JP6670186B2 - Vehicle behavior control device - Google Patents
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Description
本発明は、ヨー方向の車両挙動を制御する複数の車両挙動制御を備えた車両挙動制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle behavior control device having a plurality of vehicle behavior controls for controlling a vehicle behavior in a yaw direction.
近年、車両においては、走行安定性や安全性を向上するためにヨー方向の車両挙動を制御する様々な車両挙動制御が開発され搭載されるようになっている。例えば、特開平8−34360号公報(以下、特許文献1)では、操舵角に対応した規範ヨーレート応答モデルを一次遅れの式に基づいて予め設定し、該規範ヨーレート応答モデルと実ヨーレートとの偏差に基づいて決定される反力成分を電動機に与える操舵トルク指令値に含ませることにより、横風などの外乱が加わった際に発生する車両挙動を抑制する方向に操舵トルクを発生する車両用操舵装置の技術が開示されている。また、特開2015−224005号公報(以下、特許文献2)では、主駆動輪へ伝達される駆動力源の動力の一部を4輪駆動時に副駆動輪へ伝達する動力伝達経路を断接する断接機構と、断接機構と副駆動輪の左右両輪との間の各動力伝達経路に各々設けられた第1のクラッチ及び第2のクラッチとを備える4輪駆動車両において、クラッチ制御部は、4輪駆動車両の直進安定性に関わる走行状態が所定の外乱を受けた状態となった場合に或いは所定の外乱を受けると予測される状態となった場合に、2輪駆動時クラッチ係合制御を実行する4輪駆動車両の技術が開示されている。 In recent years, various types of vehicle behavior control for controlling vehicle behavior in the yaw direction have been developed and mounted on vehicles in order to improve running stability and safety. For example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 8-34360 (hereinafter referred to as Patent Document 1), a reference yaw rate response model corresponding to a steering angle is set in advance based on a first-order lag equation, and a deviation between the reference yaw rate response model and the actual yaw rate is set. A vehicle steering device that generates a steering torque in a direction that suppresses vehicle behavior that occurs when a disturbance such as a cross wind is applied by including a reaction force component determined based on the vehicle in a steering torque command value that is applied to the electric motor. Is disclosed. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-224005 (hereinafter referred to as Patent Document 2), a power transmission path for transmitting a part of the power of a driving force source transmitted to a main driving wheel to an auxiliary driving wheel when driving four wheels is connected and disconnected. In a four-wheel drive vehicle including a connecting / disconnecting mechanism, and a first clutch and a second clutch provided in each power transmission path between the connecting / disconnecting mechanism and the left and right auxiliary drive wheels, the clutch control unit includes: Two-wheel drive clutch engagement when the running condition related to the straight running stability of the four-wheel drive vehicle has been subjected to a predetermined disturbance or has been predicted to be subjected to the predetermined disturbance. A technology of a four-wheel drive vehicle that executes control is disclosed.
ところで、車両に入力される外乱の入力特性は様々なのに対して、上述の特許文献1に開示される車両用操舵装置や上述の特許文献2に開示される4輪駆動車両のような各種車両挙動制御装置による補償制御が対応できる車両挙動については、その機能やアクチュエータの応答性による制約があり、一つの補償制御では十分な効果を得られないだけでなく、想定以上の高周波入力等によって制御動作が不安定になってしまう虞もある。例えば、上述の特許文献1に開示されるような操舵系の制御は、旋回挙動に方向性のある低周波外乱の補償には効果的だが、高周波の外乱のランダム入力には有効に対応することができないという課題がある。このような高周波の外乱のランダム入力に対しては上述の特許文献2に開示されるような4輪駆動への切替は有効な対応となるが、このような4輪駆動制御では、進路維持のような旋回挙動の定量的な制御は路面μ等による非線形性が強くて難しい等の問題がある。
By the way, while the input characteristics of the disturbance inputted to the vehicle are various, various vehicle behaviors such as the vehicle steering device disclosed in the above-mentioned
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両に搭載される複数の車両挙動制御を適切に協調させ、車両に入力される外乱をそれぞれの車両挙動制御により最適に補償させて全走行場面における走行安定性の向上を図ることができる車両挙動制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and appropriately cooperates with a plurality of vehicle behavior controls mounted on a vehicle, and optimally compensates for disturbances input to the vehicle by the respective vehicle behavior controls, thereby controlling all driving situations. It is an object of the present invention to provide a vehicle behavior control device capable of improving running stability in a vehicle.
本発明の車両挙動制御装置の一態様は、ヨー方向の車両挙動を制御する複数の車両挙動制御手段を備えた車両挙動制御装置において、車両の運動モデルから得られる車両のパラメータと実際に得られる車両のパラメータとの偏差を算出し、該偏差の絶対値を第1の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値と上記偏差を第2の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値との差に基づいて第1の外乱補償値を算出する第1の外乱補償値算出手段と、上記偏差を上記第2の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値の絶対値を算出し、該絶対値と上記第1の外乱補償値との差と上記偏差の旋回方向に基づいて第2の外乱補償値を算出する第2の外乱補償値算出手段と、上記第1の外乱補償値に相当する外乱成分を第1の車両挙動制御手段により補償させ、上記第2の外乱補償値に相当する外乱成分を、上記第1の車両挙動制御手段とは異なる第2の車両挙動制御手段により補償させる補償手段とを備えた。 One aspect of the vehicle behavior control device according to the present invention is a vehicle behavior control device including a plurality of vehicle behavior control means for controlling a vehicle behavior in a yaw direction. A deviation from a parameter of the vehicle is calculated, and a difference between a value obtained by filtering an absolute value of the deviation with a low-pass filter having a first time constant and a value obtained by filtering the deviation with a low-pass filter having a second time constant is obtained. A first disturbance compensation value calculating means for calculating a first disturbance compensation value based on the calculated value, and an absolute value of a value obtained by filtering the deviation with a low-pass filter of the second time constant, and calculating the absolute value and the absolute value A second disturbance compensation value calculating means for calculating a second disturbance compensation value based on a difference between the first disturbance compensation value and the turning direction of the deviation; and a disturbance component corresponding to the first disturbance compensation value. First vehicle lift Is compensated by the control means, a disturbance component corresponding to the second disturbance compensation value, and a compensating means for compensating the second vehicle behavior control means different from the first vehicle behavior control means.
本発明による車両挙動制御装置によれば、車両に搭載される車両挙動制御を適切に協調させ、車両に入力される外乱をそれぞれの車両挙動制御により最適に補償させて全走行場面における走行安定性の向上を図ることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the vehicle behavior control apparatus according to the present invention, the vehicle behavior control mounted on the vehicle is appropriately coordinated, and the disturbance input to the vehicle is optimally compensated by the respective vehicle behavior control, so that the traveling stability in all traveling scenes is obtained. Can be improved.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
(実施の第1形態)
図1において、符号1は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン1による駆動力はエンジン1後方の自動変速装置(トルクコンバータ等も含んで図示)2からトランスミッション出力軸2aを経てトランスファ3に伝達される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
In FIG. 1,
更に、このトランスファ3に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸4、プロペラシャフト5、ドライブピニオン軸部6を介して後輪終減速装置7に入力される一方、リダクションドライブギヤ8、リダクションドリブンギヤ9、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸10を介して前輪終減速装置11に入力される。ここで、自動変速装置2、トランスファ3、及び、前輪終減速装置11は、ケース12内に一体的に配設されている。
Further, the driving force transmitted to the transfer 3 is input to a rear wheel final reduction gear 7 via a
また、後輪終減速装置7に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸13rlを経て左後輪14rlに伝達されるとともに、後輪右ドライブ軸13rrを経て右後輪14rrに伝達される。一方、前輪終減速装置11に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸13flを経て左前輪14flに伝達されるとともに、前輪右ドライブ軸13frを経て右前輪14frに伝達される。 Further, the driving force input to the rear wheel final reduction gear 7 is transmitted to the left rear wheel 14rl via the rear wheel left drive shaft 13rl, and is transmitted to the right rear wheel 14rr via the rear wheel right drive shaft 13rr. . On the other hand, the driving force input to the front wheel final reduction gear 11 is transmitted to the left front wheel 14fl via the front wheel left drive shaft 13fl, and is transmitted to the right front wheel 14fr via the front wheel right drive shaft 13fr.
トランスファ3は、リダクションドライブギヤ8側に設けたドライブプレート15aとリヤドライブ軸4側に設けたドリブンプレート15bとが交互に配列されて要部が構成された湿式多板クラッチ(トランスファクラッチ)15と、このトランスファクラッチ15に締結力(トランスファクラッチトルク)TAWDを可変に付与してトルク伝達容量を可変制御するためのトランスファピストン16とを有して構成されている。従って、本車両では、トランスファクラッチ15のトランスファクラッチトルクTAWDを制御することで、トルク配分比が前軸側と後軸側とで、例えば、100:0から50:50の間で変更できるフロントエンジン・フロントドライブ車ベース(FFベース)の4輪駆動車となっている。
The transfer 3 includes a wet multi-plate clutch (transfer clutch) 15 in which a drive plate 15a provided on the
トランスファピストン16の押圧力は、複数のソレノイドバルブ等を擁した油圧回路で構成するクラッチ駆動部41aにより与えられる。このクラッチ駆動部41aを駆動させる制御信号(ソレノイドバルブに対するトランスファクラッチトルクTAWDに応じた出力信号)は、前後駆動力配分制御装置41から出力される。
The pressing force of the
前後駆動力配分制御装置41は、トランスファクラッチトルクTAWDを、例えば以下のように、周知の4輪駆動制御で設定する。
The front-rear driving force
まず、以下の(1)式により、トルク感応トルクTtを算出する。 First, the torque sensitive torque Tt is calculated by the following equation (1).
