JP6506812B2 - Vehicle motion control device and motion control program - Google Patents
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Description
本発明は、制動力及び駆動力を用いた車両の運動制御装置に関する。 The present invention relates to a motion control device for a vehicle using a braking force and a driving force.
自動車分野では、対環境性・安全性・快適性の向上を実現するため、旋回中のスピンやコースアウト等を防止する横滑り防止装置(Electronic Stability Control:以下ESC)等の車両制御システムのみならず、車間距離制御(Adaptive Cruise Control:以下ACC)や車線逸脱防止システム、プリクラッシュセーフティといった高度道路交通システム(Intelligent Transport Systems:以下ITS)を用いた車両制御システムの開発が加速している。 In the automotive field, in addition to vehicle control systems such as Electronic Stability Control (ESC), which prevent spin and turn-out during turning to realize improvements in environmental protection, safety and comfort, Development of vehicle control systems using Intelligent Transport Systems (hereinafter referred to as ITS) such as inter-vehicle distance control (Adaptive Cruise Control: hereinafter referred to as ACC), lane departure prevention system and pre-crash safety is accelerating.
ESCは、Direct Yaw-moment Control(DYC)の考え方に基づいた車両運動制御である(非特許文献1参照)。 The ESC is a vehicle motion control based on the concept of Direct Yaw-moment Control (DYC) (see Non-Patent Document 1).
このDYCは、非特許文献1に記載のとおり、車両の操縦性・安定性を向上するために、直接的に車両のZ軸周りの回転であるヨーイング運動を促進、あるいは復元するためのヨーイングモーメントを、左右輪の制動力、あるいは駆動力に差分を持たせることにより制御する手法である。
As described in
また、ハンドル操作による横運動に連係して自動的に加減速することにより、前輪と後輪の間に荷重移動を発生させて車両の操縦性と安定性の向上を図る方法もある(非特許文献2参照)。 There is also a method of generating load movement between the front wheels and the rear wheels to improve the maneuverability and stability of the vehicle by automatically accelerating / decelerating in conjunction with the lateral movement by the steering wheel operation (non-patented) Reference 2).
自動的におこなうための加減速指令値(目標前後加速度Gxc)は、以下、数1に示す通り、
The acceleration / deceleration command value (target longitudinal acceleration G xc ) for automatic execution is as shown in
基本的に横加加速度Gy_dotにゲインCxyを掛け、一次遅れを付与した値を前後加減速指令にするというシンプルな制御則である。 Basically, this is a simple control law in which the lateral additive acceleration Gy_dot is multiplied by the gain C xy , and the value to which the first-order delay is added is used as the longitudinal acceleration / deceleration command.
なお、Gy:車両横加速度、Gy_dot:車両横加加速度、Cxy:ゲイン、T:一次遅れ時定数、s:ラプラス演算子、Gx_DC:オフセット。 Incidentally, G y: vehicle lateral acceleration, G y_dot: vehicle lateral jerk, C xy: gain, T: first-order lag time constant, s: Laplace operator, G x_DC: Offset.
これによりエキスパートドライバの横と前後運動の連係制御ストラテジの一部が模擬でき、車両の操縦性・安定性の向上が実現できる。 This makes it possible to simulate part of the joint control strategy of the horizontal and longitudinal movements of the expert driver and to improve the maneuverability and stability of the vehicle.
このように制御されると、前後加速度と横加速度の合成加速度(Gと表記)が、横軸に車両の前後加速度、縦軸に車両の横加速度をとるダイアグラムで、時間の経過とともに曲線的な遷移をするように方向付けられる(Vectoring)のため、「G-Vectoring制御」と呼ばれている。 When controlled in this way, the combined acceleration (referred to as G) of longitudinal acceleration and lateral acceleration is a diagram that takes the longitudinal acceleration of the vehicle on the horizontal axis and the lateral acceleration of the vehicle on the vertical axis. It is called "G-Vectoring Control" because it is directed to make a transition (Vectoring).
このG-Vectoring制御は、横加加速度に応じて車両の減速度を制御している。他方、ESCは、車両の横滑りに応じて車両のヨーモーメントを制御している。おおざっぱに言うと、タイヤによるブレーキ力の四輪の和を制御するのがG-Vectoring制御で、左右二輪毎の差分を制御するのがESCである。このような関係から特許文献1においては、四輪の駆動力、制動力を独立に制御可能な車両の運動制御装置において、横運動に連係した加減速制御指令に基づいて、四輪のうちの左右輪を略同一の制駆動力を発生する一つ目のモードと、車両の横滑り情報から算出したヨーモーメント制御指令に基づいて、四輪のうちの左右輪に異なる制駆動力を発生する二つ目のモードとを有し、ヨーモーメント指令が小さいときは、一つ目のモードで稼動し、ヨーモーメント指令が大きいときは、二つ目のモードで稼動することを特徴とする車両の運動制御装置が開示されている。
This G-Vectoring control controls the deceleration of the vehicle according to the lateral acceleration. On the other hand, the ESC controls the yaw moment of the vehicle in response to the side slip of the vehicle. Roughly speaking, G-Vectoring control is to control the sum of four wheels of the braking force by the tire, and ESC is to control the difference between the two left and right wheels. From such a relationship, in
ESCは、各輪の制動力を左右輪別々に調整することによりヨーイングモーメントを発生させ、車両運動モデルで計算された理想的な運動と実際の運動が近づくように、フィードバック制御する方法である。制御に必要なヨーモーメントは車両の運動状態に基づいて刻一刻変化するので、これを実現するためには、大雑把に言って以下の2つの用件がある。(1)車両運動モデルの高精度化・高速演算による理想的な運動状態の計算精度の確保、車両運動状態の正確な計測・推定、これによる正確な横すべり情報の算出、正確なスリップ率演算・制御
このためには、CAN(Control Area Network)など種々の通信速度の異なる(遅い信号もある)環境への実装が困難であり、制御状態量自身(スリップ率や、油圧指令など)がCAN信号との通信に影響を受けないESCユニット内の専用のコントローラが必要となる。(2)早期作動防止のための制御介入閾値の適正化
そもそも、ESCは車両の左右輪に異なる制動力を作用させるため、ドライバがESCの稼動に気づく際は、通常ブレーキのうち片側が失陥しているような感覚を受ける。また、従来のESCでは、気筒数が少ないプランジャポンプを使ったり、アキュムレータに蓄圧された油圧をON/OFFバルブにより制御するために、比較的大きな作動音、振動が発生するために、ESCが本当に必要な場面でのみ作動するようにチューニングする必要がある。そのためには、制御介入閾値を大きめに取って、車両が確実に不安定に陥ってから制御を行う必要がある。
The ESC is a method of generating a yawing moment by adjusting the braking force of each wheel separately for the left and right wheels, and performing feedback control so that the ideal motion calculated by the vehicle motion model approaches the actual motion. Since the yaw moment required for control changes momentarily based on the motion state of the vehicle, there are roughly the following two requirements to achieve this. (1) High accuracy of vehicle motion model ・ Ensuring calculation accuracy of ideal motion condition by high speed operation, accurate measurement and estimation of vehicle motion condition, calculation of accurate side slip information by this, accurate slip ratio calculation, Control In order to do this, it is difficult to mount in an environment with various communication speeds (including slow signals) such as CAN (Control Area Network), and the control state amount itself (slip rate, hydraulic command etc.) It requires a dedicated controller in the ESC unit that is not affected by communication with it. (2) Optimization of the control intervention threshold for preventing early operation In the first place, since the ESC applies different braking forces to the left and right wheels of the vehicle, when the driver notices the operation of the ESC, one side of the normal brake is lost I feel like I am doing it. Also, in the conventional ESC, a comparatively large operation noise and vibration are generated to use a plunger pump with a small number of cylinders and to control the hydraulic pressure accumulated in the accumulator by the ON / OFF valve, so the ESC is truly It needs to be tuned to work only where it is needed. For this purpose, it is necessary to increase the control intervention threshold and perform control after the vehicle has become unstable.
一方、G-Vectoring制御(以下、GVCとする)は、基本的には車両の横加加速度に比例した加減速を制御指令とする非常に制御演算付加の少ないオープンループ制御である。減速制御を行うときのブレーキは、ドライバが通常扱うサービスブレーキと同様に、4輪同圧制御であり、このように制御しても違和感が生じないばかりか、エキスパートドライバの横と前後運動の連係制御ストラテジの一部を模擬しているために、車両のロールとピッチが練成するために、逆に乗り心地が良いことが報告されている。また、ドライバと同程度の速度の減速制御を行うだけでよいので、通常のCAN信号で制御指令をブレーキコントローラに送ることで制御を実現することが可能である。しかしながら、通常領域から頻繁に稼動するために、作動音、振動が発生しないNVH(Noise、 Vibration、 Harshness)性能が高く、また耐久性に富む減速のためのアクチュエータ(スマートアクチュエータ)が必要となる。 On the other hand, G-Vectoring control (hereinafter referred to as GVC) is basically an open loop control with very little control calculation addition, in which acceleration and deceleration proportional to the lateral acceleration of the vehicle are used as a control command. The brake when performing deceleration control is four-wheel iso-pressure control as well as service brakes that drivers usually handle, and there is no sense of incongruity even with this control, and linkage between the horizontal and longitudinal movements of the expert driver On the other hand, it is reported that the ride comfort is good because the roll and the pitch of the vehicle are trained because they simulate a part of the control strategy. Further, since it is only necessary to perform deceleration control at a speed comparable to that of the driver, it is possible to realize control by sending a control command to the brake controller with a normal CAN signal. However, in order to operate frequently from the normal region, an actuator (smart actuator) for high-speed and durable durability NVH (Noise, Vibration, Harshness) performance free from operation noise and vibration is required.
ESCとGVCのそれぞれの用件、そしてそれらを組み合わせたHybrid制御の用件を図4に示す。上述したように、ESCとGVCのハイブリッド制御が、運動性能的には最も高いがESC側の用件を満たすためにはNVH性能に優れたプレミアム仕様のESCユニット内の専用コントローラにESCとGVCのハイブリッド制御ソフトを組み込むことが必要となってくる。そして、例えばESC側の閾値を変化させ「チューニング」することによりGVCとESCの連係を滑らかにすることも可能である。具体的には、ESCのオーバーステア補正の介入閾値を小さくすることにより、GVCにより実現されるAgility(俊敏性)向上効果を最大限生かし(ニュートラルステア近辺まで追いこみ)、ESCにて万が一のスピンに対応するという方法をとることも出来る。 The requirements for ESC and GVC, and the requirements for hybrid control combining them are shown in FIG. As mentioned above, the hybrid control of ESC and GVC has the highest performance in terms of movement performance, but in order to meet the requirements on the ESC side, the dedicated controller in the premium specification ESC unit with superior NVH performance serves as the dedicated controller in ESC and GVC. It will be necessary to incorporate hybrid control software. Then, it is also possible to smooth the linkage between the GVC and the ESC by, for example, changing the threshold on the side of the ESC and “tuning”. Specifically, by reducing the intervention threshold of the oversteer correction of the ESC, the Agility improvement achieved by the GVC is made the most of it (to the vicinity of the neutral steer), and in the event of a spin by the ESC It is also possible to take the method of corresponding.
