JP5088032B2 - Vehicle braking / driving control apparatus and braking / driving control method - Google Patents
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Description
本発明は、車両のヨーモーメント制御に関し、特に車両状態の変化に応じたヨーモーメントを発生させるヨーモーメント制御に関する。 The present invention relates to a yaw moment control of a vehicle, and more particularly to a yaw moment control that generates a yaw moment according to a change in a vehicle state.
車両の各輪の制駆動をそれぞれ独立して制御することが可能な車両において、運転者の操舵量等に応じて旋回に好適な目標ヨーモーメントを設定し、これに基づいて各輪の制駆動力を制御することによって車両にヨーモーメントを付加する、いわゆるヨーモーメント制御が知られている。そして、特許文献１には、各輪で発生可能な制駆動力を算出し、算出結果に応じて目標ヨーモーメントを発生させるために設定した各輪の制駆動力の目標値を補正する技術が開示されている。当該技術によれば、例えば走行中に路面摩擦係数が低下した等の理由により各輪で発生可能な制駆動力が低下した場合には、上記のように各輪の制駆動力が補正され、結果として車輪のスリップを回避することができる。
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、上記目標値の補正を行う際に、現在の車両状態が考慮されていない。そのため、例えば路面摩擦係数が低下し、かつ緊急回避の必要性が生じた場合等のように、各輪で発生可能な制駆動力は低下しているにもかかわらず、より大きなヨーモーメントを発生させる必要がある場合に、十分なヨーモーメントを発生できないおそれがある。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, the current vehicle state is not taken into account when the target value is corrected. Therefore, a greater yaw moment is generated even though the braking / driving force that can be generated in each wheel is reduced, for example, when the road surface friction coefficient decreases and the necessity of emergency avoidance occurs. If it is necessary to generate a sufficient yaw moment, there is a possibility that a sufficient yaw moment cannot be generated.
そこで、本発明では、種々の車両状態に応じて、要求される車両挙動を実現するためのヨーモーメントを発生させることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to generate a yaw moment for realizing a required vehicle behavior in accordance with various vehicle conditions.
本発明の車両の制駆動制御装置は、左右の車輪の制駆動力を独立に制御可能な制駆動手段と、車両目標制駆動力及び車両目標ヨーモーメントを設定する車両目標値設定手段と、前記目標制駆動力及び目標ヨーモーメントに基づいて前記左右の車輪に制駆動力を配分する制駆動力配分手段と、路面摩擦係数に基づいて実現可能な制駆動力及びヨーモーメントを算出する実現可能値算出手段と、運転者による操舵変化量を検出する操舵変化量検出手段と、運転者に旋回を要求する旋回要求手段と、実現可能な制駆動力又はヨーモーメントが前記車両目標制駆動力又は車両目標ヨーモーメントより小さく、かつ前記旋回要求手段から旋回を要求された場合に、前記操舵変化量が大きくなるほど、実現可能な制駆動力及びヨーモーメントの範囲内で、前記目標制駆動力と前記目標ヨーモーメントとの比率における前記目標ヨーモーメントの割合が増大するよう前記車両目標制駆動力及び車両目標ヨーモーメントを補正する目標値補正手段と、を備える。 The braking / driving control device for a vehicle according to the present invention includes braking / driving means capable of independently controlling braking / driving forces of the left and right wheels, vehicle target value setting means for setting the vehicle target braking / driving force and the vehicle target yaw moment, Braking / driving force distribution means for allocating braking / driving force to the left and right wheels based on the target braking / driving force and target yaw moment, and a feasible value for calculating the braking / driving force and yaw moment that can be realized based on the road surface friction coefficient A calculating means; a steering change detecting means for detecting a steering change amount by the driver; a turning request means for requesting the driver to turn; and a realizable braking / driving force or yaw moment depending on the vehicle target braking / driving force or vehicle When the turning is requested by the turning request means smaller than the target yaw moment, the larger the steering change amount, the more within the realizable braking / driving force and yaw moment range, And a target value correction means for correcting the vehicle target braking-driving force and the vehicle target yaw moment such that the ratio of the target yaw moment serial target braking-driving force and the ratio between the target yaw moment increases.
本発明によれば、路面摩擦係数の低下等により車両目標制駆動力及び車両目標ヨーモーメントが実現不可能となったことで前記各目標値を補正する際に、緊急回避等の要求がある場合には、要求に応じた補正を行うことができる。 According to the present invention, when the vehicle target braking / driving force and the vehicle target yaw moment cannot be realized due to a decrease in the road surface friction coefficient, etc., there is a request for emergency avoidance when correcting each target value. The correction according to the request can be performed.
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は第１実施形態を適用する車両の上面概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic top view of a vehicle to which the first embodiment is applied.
図１中、１はステアリングホイル、ステアリングラック等からなる操舵機構、２は前輪（左前輪を２ａ、右前輪を２ｂとする）、３は後輪（左後輪を３ａ、右後輪を３ｂとする）、４は駆動モータ（制駆動手段）、５は駆動モータ４を制御する制御器、６は電源、７はコントロールユニット（車両目標値設定手段、制駆動力配分手段、実現可能値算出手段、目標値補正手段、操舵方向判定手段）、８は駆動モータ４の動力を後輪３に伝達するドライブシャフト、９は操舵角を検出する操舵センサ（操舵変化量検出手段）、１０は駆動モータ４に取り付けられた車速センサ、１１は車体のヨーレートを検出するヨーレートセンサの出力信号、１２は図示しないアクセルペダルの踏込み量（運転者の加減速要求）を検出するアクセルペダルセンサの出力信号、１３はブレーキペダルのＯＮ・ＯＦＦを検出するブレーキスイッチの出力信号、１４は外部緊急回避コントローラ（旋回要求手段）の出力信号、である。 In FIG. 1, 1 is a steering mechanism including a steering wheel, a steering rack, etc., 2 is a front wheel (left front wheel is 2a, and right front wheel is 2b), 3 is a rear wheel (left rear wheel is 3a, right rear wheel is 3b) 4 is a drive motor (braking / braking drive means), 5 is a controller for controlling the driving motor 4, 6 is a power source, 7 is a control unit (vehicle target value setting means, braking / braking force distribution means, realizable value calculation). Means, target value correcting means, steering direction determining means), 8 a drive shaft for transmitting the power of the drive motor 4 to the rear wheel 3, 9 a steering sensor for detecting a steering angle (steering change amount detecting means), 10 for driving A vehicle speed sensor attached to the motor 4, 11 is an output signal of a yaw rate sensor that detects the yaw rate of the vehicle body, and 12 is an accelerator pedal sensor that detects the amount of depression of an unillustrated accelerator pedal (driver acceleration / deceleration request). Output signal, the output signal of a brake switch for detecting the ON · OFF of the brake pedal 13, 14 is the output signal of the external emergency avoidance controller (turning request means).
