される作用力を特定する第２のステップと、
前記特定された作用力と、前記検出された作用力とを比較することによって、前記車輪にすべりが生じているか否かを判定する第３のステップと
を有することを特徴とするスリップ判定方法。 In the slip judgment method,
Longitudinal force and vertical direction generated in the direction parallel to the wheel center plane among the stresses generated on the axle as the acting force acting on the wheel while detecting the amount of driving state of the vehicle including the throttle opening, engine speed and shift position A first step of directly detecting the vertical force generated in
Reference is made to a conversion map that defines the correspondence between the driving state quantity of the vehicle and the action force required for the vehicle, and the action force required for the vehicle by the driver based on the detected driving state quantity. A second step of identifying
A slip determination method comprising: a third step of determining whether or not a slip has occurred in the wheel by comparing the identified acting force and the detected acting force.