現実的には、ESCユニット内の専用コントローラにESCとGVCのハイブリッド制御ソフトを組み込むことは、ESCサプライヤでないと不可能である。より多くのドライバに当該技術を提供するためには、より多くの実現形態に対応する必要がある。図5に示すのはGVCロジックをハードウェアのどのコントローラに搭載するかを示した比較表である(GVC以外の制御内容を従来制御と記載している)。たとえば図5のNo.2では、GVCはスマートアクチュエータとして、電動油圧型ブレーキアクチュエータを用いて実現されており、横すべり防止効果は通常の汎用ESCにて実現される構成である。また、No.5においては電気自動車における回生制動力をGVCに用いた構成で、横すべり防止効果は通常の汎用ESCにて実現される構成である。また、No.1,3,4,6は、NVH性能が高いプレミアムESCを用いているが、No.1以外は、高速演算が必要なESCコントローラの外側にGVCロジックを搭載し、CAN信号によりプレミアム仕様のESCを外部制御するような構成となっている。 Practically, it is impossible without the ESC supplier to incorporate the ESC and GVC hybrid control software into the dedicated controller in the ESC unit. In order to provide the technology to more drivers, more implementations need to be addressed. FIG. 5 is a comparison table showing in which controller of the hardware the GVC logic is mounted (the control contents other than GVC are described as conventional control). For example, in No. 2 in FIG. 5, GVC is realized as a smart actuator using an electrohydraulic brake actuator, and the side slip prevention effect is realized by a general-purpose ESC. In No. 5, the regenerative braking force of the electric vehicle is used for GVC, and the side slip prevention effect is realized by a general-purpose ESC. In addition, No. 1, 3, 4, 6 use premium ESCs with high NVH performance, except for No. 1, GVC logic is mounted outside the ESC controller that requires high-speed calculation, and CAN signals are used. It is configured to externally control the ESC of the premium specification.
No.1以外の形態を実現するためには低μ路でのスリップ制御、ヨー制御への乗り継ぎが課題とされている。もちろん、ABS(Anti-lock Braking System)などに代表されるスリップ制御、あるいはESCによるヨー制御は、単体でも稼働するため、最低限の安定性を保障することはできる。しかしながら、Hybrid制御で実現できたようなシームレスな制御に近づけるためには、GVCとESCの統合制御のみではなく、乗り継ぎのためのヨーモーメント制御を加えた新たな統合制御を構築する必要がある。 In order to realize modes other than No. 1, the connection to slip control and yaw control on a low μ road is considered as an issue. Of course, slip control represented by ABS (Anti-lock Braking System) or yaw control by ESC operates alone, so it is possible to guarantee the minimum stability. However, in order to approach seamless control as achieved by Hybrid control, it is necessary to construct not only integrated control of GVC and ESC, but also new integrated control that adds yaw moment control for transit.
本発明は、操縦性、安定性、さらには乗心地の向上が図れる車両の運動制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a motion control device of a vehicle capable of improving the maneuverability, stability, and riding comfort.
上記目的を達成させるために、本発明の車両の運動制御装置は、車両の各輪の駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを独立に制御する制御手段と、車両の横加加速度に基づいて、車両加減速指令値を算出する車両加減速指令演算手段と、車両の横加加速度に基づいて、第1の車両ヨーモーメント指令値を算出する第1の車両ヨーモーメント指令演算手段と、車両の横すべり情報に基づいて、第2の車両ヨーモーメント指令値を算出する第2の車両ヨーモーメント指令演算手段と、を有し、車両加減速指令値に基づき、車両の4輪のうちの左右輪を略同一の駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを発生させて車両の加減速を制御する第1のモードと、第1の車両ヨーモーメント指令値に基づき、車両の4輪のうちの左右輪に異なる駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを発生させて車両のヨーモーメントを制御する第2のモードと、第2の車両ヨーモーメント指令値に基づき、車両の4輪のうちの左右輪に異なる駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを発生させて車両のヨーモーメントを制御する第3のモードと、を有する構成とする。 In order to achieve the above object, a motion control device of a vehicle according to the present invention comprises: control means for independently controlling a driving force or driving torque of each wheel of the vehicle and / or a braking force or braking torque; A vehicle acceleration / deceleration command calculation unit that calculates a vehicle acceleration / deceleration command value based on acceleration; and a first vehicle yaw moment command calculation unit that calculates a first vehicle yaw moment command value based on lateral acceleration of the vehicle And second vehicle yaw moment command computing means for calculating a second vehicle yaw moment command value based on the side slip information of the vehicle, and among the four wheels of the vehicle based on the vehicle acceleration / deceleration command value, A vehicle is generated based on a first mode in which acceleration / deceleration of the vehicle is controlled by generating substantially the same driving force or driving torque and / or braking force or braking torque for left and right wheels, and a first vehicle yaw moment command value. In a second mode for controlling the vehicle's yaw moment by generating different drive power or drive torque and / or braking force or braking torque on the left and right wheels of the four wheels, and the second vehicle yaw moment command value And a third mode in which different driving forces or driving torques and / or braking forces or braking torques are generated on the left and right wheels of the four wheels of the vehicle to control the yaw moment of the vehicle. .
操縦性、安定性、さらには乗心地の向上が図れる車両の運動制御装置を提供できる。 It is possible to provide a vehicle motion control device capable of improving the maneuverability, stability, and further the riding comfort.
本発明の車両の運動制御装置では、概要としては以下のような構成とする。 The motion control device for a vehicle according to the present invention is generally configured as follows.
GVCとESCの間の乗り継ぎのための線形領域から稼動する付加的なモーメント制御(Moment・plus以下、M+と記載)とGVC、ESC(DYC)を組み合わせたHybrid+(ハイブリッド・プラス)制御を構成する(図6)。 Configure Hybrid + (Hybrid Plus) control combining GVC and ESC (DYC) with additional moment control (Moment · plus, described as M +) operating from the linear region for the connection between GVC and ESC (Figure 6).
また、GVCの減速指令とM+のモーメント指令を同一コントローラで演算し、それをESCのためのコントローラへと通信により送り、ESCコントローラが減速度とモーメントを統合して制御できる構成とする。
より具体的には、本発明の車両の運動制御装置は、GVC、ESC、M+の3つのモードを持つ。すなわち、車両の各輪の駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを独立に制御可能な手段を有する車両の運動制御装置において、車両横加加速度に基づいて、車両加減速指令値を決定する車両加減速指令演算手段と、車両横加加速度に基づいて、車両ヨーモーメント指令値を決定する第1の車両ヨーモーメント指令演算手段と、車両横すべり情報から車両ヨーモーメント指令値を決定する第2の車両ヨーモーメント指令演算手段と、を有し、該車両加減速指令演算手段により車両横加加速度に基づいて決定された、車両加減速指令値に基づき、車両の4輪のうちの左右輪を略同一の駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを発生することにより車両の加減速を制御する第1のモード(GVC)と、第一の車両ヨーモーメント指令演算手段により車両横加加速度に
基づいて決定された、車両ヨーモーメント指令値に基づき、車両の4輪のうちの左右輪に異なる駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを発生することにより車両のヨーモーメントを制御する第2のモード(M+)と、第二の車両ヨーモーメント指令演算手段により車両横すべり情報に基づいて決定された、車両ヨーモーメント指令値に基づき、車両の4輪のうちの左右輪に異なる駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを発生することにより、車両のヨーモーメントを制御する第3のモード(ESC)を有することを特徴とする。
Further, the GVC deceleration command and the M + moment command are calculated by the same controller, and sent to the controller for ESC by communication, so that the ESC controller can integrate and control the deceleration and the moment.
More specifically, the vehicle motion control device of the present invention has three modes: GVC, ESC, and M +. That is, in the motion control apparatus of a vehicle having means capable of independently controlling the driving force or the driving torque of each wheel of the vehicle and / or the braking force or the braking torque, the vehicle acceleration / deceleration command value based on the vehicle lateral acceleration. The vehicle acceleration / deceleration command computing unit that determines the vehicle yaw moment command computing unit that determines the vehicle yaw moment command value based on the vehicle lateral acceleration, and the vehicle yaw moment command value that is determined from the vehicle side slip information The left and right wheels of the four wheels of the vehicle based on the vehicle acceleration / deceleration command value determined based on the vehicle lateral acceleration by the vehicle acceleration / deceleration A first mode (GVC) for controlling acceleration / deceleration of the vehicle by generating substantially the same driving force or driving torque and / or braking force or braking torque, and a first vehicle Based on the vehicle yaw moment command value determined based on the vehicle lateral acceleration by the yaw moment command computing means, different driving forces or driving torques for the left and right wheels among the four wheels of the vehicle and / or the braking force or braking torque Based on the vehicle yaw moment command value determined based on the vehicle side slip information by the second mode (M +) for controlling the vehicle's yaw moment by generating The vehicle is characterized by having a third mode (ESC) for controlling the yaw moment of the vehicle by generating different driving forces or driving torques and / or braking forces or braking torques to the left and right wheels of the four wheels. I assume.
また、該車両横加加速度に基づいて、車両の加減速を制御する第1のモードは、該車両加減速指令演算手段により、車両横加速度と車両横加加速度の積が正のときに、車両横加加速度に基づいて決定された車両減速指令値に基づき、車両の減速を制御する第1.1のモード(GVC-)と、該車両加減速指令演算手段により、車両横加速度と車両横加加速度の積が負のときに、車両横加加速度に基づいて決定された車両加速指令値に基づき、車両の加速を制御する第1.2のモード(GVC+)の、いすれか一方、あるいは両方であることを特徴とする。 Further, in the first mode for controlling acceleration / deceleration of the vehicle based on the vehicle lateral acceleration, when the product of the vehicle lateral acceleration and the vehicle lateral acceleration is positive by the vehicle acceleration / deceleration command calculation means, the vehicle lateral acceleration is The product of the lateral acceleration of the vehicle and the lateral acceleration of the vehicle is obtained by the 1.1st mode (GVC-) for controlling the deceleration of the vehicle based on the deceleration command value of the vehicle determined based on When negative, it is characterized in that one or both of the 1.2th mode (GVC +) for controlling the acceleration of the vehicle based on the vehicle acceleration command value determined based on the vehicle lateral acceleration, or both. I assume.