駆動モータ４は車両に搭載された発電機又はバッテリ等の電源６から供給される電力によって駆動トルクを発生する。 The drive motor 4 generates drive torque by electric power supplied from a power source 6 such as a generator or a battery mounted on the vehicle.
コントロールユニット７は、車速センサ１０、アクセルペダルセンサ１２、及びブレーキスイッチ１３の出力信号から目標車両前後力を、そして車速センサ１０、ヨーレイトセンサ１１及び操舵センサ９の出力信号から目標車両ヨーモーメント力を、それぞれ算出し、モータ制御器５へモータ駆動指令を送信する。また、各駆動モータ４の出力可能駆動力に基づいて、達成可能な目標車両前後力及び目標車両ヨーモーメントを算出し、路面摩擦係数の減少等により達成可能な各目標値が実現できない場合には各目標値を補正する。 The control unit 7 obtains the target vehicle longitudinal force from the output signals of the vehicle speed sensor 10, the accelerator pedal sensor 12, and the brake switch 13, and the target vehicle yaw moment force from the output signals of the vehicle speed sensor 10, the yaw rate sensor 11, and the steering sensor 9. , Respectively, and a motor drive command is transmitted to the motor controller 5. Further, when the achievable target vehicle longitudinal force and the target vehicle yaw moment are calculated based on the driveable output force of each drive motor 4, and each achievable target value cannot be realized due to a decrease in the road surface friction coefficient, etc. Correct each target value.
上記のように、本実施形態を適用する車両は左右の後輪３をそれぞれ独立駆動可能であり、後述する制駆動力制御によってヨーモーメントを制御することが可能である。 As described above, the vehicle to which this embodiment is applied can independently drive the left and right rear wheels 3, and can control the yaw moment by braking / driving force control described later.
次に図２を参照して本実施形態の制駆動力制御について説明する。図２は制駆動力制御の制御ルーチンを表すフローチャートである。本制御ルーチンは一定周期毎、例えば１０ｍｓ毎に繰り返し実行する。 Next, the braking / driving force control of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a control routine of braking / driving force control. This control routine is repeatedly executed at regular intervals, for example, every 10 ms.
ステップＳ１００では、発生可能な車体前後力（制駆動力）Ｆｖ(±)及び車両ヨーモーメント力Ｍｖ（±）の最大値を算出する。これは、その状態において達成可能な車両の制駆動力Ｆｖ及びヨーモーメントＭｖの範囲を求めるためである。算出方法は、従来から知られているヨーモーメント制御と同様であり、駆動モータ４の最大出力トルク及び路面の摩擦係数μに基づいて算出する。なお、摩擦係数μに代えて、車輪速度と車体速度との比として求まるスリップ率を用いてもよい。 In step S100, the maximum values of the vehicle longitudinal force (braking / driving force) Fv (±) and vehicle yaw moment force Mv (±) that can be generated are calculated. This is because the range of the braking / driving force Fv and yaw moment Mv of the vehicle that can be achieved in this state is obtained. The calculation method is the same as the conventionally known yaw moment control, and is calculated based on the maximum output torque of the drive motor 4 and the friction coefficient μ of the road surface. Instead of the friction coefficient μ, a slip ratio obtained as a ratio between the wheel speed and the vehicle body speed may be used.
各輪２、３の制駆動力の制御によって達成可能な車両の制駆動力Ｆｖ及びヨーモーメントＭｖについて、図３のように制駆動力Ｆｖを横軸、ヨーモーメントＭｖを縦軸とする直交座標を用いて表す。なお、ヨーモーメントの正負は、緊急回避方向と同方向を正、緊急回避方向と異方向を負とし、制駆動力の正負は、加速方向（駆動方向）を正、減速方向（制動方向）を負とする。 As for the braking / driving force Fv and yaw moment Mv of the vehicle that can be achieved by controlling the braking / driving force of each wheel 2, 3, orthogonal coordinates with the braking / driving force Fv as the horizontal axis and the yaw moment Mv as the vertical axis as shown in FIG. It expresses using. The positive and negative yaw moment is positive in the same direction as the emergency avoidance direction and negative in the opposite direction from the emergency avoidance direction. The positive and negative of the braking / driving force is positive in the acceleration direction (drive direction) and positive in the deceleration direction (braking direction). Negative.