Tt=Ai・To …(1)
ここで、Aiは変速段毎に予め設定しておいた後輪の駆動力配分率で、Toはトランスミッション出力トルクで、例えば、以下の(2)式により算出できる。
Tt = Ai · To (1)
Here, Ai is a driving force distribution ratio of the rear wheels set in advance for each shift speed, and To is a transmission output torque, which can be calculated, for example, by the following equation (2).
To=Te・t・i …(2)
ここで、tはトルクコンバータのトルク比であり、予め設定されている、トルクコンバータの回転速度比eとトルクコンバータのトルク比tとのマップを参照することにより求められる。また、iはトランスミッションの変速比である。
To = Te · t · i (2)
Here, t is the torque ratio of the torque converter, which is obtained by referring to a preset map of the rotational speed ratio e of the torque converter and the torque ratio t of the torque converter. I is the transmission gear ratio.
そして、演算したトルク感応トルクTtを、操舵角δや車速Vで所定に補正して最終的なトルク感応トルクTtを算出する。 Then, the calculated torque-sensitive torque Tt is corrected to a predetermined value with the steering angle δ and the vehicle speed V to calculate the final torque-sensitive torque Tt.
また、例えば、以下の(3)式により、差回転感応トルクTsを算出する。 Further, for example, the differential rotation sensitive torque Ts is calculated by the following equation (3).
Ts=Kts・MAX((ΔN−ΔN0),0) …(3)
ここで、Ktsは、トランスミッション出力トルクToによって予め設定した比例係数であり、トランスミッション出力トルクToが大きいほど大きい値に設定され、差回転を減少させるようになっている。また、ΔNは前軸の実際の回転速と後軸の実際の回転速との差(実差回転)で、ΔN0は車速Vに応じて設定する許容差回転である。更に、MAX((ΔN−ΔN0),0)は、「(ΔN−ΔN0)」と「0」の大きい方を選択するMAX関数である。
Ts = Kts · MAX ((ΔN−ΔN0), 0) (3)
Here, Kts is a proportional coefficient set in advance by the transmission output torque To, and is set to a larger value as the transmission output torque To is larger, so that the differential rotation is reduced. ΔN is a difference (actual difference rotation) between the actual rotation speed of the front shaft and the actual rotation speed of the rear shaft, and ΔN0 is an allowable difference rotation set in accordance with the vehicle speed V. Further, MAX ((ΔN−ΔN0), 0) is a MAX function that selects the larger of “(ΔN−ΔN0)” and “0”.
更に、車両モデルに基づいて目標ヨーレート(dΨt/dt)を算出し、該目標ヨーレート(dΨt/dt)と実際のヨーレート(dΨs/dt)とを比較し、その値が一致するように増減すべきヨーレートフィードバックトルクTyを演算する。 Further, a target yaw rate (dΨt / dt) is calculated based on the vehicle model, the target yaw rate (dΨt / dt) is compared with an actual yaw rate (dΨs / dt), and the target yaw rate should be increased or decreased so that the values match. The yaw rate feedback torque Ty is calculated.
そして、以下の(4)式により、トランスファクラッチトルクTAWDを算出する。 Then, the transfer clutch torque TAWD is calculated by the following equation (4).
TAWD=Tt+Ts+Ty …(4)
一方、符号20は、車両の操舵系を示し、この操舵系20は、ステアリングホイール21から、ステアリングシャフト21aが延出されており、ステアリングシャフト21aの前端は、ユニバーサルジョイント22a及びジョイント軸22bから成るジョイント部22を介してステアリングギヤボックス24から突出されたピニオン軸25と連結されている。
TAWD = Tt + Ts + Ty (4)
On the other hand,
ステアリングギヤボックス24からは、左前輪14flに向けてタイロッド26flが延出される一方、右前輪14frに向けてタイロッド26frが延出されている。タイロッド26fl、26frのタイロッドエンドは、ナックルアーム27fl、27frを介して、それぞれの側の車輪14fl、14frを回転自在に支持するアクスルハウジング28fl、28frと連結されている。
A tie rod 26fl extends from the
また、操舵系20には、周知のラックアシスト型等の電動パワーステアリング機構29が設けられている。この電動パワーステアリング機構29のパワーステアリング用電動モータは、モータ駆動部42aにより駆動され、パワーステアリング用モータ駆動部42aは、操舵制御装置42からの信号に基づいて制御される。
Further, the
操舵制御装置42は、ドライバの操舵角や操舵トルクに応じたアシストトルクの発生(パワーステアリング機能)を行う。また、操舵制御装置42は、目標コースの車線曲率等の車線形状、目標コースと自車進行路の車幅方向のズレ量、目標コースに対する自車進行路のヨー角偏差等を検出し、これらの値を基に、フィードフォワード制御、およびフィードバック制御を行って、目標操舵角Asteerや目標操舵トルクTsteerを算出し、設定した目標コースに沿って走行するレーンキープ制御、および車線からの逸脱を防止する逸脱防止制御を実行する。
The
そして、制御ユニット40は、前述の前後駆動力配分制御装置41で補償すべき外乱と操舵制御装置42で補償すべき外乱を算出し、それぞれの制御装置41、42に協調して分配する。
Then, the
すなわち、制御ユニット40は補償手段として設けられており、車速センサ31から車速Vが入力され、操舵角センサ32から操舵角δが入力され、ヨーレートセンサ33から実際のヨーレート(dΨs/dt)が入力される。
That is, the
そして、制御ユニット40は、入力信号を基に、車両の運動モデル(オブザーバ)から得られるヨーレート(dΨovs/dt)と実際のヨーレート(dΨs/dt)との偏差を算出し、該偏差の絶対値を第1の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値Eunsigned1と偏差を第2の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値Esigned2との差に基づいて第1の外乱補償値Dunsigned1を算出する。また、偏差を第2の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値Esigned2の絶対値を算出し(|Esigned2|を算出し)、|Esigned2|と第1の外乱補償値Dunsigned1との差と上記偏差の旋回方向に基づいて第2の外乱補償値Dsigned2を算出する。そして、第1の外乱補償値Dunsigned1を、第1の車両挙動制御手段としての前後駆動力配分制御装置41に出力して前後駆動力配分制御装置41により補償し、第2の外乱補償値Dsigned2を第2の車両挙動制御手段としての操舵制御装置42に出力して操舵制御装置42により補償させる。
The
尚、上述の第1の時定数と第2の時定数は、操舵制御装置42による操舵制御の操舵系(機構)が追従できない高周波成分以上をカットオフする特性に、予め実験、計算等を基に設定されており、本実施の第1形態では、第1の時定数と第2の時定数は、例えば、等しい値として、共に「0.1sec」に設定されている。
The above-described first time constant and second time constant are based on a characteristic that cuts off a high frequency component or more that cannot be followed by a steering system (mechanism) of the steering control by the
このため、制御ユニット40は、図2に示すように、オブザーバ40a、不感帯処理部40b、第1の外乱補償値算出部40c、第2の外乱補償値算出部40dから主要に構成されている。
For this reason, as shown in FIG. 2, the
オブザーバ40aは、入力される操舵角δに対して出力される車両挙動(車両のヨーレート(dΨovs/dt)、車体すべり角βovs)を推定する2輪モデルで構成されており、本実施の形態のオブザーバ40aからは、特に、車両の運動モデル(オブザーバ)から得られるヨーレート(dΨovs/dt)と実際のヨーレート(dΨs/dt)との偏差が、不感帯処理部40bに対して出力される。このオブザーバ40aの構成について、図3を基に、以下、説明する。
The
すなわち、車両横方向の並進運動に関する運動方程式は、前後輪のコーナリングフォース(1輪)をCf,Cr、車体質量をM、横加速度をGyとすると、
2・Cf+2・Cr=M・Gy …(5)
となる。
That is, the equation of motion relating to the translational motion in the lateral direction of the vehicle is as follows: When the cornering forces (one wheel) of the front and rear wheels are Cf and Cr, the body mass is M, and the lateral acceleration is Gy
2 ·
Becomes
一方、重心点まわりの回転運動に関する運動方程式は、重心から前後輪軸までの距離をLf,Lr、車体のヨー慣性モーメントをIz、ヨー角加速度を(d2Ψ/dt2)として、以下の(6)式で示される。 On the other hand, the equation of motion related to the rotational motion around the center of gravity is as follows, with the distance from the center of gravity to the front and rear wheel axes being Lf, Lr, the yaw moment of inertia of the vehicle body being Iz, and the yaw angular acceleration being (d 2 Ψ / dt 2 ). 6) It is shown by the equation.