また、該車両横加加速度に基づいて、車両のヨーモーメントを制御する第2のモードは、該第1の車両ヨーモーメント指令演算手段により、車両横加速度と車両横加加速度の積が正のときに、車両横加加速度に基づいて決定された車両旋回促進側のモーメント指令値に基づき、車両の旋回促進側のモーメントを制御する第2.1のモード(M+ +)と、該第1の車両ヨーモーメント指令演算手段により、車両横加速度と車両横加加速度の積が負のときに、車両横加加速度に基づいて決定された車両安定側のモーメント指令値に基づき、車両の安定側のモーメントを制御する第2.2のモード(M+ -)の、いすれか一方、あるいは両方であることを特徴とする。 Further, in a second mode for controlling the yaw moment of the vehicle based on the vehicle lateral jerk, when the product of the vehicle lateral acceleration and the vehicle lateral jerk is positive by the first vehicle yaw moment command computing means, A second mode (M + +) for controlling a moment on the turning promotion side of the vehicle based on a moment command value on the turning promotion side determined based on the lateral acceleration of the vehicle, and the first vehicle yaw moment command When the product of the vehicle lateral acceleration and the vehicle lateral jerk is negative by the computing means, the moment on the vehicle stable side is controlled based on the vehicle stability side moment command value determined based on the vehicle lateral jerk. It is characterized in that it is one or both of the two modes (M +-).
また、該横すべり情報に基づいて、車両のヨーモーメントを制御する第3のモードは、該第2の車両ヨーモーメント指令演算手段により、車両横すべり情報に基づいて決定された車両安定側のモーメント指令値に基づき、車両の安定側のモーメントを制御する第3.1のモード(ESC-)と、車両旋回促進側のモーメント指令値に基づき、車両の旋回促進側のモーメントを制御する第3.2のモード(ESC+)の、両方であることを特徴とする。 Further, a third mode for controlling the yaw moment of the vehicle based on the side slip information is a moment command value on the vehicle stable side determined based on the vehicle side slip information by the second vehicle yaw moment command calculating means. Based on the above, the 3.1st mode (ESC-) for controlling the moment on the stable side of the vehicle and the 3.2th mode for controlling the moment on the turning promotion side of the vehicle based on the moment command value on the turning promotion side. It is characterized in that it is both modes (ESC +).
また、該該第一の車両ヨーモーメント指令演算手段が決定した車両ヨーモーメント指令値と、該第二の車両ヨーモーメント指令演算手段が決定した車両ヨーモーメント指令値との調停手段を有し、それぞれの値のうち絶対値が大きな方を採用することを特徴とする。 Further, it has arbitration means for the vehicle yaw moment command value determined by the first vehicle yaw moment command calculation means and the vehicle yaw moment command value determined by the second vehicle yaw moment command calculation means, It is characterized in that the one with the larger absolute value is adopted among the values of.
さらには、少なくとも該車両加減速指令演算手段と、第1の車両ヨーモーメント指令演算手段は、同じコントローラ内に具備され、該コントローラから車両加減速指令と車両ヨーモーメント指令を通信にて、車両の各輪の駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを独立に制御する手段へ送るように構成する。 Furthermore, at least the vehicle acceleration / deceleration command computing means and the first vehicle yaw moment command computing means are provided in the same controller, and the controller communicates the vehicle acceleration / deceleration command and the vehicle yaw moment command from the controller. The driving force or driving torque of each wheel and / or the braking force or braking torque are sent to means for independently controlling.
ここで、本発明の基本的な考え方を、より詳しく説明する。 Here, the basic idea of the present invention will be described in more detail.
図2、3で示したようなHybrid制御で実現できたようなシームレスな制御を種々の形態で実現するためには、GVCとESCの統合制御のみではなく、乗り継ぎのためのヨーモーメント制御を加えた新たな統合制御を構築する必要がある。この乗り継ぎのためのモーメント制御をMoment+(モーメント・プラス)として、以降、M+と記載する。図7は、M+の稼働範囲・タイミングを示した模式図である。 In order to realize seamless control that can be realized with Hybrid control as shown in Fig. 2 and 3 in various forms, not only integrated control of GVC and ESC but also yaw moment control for transit is added Need to build new integrated control. The moment control for this connection is hereinafter referred to as M + as Moment + (moment plus). FIG. 7 is a schematic view showing the operating range and timing of M +.
上段に舵角と車速に基づく目標ヨーレイトと実ヨーレイトの比較を示しており、ここでは目標ヨーレイトが実ヨーレイトから乖離し、介入閾値を超えたことによりESCが稼働している状況を想定している。GVCは、旋回開始から定常旋回に入るまでの間、すなわち日常領域で左右輪で同等な制動力を作用させることにより稼働し、ヨーレイト・横加速度ゲインの両方を向上させ旋回性を向上する。また、GVCとESCを同じESCコントローラに搭載したHybrid制御では、日常・過渡・限界のすべてにおいてシームレスな制御を実現できる。一方、例えばESCはA社製をカーメーカで採用し、B社製ADAS(Advanced Driver Assist System)コントローラにGVCを搭載した図5のNo.4の場合、Hybrid制御のようにシームレスな制御を実現することは困難である、目標ヨーレイトと実ヨーレイトの偏差が、A社にて決定された介入閾値を超えないとESCは稼働せず、日常領域と限界領域の間にある、過渡領域での運動制御が不連続となってしまう。 The upper row shows the comparison between the target yaw rate and the actual yaw rate based on the steering angle and the vehicle speed. Here, it is assumed that the ESC is operating because the target yaw rate deviates from the actual yaw rate and exceeds the intervention threshold. . The GVC operates by applying equal braking forces to the left and right wheels in the daily area from the start of turning to the start of steady turning, thereby improving both the yaw rate and the lateral acceleration gain to improve turning performance. In addition, with hybrid control where GVC and ESC are mounted on the same ESC controller, seamless control can be realized in all of daily, transient and limit. On the other hand, for example, in the case of No. 4 in FIG. 5 in which ESC manufactured by Company A is adopted by a car manufacturer and GVC is mounted on an ADAS (Advanced Driver Assist System) controller manufactured by Company B, seamless control is realized like Hybrid control. It is difficult that the deviation between the target yaw rate and the actual yaw rate does not work unless the intervention threshold determined by company A is exceeded, and the ESC does not operate, and the motion control in the transient range, which is between the daily range and the limit range Will be discontinuous.
そこでM+は、以下のような効果を狙い、過渡領域からモーメント制御を開始するような構成とする。
・ESCが稼働する手前からヨーレイト偏差を低減し、唐突なESC介入頻度を低減する。
・ESCが稼働したとしても、早期から介入することによりESC制御入力振幅を低減する。
・限界域においては、必要に応じてESCとともにモーメント指令信号を発生し続ける。
Therefore, M + is configured to start the moment control from the transition region aiming for the following effects.
-Reduce yaw rate deviation from before ESC operation and reduce sudden ESC intervention frequency.
-Even if the ESC is activated, the ESC control input amplitude is reduced by early intervention.
• In the limit range, continue to generate a moment command signal together with the ESC, if necessary.
以上のような制御効果をもつM+制御とGVCを組み合わせた新制御を構築し、制御演算部をESC以外のコントローラに搭載し、ESCに制御指令を送ることにより、メーカに関わらず汎用的なESCを用いて、あるいは通常領域制御は、電動油圧型ブレーキアクチュエータを使ったり(図5のNo.2)、EVの回生制動を使うなど(図3のNo.5)、多彩な様態を実現することができる。 By constructing a new control combining M + control and GVC with the above control effects, mounting the control operation unit on a controller other than the ESC, and sending a control command to the ESC, a versatile ESC regardless of the manufacturer To realize various aspects, such as using an electrohydraulic brake actuator (No. 2 in FIG. 5) or using regenerative braking of EV (No. 5 in FIG. 3) Can.
つぎに過渡状態におけるモーメント制御側について考える。過渡状態においては、通常時から限界時への遷移状態でも車両安定化効果を発揮する制御則が必要となる。ここでは、基本方針及び具体的な制御則の導出を図る。
<モーメント制御則の基本方針>
M+の制御則に対する制約条件としては、以下の観点があげられる。
Next, consider the moment control side in the transient state. In the transient state, a control law is required to exert the vehicle stabilization effect even in the transition state from the normal time to the limit time. Here, the basic policy and specific control rules will be derived.
<Basic policy of moment control law>
As a constraint on the control rule of M +, the following viewpoints can be mentioned.
・ESCコントローラ内部で高速計算している車輪速、横滑り角情報を使わない。 ・ Do not use wheel speed and sideslip angle information calculated at high speed inside the ESC controller.
・直感的に理解できるシンプルな制御則とする(チューニング工数小)。 ・ A simple control rule that can be intuitively understood (small tuning man-hours).
・GVCとの連係が容易にできる。 -It can be easily linked with GVC.
これに加え、遷移状態で稼働する制御ということで、日常領域+α(日常領域からほんの少し限界に近づいた領域)に対する制御と限界領域に対する制御のセレクト・ハイのような構成となっていると、シームレスな制御指令を得ることが期待できる。そして、限界領域に入ると、ESC制御への引き継ぎ(セレクト・ハイ)を行う(図8)。 In addition to this, with regard to control that operates in the transition state, if the control for the daily area + α (area slightly approaching the limit from the daily area) and control for the limit area are configured as select high, It can be expected to obtain seamless control commands. Then, when entering the limit area, takeover (select high) to the ESC control is performed (FIG. 8).
日常領域+αでの制御則を導出する上で、「ヒューマン・インスパイアード(人間の運転動作を模倣する)」の考えから、ドライバの運転動作を参考にすることとした。また、限界領域制御則については、スピン発生直前の車両挙動を基に導出を図ることにした。次項以降で、日常領域に対する制御、限界領域に対する制御についてそれぞれ考えていくことにする。
<Moment+ の制御則導出>
・日常領域+α制御
当然のことではあるがアクセル、ブレーキペダルは1つずつであるため、ドライバは直接的には4輪の制動力及び駆動力を独立してヨーモーメントを制御することはできない。したがって、ヨーモーメントの制御則をGVCのように(人間の運転動作を模倣して)、直接的に見出すことはできない。そこで、コーナリング時のドライバの随意な加減速動作に基づく荷重移動により発生するヨーモーメントを再確認し、制御アルゴリズムの導出を図る。
In deriving the control law in the daily area + α, we decided to refer to the driver's driving behavior from the idea of "human-inspired". In addition, the limit area control law is derived based on the vehicle behavior just before the spin generation. In the next and subsequent sections, we will consider control for the daily area and control for the limit area, respectively.