最大制駆動力を発生するのは、駆動モータ４の出力トルクを後輪左右３ａ、３ｂに均等にかつ同方向に分配している場合なので、車体にヨーモーメントは発生しない。一方、最大ヨーモーメントを発生するのは、駆動モータ４の出力トルクをすべて左右輪のいずれか一方にのみかける場合、または左右輪に大きさが同じで方向が逆の出力トルクをかける場合等であるため、車体に制駆動力は発生しない。そして、駆動モータ４の出力トルクの最大値は決まっているので、制駆動力が最大の状態からヨーモーメントを発生させようとすると制駆動力は低下し、ヨーモーメントが最大の状態から制駆動力を発生させようとすると、ヨーモーメントは低下する。 The maximum braking / driving force is generated when the output torque of the drive motor 4 is distributed evenly and in the same direction to the left and right rear wheels 3a, 3b, so that no yaw moment is generated in the vehicle body. On the other hand, the maximum yaw moment is generated when the output torque of the drive motor 4 is applied only to one of the left and right wheels, or when the output torque is applied to the left and right wheels in the same direction but in the opposite direction. Therefore, no braking / driving force is generated on the vehicle body. Since the maximum value of the output torque of the drive motor 4 is determined, if the yaw moment is generated from the state where the braking / driving force is maximum, the braking / driving force is reduced, and the braking / driving force starts from the state where the yaw moment is maximum. The yaw moment decreases when trying to generate.
したがって、達成可能な制駆動力Ｆｖ及びヨーモーメントＭｖの限界値は、図３中の菱形の外形線上の値となる。この菱形の大きさは路面摩擦径数μの大きさにより変化し、例えば凍結路等のように路面摩擦係数μが低下すると、図中破線で示したように、菱形の大きさが小さくなる。 Accordingly, the limit values of the braking / driving force Fv and the yaw moment Mv that can be achieved are values on the outline of the rhombus in FIG. The size of the rhombus changes depending on the size of the road surface friction diameter of several μ. When the road surface friction coefficient μ decreases, for example, as in a frozen road, the size of the rhombus decreases as indicated by the broken line in the figure.
ステップＳ１１０では、路面摩擦係数μが低下した状態か否かの判定を行う。ここでの判定では、上述したスリップ率により路面摩擦係数μの低下を推定するものとする。 In step S110, it is determined whether or not the road surface friction coefficient μ has been lowered. In this determination, a decrease in the road surface friction coefficient μ is estimated based on the slip ratio described above.
路面摩擦係数μが低下していると判定した場合には、ステップＳ１２０に進み、発生可能な車体前後力（制駆動力）Ｆｖ(±)及び車両ヨーモーメント力Ｍｖ（±）の最大値を再度算出する。これは、路面摩擦係数μが低下すると達成可能な車両の制駆動力Ｆｖ及びヨーモーメントＭｖの範囲を表す菱形が小さくなるためである。 If it is determined that the road surface friction coefficient μ has decreased, the process proceeds to step S120, and the maximum values of the vehicle body longitudinal force (braking / driving force) Fv (±) and vehicle yaw moment force Mv (±) that can be generated are again determined. calculate. This is because the rhombus representing the range of the braking / driving force Fv and yaw moment Mv of the vehicle that can be achieved is reduced as the road surface friction coefficient μ decreases.
一方、路面摩擦係数μが低下していないと判定した場合にはステップＳ２００に進む。 On the other hand, if it is determined that the road surface friction coefficient μ has not decreased, the process proceeds to step S200.
ステップＳ２００では、発生可能な車体前後力（制駆動力）Ｆｖ(±)及び車両ヨーモーメント力Ｍｖ（±）の最大値に基づいて、操舵要求に応じた車体ヨーモーメントを発生させるための制駆動力及びヨーモーメント量の配分を算出する。 In step S200, the braking / driving for generating the vehicle body yaw moment according to the steering request based on the maximum values of the vehicle longitudinal force (braking / driving force) Fv (±) and the vehicle yaw moment force Mv (±) that can be generated. Calculate the distribution of force and yaw moment.
ステップＳ１３０では現在緊急回避中であるか否かの判定を行う。この判定は、コントロールユニット７の外部に設けた緊急回避コントローラ１４からの信号により判定する。 In step S130, it is determined whether emergency avoidance is currently being performed. This determination is made by a signal from the emergency avoidance controller 14 provided outside the control unit 7.
外部に設けた緊急回避コントローラ１４は、例えば進行方向を監視するカメラと、当該カメラにより撮影された画像を処理する処理装置とで構成する。ここで、処理装置は障害物等の有無だけではなく、障害物等との接触をより確実に回避するための旋回方向（緊急回避方向）の指示もコントロールユニット７に出力する。 The emergency avoidance controller 14 provided outside includes, for example, a camera that monitors the traveling direction and a processing device that processes an image captured by the camera. Here, the processing apparatus outputs not only the presence or absence of an obstacle or the like but also an instruction of a turning direction (emergency avoidance direction) for more reliably avoiding contact with the obstacle or the like to the control unit 7.
緊急回避中である場合にはステップＳ１４０に進み、そうでない場合にはステップＳ１９０に進む。 If it is during emergency avoidance, the process proceeds to step S140, and if not, the process proceeds to step S190.
ステップＳ１４０では、緊急回避方向と現在の操舵方向が同一方向であるか否かを操舵センサ９の出力信号に基づいて判定する。 In step S140, it is determined based on the output signal of the steering sensor 9 whether or not the emergency avoidance direction and the current steering direction are the same direction.
同一の場合にはステップＳ１６０に進み、異なる場合はステップＳ１５０に進む。 If they are the same, the process proceeds to step S160, and if they are different, the process proceeds to step S150.
ステップＳ１５０では、操舵角に基づいてのマップを用いて補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（-）を算出する。図４の縦軸は補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（-）の大きさ、横軸は操舵角である。 In step S150, a corrected target vehicle yaw moment Mv (−) is calculated using a map based on the steering angle. The vertical axis in FIG. 4 represents the magnitude of the corrected target vehicle yaw moment Mv (−), and the horizontal axis represents the steering angle.