2・Cf・Lf−2・Cr・Lr=Iz・(d2Ψ/dt2) …(6)
また、車体すべり角をβ、車体すべり角速度を(dβ/dt)とすると、横加速度Gyは、
Gy=V・((dβ/dt)+(dΨ/dt)) …(7)
で表される。ここで、(dΨ/dt)はヨーレートである。
2 · Cf · Lf−2 · Cr · Lr = Iz · (d 2 Ψ / dt 2 ) (6)
If the vehicle slip angle is β and the vehicle slip angular velocity is (dβ / dt), the lateral acceleration Gy is
Gy = V · ((dβ / dt) + (dΨ / dt)) (7)
It is represented by Here, (dΨ / dt) is the yaw rate.
従って、上記(5)式は、以下の(8)式となる。 Therefore, the above equation (5) becomes the following equation (8).
2・Cf+2・Cr=M・V・((dβ/dt)+(dΨ/dt))
…(8)
コーナリングフォースはタイヤの横すべり角に対して1次遅れに近い応答をするが、この応答遅れを無視し、更に、サスペンションの特性をタイヤ特性に取り込んだ等価コーナリングパワを用いて線形化すると以下となる。
2 ·
… (8)
The cornering force has a response close to the first-order delay with respect to the tire slip angle, but ignoring this response delay, and further linearizing using an equivalent cornering power incorporating the characteristics of the suspension into the tire characteristics is as follows. .
Cf=Kf・αf …(9)
Cr=Kr・αr …(10)
ここで、Kf,Krは前後輪の等価コーナリングパワ、αf,αrは前後輪の横すべり角である。
Cf = Kf · αf (9)
Cr = Kr · αr (10)
Here, Kf and Kr are equivalent cornering powers of the front and rear wheels, and αf and αr are sideslip angles of the front and rear wheels.
等価コーナリングパワKf,Krの中でロールやサスペンションの影響は考慮されているので、この等価コーナリングパワKf,Krを用いて、前後輪の横すべり角αf,αrは、前後輪舵角をδf、ステアリングギヤ比をn、ハンドル角をθHとして以下のように簡略化できる。 Since the effects of rolls and suspensions are considered in the equivalent cornering powers Kf and Kr, the side slip angles αf and αr of the front and rear wheels can be determined by using the equivalent cornering powers Kf and Kr to set the front and rear wheel steering angles to δf and the steering wheel. The following can be simplified assuming that the gear ratio is n and the steering wheel angle is θH.
αf=δf−(β+Lf・(dΨ/dt)/V)
=(θH/n)−(β+Lf・(dΨ/dt)/V) …(11)
αr=−(β−Lr・(dΨ/dt)/V) …(12)
以上の運動方程式をまとめると、以下の(13)式で示す状態方程式が得られ、図3のオブザーバ40aの構成で表現される。このオブザーバ40aにより、入力される操舵角δに対して生じる車両挙動(ヨーレート(dΨovs/dt)、車体すべり角βovs)が推定され、オブザーバ40aで得られるヨーレート(dΨovs/dt)と実際のヨーレート(dΨs/dt)との偏差が、不感帯処理部40bに対して出力される。
αf = δf− (β + Lf · (dΨ / dt) / V)
= (ΘH / n)-(β + Lf · (dΨ / dt) / V) (11)
αr = − (β−Lr · (dΨ / dt) / V) (12)
When the above equations of motion are summarized, a state equation expressed by the following equation (13) is obtained, and is expressed by the configuration of the
不感帯処理部40bは、オブザーバ40aからオブザーバ40aで得られるヨーレート(dΨovs/dt)と実際のヨーレート(dΨs/dt)との偏差が入力され、その絶対値|(dΨs/dt)−(dΨovs/dt)|が、予め実験、計算等により設定しておいた値Ddと比較される。そして、その偏差の絶対値|(dΨs/dt)−(dΨovs/dt)|が、予め実験、計算等により設定しておいた値Dd以上の場合には、外乱を含むと判定され、その偏差((dΨs/dt)−(dΨovs/dt))が、外乱を含む値として抽出され、第1の外乱補償値算出部40cと第2の外乱補償値算出部40dに出力される。
The dead
第1の外乱補償値算出部40cは、不感帯処理部40bから不感帯処理された偏差((dΨs/dt)−(dΨovs/dt))の値が入力されると、以下の(14)式により、該偏差の絶対値を第1の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理して、符号無し偏差のローパスフィルタ処理値(第1のローパスフィルタ処理値)Eunsigned1を算出する。
When the value of the deviation ((dΨs / dt) − (dΨovs / dt)) subjected to the dead zone processing is input from the dead
Eunsigned1=LPF(1)|(dΨs/dt)−(dΨovs/dt)| …(14)
ここで、LPF(1)は、第1の時定数のローパスフィルタ処理を示す。
Eunsigned1 = LPF (1) | (dΨs / dt) − (dΨovs / dt) | (14)
Here, LPF (1) indicates low-pass filter processing of the first time constant.
また、偏差((dΨs/dt)−(dΨovs/dt))を、そのまま、第2の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理して、符号付き偏差のローパスフィルタ処理値(第2のローパスフィルタ処理値)Esigned2を算出する(15式)。 Further, the deviation ((d / s / dt)-(dΨovs / dt)) is directly filtered by a low-pass filter having a second time constant, and a signed low-pass filter processing value (second low-pass filter processing value) is used. ) Calculate Esigned2 (Equation 15).
Esigned2=LPF(2)((dΨs/dt)−(dΨovs/dt)) …(15)
ここで、LPF(2)は、第2の時定数のローパスフィルタ処理を示す。
Esigned2 = LPF (2) ((dΨs / dt) − (dΨovs / dt)) (15)
Here, LPF (2) indicates the low-pass filter processing of the second time constant.
そして、第1のローパスフィルタ処理値Eunsigned1から第2のローパスフィルタ処理値Esigned2を減算して、以下の(16)式により、第1の外乱補償値Dunsigned1を算出し、前後駆動力配分制御装置41に出力する。 Then, the second low-pass filter processing value Esigned2 is subtracted from the first low-pass filter processing value Eunsigned1, and the first disturbance compensation value Dunsigned1 is calculated by the following equation (16). Output to
Dunsigned1=Eunsigned1−Esigned2 …(16)
このように、第1の外乱補償値算出部40cは、第1の外乱補償値算出手段として設けられている。
Dunsigned1 = Eunsigned1−Esigned2 (16)
Thus, the first disturbance
一方、第2の外乱補償値算出部40dは、不感帯処理部40bから不感帯処理された偏差((dΨs/dt)−(dΨovs/dt))の値が入力され、第1の外乱補償値算出部40cから第1の外乱補償値Dunsigned1が入力される。そして、前述の(15)式により、第2のローパスフィルタ処理値Esigned2を算出し、以下の(17)式により、旋回方向性のある第2の外乱補償値Dsigned2を算出し、操舵制御装置42に出力する。
Dsigned2=sign(Esigned2)・max(|Esigned2|−Dunsigned1,0)
…(17)
ここで、sign(Esigned2)は、Esigned2の符号関数であり、Dsigned2が、第2のローパスフィルタ処理値Esigned2の旋回方向に設定されることを示す。また、max(|Esigned2|−Dunsigned1,0)は、「|Esigned2|−Dunsigned1」と「0」の大きな値の方を設定させる関数である。すなわち、第2の外乱補償値Dsigned2は、「0」以上の、第2のローパスフィルタ処理値Esigned2の旋回方向の値となる。このように、第2の外乱補償値算出部40dは、第2の外乱補償値算出手段として設けられている。
On the other hand, the second disturbance compensation
Dsigned2 = sign (Esigned2) · max (| Esigned2 | −Dunsigned1,0)
… (17)
Here, sign (Esigned2) is a sign function of Esigned2, and indicates that Dsigned2 is set in the turning direction of the second low-pass filter processing value Esigned2. Max (| Esigned2 | -Dunsigned1,0) is a function for setting the larger value of "| Esigned2 | -Dunsigned1" and "0". That is, the second disturbance compensation value Dsigned2 is a value in the turning direction of the second low-pass filter processing value Esigned2 that is equal to or greater than “0”. As described above, the second disturbance compensation
すなわち、第1の外乱補償値Dunsigned1は、(16)式からも明らかなように、ヨー挙動偏差の左右旋回方向に方向性のない路面の凹凸等で生じる外乱成分となっている。これに対し、第2の外乱補償値Dsigned2は、(17)式からも明らかなように、第2のローパスフィルタ処理値Esigned2の旋回方向が考慮されて、該旋回方向に生じる方向性のある、第2のローパスフィルタ処理値Esigned2から第1の外乱補償値Dunsigned1を減算した残りの、比較的、低周波な外乱成分となっている。この外乱は、例えば、路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により生じる外乱である。 That is, the first disturbance compensation value Dunsigned1 is a disturbance component caused by unevenness of the road surface or the like having no direction in the left-right turning direction of the yaw behavior deviation, as is apparent from the equation (16). On the other hand, the second disturbance compensation value Dsigned2 is, as is clear from the equation (17), taking into consideration the turning direction of the second low-pass filter processing value Esigned2, and having a directionality generated in the turning direction. This is a relatively low-frequency disturbance component remaining after subtracting the first disturbance compensation value Dunsigned1 from the second low-pass filter processing value Esigned2. The disturbance is, for example, a disturbance caused by a rut on a road surface, a cross wind on a running vehicle, a cant on a road surface, or the like.