Derivation of control law of <Moment +>
Daily Area + α Control As a matter of course, since there is one accelerator and one brake pedal, the driver can not directly control the yaw moment by independently controlling the braking and driving forces of the four wheels. Therefore, the control law of the yaw moment can not be found directly as GVC (imitating human driving operation). Therefore, the yaw moment generated by the load movement based on the driver's optional acceleration / deceleration operation at the time of cornering is reconfirmed, and the control algorithm is derived.
GVCは横運動に連係した加減速制御である。一方、加減速を行うと、タイヤの垂直荷重が移動する。例えば、減速中は後輪から前輪に、加速中は前輪から後輪に荷重が移動する。一方、コーナリングフォースは良く知られているように荷重依存性を有する。ここで、コーナリングスティフネスをKi(i=f、 r、 f:フロント、r:リア)として、これらがタイヤ垂直荷重Wiに対して1次の荷重依存性(比例係数C1)を持つ場合、以下数2であらわせる。
GVC is acceleration / deceleration control linked to lateral movement. On the other hand, when acceleration and deceleration are performed, the vertical load of the tire moves. For example, the load moves from the rear wheel to the front wheel during deceleration and from the front wheel to the rear wheel during acceleration. On the other hand, cornering force has load dependency as well known. Here, when cornering stiffness is K i (i = f, r, f: front, r: rear), they have a first-order load dependency (proportional coefficient C 1 ) with respect to the tire vertical load W i , Can be expressed by the following
一方、車両の重心高さをhとして、車両がGxで加減速すると、前輪荷重Wf(1本分)は、以下数3となる。 On the other hand, assuming that the center of gravity of the vehicle is h and the vehicle accelerates or decelerates at G x , the front wheel load W f (for one wheel) becomes the following equation 3.
後輪荷重Wr(1本分)は、以下数4となる。
The rear wheel load W r (for one wheel) becomes the
したがって、コーナリングスティフネスKf、Krは、前後それぞれ、以下数5、数6となる。
Therefore, the cornering stiffnesses K f and K r become the following
ここで、コーナリングフォースは、横滑り角βに比例すると仮定すると、以下数7、数8となる。
Here, assuming that the cornering force is proportional to the side slip angle β, the following
これらの関係を、横加速度とヨー運動の方程式に代入すると、以下数9、数10となる。
Substituting these relationships into the equations of lateral acceleration and yaw motion, the following
ここで、Gy0とr0_dotは、加減速を行わない場合の、もともとの横加速度とヨー角速度である。上記運動方程式の数9、数10で最終的に変形した項に着目すると、Gxが負、すなわち減速すると、横加速度とヨー運動はともに、強められるということがわかる。
Here, G y0 and
運動方程式、数10の中で、ヨー慣性モーメントIzは、以下数11のように近似して書き換えることができる。
In the equation of motion,
したがって、数11を数9、数10に代入して整理し、行列形式で表し、また、これにGVC制御則を適用すると、以下数12となる。
Therefore, the equation 11 is substituted into the
数12によるとGVCによる影響は、ヨー運動と横加速度の両方に作用することがわかる。また横加速度に対する影響度合いは、加減速とヨー運動の積の形で、ヨー運動に対する影響度合いは、加減速と横加速度の積の形で表され、クロスカップリングされた形で影響を及ぼしあうことがわかる。以下では、この関係を基に、安定化のためのモーメント制御について考える。
According to
GVCにおいては、コーナーからの脱出時で横加加速度が負のときには、加速度指令が出される。しかしながら、ブレーキ制御に重きを置く試験車両においては、GVCの減速指令のみを用い、加速側は制御を行わずドライバにゆだねていた(Gx_DRV)。 In GVC, an acceleration command is issued when the lateral jerk is negative at the time of exit from a corner. However, in a test vehicle that places emphasis on brake control, only the GVC deceleration command was used, and the acceleration side was left to the driver without performing control (G x DRV ).
したがって、
コーナー進入時:GVCによる自動減速(Gx_GVC)(以下、数13となる)
Therefore,
When entering a corner: Automatic deceleration by GVC (G x GVC)
コーナー脱出時:ドライバによる加速(Gx_DRV)(以下、数14となる) When leaving the corner: Acceleration by the driver (G x DRV )
ここで、ドライバは単純に、加速(速度を増加)することを望んでいるだけではなく、数14のヨー運動において、Gxを正として、荷重移動により後輪に荷重を移動し、ヨーモーメントを減少させて、直進状態へ戻りやすくしているとも考えられる。
Here, the driver simply not only wants to accelerate (increase the speed), the yawing motion of the
この仮説にしたがえば、ドライバと同様なタイミングでヨー運動を安定化させる方向のモーメントを入れればよいことになる。さらに、ドライバはGVCの加速側の指令とプロファイルが似た加速形態をとることを確認している(非特許文献2参照)。 According to this hypothesis, it is sufficient to insert a moment in the direction of stabilizing the yaw motion at the same timing as the driver. Furthermore, it has been confirmed that the driver takes an acceleration form similar to the command on the acceleration side of GVC (see Non-Patent Document 2).
すなわち、日常領域+αに対するドライバアシスト制御としては、「GVCにおいて加速側の指令が出ているときには、ヨー運動を低減させる復元側のモーメントを車両に加えればよい」ことになる。ここで、数1のGVC指令値とのアナロジーを考え、Gx_DRV>0、すなわち-sgn(Gy・Gy_dot)>0のとき、以下数15となる。 That is, as driver assist control for the daily region + α, “when a command on the acceleration side in GVC is issued, a moment on the restoration side for reducing the yaw motion should be added to the vehicle”. Here, considering the analogy with the GVC command value of Equation 1, when G x — DRV > 0, ie, −sgn (G y · G y — dot )> 0, the following Equation 15 is obtained.
ただしCmnは比例係数、Tmnは一次遅れ時定数である。これが日常領域+α制御の基本則である。また、sgn項と一次遅れを省略・簡略化し、GVCによる減速度、M+によるモーメント制御を統合した形で記載すると、以下数16のようになる。ただし、Cmnは、比例係数である。
Where C mn is a proportionality factor and T mn is a first-order lag time constant. This is the basic rule of everyday area + α control. Further, when the sgn term and the primary delay are omitted and simplified, and the deceleration by GVC and the moment control by M + are integrated and described, the following
結局、横加加速度Gy_dotに応じて、減速度と安定化モーメントを加えることになる。図9にこの統合制御の基本概念図を示す。 After all, the deceleration and the stabilization moment are added according to the lateral jerk Gy_dot . FIG. 9 shows a basic conceptual diagram of this integrated control.
日常領域ではドライバの舵角入力と、車両運動モデルで計算して求めた車両挙動との相関が高い。また、舵角はヨーイング運動に対するドライバの意図を反映し、車両挙動よりも「位相の進んだ」信号として、制御系の位相補償を可能とする。したがって、日常領域でのモーメント制御を行う場合には、GVC指令で特許文献1に記載されているのと同様に、車両運動モデルを用いて推定した横加加速度を用いて制御するとよい。
In the daily area, the correlation between the steering angle input of the driver and the vehicle behavior calculated and obtained by the vehicle motion model is high. In addition, the steering angle reflects the driver's intention for the yawing motion, and enables the phase compensation of the control system as a signal that is “in phase” than the vehicle behavior. Therefore, when performing moment control in the daily area, control may be performed using the lateral jerk estimated using the vehicle motion model, as described in
(注:ここでは圧雪路などの低摩擦領域を稼働範囲として考えている。アスファルト路などで旋回脱出時にドライバがアクセルを踏み込み加速要求を発した場合は、即座にブレーキによるモーメント制御もキャンセルされるように構成する。)
・限界領域での制御
力の釣り合いが何らかの原因で破綻するときには、加速度の変化、すなわち加加速度が発生する(図10)。
(Note: In this case, we consider low friction areas such as a snowy road as the operating range. If the driver steps on the accelerator and issues an acceleration request when exiting a turn on an asphalt road etc., moment control by the brake is also canceled immediately To configure.)
• When the balance of control forces in the limit area breaks down for some reason, a change in acceleration, ie, acceleration, occurs (Fig. 10).
図11は、旋回中にサイドブレーキを引き、後輪のタイヤ力を飽和させ、挙動変化(スピン)を発生させ、その後サイドブレーキを緩めたときのジャーク(加加速度)センサの計測値である。サイドブレーキを引くと同時に横加速度が低下し、横加速度と逆の方向の横加加速度が発生している様子が見て取れる。これとは逆にサイドブレーキを弱めると横加速度が回復してきて、横加速度と同じ方向の加加速度が発生することになる。ここから得られる知見は「加速度と加加速度の積が負のときは滑り始めたとき」で、「積が正のときはすべるのをやめて運動が元の状態に回復しつつあるとき」ということである。これは横運動に限ったことではなく、前後方向についても成り立つ。このように車両がすべる状況、そして復帰してくる状況を、加速度と加加速度で検知できる。 FIG. 11 shows a measurement value of a jerk (acceleration) sensor when the side brake is pulled during turning to saturate the tire force of the rear wheel to generate a behavior change (spin) and then the side brake is released. At the same time as the side brake is applied, the lateral acceleration decreases, and it can be seen that the lateral acceleration in the direction opposite to the lateral acceleration is generated. On the contrary, if the side brake is weakened, the lateral acceleration is recovered and a jerk in the same direction as the lateral acceleration is generated. The knowledge obtained from this is "When the product of acceleration and jerk starts to slide when the product is negative," "When the product is positive, stop sliding and the motion is recovering to the original state" It is. This is not limited to the lateral movement, but also applies to the anteroposterior direction. Thus, it is possible to detect the sliding condition of the vehicle and the returning condition by the acceleration and the jerk.
ここで、もう少し、スピンを含む挙動変化を具体的に考えると、図12のように、車両の重心点の進む方向と、車両の長手方向の中心線とのなす角、横すべり角βがほぼゼロの状態で安定して走行しているとする(β_dot=0)。このときのヨーレイトはr0で、車両の横加速度は、車両速度をVoとするとGy=Vo×r0の関係がある。 Here, considering the behavior change including spin more specifically, as shown in FIG. 12, the angle between the advancing direction of the center of gravity of the vehicle and the longitudinal center line of the vehicle, the side slip angle β is substantially zero It is assumed that the vehicle is stably traveling in the state of (β_dot = 0). Yaw rate in this case is r 0, the lateral acceleration of the vehicle, a relationship of G y = V o × r 0 when the vehicle speed is V o.