図４に示すように、補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（-）は操舵角が大きくなるほど大きくなり、所定の操舵角（図中のθ１）を超えると一定値となる。つまり、緊急回避方向と運転者の操舵方向の乖離が大きいほど大きなヨーモーメントを発生させることとなる。 As shown in FIG. 4, the corrected target vehicle yaw moment Mv (−) increases as the steering angle increases, and becomes a constant value when the steering angle exceeds a predetermined steering angle (θ1 in the figure). That is, the greater the deviation between the emergency avoidance direction and the driver's steering direction, the greater the yaw moment that is generated.
これにより、運転者が緊急回避方向と逆に大きく操舵している場合には、より大きなモーメントを発生させることで確実に緊急回避方向に旋回させることができる。 As a result, when the driver is steering largely in the direction opposite to the emergency avoidance direction, the driver can reliably turn in the emergency avoidance direction by generating a larger moment.
一方、ステップＳ１６０では操舵角速度に基づいて図５のマップを用いて補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（+）を算出する。図５の縦軸は補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（+）の大きさ、横軸は操舵角速度である。 On the other hand, in step S160, the corrected target vehicle yaw moment Mv (+) is calculated based on the steering angular velocity using the map of FIG. The vertical axis in FIG. 5 represents the magnitude of the corrected target vehicle yaw moment Mv (+), and the horizontal axis represents the steering angular velocity.
図５に示すように、補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（+）は操舵角速度が大きくなるほど大きくなり、所定の操舵角速度（図中のω１）を超えると一定値となる。これは、操舵角速度が小さい場合には、緊急性の度合は低いと推定することができ、さらに運転者は緊急回避方向に操舵していることから、必要以上に大きなヨーモーメントを発生させることで運転者に違和感を覚えさせることを防止し、操舵角速度が大きい場合には、緊急性の度合が高いと推定することができることから、より大きなヨーモーメントを発生させて確実に緊急回避するためである。 As shown in FIG. 5, the corrected target vehicle yaw moment Mv (+) increases as the steering angular velocity increases, and becomes a constant value when a predetermined steering angular velocity (ω1 in the figure) is exceeded. This is because when the steering angular velocity is small, it can be estimated that the degree of urgency is low. Further, since the driver is steering in the direction of emergency avoidance, the yaw moment that is larger than necessary is generated. This is to prevent the driver from feeling uncomfortable, and when the steering angular velocity is high, it can be estimated that the degree of urgency is high. .
これにより、運転者の操作性を適度に残しつつ、確実に緊急回避することが可能となる。なお、操舵角速度の変化に対する補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（+）の変化の度合は、図４のマップにおける操舵角の変化に対する補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（-）の変化の度合に比べて小さい。 As a result, it is possible to reliably avoid emergency while leaving the driver's operability moderately. Note that the degree of change in the corrected target vehicle yaw moment Mv (+) with respect to the change in the steering angular velocity is smaller than the degree of change in the corrected target vehicle yaw moment Mv (−) with respect to the change in the steering angle in the map of FIG.
ステップＳ１７０では、ステップＳ１５０又はステップＳ１６０で算出した補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（±）に応じて、車両前後力（制駆動力）Ｆｖを算出する。 In step S170, the vehicle longitudinal force (braking / driving force) Fv is calculated according to the corrected target vehicle yaw moment Mv (±) calculated in step S150 or step S160.
ステップＳ１３０の判定で緊急回避中でないと判定された場合に実行するステップＳ１９０では、ステップＳ１２０で算出した車体前後力（制駆動力）Ｆｖ(±)及び車両ヨーモーメント力Ｍｖ（±）の最大値に基づいて、操舵要求に応じた車体前後力及び車体ヨーモーメントを発生させるための制駆動力及びヨーモーメント量の配分を算出する。 In step S190 executed when it is determined in step S130 that emergency avoidance is not being performed, the maximum values of the vehicle body longitudinal force (braking / driving force) Fv (±) and vehicle yaw moment force Mv (±) calculated in step S120. Based on the above, the braking / driving force and yaw moment amount distribution for generating the vehicle longitudinal force and the vehicle yaw moment according to the steering request are calculated.
ステップＳ１８０では、上記のようにして算出された車両前後力（制駆動力）及び車両モーメントの目標値に応じて、各輪３ａ、３ｂの駆動力配分を行う。 In step S180, the driving force distribution of each wheel 3a, 3b is performed according to the vehicle longitudinal force (braking / driving force) and the vehicle moment target values calculated as described above.
なお、ステップＳ１３０の判定は、外部に緊急回避コントローラ１４を設ける代わりに、コントロールユニット７にて各センサ９〜１３等の出力信号に基づいて判定するようにしてもよい。 Note that the determination in step S130 may be performed based on the output signals of the sensors 9 to 13 in the control unit 7 instead of providing the emergency avoidance controller 14 outside.
上記の制御は、運転中に路面摩擦係数μの変化等により発生可能なヨーモーメント量が低下し、かつ緊急回避要求等の車両状態の変化が合った場合に、特に効果を奏する。 The above-described control is particularly effective when the amount of yaw moment that can be generated due to a change in the road surface friction coefficient μ during driving is reduced and a change in the vehicle state such as an emergency avoidance request is met.
図６に示すように、路面摩擦係数μが低下して目標ヨーモーメントＹＴＧ１を実現することが不可能になった場合、つまり達成可能な範囲が小さくなり（菱形Ｐから菱形Ｑに変化）、目標ヨーモーメントＹＴＧ１が菱形Ｑから外れしまった場合に、補正前の車両目標ヨーモーメントと車両前後力の比率を維持したまま目標車両前後力と目標車両ヨーモーメントを小さくする制御（以下、従来制御という）が知られていた。従来制御では、目標ヨーモーメントはＹＴＧ１からＹＴＧｆまで低下するが、この低下量が大きいために、緊急回避要求が生じている場合等に十分なヨーモーメントを発生させることができないおそれがあった。 As shown in FIG. 6, when the road surface friction coefficient μ decreases and it becomes impossible to realize the target yaw moment YTG1, that is, the achievable range becomes small (change from diamond P to diamond Q), and the target When the yaw moment YTG1 deviates from the rhombus Q, control for reducing the target vehicle longitudinal force and the target vehicle yaw moment while maintaining the ratio between the vehicle target yaw moment before correction and the vehicle longitudinal force (hereinafter referred to as conventional control). Was known. In the conventional control, the target yaw moment decreases from YTG1 to YTGf. However, since the amount of decrease is large, there is a possibility that sufficient yaw moment cannot be generated when an emergency avoidance request is made.