次に、上述の本実施の第1形態に係る車両挙動制御の作用について、図4のフローチャートで説明する。 Next, the operation of the above-described vehicle behavior control according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、ステップ(以下、「S」と略称)101で、必要パラメータを取得する。具体的には、車速センサ31で車速Vを検出し、操舵角センサ32で操舵角δを検出し、ヨーレートセンサ33で実際のヨーレート(dΨs/dt)を検出し、オブザーバ40aでヨーレート(dΨovs/dt)を算出し、該ヨーレート(dΨovs/dt)と実際のヨーレート(dΨs/dt)との偏差((dΨs/dt)−(dΨovs/dt))を算出する。
First, in step (hereinafter abbreviated as "S") 101, necessary parameters are acquired. Specifically, the
次いで、S102に進み、不感帯処理部40bは、オブザーバ40aによるヨーレート(dΨovs/dt)と実際のヨーレート(dΨs/dt)との偏差の絶対値と予め実験、計算等により設定しておいた値Ddとを比較する。
Next, proceeding to S102, the dead
この比較の結果、|(dΨs/dt)−(dΨovs/dt)|≧Ddの場合は、偏差には外乱が含まれていると判定してS103に進み、|(dΨs/dt)−(dΨovs/dt)|<Ddの場合は、偏差には外乱は含まれていないと判定してプログラムを抜ける。尚、この場合(プログラムを抜けた場合)、前後駆動力配分制御装置41による4輪駆動制御、及び、操舵制御装置42による操舵制御は、特に制御ユニット40による外乱補償を受けることなく、通常通り実行されることになる。
As a result of this comparison, when | (dΨs / dt) − (dΨovs / dt) | ≧ Dd, it is determined that the deviation includes a disturbance, and the process proceeds to S103, where | (dΨs / dt) − (dΨovs). / Dt) | <Dd, it is determined that no disturbance is included in the deviation, and the program exits. In this case (when the program is exited), the four-wheel drive control by the front / rear drive force
S102で、|(dΨs/dt)−(dΨovs/dt)|≧Ddと判定されてS103に進むと、第1の外乱補償値算出部40cは、前述の(14)式により、第1のローパスフィルタ処理値Eunsigned1を算出する。
When it is determined in step S102 that | (dΨs / dt) − (dΨovs / dt) | ≧ Dd and the process proceeds to S103, the first disturbance compensation
次いで、S104に進み、第1の外乱補償値算出部40cと第2の外乱補償値算出部40dは、前述の(15)式により、第2のローパスフィルタ処理値Esigned2を算出する。
Next, the process proceeds to S104, in which the first disturbance compensation
次に、S105に進んで、第1の外乱補償値算出部40cは、前述の(16)式により、第1の外乱補償値Dunsigned1を算出する。
Next, proceeding to S105, the first disturbance compensation
次いで、S106に進み、第2の外乱補償値算出部40dは、前述の(17)式により、第2の外乱補償値Dsigned2を算出する。
Next, the process proceeds to S106, where the second disturbance compensation
次に、S107に進み、第1の外乱補償値算出部40cは、第1の外乱補償値Dunsigned1が、予め実験、計算等により設定しておいた閾値Ducよりも高い(Dunsigned1>Duc)か否か判定する。
Next, proceeding to S107, the first disturbance compensation
この判定の結果、Dunsigned1>Ducの場合は、第1の外乱補償値Dunsigned1には外乱が含まれていると判定して、S108に進み、第1の外乱補償値算出部40cは、第1の外乱補償値Dunsigned1を前後駆動力配分制御装置41に出力して、第1の外乱補償値Dunsigned1に相当する制御量を、制御量(トランスファクラッチトルク)TAWDから補正させる。
If the result of this determination is that Dunsigned1> Duc, it is determined that disturbance is included in the first disturbance compensation value Dunsigned1, and the process proceeds to S108, where the first disturbance compensation
具体的には、前後駆動力配分制御装置41は、例えば以下の(18)式で示すように、通常の制御量(トランスファクラッチトルク)TAWDに対して第1の外乱補償値Dunsigned1に、予め実験、計算等により設定しておいたゲインKuを乗算した値を加算し、補正して出力し、路面の凹凸等で生じる、比較的、高周波の外乱が車両の直進安定性を阻害することを防止するのである。
More specifically, the front-rear driving force
TAWD=TAWD+Ku・Dunsigned1 …(18)
そして、S108で、前後駆動力配分制御装置41により第1の外乱補償値Dunsigned1を補償して制御を実行させた後、或いは、S107で、Dunsigned1≦Ducと判定されて第1の外乱補償値Dunsigned1には外乱が含まれていないと判定された後は、S109に進み、第2の外乱補償値算出部40dは、第2の外乱補償値Dsigned2が、予め実験、計算等により設定しておいた閾値Dscよりも高い(Dsigned2>Dsc)か否か判定する。
TAWD = TAWD + Ku · Dunsigned1 (18)
Then, in S108, after the first disturbance compensation value Dunsigned1 is compensated by the front / rear driving force
この判定の結果、Dsigned2>Dscの場合は、第2の外乱補償値Dsigned2には外乱が含まれていると判定して、S110に進み、第2の外乱補償値算出部40dは、第2の外乱補償値Dsigned2を操舵制御装置42に出力して、第2の外乱補償値Dsigned2に相当する制御量を、制御量(目標操舵角Asteerや目標操舵トルクTsteer)から補正させる。
If Dsigned2> Dsc, as a result of this determination, it is determined that disturbance is included in the second disturbance compensation value Dsigned2, and the process proceeds to S110, where the second disturbance compensation
具体的には、操舵制御装置42が目標操舵角Asteerを算出してレーンキープ制御や車線逸脱防止制御を行う制御装置の場合、操舵制御装置42は、例えば以下の(19)式で示すように、通常の制御量(目標操舵角)Asteerから、第2の外乱補償値Dsigned2に(n/Gγ)を乗算した値を減算し、例えば、路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により車両の旋回方向に対して生じる外乱成分を排除し、目標コースに沿った走行安定性を向上させるのである。
Specifically, when the
Asteer=Asteer−(n/Gγ)・Dsigned2 …(19)
ここで、nはステアリングギヤ比、Gγは操舵角に対するヨーレートゲインで、例えば、以下の(20)式により算出できる。
Gγ=(1/(1−(m/(2・l2))・((Lf・Kf−Lr・Kr)
/(Kf・Kr))・V2)・(V/l)
=(1/(1+A・V2)・(V/l) …(20)
ここで、lはホイールベース、Aは車両固有のスタビリティファクタである。
Asteer = Asteer− (n / Gγ) · Dsigned2 (19)
Here, n is a steering gear ratio, Gγ is a yaw rate gain with respect to the steering angle, and can be calculated by the following equation (20), for example.
Gγ = (1 / (1- (m / (2 · l 2 ))) · ((Lf · Kf−Lr · Kr)
/ (Kf · Kr)) · V 2 ) · (V / l)
= (1 / (1 + A · V 2 ) · (V / l) (20)
Here, 1 is a wheelbase, and A is a stability factor specific to the vehicle.
また、操舵制御装置42が目標操舵トルクTsteerを算出してレーンキープ制御や車線逸脱防止制御を行う制御装置の場合、操舵制御装置42は、例えば以下の(21)式で示すように、通常の制御量(目標操舵トルク)Tsteerに対して第2の外乱補償値Dsigned2に、予め実験、計算等により設定しておいたゲインKsを乗算した値を加算し、補正して出力し、例えば、路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により車両の旋回方向に対して生じる外乱成分を排除し(外乱方向の操舵力を重くし)、目標コースに沿った走行安定性を向上させるのである。
In the case where the
Tsteer=Tsteer+Ks・Dsigned2 …(21)
そして、上述のS110で操舵制御補正を実行させた後、或いは、前述のS109でDsigned2≦Dscと判定されて第2の外乱補償値Dsigned2には外乱が含まれていないと判定された後は、そのままプログラムを抜ける。
Tsteer = Tsteer + Ks · Dsigned2 (21)
Then, after the steering control correction is executed in S110 described above, or after it is determined that Dsigned2 ≦ Dsc in S109 described above and the second disturbance compensation value Dsigned2 does not include disturbance, Exit the program.