ここで車両がスピンを開始すると、ΔTの間に、r0→r1 (>r0)、 β0→β1(<0)となりr1_dot=(r1- r0)/ΔT>0、 β1_dot=β1/ΔT<0となる。車両本来の復元方向ヨーモーメン
トが小さく、さらにDYCによる制御などが行われない場合は、さらにΔT経過すると、横すべり角が増加し、車両はスピンしてしまう。
Here, when the vehicle starts to spin, r 0 → r 1 (> r 0 ), β 0 → β 1 (<0) in ΔT, and r 1 _dot = (r 1 −r 0 ) / ΔT> 0, It becomes β 1 _ dot = β 1 / ΔT <0. In the case where the vehicle's original yaw direction moment is small and control by DYC or the like is not performed, the side slip angle increases when ΔT elapses, and the vehicle spins.
横加速度は、速度V、横滑り角速度β_dot、ヨーレイトrを用いて、以下のように表記することができる。 The lateral acceleration can be expressed as follows using the velocity V, the side slip angular velocity β_dot, and the yaw rate r.
スピンの場合、横加速度はそれ以前の定常状態での横加速度に比べて、必ず低下する。これは、rの正の増加分がβを負の方向に増加(β1_dot <0)させるためである。よって、横加加速度は、数18となるが、スピン時にはこの値が負となる。
In the case of spin, the lateral acceleration always decreases as compared to the lateral acceleration in the previous steady state. This is because the positive increase of r causes β to increase in the negative direction (
「加速度と加加速度の積が負のときは滑り始めたとき」という上記事象は、スピンの時にも成り立っている。
(追記1:数18の第一項は、加加速度の回転成分であり遠心加加速度と考えることもできる(≒r・Gx))
(追記2:横滑り角が増加してくると、横加速度センサで計測できる横加速度は、遠心力(旋回経路の中心方向に働く)のcosβ成分なので、計測値自身が低下する)
さて、十分短い時間を考え、前後加速度一定、速度も一定と考えると、横加加速度は、以下数19のように考えることができる。
The above-mentioned event "when the product of acceleration and jerk starts to slip when the product is negative" holds also at the time of spin.
(Appendix 1: The first term of Eq. 18 is the rotational component of jerk and can be considered as centrifugal jerk (≒ r · G x ))
(Appendix 2: When the side-slip angle increases, the lateral acceleration that can be measured by the lateral acceleration sensor is the cos β component of the centrifugal force (which works in the center direction of the turning path), so the measured value itself decreases)
Now, considering a sufficiently short time and assuming that the longitudinal acceleration is constant and the velocity is also constant, the lateral jerk can be considered as in the following Eq.
横加加速度は、速度、加速度と速度の比で表せる値を係数として、横滑り角変化、横滑り角、ヨー角加速度、ヨー角速度の和と考えることができる。比率は変化するが、少なくとも因果関係は有しており、横加加速度が発生しているときは、これらの量が変化していると考えられる。先の、スピンの例では、ヨーレイト、ヨー角加速度が増加し、横滑り角、横滑り角速度が負の方向に増加したと考えられる。 The lateral jerk can be considered to be the sum of a side slip angle change, a side slip angle, a yaw angular acceleration, and a yaw angular velocity, with a value expressed by the velocity and the ratio of acceleration to speed as a coefficient. Although the ratio changes, it has at least a causal relationship, and it is considered that these amounts are changing when the lateral acceleration is generated. In the previous spin example, it is considered that the yaw rate and yaw angular acceleration increase, and the side slip angle and side slip angular velocity increase in the negative direction.
さて、図13は、ESCのOS制御の例を示している。このロジックでは、車両モデルにより推定された目標ヨーレイト、横滑り角と、計測されたヨーレイト、オブザーバを用いて推定された横滑り角との偏差、および横滑り角の絶対値に基づいて、それらを加算、あるいはセレクト・ハイにより目標モーメント指令を決定している。 Now, FIG. 13 shows an example of OS control of the ESC. In this logic, they are added based on the target yaw rate estimated by the vehicle model, the side slip angle, the measured yaw rate, the deviation between the side slip angle estimated using the observer, and the absolute value of the side slip angle, or The target moment command is determined by select high.
これら、ヨーレイト、横滑り角偏差について考えてみる。図14は、これらを一般化した形で示した図である。目標横運動と実横運動の差分、横運動変化を取り出して、時間軸上に示すと、中段の図となる。横運動変化が介入閾値を超えた時点から、これらの値に基づいてモーメント指令値が計算される。 Consider these yaw rate and side slip angle deviation. FIG. 14 is a diagram showing these in a generalized form. If the difference between the desired lateral movement and the actual lateral movement, and the change in lateral movement are taken out and shown on the time axis, the middle figure is obtained. From the time when the lateral motion change exceeds the intervention threshold, a moment command value is calculated based on these values.
さて、仮に、目標横運動がゼロの場合の横運動偏差を考えると、これは、実横運動そのものとなる。このときの、横運動偏差の時間微分値は、実横加加速度で表せると考えられる(図14下段)。さらに、目標横運動が十分ゆっくりした動きである場合、これを平衡点と考え、横運動偏差を平衡点からの微小擾乱として考えると、平衡点における時間微分はゼロであるために、横運動偏差の時間微分値は、やはり実横運動の時間微分値と考えられる。以下では、横加加速度をモーメント制御の指令値として考えてみる。 Now, considering the lateral motion deviation when the target lateral motion is zero, this is the actual lateral motion itself. At this time, it is considered that the time derivative value of the lateral motion deviation can be represented by the actual lateral jerk (FIG. 14 lower stage). Furthermore, if the target lateral motion is a sufficiently slow motion, considering it as an equilibrium point and considering the lateral motion deviation as a small disturbance from the equilibrium point, the time derivative at the equilibrium point is zero, so the lateral motion deviation The time derivative of is also considered as the time derivative of actual lateral motion. Below, we will consider lateral jerk as a command value for moment control.
先に述べたとおり、「加速度と加加速度の積が負のときは滑り始めたとき」、「スピンし始めたとき」と考えることが出来る。このときには、スピンと逆方向(復元方向)のモーメントを車両に加えてやればよい。このときのモーメント指令値を最も直接的に定式化すると、数20となる。 As described above, it can be considered that "when the product of acceleration and jerk is negative is when it starts to slide" and when "when it starts to spin". At this time, it is sufficient to apply a moment in the direction opposite to the spin (in the direction of restoration) to the vehicle. If the moment command value at this time is formulated most directly, it becomes several 20.
ただし、Cmlは、比例係数である。これは、前節で述べた日常領域+αに対する「GVCにおいて加速側の指令が出ているときには、ヨー運動を低減させる復元側のモーメントを車両に加えればよい」ということと、矛盾が無い。したがって、先の比例係数CmnとCmlとを適切に選ぶことにより、日常領域から限界領域までシームレスな統合制御を構成することができる(もちろんESCも横滑り情報に基づき介入する)。
・M+制御のシームレス化
これまでのGVC制御においても、図15のように、車両運動モデルを用いて推定されるモデル推定横加加速度値と計測値の両方を用いて制御を行ってきた(特許文献3参照)。モデル推定による位相の早い加加速度情報は、早期に制御を開始し、減速による前輪への荷重移動によって、ステアリングの手ごたえ感の向上を狙う効果がある。また、主に低摩擦路対応ではあるが、操舵を止めた後に遅れて発生する車両横運動に対しても連係した減速を行うことにより、制御の唐突な終了が発生せず、連続感が得られることを確認している。
However, C ml is a proportionality factor. This is consistent with the fact that “when the command on the acceleration side in GVC is issued, the restoring side moment for reducing the yaw motion should be added to the vehicle” for the daily area + α described in the previous section. Therefore, by appropriately selecting the proportional coefficients C mn and C ml , seamless integrated control can be configured from the everyday area to the limit area (of course, the ESC also intervenes based on the side slip information).
・ Seamless M + control As in the previous GVC control, as shown in Fig. 15, control has been performed using both the model estimated lateral additive acceleration value estimated using the vehicle motion model and the measured value (
さて、M+制御の日常領域から限界領域に対するシームレス化を図る際にも同様な手法を用いることにした。図16は圧雪路における味見試験結果である。実際の制御は行っていないが、Lターンでスピンを誘発させた時の舵角、車両挙動とこれに基づいて、計算し
指令値を示している。既に、減速側のGVC指令はセレクト・ハイ(絶対値で見て)として
指令値を構築していたが、今回、加速側の指令値も、モデル推定(Gy_dot Estimated)に基づく指令値と、計測値(Gy_dot Measured)に基づく指令値のセレクト・ハイにてモ
メント指令値(Mz_GVC)を得るようにした。このような構成をとることにより、先に述べたような「モーメント制御則の基本方針」に沿った制御則を得ることが出来る。また、8秒近辺に、モデル推定による減速指令が出ているが、GVCとモーメント指令は非干渉であるので、両方の制御を実施することもできる。このときは復元側のモーメントを加えながら減速させるという動作となる。
・総合制御(Hybrid+Enhanced制御)
これまでは、ESCによるブレーキ制御に焦点を当てていたが、ここでは4輪独立制駆動制御が可能な状況を考え、これをHybrid+Enhanced制御と呼ぶことにする。4輪独立で制駆動が可能ということは、左右の制駆動差でモーメントを発生しながら、左右の制駆動和を一定とすることができ、結果として加減速を任意に制御しながら、モーメントを任意に制御できる。
Well, I decided to use the same method when trying to make seamless from the everyday domain of M + control to the limit domain. FIG. 16 shows the results of a trial for tasting on a snowy road. Although actual control is not performed, the command value is calculated and calculated based on the steering angle and the vehicle behavior when the spin is induced in the L-turn. The GVC command on the deceleration side has already built the command value as select high (in absolute value), but this time, the command value on the acceleration side is also measured with the command value based on the model estimation (Gy_dot Estimated) The momentum command value ( Mz_GVC ) is obtained by selecting the command value high based on the value (Gy_dot Measured). By adopting such a configuration, it is possible to obtain a control law in accordance with the “basic policy of the moment control law” as described above. Moreover, although the deceleration instruction | command by model estimation is output to around 8 second, since GVC and a moment instruction | command are non-interference, both control can also be implemented. At this time, an operation of decelerating while adding a moment on the restoration side is performed.
・ General control (Hybrid + Enhanced control)
So far, the focus has been on the brake control by the ESC, but here we will consider the situation where four-wheel independent controlled drive control is possible, and call this Hybrid + Enhanced control. The ability to control and drive on four wheels independently means that while the moment is generated by the difference between the left and right sides, the sum of the left and right sides can be made constant. As a result, the moment is controlled while controlling the acceleration and deceleration arbitrarily. It can be controlled arbitrarily.