これに対して本実施形態の制御では、緊急回避時には操舵角又は操舵角速度に応じた補正を行うので、目標ヨーモーメントをＹＴＧ２のように設定することができる。すなわち、目標ヨーモーメントの低下量を抑制し、車両状態に適した目標ヨーモーメントを設定することができる。 On the other hand, in the control of this embodiment, the correction according to the steering angle or the steering angular velocity is performed at the time of emergency avoidance, so that the target yaw moment can be set as YTG2. That is, it is possible to set a target yaw moment suitable for the vehicle state while suppressing the amount of decrease in the target yaw moment.
図７は走行中に路面摩擦係数μの低下と緊急回避要求の両者が発生した場合について、本実施形態の制御を実行した場合と、従来制御を実行した場合とを比較した図であり、縦軸は車両ヨーレート、横軸は時間である。 FIG. 7 is a diagram comparing the case where the control of the present embodiment is executed and the case where the conventional control is executed when both the decrease in the road surface friction coefficient μ and the emergency avoidance request occur during traveling. The axis is the vehicle yaw rate, and the horizontal axis is time.
ｔ１で緊急回避要求が発生して旋回を開始すると、車両ヨーレートが立ち上がる。このとき路面摩擦係数μは低下していないので、目標ヨーモーメントの補正は行われず、したがって両制御に相違点はない。 When an emergency avoidance request is generated at t1 and a turn is started, the vehicle yaw rate rises. At this time, since the road surface friction coefficient μ is not lowered, the target yaw moment is not corrected, and therefore there is no difference between the two controls.
しかし、ｔ２で路面摩擦係数μが低下すると、従来制御では目標ヨーモーメントがＹＴＧ１からＹＴＧｆまで低下するのに対し、本実施形態の制御ではＹＴＧ２までしか低下しないので、本実施形態の制御の方がより大きな車両ヨーレートを達成することができる。 However, when the road surface friction coefficient μ decreases at t2, the target yaw moment decreases from YTG1 to YTGf in the conventional control, whereas in the control of the present embodiment, it decreases only to YTG2, so the control of the present embodiment is better. Greater vehicle yaw rate can be achieved.
ところで、上記説明では図４、図５の縦軸をモーメントの大きさとしているので、操舵角又は操舵角速度が同じであれば、算出される補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（±）の値も常に同じになる。すなわち、操舵角又は操舵角速度に基づいて算出される補正目標車両ヨーモーメントの大きさが、路面摩擦係数μに依存せずに一定となる。これにより運転者は路面状態によらず操舵角又は操舵角速度から車体挙動を予測することが可能となり、結果として操作性が向上する。 By the way, in the above description, the vertical axis of FIGS. 4 and 5 is the magnitude of the moment, so if the steering angle or the steering angular velocity is the same, the value of the calculated corrected target vehicle yaw moment Mv (±) is always the same. become. That is, the magnitude of the corrected target vehicle yaw moment calculated based on the steering angle or the steering angular velocity is constant without depending on the road surface friction coefficient μ. As a result, the driver can predict the behavior of the vehicle body from the steering angle or the steering angular velocity regardless of the road surface condition, and as a result, the operability is improved.
なお、図４、図５の縦軸を、達成可能なヨーモーメントに対する比率（成分比率）として、補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（-）をマップから算出された成分比率とステップＳ１２０で算出した達成可能な車両ヨーモーメントＭｖとの積として求めてもよい。 The vertical axis of FIGS. 4 and 5 is the ratio to the achievable yaw moment (component ratio), and the corrected target vehicle yaw moment Mv (−) can be achieved by calculating the component ratio calculated from the map and the step S120. The vehicle yaw moment Mv may be obtained as a product.
この場合、路面摩擦係数μ等が変化すると、達成可能な車両の制駆動力Ｆｖ及びヨーモーメントＭｖの範囲を表す菱形の大きさが変化する。そこで、菱形の大きさごとに操舵角又は操舵角速度と成分比率との関係が異なるマップを用いることで、操舵角又は操舵角速度に基づいて算出される補正目標車両ヨーモーメントを常に同じ大きさになるようにすることができる。 In this case, when the road surface friction coefficient μ or the like changes, the size of the rhombus indicating the range of the braking / driving force Fv and yaw moment Mv of the achievable vehicle changes. Therefore, by using a map in which the relationship between the steering angle or steering angular velocity and the component ratio differs for each rhombus size, the corrected target vehicle yaw moment calculated based on the steering angle or steering angular velocity is always the same size. Can be.
以上のように本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
実現可能な制駆動力又はヨーモーメントが車両目標制駆動力又は車両目標ヨーモーメントより小さく、かつ緊急回避要求がある場合に、操舵角又は操舵角速度に応じて車両目標制駆動力及び車両目標ヨーモーメントを補正するので、緊急回避要求に応じた適正な車両ヨーモーメントを発生させることができる。 When the realizable braking / driving force or yaw moment is smaller than the vehicle target braking / driving force or vehicle target yaw moment, and there is an emergency avoidance request, the vehicle target braking / driving force and vehicle target yaw moment depend on the steering angle or steering angular velocity. Therefore, it is possible to generate an appropriate vehicle yaw moment according to the emergency avoidance request.