このように、本発明の実施の第1形態によれば、車両の運動モデル(オブザーバ)から得られるヨーレート(dΨovs/dt)と実際のヨーレート(dΨs/dt)との偏差を算出し、該偏差の絶対値を第1の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値Eunsigned1と偏差を第2の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値Esigned2との差に基づいて第1の外乱補償値Dunsigned1を算出する。また、偏差を第2の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値Esigned2の絶対値を算出し(|Esigned2|を算出し)、|Esigned2|と第1の外乱補償値Dunsigned1との差と上記偏差の旋回方向に基づいて第2の外乱補償値Dsigned2を算出する。そして、第1の外乱補償値Dunsigned1を、第1の車両挙動制御手段としての前後駆動力配分制御装置41に出力して補償し、第2の外乱補償値Dsignedを第2の車両挙動制御手段としての操舵制御装置42に出力して補償させる。このため、同じ車両パラメータ(実際のヨーレート(dΨs/dt))から、操舵制御で補償するのに適した路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により生じる比較的低周波な外乱と、前後駆動力配分制御により補償するのに適した車両挙動偏差の左右旋回方向に方向性のない路面の凹凸等で生じる比較的高周波な外乱を分けて抽出して、それぞれの制御で補償するようになっているので、各車両挙動制御の作動を切り替えることなく適切に協調させ、車両に入力される外乱をそれぞれの車両挙動制御により最適に補償させて全走行場面における走行安定性の向上を図ることができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the deviation between the yaw rate (dΨovs / dt) obtained from the vehicle motion model (observer) and the actual yaw rate (dΨs / dt) is calculated, and the deviation is calculated. A first disturbance compensation value Dunsigned1 is calculated based on a difference between a value Eunsigned1 obtained by filtering the absolute value of Eunsigned1 with a low-pass filter having a first time constant and a value Esigned2 obtained by filtering the deviation with a low-pass filter having a second time constant. I do. In addition, the absolute value of a value Esigned2 obtained by filtering the deviation with a low-pass filter having a second time constant is calculated (| Esigned2 | is calculated), and the difference between | Esigned2 | and the first disturbance compensation value Dunsigned1 and the deviation are calculated. The second disturbance compensation value Dsigned2 is calculated on the basis of the turning direction of. Then, the first disturbance compensation value Dunsigned1 is output to the front-rear driving force
尚、本発明の実施の形態では、第1の外乱補償値Dunsigned1を前後駆動力配分制御装置41に出力して補償するように構成しているが、左右輪間の差動制限機構のロック制御や左右独立駆動クラッチの締結制御、左右輪独立駆動モータの差回転制御に対しても本発明が適用でき、上述した効果と同様の効果が得られることは言うまでもない。
In the embodiment of the present invention, the first disturbance compensation value Dunsigned1 is configured to be output to the front / rear driving force
また、操舵制御は、各輪の制駆動力差により車両にヨーモーメントを付加するヨーモーメント制御であっても本発明が適用でき、上述した効果と同様の効果が得られることは言うまでもない。このヨーモーメント制御に適用する場合、補償して車両に付加するヨーモーメントMzは、例えば、以下の(22)式等により算出することができる。 In addition, the present invention can be applied to the steering control even if the yaw moment control that adds the yaw moment to the vehicle based on the braking / driving force difference of each wheel, and it is needless to say that the same effects as those described above can be obtained. When applied to the yaw moment control, the yaw moment Mz to be compensated and added to the vehicle can be calculated by the following equation (22), for example.
Mz=−Dsigned2・((1−(m/(2・l2))
・(Lf・Kf−Lr・Kr)/(Kf・Kr)・V2)
/((V/(2・l2))・(Kf+Kr)/(Kf・Kr)))
=−Dsigned2・(1+A・V2)・(l/V)
・(2・l・Kf・Kr)/(Kf+Kr) …(22)
(実施の第2形態)
次に、本発明の実施の第2形態を説明する。
Mz = −Dsigned2 · ((1− (m / (2 · l 2 )))
· (Lf · Kf-Lr · Kr) / (Kf · Kr) · V 2 )
/ ((V / (2 · l 2 )) · (Kf + Kr) / (Kf · Kr)))
= −Dsigned2 · (1 + A · V 2 ) · (l / V)
・ (2 · l · Kf · Kr) / (Kf + Kr) (22)
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
尚、本実施の第2形態は、前記実施の第1形態における、第1の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理して算出する第1のローパスフィルタ処理値Eunsigned1の時定数と、第2の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理して算出する第2のローパスフィルタ処理値Esigned2の時定数とを変更した点が、前記第1形態と異なり、他の構成作用は同じであるので、同じ構成には同じ符号を記し、説明は省略する。 The second embodiment is different from the first embodiment in that the time constant of the first low-pass filter processing value Eunsigned1 calculated by filtering with the low-pass filter having the first time constant is the same as the second time constant. The difference from the first embodiment is that the time constant of the second low-pass filter processing value Esigned2 calculated by filtering with a constant low-pass filter is different from that of the first embodiment. The same reference numerals are given and the description is omitted.
すなわち、本実施の形態の第2形態では、補償手段としての制御ユニット40は、図5に示すように、オブザーバ40a、不感帯処理部40b、第3の外乱補償値算出部50c、第4の外乱補償値算出部50dから主要に構成されている。
That is, in the second embodiment of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
第3の外乱補償値算出部50cは、不感帯処理部40bから不感帯処理された偏差((dΨs/dt)−(dΨovs/dt))の値が入力されると、以下の(23)式により、該偏差の絶対値を第3の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理して、符号無し偏差のローパスフィルタ処理値(第3のローパスフィルタ処理値)Eunsigned3を算出する。
When the value of the deviation ((dΨs / dt) − (dΨovs / dt)) subjected to the dead zone processing is input from the dead
Eunsigned3=LPF(3)|(dΨs/dt)−(dΨovs/dt)| …(23)
ここで、LPF(3)は、第3の時定数のローパスフィルタ処理を示す。この第3の時定数は、予め実験計算等により設定しておいた、前記第1形態で説明した第1の時定数よりも大きな値であり、例えば、第1の時定数を「0.1sec」に設定している場合、第3の時定数は「0.2sec」等に設定される。そして、第3の時定数のローパスフィルタ処理による遅れが第1の時定数のローパスフィルタ処理よりも大きくなるようになっている。
Eunsigned3 = LPF (3) | (dΨs / dt) − (dΨovs / dt) | (23)
Here, LPF (3) indicates low-pass filter processing of a third time constant. The third time constant is a value larger than the first time constant described in the first embodiment, which is set in advance by an experimental calculation or the like. For example, the first time constant is set to “0.1 sec. ", The third time constant is set to" 0.2 sec "or the like. The delay caused by the low-pass filter processing of the third time constant is larger than that of the low-pass filter processing of the first time constant.
また、偏差((dΨs/dt)−(dΨovs/dt))を、そのまま、第4の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理して、符号付き偏差のローパスフィルタ処理値(第4のローパスフィルタ処理値)Esigned4を算出する(24式)。 Further, the deviation ((d / s / dt) − (dΨovs / dt)) is directly filtered by a low-pass filter having a fourth time constant, and a signed low-pass filter processing value (fourth low-pass filter processing value) is used. ) Calculate Esigned4 (Equation 24).
Esigned4=LPF(4)((dΨs/dt)−(dΨovs/dt)) …(24)
ここで、LPF(4)は、第4の時定数のローパスフィルタ処理を示す。この第4の時定数は、予め実験計算等により設定しておいた、前記第1形態で説明した第2の時定数よりも小さな値であり、例えば、第2の時定数を「0.1sec」に設定している場合、第4の時定数は「0.03sec」等に設定される。そして、第4の時定数のローパスフィルタ処理による遅れが第2の時定数のローパスフィルタ処理よりも小さくなるようになっている。
Esigned4 = LPF (4) ((dΨs / dt) − (dΨovs / dt)) (24)
Here, LPF (4) indicates the low-pass filter processing of the fourth time constant. The fourth time constant is a value smaller than the second time constant described in the first embodiment, which is set in advance by an experimental calculation or the like. For example, the second time constant is set to “0.1 sec. , The fourth time constant is set to “0.03 sec” or the like. The delay caused by the low-pass filter processing of the fourth time constant is smaller than that of the low-pass filter processing of the second time constant.