また、左右輪の制駆動力に差分をつけて直接的にモーメントを制御するのに加え、先の数2から数15の式展開で示し、また図17に示すように、旋回中に加減速で発生する前後輪間の荷重移動により、前後輪の横力の差を用い、間接的にではあるが、モーメントを制御することができる(B1、B2)。先のブレーキ制御では、モーメントを制御しようとしても、当然のことながら減速度も発生することになるが、駆動力も制御可能であれば、図17(A1)、(A2)に示すように全部の輪に、駆動力を等しく付加することにより、加減速を伴わず、モーメントのみを制御することができる。このような状況では、加減速はドライバのアクセル動作とGVCにより制御され、モーメントはM+と横滑り情報にもとづくESC(DYC)で制御することができる。ここで、M+制御を数20の安定側のみの制御から、ターンインのときの旋回促進制御まで拡張すると、数21のようになる。
Also, in addition to controlling the moment directly by making a difference between the braking / driving forces of the left and right wheels, as shown in the equation development of
ただし、横加速度ゲインCmnlは通常領域から限界領域までを見据えて適切な値とする必要がある。 However, it is necessary to set the lateral acceleration gain Cmnl to an appropriate value from the normal region to the limit region.
このように構成されれば、図18のようなHybrid+Enhanced制御を実現することが出来る。図18は上からドライバ舵角、横加速度推定値Gye、横加速度計測値Gys、それぞれの時間変化率Gye_dot、Gys_dot(推定、検出については後記)、そして横加加速度に基づいたGVCによる加減速指令値、ブレーキ/アクセル踏み込み量から推定したドライバの加減速指令値、ここでは、調停手段により、2つの加減速指令値の絶対値の大きい方を採用する手法でドライバの加減速指令とGVCの加減速指令の調停を行った実質上の減速指令(Gxc)、横加加速度、特に横加速度計測値の時間変化率Gys_dotに基づいた、M+ヨーモーメント指令値(Mz_GVC)、ESCによるヨーモーメント指令値(これは横加加速度と類似の形になるが、閾値等の関係から、Mz_GVCに比べて遅れた信号となる)Mz_ESC、 ここでは、2つのモーメント指令値の絶対値の大きい方を採用する手法でESCのモーメント指令値とM+ヨーモーメント指令値(Mz_GVC)の調停を行った実質上のモーメント指令値(Mzc)を示している。 With such a configuration, hybrid + enhanced control as shown in FIG. 18 can be realized. FIG. 18 shows from the top the driver's steering angle, lateral acceleration estimated value G ye , lateral acceleration measured value G ys , respective time change rates G ye_dot , Gys_dot (estimated and detected later), and GVC based on lateral jerk Acceleration / deceleration command value of the driver estimated by the amount of acceleration / deceleration command value, brake / accelerator depression amount Here, the method of adopting the acceleration / deceleration command of the driver by the method of adopting the larger absolute value of the two acceleration / deceleration command values M + yaw moment command value (M z _ G VC) based on the decelerating command (G xc ) which performed mediation of GVC's acceleration / deceleration command, lateral jerk, especially time change rate Gys_dot of lateral acceleration measurement value, by ESC yaw moment command value (which becomes the shape similar to YokoKa acceleration, the relationship between the threshold value and the like, the delayed signal as compared to M z_GVC) M z_ESC, wherein the large absolute values of the two moment command value Hire It shows that moment command value of the ESC in the methods and M + yaw moment command value (M z_GVC) substantially moment command value arbitration was performed in a (MZC).
図18の基本的な想定シーンは、図1と同様である。直進路A、過渡区間B、定常旋回区間C、過渡区間D、直進区間Eという、コーナーへの進入、脱出の一般的な走行シーンを想定している。しかしながら、旋回の途中(例えば図1の4点近辺)で、路面の急変などを原因とした図11に示すようなスピン方向の挙動変化を発生している状況を示している。このとき、ドライバ舵角は変化していない(よって横加速度推定値Gyeも定常値をとる)が、計測した横加速度は、一瞬低下して挙動変化が発生している状況を示している。 The basic assumed scene of FIG. 18 is the same as that of FIG. A typical traveling scene of entering and leaving a corner is assumed to be straight path A, transition section B, steady turning section C, transition section D, and straight section E. However, in the middle of turning (for example, around four points in FIG. 1), a situation is shown in which the behavior change in the spin direction is generated as shown in FIG. At this time, although the driver's steering angle does not change (therefore, the lateral acceleration estimated value G ye also takes a steady value), the measured lateral acceleration is momentarily reduced to indicate a change in behavior.
このような状況では、横加加速度が発生するが、特開2011−105096号公報に記載されている方法を採用することにより、摩擦限界付近に到達していると判定した場合には、GVCの前後加速度指令値の絶対値をゼロ、もしくは補正前よりも小さな値に補正することにより、GVC指令値(Gx_GVC)は、挙動変化ポイント近辺では発生しないようにすることができる。 In such a situation, lateral acceleration occurs, but when it is determined that the friction limit has been reached by adopting the method described in JP 2011-105096 A, before and after GVC. By correcting the absolute value of the acceleration command value to zero or a value smaller than that before the correction, the GVC command value (G x GVC) can be prevented from occurring near the behavior change point.
また、図18では、ドライバの減速指令Gx_DRVは、舵角を切り込む前から発生(手前ブレーキ)し、定常旋回の手前でブレーキをリリースし、定常旋回、および挙動変化発生中も加減速意思が無い。また、コーナーからの脱出時にブレーキを踏み始め、コーナー脱出後も加速をしている。定常旋回の手前でブレーキを抜くと、フロントに移動していた荷重が抜けるため、数12で示した、ヨー運動と、横加速度の促進が期待できず、狙いのラインから外側にずれる可能性がある。実質上の減速指令Gxcにおいては、ドライバによるコーナー手前からの減速と、GVCによる旋回促進効果の両方が得られ、コーナー脱出時には、GVCによる安定化向上効果が働くと同時に、ドライバの狙いの速度までの加速が実現できる。
Further, in FIG. 18, the driver's deceleration command G x DRV is generated before turning the steering angle (front brake), and the brake is released before steady turning, so that steady intention and acceleration / deceleration intention is maintained even during behavior change. There is not. In addition, he starts to apply the brake when he leaves the corner and accelerates after leaving the corner. If you release the brake before the steady turn, the load that was moving to the front will be released, so the yaw motion and lateral acceleration shown in
つぎに、モーメント制御については、M+ヨーモーメント指令値は、基本的には横加加速度に基づいて発生するため、旋回開始時と脱出時にそれぞれ旋回促進モーメントと、復元モーメントを発生させるため、操縦性の向上と、安定性の向上を図ることが出来る。ここで注意を要するのが、モーメント指令値を通常領域から稼働させると、操舵角入力に対するヨー応答の位相が大きく進み、ロールモーメントとなる横加速度の発生が相対的に遅れ、制御無しに比べてヨーとロールの連成の一貫性に変化を与え、サスペンションのアンチダイブ・リフト力が左右でアンバランスとなり、制御時の車両姿勢変化が発生する。したがって、少なくともドライアスファルトなど、摩擦係数が高いところでは、ゲインを落とす、あるいは旋回促進側のみ制御を行わないなどの処置を取ってもよい。 Next, for moment control, the M + yaw moment command value is basically generated based on the lateral acceleration, so that it generates a turning acceleration moment and a restoration moment at turning start and exit respectively, so that the maneuverability is improved It is possible to improve and improve the stability. It should be noted here that when the moment command value is operated from the normal range, the phase of the yaw response to the steering angle input is greatly advanced, and the generation of the lateral acceleration that becomes the roll moment is relatively delayed, compared to no control. The consistency of the yaw and roll coupling changes, and the anti-dive lift force of the suspension becomes unbalanced on the left and right, causing a change in vehicle attitude during control. Therefore, at least in places where the coefficient of friction is high, such as dry asphalt, it is possible to take measures such as reducing the gain or not controlling only the turning promotion side.
また、挙動変化が発生している状況では、図11に示すようにタイヤ横力の総和と遠心力の釣り合いの変化のために、横加速度と逆符号の横加加速度が発生する。したがって、数21に基づき、ヨーモーメントを制御することにより、スピン回避・低減を行うことが出来る。ここで注意を要するのが、車両が安定してくる、すなわち横加速度の回復に伴う制御指令(図では正→旋回促進方向)である。このときに、スタティックマージンが低い車両の場合一度安定しかけた車両を不安定にしてしまう危険性がある。したがって、スタティックマージンが低い車両の場合、フィルター処理などにより、このような周波数の高い旋回正方向のモーメント指令を受けつけないようにするか、そもそも旋回正方向のモーメント指令は受け付けないようにして、図9のように復元モーメントのみに特化してもよい。 Further, in a situation where a behavior change occurs, as shown in FIG. 11, due to a change in the balance of the tire lateral force and the centrifugal force, a lateral acceleration with the opposite sign to the lateral acceleration is generated. Therefore, spin avoidance / reduction can be performed by controlling the yaw moment based on Eq. What needs to be noted here is a control command (in the figure, positive → turning acceleration direction) accompanied by recovery of lateral acceleration. At this time, in the case of a vehicle having a low static margin, there is a risk that the vehicle which has once been stabilized becomes unstable. Therefore, in the case of a vehicle with a low static margin, filter processing etc. is made not to accept such a high-speed moment command for turning in the positive direction, or to begin with not accepting moment commands in the positive direction for turning. It may be specialized to only the restoring moment as in 9.
挙動変化が発生する状況では、当然のことながらESCによるモーメント指令が稼働する。しかしながら、M+指令により挙動変化とほぼ同時に、復元モーメントにより安定化されるため、ESCによるモーメント指令は小さくなる。結局、M+ヨーモーメント指令値とESCによるヨーモーメント指令値の大きい方を選択してMzcとすることにより、制御不足とならず、安全性を確保することができる。 As a matter of course, when a behavior change occurs, the moment command by the ESC operates. However, since the M + command stabilizes the restoring moment almost simultaneously with the change in behavior, the moment command by the ESC becomes smaller. After all, by selecting the larger one of the M + yaw moment command value and the yaw moment command value by the ESC and setting it as M zc , the control is not insufficient and safety can be ensured.
尚、4輪独立制駆動制御が可能であるので、モーメント指令値で発生する片側制動力と等しい駆動力を、4輪に等分することにより、モーメントを制御しても、加減速が発生しないようにすることができる。このメカニズムを図19に示す。 Since four-wheel independent braking control is possible, acceleration and deceleration do not occur even if the moment is controlled by equally dividing the driving force equal to the one-side braking force generated by the moment command value into four wheels. You can do so. This mechanism is shown in FIG.