緊急回避方向と運転者の操舵方向とが同方向の場合には、操舵角速度に応じて車両目標ヨーモーメントを補正するので、緊急回避要求に応じた旋回性能を確保しつつ、運転者の操作領域を残すことで良好な操作性を維持することができる。 When the emergency avoidance direction and the driver's steering direction are the same direction, the vehicle target yaw moment is corrected according to the steering angular velocity, so that the driver's operation range is ensured while ensuring the turning performance according to the emergency avoidance request. Good operability can be maintained by leaving
操舵角速度が大きくなるほど車両目標ヨーモーメントを大きくするよう補正するので、現在の車両状態に応じて適正に旋回性能及び運転者の操作性を向上することができる。 Since the vehicle target yaw moment is corrected so as to increase as the steering angular velocity increases, the turning performance and the driver's operability can be appropriately improved according to the current vehicle state.
緊急回避方向と運転者の操舵方向とが異方向の場合には、操舵角に応じて車両目標ヨーモーメントを補正するので、旋回性能を向上させて緊急回避要求に応じた車両ヨーモーメントを発生させることができる。 When the emergency avoidance direction and the driver's steering direction are different, the vehicle target yaw moment is corrected according to the steering angle, so that the turning performance is improved and the vehicle yaw moment is generated according to the emergency avoidance request. be able to.
操舵角度が大きくなるほど車両目標ヨーモーメントを大きくするよう補正するので、現在の車両状態に応じて適正に旋回性能を向上させることができる。 Since the vehicle target yaw moment is corrected so as to increase as the steering angle increases, the turning performance can be appropriately improved according to the current vehicle state.
操舵角または操舵角速度の大きさと、補正後の車両目標ヨーモーメントの大きさとの関係が、路面摩擦係数によらず一定であるので、運転者は路面状態によらず操舵角又は操舵角速度から車体挙動を予測することが可能となり、結果として操作性が向上する。 Since the relationship between the magnitude of the steering angle or steering angular velocity and the magnitude of the corrected vehicle target yaw moment is constant regardless of the road surface friction coefficient, the driver can determine the vehicle body behavior from the steering angle or the steering angular velocity regardless of the road surface condition. As a result, operability is improved.
第２実施形態について説明する。 A second embodiment will be described.
本実施形態の構成は第１実施形態と同様である。ヨーモーメント制御も基本的には第１実施形態と同様であるが、図２のフローチャートのステップＳ１５０に相当するステップが異なる。 The configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment. The yaw moment control is basically the same as in the first embodiment, but the steps corresponding to step S150 in the flowchart of FIG. 2 are different.
図８は、本実施形態において図２のステップＳ１５０に相当するステップで行う制御ルーチンを表すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing a control routine performed in a step corresponding to step S150 of FIG. 2 in the present embodiment.
ステップＳ１０００では図２のステップＳ１５０と同様に操舵角に基づいて補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（-）を算出する。 In step S1000, the corrected target vehicle yaw moment Mv (−) is calculated based on the steering angle, as in step S150 of FIG.
ステップＳ１０１０では、現在の操舵角が−１０度以上であるか、すなわち操舵角がゼロ度から−１０度の範囲内であるか否かを判定する。 In step S1010, it is determined whether or not the current steering angle is −10 degrees or more, that is, whether or not the steering angle is in the range of zero degrees to −10 degrees.
−１０度より小さい場合にはそのまま本ルーチンを外れて図２のステップＳ１７０に相当するステップに進む。−１０度以上の場合には、ステップＳ１０２０に進む。 If it is less than -10 degrees, the routine is left as it is, and the routine proceeds to a step corresponding to step S170 in FIG. If it is −10 degrees or more, the process proceeds to step S1020.
ステップＳ１０２０では、図９のマップから求まる補正係数を用いて補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（-）を補正する。図９のマップは縦軸に補正係数、横軸に操舵角速度をとったマップであり、操舵角速度が小さい領域では操舵角速度の大きさに比例して補正係数も大きくなり、操舵角速度が所定値を超えると補正係数は最大値のままとなる。すなわち、操舵角速度が大きい場合、つまり緊急回避要求の度合が高い場合には、大きな補正係数を用いることで、より大きな補正目標車両ヨーモーメントとする。 In step S1020, the corrected target vehicle yaw moment Mv (−) is corrected using the correction coefficient obtained from the map of FIG. The map in FIG. 9 is a map in which the vertical axis represents the correction coefficient, and the horizontal axis represents the steering angular velocity. In a region where the steering angular velocity is small, the correction coefficient increases in proportion to the magnitude of the steering angular velocity, and the steering angular velocity has a predetermined value. If it exceeds, the correction coefficient remains at the maximum value. That is, when the steering angular velocity is high, that is, when the degree of the emergency avoidance request is high, a larger correction target vehicle yaw moment is obtained by using a large correction coefficient.
なお、本実施形態では補正目標車両ヨーモーメントＭｖ（-）の補正を行う領域を、操舵角が−１０度以上の場合としたが、−１０度以上の領域に限られるわけではなく、異方向から同方向への切り替り付近の領域であればよい。 In the present embodiment, the correction target vehicle yaw moment Mv (−) is corrected in the region where the steering angle is −10 degrees or more, but is not limited to the region of −10 degrees or more. Any region in the vicinity of switching from to the same direction may be used.
上記の制御を行った場合の効果について図１０を参照して説明する。 The effect when the above control is performed will be described with reference to FIG.
図１０は、緊急回避方向とは逆方向に操舵した状態から緊急回避方向に、一定かつ高い操舵角速度（図５のマップで補正目標車両ヨーモーメントが一定となる角速度）で操舵した場合のタイムチャートである。 FIG. 10 is a time chart when steering is performed at a constant and high steering angular velocity (angular velocity at which the corrected target vehicle yaw moment is constant in the map of FIG. 5) from the state steered in the direction opposite to the emergency avoidance direction to the emergency avoidance direction. It is.