そして、第3のローパスフィルタ処理値Eunsigned3から第4のローパスフィルタ処理値Esigned4を減算して、以下の(25)式により、第3の外乱補償値Dunsigned3を算出し、前後駆動力配分制御装置41に出力する。
Then, by subtracting the fourth low-pass filter processing value Esigned4 from the third low-pass filter processing value Eunsigned3, the third disturbance compensation value Dunsigned3 is calculated by the following equation (25), and the front-rear driving force
Dunsigned3=Eunsigned3−Esigned4 …(25)
このように、第3の外乱補償値算出部50cは、第3の外乱補償値算出手段として設けられている。
Dunsigned3 = Eunsigned3−Esigned4 ... (25)
As described above, the third disturbance compensation
一方、第4の外乱補償値算出部50dは、不感帯処理部40bから不感帯処理された偏差((dΨs/dt)−(dΨovs/dt))の値が入力され、第3の外乱補償値算出部50cから第3の外乱補償値Dunsigned3が入力される。そして、前述の(24)式により、第4のローパスフィルタ処理値Esigned4を算出し、以下の(26)式により、旋回方向性のある第4の外乱補償値Dsigned4を算出し、操舵制御装置42に出力する。
Dsigned4=sign(Esigned4)・max(|Esigned4|−Dunsigned3,0)
…(26)
ここで、sign(Esigned4)は、Esigned4の符号関数であり、Dsigned4が、第4のローパスフィルタ処理値Esigned4の旋回方向に設定されることを示す。また、max(|Esigned4|−Dunsigned3,0)は、「|Esigned4|−Dunsigned3」と「0」の大きな値の方を設定させる関数である。すなわち、第4の外乱補償値Dsigned4は、「0」以上の、第4のローパスフィルタ処理値Esigned4の旋回方向の値となる。このように、第4の外乱補償値算出部50dは、第4の外乱補償値算出手段として設けられている。
On the other hand, the fourth disturbance compensation
Dsigned4 = sign (Esigned4) .max (| Esigned4 | -Dunsigned3,0)
… (26)
Here, sign (Esigned4) is a sign function of Esigned4, and indicates that Dsigned4 is set in the turning direction of the fourth low-pass filter processing value Esigned4. Max (| Esigned4 | -Dunsigned3,0) is a function for setting the larger value of "| Esigned4 | -Dunsigned3" and "0". That is, the fourth disturbance compensation value Dsigned4 is a value in the turning direction of the fourth low-pass filter processing value Esigned4 that is equal to or greater than “0”. As described above, the fourth disturbance compensation
すなわち、第3の外乱補償値Dunsigned3は、(25)式からも明らかなように、ヨー挙動偏差の左右旋回方向に方向性のない路面の凹凸等で生じる外乱成分となっている。これに対し、第4の外乱補償値Dsigned4は、(26)式からも明らかなように、第4のローパスフィルタ処理値Esigned4の旋回方向が考慮されて、該旋回方向に生じる方向性のある、第4のローパスフィルタ処理値Esigned4から第3の外乱補償値Dunsigned3を減算した残りの、比較的、低周波な外乱成分となっている。この外乱は、例えば、路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により生じる外乱である。 That is, the third disturbance compensation value Dunsigned3 is a disturbance component caused by unevenness of the road surface having no direction in the left-right turning direction of the yaw behavior deviation, as is apparent from the equation (25). On the other hand, the fourth disturbance compensation value Dsigned4 is, as is clear from the equation (26), taking into account the turning direction of the fourth low-pass filter processing value Esigned4, and having a directionality generated in the turning direction. A relatively low-frequency disturbance component remaining after subtracting the third disturbance compensation value Dunsigned3 from the fourth low-pass filter processing value Esigned4. The disturbance is, for example, a disturbance caused by a rut on a road surface, a cross wind on a running vehicle, a cant on a road surface, or the like.
この際、前述の第1形態とは異なり、第3の時定数は、予め実験計算等により設定しておいた、前記第1形態で説明した第1の時定数よりも大きな値に変更し、第4の時定数は、予め実験計算等により設定しておいた、前記第1形態で説明した第2の時定数よりも小さな値に変更している。このため、上述の(26)式で算出される第4の外乱補償値Dsigned4は、ハイパスフィルタ処理され、遅れが減らされて減衰される。一方、上述の(25)式で算出される第3の外乱補償値Dunsigned3は、低周波感度が向上される。 At this time, unlike the first embodiment described above, the third time constant is changed to a value larger than the first time constant described in the first embodiment, which has been set in advance by experimental calculation or the like, The fourth time constant is changed to a value smaller than the second time constant described in the first embodiment, which is set in advance by experimental calculation or the like. Therefore, the fourth disturbance compensation value Dsigned4 calculated by the above equation (26) is subjected to a high-pass filter process, and the delay is reduced and attenuated. On the other hand, the third disturbance compensation value Dunsigned3 calculated by the above equation (25) has improved low-frequency sensitivity.
次に、上述の本実施の第2形態に係る車両挙動制御の作用について、図6のフローチャートで説明する。 Next, the operation of the above-described vehicle behavior control according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、S201で、必要パラメータを取得する。具体的には、車速センサ31で車速Vを検出し、操舵角センサ32で操舵角δを検出し、ヨーレートセンサ33で実際のヨーレート(dΨs/dt)を検出し、オブザーバ40aでヨーレート(dΨovs/dt)を算出し、該ヨーレート(dΨovs/dt)と実際のヨーレート(dΨs/dt)との偏差((dΨs/dt)−(dΨovs/dt))を算出する。
First, in S201, necessary parameters are acquired. Specifically, the
次いで、S202に進み、不感帯処理部40bは、オブザーバ40aによるヨーレート(dΨovs/dt)と実際のヨーレート(dΨs/dt)との偏差の絶対値と予め実験、計算等により設定しておいた値Ddとを比較する。
Next, the process proceeds to S202, in which the dead
この比較の結果、|(dΨs/dt)−(dΨovs/dt)|≧Ddの場合は、偏差には外乱が含まれていると判定してS203に進み、|(dΨs/dt)−(dΨovs/dt)|<Ddの場合は、偏差には外乱は含まれていないと判定してプログラムを抜ける。尚、この場合(プログラムを抜けた場合)、前後駆動力配分制御装置41による4輪駆動制御、及び、操舵制御装置42による操舵制御は、特に制御ユニット40による外乱補償を受けることなく、通常通り実行されることになる。
As a result of this comparison, if | (dΨs / dt) − (dΨovs / dt) | ≧ Dd, it is determined that the deviation includes disturbance, and the process proceeds to S203, where | (dΨs / dt) − (dΨovs). / Dt) | <Dd, it is determined that no disturbance is included in the deviation, and the program exits. In this case (when the program is exited), the four-wheel drive control by the front / rear drive force
S202で、|(dΨs/dt)−(dΨovs/dt)|≧Ddと判定されてS203に進むと、第3の外乱補償値算出部50cは、前述の(23)式により、第3のローパスフィルタ処理値Eunsigned3を算出する。
In S202, when it is determined that | (d−s / dt) − (dΨovs / dt) | ≧ Dd and the process proceeds to S203, the third disturbance compensation
次いで、S204に進み、第3の外乱補償値算出部50cと第4の外乱補償値算出部50dは、前述の(24)式により、第4のローパスフィルタ処理値Esigned4を算出する。
Next, the process proceeds to S204, in which the third disturbance compensation
次に、S205に進んで、第3の外乱補償値算出部50cは、前述の(25)式により、第3の外乱補償値Dunsigned3を算出する。
Next, proceeding to S205, the third disturbance compensation
次いで、S206に進み、第4の外乱補償値算出部50dは、前述の(26)式により、第4の外乱補償値Dsigned4を算出する。
Next, the process proceeds to S206, where the fourth disturbance compensation
次に、S207に進み、第3の外乱補償値算出部50cは、第3の外乱補償値Dunsigned3が、予め実験、計算等により設定しておいた閾値Ducよりも高い(Dunsigned3>Duc)か否か判定する。
Next, proceeding to S207, the third disturbance compensation
この判定の結果、Dunsigned3>Ducの場合は、第3の外乱補償値Dunsigned3には外乱が含まれていると判定して、S208に進み、第3の外乱補償値算出部50cは、第3の外乱補償値Dunsigned3を前後駆動力配分制御装置41に出力して、第3の外乱補償値Dunsigned3に相当する制御量を、制御量(トランスファクラッチトルク)TAWDから補正させる。
If the result of this determination is that Dunsigned3> Duc, it is determined that a disturbance is included in the third disturbance compensation value Dunsigned3, and the process proceeds to S208, where the third disturbance compensation
具体的には、前後駆動力配分制御装置41は、例えば以下の(27)式で示すように、通常の制御量(トランスファクラッチトルク)TAWDに対して、第3の外乱補償値Dunsigned3が予め実験、計算等により設定しておいた閾値(本実施の第2形態では「0」)以上となる場合には、その値に予め実験、計算等により設定しておいたゲインKuを乗算した値を加算し、補正して出力し、路面の凹凸等で生じる、比較的、高周波の外乱が車両の直進安定性を阻害することを防止するのである。
Specifically, the front-rear driving force
TAWD=TAWD+Ku・max(Dunsigned3,0) …(27)