ESCとM+制御により、横滑り情報と横加加速度に基づいたモーメント指令Mzcが決定されると(図19では反時計回りのモーメント)、これを実現するために数22の関係を満たすように、左側の前後輪にFfl、Frlの制駆動力(符号は負)が加えられる。 When moment command M zc based on sideslip information and lateral jerk is determined by ESC and M + control (counterclockwise in FIG. 19), the left side is satisfied so as to satisfy the relation of Eq. The braking / driving force (the sign is negative) of Ffl and Frl is added to the front and rear wheels.
これにより、車両には、数23であらわせる減速度が発生してしまう。
As a result, deceleration that can be expressed by
一方、GVCとドライバ加減速指令により、横加加速度、ステア情報、ドライバ意図に基づいた加減速指令Gxcが決定されると(図19では減速)、これを実現するために数24の関係を満たすように、4輪に、Ffl、Ffr、Frl、Frrの制駆動力が加えられる(ここでは、4輪独立制駆動制御が可能な状況を想定)。 On the other hand, if lateral acceleration, steering information, and acceleration / deceleration command G xc based on driver's intention are determined by GVC and driver acceleration / deceleration command (deceleration in FIG. 19), Thus, the braking / driving forces Ffl, Ffr, Frl, and Frr are applied to the four wheels (in this case, it is assumed that four-wheel independent braking control is possible).
ここで、ヨーモーメントを制御と、加減速制御の非干渉化を実現するための、最も簡単な補正法として、数25がある。
Here, there is
これを4輪に等配分し、新たに4輪の制駆動力を決定すると、数26となる。 If this is equally distributed to four wheels and the braking / driving force of four wheels is newly determined, it becomes several 26.
このように制駆動制御されると、加減速制御は、当初の値、数27となり、 When the braking and driving control is performed in this way, the acceleration / deceleration control becomes the initial value, which is
モーメント制御も当初の指令値(数28)となり、 Moment control also becomes the initial command value (Equation 28),
ヨーモーメントを制御と、加減速制御の完全非干渉化が可能となる。 Control of the yaw moment enables complete non-interference of acceleration / deceleration control.
特に、加減速Gxcがゼロに制御されている場合、数24によって、ΔFは、負となるため、数25から、左側輪は制動、右側輪は駆動するということになる。ハードウェアの制約(例えばESCなどの減速アクチュエータのみで実現)がある場合には、多少の減速感を伴うことになる。 In particular, when the acceleration / deceleration G xc is controlled to be zero, ΔF becomes negative according to Eq. 24, and from Eq. 25, the left wheel is braked and the right wheel is driven. If there is a hardware limitation (implemented only by a deceleration actuator such as an ESC, for example), some sense of deceleration will be accompanied.
以上のように、車両の4輪の駆動力、制動力を独立に制御可能な車両の運動制御装置において、車両横加加速度(Gy_dot)に基づいて、車両加減速指令値を決定する車両加減速指令(GVC指令)演算手段と、車両横加加速度に基づいて、車両ヨーモーメント指令値を決定する第1の車両ヨーモーメント指令(M+指令)演算手段と、車両横すべり情報から車両ヨーモーメント指令値を決定する第2の車両ヨーモーメント指令演算手段(ESC指令)とを有し、その車両加減速指令演算手段により車両横加加速度に基づいて決定された、車両加減速指令値に基づき、車両の4輪のうちの左右輪を略同一の制駆動力(ブレーキ同圧・左右駆動力差なし、あるいは左右駆動力差なし)を発生することにより車両の加減速を制御する第1のモードと、第一の車両ヨーモーメント指令演算手段により車両横加加速度に基づいて決定された、車両ヨーモーメント指令(M+指令)値に基づき、車両の4輪のうちの左右輪に異なる制駆動力を発生することにより車両のヨーモーメントを制御する第2のモードと、第二の車両ヨーモーメント指令演算手段により車両横すべり情報に基づいて決定された、車両ヨーモーメント指令(ESC指令)値に基づき、車両の4輪のうちの左右輪に異なる制駆動力を発生することにより、車両のヨーモーメントを制御する第3のモードを有することにより、M+(モーメント・プラス)指令によるヨーモーメント制御がG-VectoringとESC(DYC)の連携制御における、乗り継ぎ部分の制御として機能し、これまで、ESCに組み込む以外に方法が無かった操縦性、安定性、さらには乗心地の向上が図れる車両の運動制御を複数の実施形態で実現することができるようになり、より多くのドライバに当該技術・装置を提供することができる。 As described above, in the vehicle motion control device capable of independently controlling the driving force and the braking force of the four wheels of the vehicle, the vehicle acceleration / deceleration that determines the vehicle acceleration / deceleration command value based on the vehicle lateral acceleration ( Gy_dot ). Based on the command (GVC command) computing means, the first vehicle yaw moment command (M + command) computing means for determining the vehicle yaw moment command value based on the vehicle lateral acceleration, and the vehicle yaw moment command value from the vehicle side slip information Of the four wheels of the vehicle based on the vehicle acceleration / deceleration command value determined based on the vehicle lateral acceleration by the vehicle acceleration / deceleration command computation unit. A first mode for controlling acceleration / deceleration of the vehicle by generating substantially the same braking / driving force (with no brake equal pressure / left / right driving force difference or no left / right driving force difference) among the left and right wheels; vehicle The yaw moment of the vehicle by generating different braking / driving forces on the left and right wheels among the four wheels of the vehicle based on the vehicle yaw moment command (M + command) value determined based on the vehicle lateral acceleration by the moment command calculation means. And the left and right wheels among the four wheels of the vehicle based on the vehicle yaw moment command (ESC command) value determined based on the vehicle side slip information by the second mode for controlling The third control mode controls the vehicle's yaw moment by generating different braking and driving forces, so that Y-moment control by M + (moment plus) command is coordinated control of G-Vectoring and ESC (DYC) Functions as a control of the connecting part, and there has been no other way to do this than incorporating it into the ESC. That the motion control of the vehicle will be able to be implemented in multiple embodiments, it is possible to provide the technology and equipment to more drivers.
次に、ハードウェア構成等を示した実施例について、詳細に実施形態を2例説明する。 Next, two examples of the embodiment showing the hardware configuration and the like will be described in detail.
図23に、本発明の車両の運動制御装置の第1実施例の全体構成を示す。 FIG. 23 shows the entire configuration of the first embodiment of the vehicle motion control device of the present invention.
本実施例において車両0はいわゆるバイワイヤシステムで構成され、ドライバと操舵機構、加速機構、減速機構の間に機械的な結合は無い。
<駆動>
車両0は左後輪モータ1により左後輪63、右後輪モータ2により右後輪64を駆動するとともに、左前輪モータ121で左前輪61を、右前輪モータ122で右前輪62を駆動する四輪駆動車(All Wheel Drive:AWD車)である。
In the present embodiment, the
<Drive>
The
ここで、特に電気モータや内燃機関などの動力源の差異については、本発明を示す、最も好適な例として、また、あとで示す四輪独立ブレーキと組み合わせることにより、四輪の駆動力および制動力を自由に制御できるような構成となっている。以下、詳細に構成を示していく。 Here, particularly regarding differences in power sources such as electric motors and internal combustion engines, the driving force and control of the four wheels are shown as the most preferable example showing the present invention and in combination with the four wheel independent brake shown later. It is configured to be able to control the power freely. The configuration will be shown in detail below.
左前輪61、右前輪62、左後輪63、右後輪64には、それぞれブレーキロータ、車輪速検出用ロータと、車両側に車輪速ピックアップが搭載され、各輪の車輪速が検出できる構成となっている。そして、ドライバのアクセルペダル10の踏み込み量は、アクセルポジションセンサ31により検出され、ペダルコントローラ48を経て、制御手段である中央コントローラ40で演算処理される。この中央コントローラ40では、4輪の各輪の駆動力及び/又は制動力を独立に制御するものであり、この演算処理の中には本発明の目的としての「操縦性と安定性を向上する」ためのGVC、ESC、M+制御も含まれている。そしてパワートレインコントローラ46は、この量に応じて、左後輪モータ1、右後輪モータ2、左前輪モータ121、右前輪モータ122の出力を制御する。
On the
アクセルペダル10にはまた、アクセル反力モータ51が接続され、中央コントローラ40の演算指令に基づき、ペダルコントローラ48により、反力制御される。
<制動>
左前輪61、右前輪62、左後輪63、右後輪64には、それぞれブレーキロータが配備され、車体側にはこのブレーキロータをパッド(図示せず)で挟み込むことにより車輪を減速させるキャリパーが搭載されている。ブレーキシステムはキャリパー毎に電機モータを有する電機式である。
An accelerator reaction force motor 51 is also connected to the
<Braking>
A brake rotor is disposed on each of the front
それぞれのキャリパーは、基本的には中央コントローラ40の演算指令に基づき、ブレーキコントローラ451(前左輪用)、452(前右輪用)、453(後輪用)により制御される。ブレーキペダル11にはまた、ブレーキペダル反力モータ52が接続され、中央コントローラ40の演算指令に基づき、ペダルコントローラ48により、反力制御される。
<制動・駆動の統合制御>
本発明においては、「操縦性と安定性を向上する」ためGVCでは左右略等しい制駆動力を発生させ、ESC、M+では、左右輪に異なる制動力や駆動力を発生させることになる。
Each caliper is basically controlled by the brake controller 451 (for the front left wheel), 452 (for the front right wheel), 453 (for the rear wheel) based on the calculation command of the
<Integrated control of braking and driving>
In the present invention, in order to “improve the maneuverability and stability”, the GVC generates substantially equal braking / driving forces in the left and right, and in the ESC and M +, different braking forces and driving forces are generated in the left and right wheels.
このような状況での統合制御指令は中央コントローラ40が統合的に指令を決定し、ブレーキコントローラ451(前左輪用、前右輪用)、452(後輪用)、パワートレインコントローラ46、左後輪モータ1、右後輪モータ2、左前輪モータ121、右前輪モータ122を介して適切に制御される。
<操舵>
車両0の操舵系はドライバの舵角とタイヤ切れ角の間に機械的な結合の無い、ステアバイワイヤ構造となっている。内部に舵角センサ(図示せず)を含むパワーステアリング7とステアリング16とドライバ舵角センサ33とステアリングコントローラ44で構成されている。ドライバのステアリング16の操舵量は、ドライバ舵角センサ33により検出され、ステアリングコントローラ44を経て、中央コントローラ40で演算処理される。そしてステアリングコントローラ44はこの量に応じて、パワーステアリング7を制御する。
The
<Steering>
The steering system of the
ステアリング16にはまた、ステア反力モータ53が接続され、中央コントローラ40の演算指令に基づき、ステアリングコントローラ44により、反力制御される。
A steering
ドライバのブレーキペダル11の踏み込み量は、ブレーキペダルポジションセンサ32により検出され、ペダルコントローラ48を経て、中央コントローラ40で演算処理される。
<センサ>
次に本発明の運動センサ群について述べる。
The amount of depression of the driver's brake pedal 11 is detected by the brake
<Sensor>
Next, the motion sensor group of the present invention will be described.