なお、操舵角ゼロ度とは、車両の前後方向の軸線と進行方向とが一致する状態の操舵角をいい、図１０中の操舵角θ１は図４中の操舵角θ１に相当し、図中の一点鎖線は第１実施形態の制御を実行した場合を表す。 The steering angle zero degree means a steering angle in a state where the longitudinal axis of the vehicle coincides with the traveling direction, and the steering angle θ1 in FIG. 10 corresponds to the steering angle θ1 in FIG. An alternate long and short dash line represents a case where the control of the first embodiment is executed.
また、実際の車両においては、補正目標車両ヨーレートの変化に対する車体ヨーレートの変化には応答遅れがあるが、図１０はこの応答遅れが無いものとして表している。 In an actual vehicle, there is a response delay in the change in the vehicle body yaw rate with respect to the change in the corrected target vehicle yaw rate, but FIG. 10 shows that there is no response delay.
ｔ０で緊急回避方向に操舵を開始してから、操舵角がθ１になるまでは、補正目標車両ヨーモーメントは図４のマップにより算出されるため一定値となる。したがって、車体ヨーレートは徐々に大きくなる。 From the start of steering in the emergency avoidance direction at t0 until the steering angle reaches θ1, the corrected target vehicle yaw moment is a constant value because it is calculated from the map of FIG. Therefore, the vehicle body yaw rate gradually increases.
ｔ１で操舵角がθ１より小さくなった後は、図４のマップに従い、操舵角に比例して補正目標車両ヨーモーメントも小さくなる。したがって、車体ヨーレートは徐々に低下する。 After the steering angle becomes smaller than θ1 at t1, the corrected target vehicle yaw moment also decreases in proportion to the steering angle according to the map of FIG. Therefore, the vehicle body yaw rate gradually decreases.
ｔ２で操舵角が−１０度より小さくなった後は、補正目標車両ヨーモーメントを図９のマップにより算出される補正係数によってさらに補正することにより、補正目標車両ヨーモーメントは増大し始め、車体ヨーレートも大きくなる。 After the steering angle becomes smaller than −10 degrees at t2, the correction target vehicle yaw moment starts to increase by further correcting the correction target vehicle yaw moment by the correction coefficient calculated by the map of FIG. Also grows.
ｔ３で操舵角がゼロ度を超えて緊急回避方向と同方向になると、補正目標車両ヨーモーメントは図５のマップにより算出されるため、一定値となる。したがって、車体ヨーレートは徐々に大きくなる。 When the steering angle exceeds zero degree and becomes the same direction as the emergency avoidance direction at t3, the corrected target vehicle yaw moment is calculated according to the map of FIG. Therefore, the vehicle body yaw rate gradually increases.
これに対して、第１実施形態の制御では、ｔ２〜ｔ３間も補正目標車両ヨーモーメントは低下し続ける。そして、操舵角がゼロ度となった瞬間に、補正目標車両ヨーモーメント算出用のマップが、操舵角に基づいて算出する図４のマップから操舵角速度に基づいて算出する図５のマップに切り替るので、ｔ３において急激に補正目標車両ヨーモーメントが大きくなる。 On the other hand, in the control of the first embodiment, the corrected target vehicle yaw moment continues to decrease between t2 and t3. Then, at the moment when the steering angle becomes zero degrees, the map for calculating the corrected target vehicle yaw moment is switched from the map of FIG. 4 calculated based on the steering angle to the map of FIG. 5 calculated based on the steering angular velocity. Therefore, the corrected target vehicle yaw moment suddenly increases at t3.
すなわち、本実施形態の制御によれば、操舵角がゼロ度を超える際の補正目標車両ヨーレートの急激な変化が抑制されるので、車両挙動の急変を抑制することができる。 That is, according to the control of the present embodiment, since a sudden change in the corrected target vehicle yaw rate when the steering angle exceeds zero degrees is suppressed, a sudden change in vehicle behavior can be suppressed.
以上により、本実施形態では第１実施形態と同様の効果に加え、更に次のような効果を得ることができる。 As described above, in the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the same effects as those of the first embodiment.
運転者の操舵方向が緊急回避方向方向と異方向から同方向まで変化する場合に、異方向から同方向への切り替わりの前後で車両のヨーモーメントの急変を抑制するよう補正するので、緊急回避中に車両挙動が急変することを防止することができる。 When the driver's steering direction changes from a different direction to the same direction as the emergency avoidance direction, correction is made to suppress sudden changes in the vehicle yaw moment before and after switching from the different direction to the same direction. It is possible to prevent the vehicle behavior from changing suddenly.
なお、上記説明では、力行・回生動作が可能な電動車について説明したが、電動車以外の車両に適用可能である。例えば、内燃機関を駆動源とする車両であっても、油圧によるブレーキシステムとの組み合わせにより、制動、駆動の制御を行うことで、上記実施形態の制御を実現することが可能である。 In the above description, the electric vehicle capable of power running / regenerative operation has been described, but it can be applied to vehicles other than the electric vehicle. For example, even in a vehicle using an internal combustion engine as a drive source, it is possible to realize the control of the above-described embodiment by controlling braking and driving by combining with a hydraulic brake system.
また、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.