この(27)式において、第3の外乱補償値Dunsigned3が0未満の値となるときは、「Ku・max(Dunsigned3,0)」の演算項の外乱補償値が0となるため、前後駆動力配分制御装置41による4輪駆動制御は、外乱補償を受けることなく、通常通り実行されることになる。一方、前記の第1形態における(18)式を用いることも可能であり、その場合、このような(第3の外乱補償値Dunsigned3が0未満)となるような外乱に対しては、トランスファクラッチトルクの締結力が減少、すなわち、解放される方向に補償され、回頭性の向上を図ることもできる。尚、本実施の第2形態では、第3の外乱補償値Dunsigned3が0未満となる場合を例に説明したが、この閾値0は、「0」に近い、予め実験、計算等により設定しておいた値であっても良い。
TAWD = TAWD + Ku · max (Dunsigned3,0) (27)
In the equation (27), when the third disturbance compensation value Dunsigned3 becomes a value less than 0, the disturbance compensation value of the operation term of “Ku · max (Dunsigned3, 0)” becomes 0, so that the front-rear driving force The four-wheel drive control by the
そして、S208で、前後駆動力配分制御装置41により第3の外乱補償値Dunsigned3を補償して制御を実行させた後、或いは、S207で、Dunsigned3≦Ducと判定されて第3の外乱補償値Dunsigned3には外乱が含まれていないと判定された後は、S209に進み、第4の外乱補償値算出部50dは、第4の外乱補償値Dsigned4が、予め実験、計算等により設定しておいた閾値Dscよりも高い(Dsigned4>Dsc)か否か判定する。
Then, in S208, after the third disturbance compensation value Dunsigned3 is compensated by the front-rear driving force
この判定の結果、Dsigned4>Dscの場合は、第4の外乱補償値Dsigned4には外乱が含まれていると判定して、S210に進み、第4の外乱補償値算出部50dは、第4の外乱補償値Dsigned4を操舵制御装置42に出力して、第4の外乱補償値Dsigned4に相当する制御量を、制御量(目標操舵角Asteerや目標操舵トルクTsteer)から補正させる。
As a result of this determination, when Dsigned4> Dsc, it is determined that disturbance is included in the fourth disturbance compensation value Dsigned4, and the process proceeds to S210, where the fourth disturbance compensation
具体的には、操舵制御装置42が目標操舵角Asteerを算出してレーンキープ制御や車線逸脱防止制御を行う制御装置の場合、操舵制御装置42は、例えば以下の(28)式で示すように、通常の制御量(目標操舵角)Asteerから、第4の外乱補償値Dsigned4に(n/Gγ)を乗算した値を減算し、例えば、路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により車両の旋回方向に対して生じる外乱成分を排除し、目標コースに沿った走行安定性を向上させるのである。
Specifically, in a case where the
Asteer=Asteer−(n/Gγ)・Dsigned4 …(28)
また、操舵制御装置42が目標操舵トルクTsteerを算出してレーンキープ制御や車線逸脱防止制御を行う制御装置の場合、操舵制御装置42は、例えば以下の(29)式で示すように、通常の制御量(目標操舵トルク)Tsteerに対して第4の外乱補償値Dsigned4に、予め実験、計算等により設定しておいたゲインKsを乗算した値を加算し、補正して出力し、例えば、路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により車両の旋回方向に対して生じる外乱成分を排除し(外乱方向の操舵力を重くし)、目標コースに沿った走行安定性を向上させるのである。
Asteer = Asteer− (n / Gγ) · Dsigned4 (28)
When the
Tsteer=Tsteer+Ks・Dsigned4 …(29)
そして、上述のS210で操舵制御補正を実行させた後、或いは、前述のS209でDsigned4≦Dscと判定されて第4の外乱補償値Dsigned4には外乱が含まれていないと判定された後は、そのままプログラムを抜ける。
Tsteer = Tsteer + Ks.Dsigned4 ... (29)
Then, after the steering control correction is executed in S210 described above, or after it is determined in S209 that Dsigned4 ≦ Dsc and it is determined that no disturbance is included in the fourth disturbance compensation value Dsigned4, Exit the program.
このように、本発明の実施の第2形態によれば、車両の運動モデル(オブザーバ)から得られるヨーレート(dΨovs/dt)と実際のヨーレート(dΨs/dt)との偏差を算出し、該偏差の絶対値を第1の時定数よりも大きな値の第3の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値Eunsigned3と偏差を第2の時定数よりも小さな値の第4の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値Esigned4との差に基づいて第3の外乱補償値Dunsigned3を算出する。また、偏差を第4の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値Esigned4の絶対値を算出し(|Esigned4|を算出し)、|Esigned4|と第3の外乱補償値Dunsigned3との差と上記偏差の旋回方向に基づいて第4の外乱補償値Dsigned4を算出する。そして、第3の外乱補償値Dunsigned3を前後駆動力配分制御装置41に出力して補償し、第4の外乱補償値Dsigned4を操舵制御装置42に出力して補償させる。このため、本実施の第2形態においても、前記実施の第1形態と同様、同じ車両パラメータ(実際のヨーレート(dΨs/dt))から、操舵制御で補償するのに適した路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により生じる比較的低周波な外乱と、前後駆動力配分制御により補償するのに適した車両挙動偏差の左右旋回方向に方向性のない路面の凹凸等で生じる比較的高周波な外乱を分けて抽出して、それぞれの制御で補償するようになっているので、各車両挙動制御の作動を切り替えることなく適切に協調させ、車両に入力される外乱をそれぞれの車両挙動制御により最適に補償させて全走行場面における走行安定性の向上を図ることができる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the deviation between the yaw rate (dΨovs / dt) obtained from the vehicle motion model (observer) and the actual yaw rate (dΨs / dt) is calculated, and the deviation is calculated. The absolute value of Eunsigned3 obtained by filtering the absolute value of Eunsigned3 with a third time constant low-pass filter having a value larger than the first time constant, and the deviation of the value Eunsigned3 with a fourth time constant low-pass filter having a value smaller than the second time constant A third disturbance compensation value Dunsigned3 is calculated based on a difference from the filtered value Esigned4. Further, the absolute value of the value Esigned4 obtained by filtering the deviation with a low-pass filter having a fourth time constant is calculated (| Esigned4 | is calculated), and the difference between | Esigned4 | and the third disturbance compensation value Dunsigned3 and the deviation are calculated. Then, a fourth disturbance compensation value Dsigned4 is calculated based on the turning direction of. Then, the third disturbance compensation value Dunsigned3 is output to the front / rear driving force
本実施の第2形態による外乱補償値の一例を、図7のタイムチャートで説明する。 An example of a disturbance compensation value according to the second embodiment will be described with reference to a time chart of FIG.
まず、図7(a)のような時刻t1から行われる操舵に対し、外乱を補償する外乱補正操舵トルクは、図7(b)中の実線で示すように、操舵制御装置42で設定される。この外乱補正操舵トルクは、前述の(29)式中の「Ks・Dsigned4」の演算により算出されるものである。尚、図7(b)中の破線は、前記第1形態による外乱を補償する外乱補正操舵トルク(前述の(21)式中の「Ks・Dsigned2」)を、参考に示したものである。
First, the disturbance correction steering torque for compensating the disturbance with respect to the steering performed from time t1 as shown in FIG. 7A is set by the
外乱補正操舵トルクの第4の外乱補償値Dsigned4は、前述の(26)式で算出され、その大きさは、「0」以上とし、第4のローパスフィルタ処理値の絶対値|Esigned4|から第3の外乱補償値Dunsigned3を減算して算出される。 The fourth disturbance compensation value Dsigned4 of the disturbance correction steering torque is calculated by the above equation (26), the magnitude is set to “0” or more, and the fourth disturbance compensation value Dsigned4 is calculated from the absolute value | Esigned4 | of the fourth low-pass filter processing value. 3 is subtracted from the disturbance compensation value Dunsigned3.
この第4のローパスフィルタ処理値Esigned4は、第2の時定数よりも小さな値の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理された値となっている。そして、第4の外乱補償値Dsigned4は、この第4のローパスフィルタ処理値の絶対値|Esigned4|から第3の外乱補償値Dunsigned3を減算して算出されるので、ハイパスフィルタ処理されて遅れが減らされ、減衰される値となる。このため、図7(b)中のP1に示すように減衰がなされることにより、タイヤのグリップ限界等において無理な舵角の切り増し動作が行われ、車両挙動の安定性を損ねてしまうことがなく、全走行場面における走行安定性の向上を図ることができる。また、遅れが減らされることにより、図7(b)中のP3に示すように、第2操舵による、例えば、カウンタステア等に対してレスポンス良く対応して走行安定性を維持することができるようになっている。 The fourth low-pass filter processing value Esigned4 is a value filtered by a low-pass filter having a time constant smaller than the second time constant. Then, the fourth disturbance compensation value Dsigned4 is calculated by subtracting the third disturbance compensation value Dunsigned3 from the absolute value | Esigned4 | of the fourth low-pass filter processing value. And the value is attenuated. For this reason, the damping is performed as indicated by P1 in FIG. 7B, so that the steering angle is excessively increased at the tire grip limit and the like, and the stability of the vehicle behavior is impaired. Therefore, it is possible to improve running stability in all running situations. Further, by reducing the delay, as shown at P3 in FIG. 7B, it is possible to maintain the running stability in response to the second steering, for example, with good response to, for example, counter steering. It has become.
また、図7(a)のような時刻t1から行われる操舵に対し、外乱を補償する外乱補正クラッチトルクは、図7(c)中の実線で示すように、前後駆動力配分制御装置41で設定される。この外乱補正クラッチトルクは、前述の(27)式中の「Ku・max(Dunsigned3,0)」の演算により算出されるものである。尚、図7(c)中の破線は、前記第1形態による外乱を補償する外乱補正クラッチトルク(前述の(18)式中の「Ku・Dunsigned1」)を、参考に示したものである。
Further, for steering performed from time t1 as shown in FIG. 7 (a), the disturbance correction clutch torque for compensating the disturbance is determined by the front / rear driving force
外乱補正クラッチトルクの第3の外乱補償値Dunsigned3は、前述の(25)式で算出され、偏差の絶対値を第1の時定数よりも大きな値の第3の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値Eunsigned3から、偏差を第2の時定数よりも小さな値の第4の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値Esigned4を減算して算出される。このため、第3の外乱補償値Dunsigned3では、上述の減算によりハイパスフィルタ処理された部分でフィルタ処理(カット)された成分が残り、低周波感度が向上され、第3のローパスフィルタ処理値Eunsigned3と第4のローパスフィルタ処理値Esigned4との差が、図7(c)中のP2、P5で示すように表出し、この外乱補正クラッチトルクにより、車両のヨー方向の挙動を減衰させ(ヨー挙動のダンピング制御)、車両の走行安定性を向上させることができるようになっている。更に、前記の第1形態における(18)式を用いた場合の外乱補正クラッチトルクは、第3の外乱補償値Dunsigned3が0未満の値となるときは、外乱補償値が負の値となり、このような(第3の外乱補償値Dunsigned3が0未満)となるような外乱の場合には、トランスファクラッチトルクの締結力が減少、すなわち、解放される方向に補償され、回頭性の向上が図られるので、操舵制御装置42による外乱防止を効果的に補助し、操舵制御装置42による外乱防止と最適に協調できるようにもなっている。
The third disturbance compensation value Dunsigned3 of the disturbance correction clutch torque is calculated by the aforementioned equation (25), and the absolute value of the deviation is filtered by a low-pass filter having a third time constant larger than the first time constant. The deviation Eunsigned3 is calculated by subtracting a value Esigned4 obtained by filtering the deviation with a low-pass filter having a fourth time constant smaller than the second time constant. For this reason, in the third disturbance compensation value Dunsigned3, the component subjected to the filtering (cut) in the portion subjected to the high-pass filtering by the above-described subtraction remains, the low-frequency sensitivity is improved, and the third low-pass filtering value Eunsigned3 is used. The difference from the fourth low-pass filter processing value Esigned4 appears as shown by P2 and P5 in FIG. 7C, and the disturbance correction clutch torque attenuates the yaw behavior of the vehicle (the yaw behavior of the vehicle). Damping control) and the running stability of the vehicle can be improved. Further, when the third disturbance compensation value Dunsigned3 is less than 0, the disturbance compensation value becomes negative when the third disturbance compensation value Dunsigned3 is less than 0. In the case of such a disturbance as described above (the third disturbance compensation value Dunsigned3 is less than 0), the engagement force of the transfer clutch torque is reduced, that is, the transfer clutch torque is compensated in the releasing direction, and the turning performance is improved. Therefore, the disturbance prevention by the
このように本実施の第2形態によれば、前記第1形態と同様、同じ車両パラメータ(実際のヨーレート(dΨs/dt))から、操舵制御で補償するのに適した路面の轍や、走行する車両に対する横風、路面のカント等により生じる比較的低周波な外乱と、前後駆動力配分制御により補償するのに適した車両挙動偏差の左右旋回方向に方向性のない路面の凹凸等で生じる比較的高周波な外乱を分けて抽出して、それぞれの制御で補償するようになっているので、各車両挙動制御の作動を切り替えることなく適切に協調させ、車両に入力される外乱をそれぞれの車両挙動制御により最適に補償させて全走行場面における走行安定性の向上を図ることができる。加えて、タイヤのグリップ限界等に対する過剰な舵角切り増し指示を防止し、更に、戻し操舵に応じた前後駆動力配分制御によるヨー挙動のダンピング制御によって車両の走行安定性を適切に維持することが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the same vehicle parameter (actual yaw rate (dΨs / dt)) as a rut on a road surface suitable for compensating by steering control, traveling, etc. Comparatively low-frequency disturbances caused by crosswinds, cant on the road surface, etc., and a vehicle behavior deviation suitable for compensating by front-rear driving force distribution control. It is designed to separately extract high-frequency disturbances and compensate for them by their respective controls, so that appropriate coordination can be performed without switching the operation of each vehicle behavior control, and the disturbance input to the vehicle can be adjusted to each vehicle behavior. It is possible to improve the running stability in all running scenes by performing the optimal compensation by the control. In addition, prevent excessive instructions for turning the steering angle to the limit of tire grip, etc., and maintain the running stability of the vehicle appropriately by damping control of yaw behavior by front-rear driving force distribution control according to return steering. Becomes possible.
1 エンジン
2 自動変速装置
3 トランスファ
14fl、14fr、14rl、14rr 車輪
15 トランスファクラッチ
20 操舵系
21 ステアリングホイール
29 電動パワーステアリング機構
31 車速センサ
32 操舵角センサ
33 ヨーレートセンサ
40 制御ユニット(補償手段)
40a オブザーバ(車両の運動モデル)
40b 不感帯処理部
40c 第1の外乱補償値算出部(第1の外乱補償値算出手段)
40d 第2の外乱補償値算出部(第2の外乱補償値算出手段)
41 前後駆動力配分制御装置(第1の車両挙動制御手段)
41a クラッチ駆動部
42 操舵制御装置(第2の車両挙動制御手段)
42a モータ駆動部
40a Observer (vehicle motion model)
40b dead
40d second disturbance compensation value calculation unit (second disturbance compensation value calculation means)
41 Front / rear driving force distribution control device (first vehicle behavior control means)
41a
42a Motor drive unit
Claims (7)
車両の運動モデルから得られる車両のパラメータと実際に得られる車両のパラメータとの偏差を算出し、該偏差の絶対値を第1の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値と上記偏差を第2の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値との差に基づいて第1の外乱補償値を算出する第1の外乱補償値算出手段と、
上記偏差を上記第2の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値の絶対値を算出し、該絶対値と上記第1の外乱補償値との差と上記偏差の旋回方向に基づいて第2の外乱補償値を算出する第2の外乱補償値算出手段と、
上記第1の外乱補償値に相当する外乱成分を第1の車両挙動制御手段により補償させ、上記第2の外乱補償値に相当する外乱成分を、上記第1の車両挙動制御手段とは異なる第2の車両挙動制御手段により補償させる補償手段と、
を備えたことを特徴とする車両挙動制御装置。 In a vehicle behavior control device including a plurality of vehicle behavior control means for controlling the vehicle behavior in the yaw direction,
A deviation between a vehicle parameter obtained from a vehicle motion model and a vehicle parameter actually obtained is calculated, and a value obtained by filtering the absolute value of the deviation with a low-pass filter having a first time constant and the deviation described above as a second A first disturbance compensation value calculating means for calculating a first disturbance compensation value based on a difference between the time constant of the time constant and a value filtered by a low-pass filter;
An absolute value of a value obtained by filtering the deviation with a low-pass filter of the second time constant is calculated, and a second value is calculated based on a difference between the absolute value and the first disturbance compensation value and a turning direction of the deviation. Second disturbance compensation value calculating means for calculating a disturbance compensation value;
A disturbance component corresponding to the first disturbance compensation value is compensated by the first vehicle behavior control means, and a disturbance component corresponding to the second disturbance compensation value is compensated by a first vehicle behavior control means different from the first vehicle behavior control means. Compensating means for compensating by the vehicle behavior control means of No. 2,
A vehicle behavior control device comprising:
上記偏差を上記第4の時定数のローパスフィルタでフィルタ処理した値の絶対値を算出し、該絶対値と上記第3の外乱補償値との差と上記偏差の旋回方向に基づいて第4の外乱補償値を算出する第4の外乱補償値算出手段とを備え、
上記補償手段は、上記第1の外乱補償値に相当する外乱成分又は上記第3の外乱補償値に相当する外乱成分を、上記第1の車両挙動制御手段により補償させ、上記第2の外乱補償値に相当する外乱成分又は上記第4の外乱補償値に相当する外乱成分を、上記第2の車両挙動制御手段により補償させることを特徴とする請求項1記載の車両挙動制御装置。 A value obtained by filtering the absolute value of the deviation with a value larger than the first time constant and filtering the signal with a third time constant low-pass filter whose delay is larger than the value filtered with the first time constant low-pass filter. And a value filtered by a low-pass filter of a fourth time constant, wherein the deviation is smaller than the value of the second time constant, and the delay is smaller than a value filtered by the low-pass filter of the second time constant. A third disturbance compensation value calculating means for calculating a third disturbance compensation value based on the difference between:
An absolute value of a value obtained by filtering the deviation with a low-pass filter having the fourth time constant is calculated, and a fourth value is calculated based on a difference between the absolute value and the third disturbance compensation value and a turning direction of the deviation. A fourth disturbance compensation value calculating means for calculating a disturbance compensation value,
The compensation means causes the first vehicle behavior control means to compensate a disturbance component corresponding to the first disturbance compensation value or a disturbance component corresponding to the third disturbance compensation value, and the second disturbance compensation The vehicle behavior control device according to claim 1, wherein a disturbance component corresponding to the value or a disturbance component corresponding to the fourth disturbance compensation value is compensated by the second vehicle behavior control means.
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