１ 操舵機構
２ 前輪
３ 後輪
４ 駆動モータ
５ 制御器
６ 電源
７ コントロールユニット
８ ドライブシャフト
９ 操舵センサ
１０ 車速センサ
１１ ヨーレイトセンサ出力信号
１２ アクセルペダルセンサ出力信号
１３ ブレーキスイッチ出力信号
１４ 外部緊急回避コントローラ出力信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering mechanism 2 Front wheel 3 Rear wheel 4 Drive motor 5 Controller 6 Power supply 7 Control unit 8 Drive shaft 9 Steering sensor 10 Vehicle speed sensor 11 Yaw rate sensor output signal 12 Accelerator pedal sensor output signal 13 Brake switch output signal 14 External emergency avoidance controller output signal
Claims (8)
車両目標制駆動力及び車両目標ヨーモーメントを設定する車両目標値設定手段と、
前記目標制駆動力及び目標ヨーモーメントに基づいて前記左右の車輪に制駆動力を配分する制駆動力配分手段と、
路面摩擦係数に基づいて実現可能な制駆動力及びヨーモーメントを算出する実現可能値算出手段と、
運転者による操舵変化量を検出する操舵変化量検出手段と、
運転者に旋回を要求する旋回要求手段と、
実現可能な制駆動力又はヨーモーメントが前記車両目標制駆動力又は車両目標ヨーモーメントより小さく、かつ前記旋回要求手段から旋回を要求された場合に、前記操舵変化量が大きくなるほど、実現可能な制駆動力及びヨーモーメントの範囲内で、前記目標制駆動力と前記目標ヨーモーメントとの比率における前記目標ヨーモーメントの割合が増大するよう前記車両目標制駆動力及び車両目標ヨーモーメントを補正する目標値補正手段と、
を備えることを特徴とする車両の制駆動制御装置。 Braking / driving means capable of independently controlling the braking / driving force of the left and right wheels;
Vehicle target value setting means for setting a vehicle target braking / driving force and a vehicle target yaw moment;
Braking / driving force distribution means for distributing braking / driving force to the left and right wheels based on the target braking / driving force and target yaw moment;
A feasible value calculating means for calculating a braking / driving force and a yaw moment that can be realized based on a road surface friction coefficient;
Steering change amount detecting means for detecting a steering change amount by the driver;
Turn request means for requesting the driver to turn;
When the realizable braking / driving force or yaw moment is smaller than the vehicle target braking / driving force or vehicle target yaw moment, and when the turning request means requests turning, the larger the steering change amount, the more realizable braking / driving force. A target value for correcting the vehicle target braking / driving force and the vehicle target yaw moment so that the ratio of the target yaw moment in the ratio of the target braking / driving force and the target yaw moment increases within the range of the driving force and the yaw moment. Correction means;
A braking / driving control device for a vehicle, comprising:
前記操舵変化量検出手段は前記操舵変化量として操舵角速度を検出し、
旋回要求手段が要求する旋回方向と運転者の操舵方向とが同方向の場合には、前記目標値補正手段は操舵角速度に応じて前記車両目標制駆動力及び車両目標ヨーモーメントを補正することを特徴とする請求項１に記載の車両の制駆動制御装置。 A steering direction determining means for determining the difference between the turning direction requested by the turning request means and the steering direction of the driver;
The steering change amount detecting means detects a steering angular velocity as the steering change amount,
When the turning direction requested by the turning request means and the steering direction of the driver are the same direction, the target value correcting means corrects the vehicle target braking / driving force and the vehicle target yaw moment according to the steering angular velocity. The braking / driving control device for a vehicle according to claim 1, characterized in that:
前記操舵変化量検出手段は前記操舵変化量として操舵角を検出し、
旋回要求手段が要求する旋回方向と運転者の操舵方向とが異なる方向の場合には、操舵角に応じて前記車両目標制駆動力及び車両目標ヨーモーメントを補正することを特徴とする請求項１に記載の車両の制駆動制御装置。 A steering direction determining means for determining the difference between the turning direction requested by the turning request means and the steering direction of the driver;
The steering change amount detecting means detects a steering angle as the steering change amount,
2. The vehicle target braking / driving force and the vehicle target yaw moment are corrected according to the steering angle when the turning direction requested by the turning request means is different from the steering direction of the driver. 4. A braking / driving control device for a vehicle according to 1.
車両目標制駆動力及び車両目標ヨーモーメントを設定するステップと、
前記目標制駆動力及び目標ヨーモーメントに基づいて前記左右の車輪に制駆動力を配分するステップと、
路面摩擦係数に基づいて実現可能な制駆動力及びヨーモーメントを算出するステップと、
運転者による操舵変化量を検出するステップと、
運転者に旋回を要求する旋回要求の有無を判定するステップと、
実現可能な制駆動力又はヨーモーメントが前記車両目標制駆動力又は車両目標ヨーモーメントより小さく、かつ前記旋回要求手段から旋回を要求された場合に、前記操舵変化量が大きくなるほど、実現可能な制駆動力及びヨーモーメントの範囲内で、前記目標制駆動力と前記目標ヨーモーメントとの比率における前記目標ヨーモーメントの割合が増大するよう前記車両目標制駆動力及び車両目標ヨーモーメントを補正するステップと、
を有することを特徴とする車両の制駆動制御方法。 In a vehicle braking / driving control method including braking / driving means capable of independently controlling braking / driving forces of left and right wheels,
Setting a vehicle target braking / driving force and a vehicle target yaw moment;
Distributing braking / driving force to the left and right wheels based on the target braking / driving force and target yaw moment;
Calculating a realizable braking / driving force and yaw moment based on a road surface friction coefficient;
Detecting a steering change amount by a driver;
Determining whether or not there is a turning request for requesting the driver to turn;
When the realizable braking / driving force or yaw moment is smaller than the vehicle target braking / driving force or vehicle target yaw moment, and when the turning request means requests turning, the larger the steering change amount, the more realizable braking / driving force. Correcting the vehicle target braking / driving force and the vehicle target yaw moment so that a ratio of the target yaw moment in a ratio between the target braking / driving force and the target yaw moment increases within a range of the driving force and the yaw moment; ,
A braking / driving control method for a vehicle, comprising:
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