本実施例における車両の運動を計測するセンサについては、絶対車速計、ヨーレイトセンサ、加速度センサなどを搭載している。これに加え、車速、ヨーレイトについては車輪速センサによる推定、ヨーレイト、横加速度については、車速と操舵角と車両運動モデルを用いた推定などを同時に行っている。 As a sensor for measuring the motion of the vehicle in the present embodiment, an absolute speedometer, a yaw rate sensor, an acceleration sensor, and the like are mounted. In addition to this, the vehicle speed and yaw rate are estimated by the wheel speed sensor, and the yaw rate and lateral acceleration are simultaneously estimated using the vehicle speed, steering angle and vehicle motion model.
車両0には、外界情報検出手段であるミリ波対地車速センサ70が搭載されており、障害物情報、先行車情報、後方車情報を検知すると共に、前後方向の速度Vxと横方向の速度Vyを独立して検出可能である。また、ブレーキコントローラ451、452には前出したように各輪の車輪速が入力されている。これら4輪の車輪速より前輪(非駆動輪)の車輪速を平均処理することにより絶対車速を推定することができる。
本発明においては、特開平5−16789号公報に開示されている方法を用い、この車輪速および車両前後方向の加速度を検出する加速度センサの信号を加えることにより四輪同時に車輪速度が落ち込む場合でも、絶対車速(Vx)を正確に測定するように構成されている。 In the present invention, even if the wheel speeds of the four wheels decrease simultaneously by using the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-16789 and adding the signals of the acceleration sensor for detecting the wheel speed and the acceleration in the longitudinal direction of the vehicle. , Absolute vehicle speed (V x ) is accurately measured.
また左右輪速度の差分をとることにより車体のヨーレイトを推定するような構成も内包しており、センシング信号のロバスト性の向上を図っている。そしてこれらの信号は中央コントローラ40内にて、共有情報として、常にモニタリングされている。推定絶対車速は、ミリ波対地車速センサ70の信号と比較・参照されいずれかの信号に不具合が生じたときにお互いに補完しあうように構成されている。
In addition, the configuration that estimates the yaw rate of the vehicle body by taking the difference between the left and right wheel speeds is also included to improve the robustness of the sensing signal. These signals are constantly monitored in the
図20に示すように、横加速度センサ21と前後加速度センサ22およびヨーレイトセンサ38は、重心点近辺に配置されている。
As shown in FIG. 20, the
また夫々の加速度センサの出力を微分して加加速度情報を得る微分回路23、24が搭載されている。
Further, differentiating
さらにヨーレイトセンサ38のセンサ出力を微分してヨー角加速度信号を得るための微分回路25が搭載されている。
Furthermore, a differentiating
本実施例では微分回路の存在を明確化するために各センサに設置しているように図示したが、実際は中央コトローラ40に直接加速度信号を入力して各種演算処理をしてから微分処理をしてもよい。先の車輪速センサから推定されたヨーレイトを用い中央コントローラ40内で微分処理をして車体のヨー角加速度を得ても良い。
In the present embodiment, although it is illustrated as being installed in each sensor in order to clarify the presence of the differential circuit, in actuality, the acceleration signal is directly input to the
また、近年目覚しい進歩を見せるMEMS型の加速度センサユニットの中に、微分回路を内包して、検出素子からの加速度に比例した信号を直接微分した加加速度出力を有するセンサを用いても良い。加速度センサ出力信号には信号を平滑化するためのローパスフィルタを通ったあとの信号である場合が多い。 In addition, a differential circuit may be included in a MEMS-type acceleration sensor unit that has made remarkable progress in recent years, and a sensor having a jerk output obtained by directly differentiating a signal proportional to the acceleration from the detection element may be used. The acceleration sensor output signal is often a signal after passing through a low pass filter for smoothing the signal.
加加速度を得るために一度ローパスフィルタを通った信号を再び微分するよりも、位相遅れの少ない精度の高い加加速度信号を得ることができる。 It is possible to obtain a highly accurate jerk signal with less phase delay than to differentiate the signal that has once been low-pass filtered again to obtain the jerk.
また、特開2002−340925号公報に開示されている加加速度を直接検出可能の加加速度センサを用いても良い。 Moreover, you may use the jerk sensor which can detect the jerk directly disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-340925.
図面での説明上、前後加速度センサ、横加速度センサ、ヨーレイトセンサ、微分器などを明示的に独立して記載しているが、これらの性能をひとつの筐体に収めたコンバインドセンサ200として、前後・横加速度、加加速度、ヨーレイト、ヨー角加速度をこのセンサから直接出力しても良い。また、さらには数1の横運動に連係した加速度指令値(GVC)あるいは数21のモーメント指令値(M+)を計算して出力する機能を、このコンバインドセンサに統合しても良い。
Although the longitudinal acceleration sensor, the lateral acceleration sensor, the yaw rate sensor, the differentiator, and the like are explicitly and independently described in the description of the drawings, the combined
そしてこれらの指令値をCAN信号に乗せてブレーキユニットあるいは駆動ユニットに送り、GVC、モーメント・プラス制御を行っても良い。 Then, these command values may be carried on a CAN signal and sent to the brake unit or drive unit to perform GVC and moment plus control.
このような構成とすると、コンバインドセンサを車両に乗せるだけで、既存のブレーキユニット、駆動ユニットを用いてGVCとモーメント・プラス制御が実現でき、さらにESCにより通常領域から限界領域までのシームレスな制御を実現できる。 With such a configuration, GVC and moment plus control can be realized using the existing brake unit and drive unit simply by mounting the combined sensor on the vehicle, and the ESC seamless control from the normal area to the limit area is realized. realizable.
また、本実施例においては、横加速度Gy、横加加速度Gy_dotを推定する方法も採用している。推定する方法としては、舵角と車速に基づいて推定される、又は、ヨーレイトセンサで検出されたヨーレイトと車速から推定される。 Further, in the present embodiment, a method of estimating the lateral acceleration G y and the lateral acceleration G y_dot is also employed. The estimation method is estimated based on the steering angle and the vehicle speed, or estimated from the yaw rate and the vehicle speed detected by the yaw rate sensor.
図21を用いて、操舵角δから横加速度推定値Gyeと横加加速度推定値Gye_dotを推定する方法について述べる。 A method of estimating the lateral acceleration estimated value G ye and the lateral additive acceleration estimated value G ye_dot from the steering angle δ will be described with reference to FIG.
まず車両横運動モデルにおいて、操舵角δ[deg]と車両速度V[m/s]を入力として、動的特性を省略した定常円旋回時のヨーレイトrを以下数29で算出する。
First, in the vehicle lateral motion model, the steering wheel angle δ [deg] and the vehicle speed V [m / s] are input, and the yaw rate r at the time of steady circular turning with the dynamic characteristics omitted is calculated by the following
この式において、スタビリティファクタA、ホイールベースlは車両固有のパラメータであり、実験的に求めた値である。 In this equation, the stability factor A and the wheel base l are vehicle-specific parameters and are experimentally determined values.
また、車両の横加速度Gyは、車両速度V、車両の横すべり角変化速度β_dot、そしてヨ
ーレイトrとして、以下数30で表記できる。
Further, the lateral acceleration G y of the vehicle can be expressed by the following equation 30 as the vehicle velocity V, the lateral slip angle change velocity β _ dot of the vehicle, and the yaw rate r.
β_dotはタイヤ力の線形範囲内の運動であり小さいとして省略しうる量である。 β _ dot is a motion within the linear range of tire force and is an amount that can be omitted as small.
ここでは、先に述べたように動的特性を省略したヨーレイトrと車速Vを乗じて、横加速度Gye-wodを算出する。この横加速度は低周波領域では応答遅れ特性を有する車両の動的特性を考慮していない。 Here, the lateral acceleration G ye-wod is calculated by multiplying the yaw rate r whose dynamic characteristics are omitted as described above and the vehicle speed V. The lateral acceleration does not take into consideration the dynamic characteristics of the vehicle having response delay characteristics in the low frequency region.
これは以下の理由による。車両の横加加速度情報Gy_dotを得るためには横加速度Gyを離散時間微分する、つまり横加速度センサにより計測される横加速度を、時間微分処理して算出する必要がある。この際に信号のノイズ成分が増強される。この信号を制御に用いるためにはローパスフィルター(LPF)を通す必要があるが、これは位相遅れを発生させてしまう。そこで動的特性を省略した、本来の加速度よりも位相の早い加速度を算出し、離散微分を行った後で時定数TlpfeのLPFを通すという方法を採用し、加加速度を得ることにした。これはLPFによる遅れで横加速度の動的特性を表現し、得られた加速度を単に微分したと考えても良い。横加速度Gyも同じ時定数TlpfのLPFに通す。これで加速度に対しても動的特性を与えられたことになり、図は省略するが、線形範囲においては、実際の加速度応答を良く表現できていることを確認している。 This is due to the following reasons. To obtain a lateral jerk information G Y_dot of the vehicle to discrete time differentiating the lateral acceleration G y, i.e. the lateral acceleration measured by lateral acceleration sensor, it is necessary to calculate by time differentiation processing. At this time, the noise component of the signal is enhanced. In order to use this signal for control, it is necessary to pass a low pass filter (LPF), but this causes a phase delay. Therefore, a method of calculating acceleration having a phase faster than the original acceleration, omitting the dynamic characteristics, performing discrete differentiation, and passing it through a LPF with a time constant T lpfe is adopted to obtain an additive acceleration. This may be regarded as representing the dynamic characteristic of the lateral acceleration by the delay due to the LPF and simply differentiating the obtained acceleration. Lateral acceleration G y is also passed through the LPF having the same time constant T lpf. With this, the dynamic characteristic is given also to the acceleration, and although the figure is omitted, it is confirmed that the actual acceleration response can be well expressed in the linear range.
以上のように、操舵角を用いて横加速度Gyおよび横加加速度Gy_dotを算出する方法は、ノイズの影響を抑え、かつ横加速度Gyと横加加速度Gy_dotの応答遅れを小さくするという利点がある。 As described above, the method of calculating the lateral acceleration G y and YokoKa acceleration G Y_dot using steering angle, the advantage that suppress the influence of noise, and to reduce the lateral acceleration G y and response delay of the lateral jerk G Y_dot is there.
しかしながら本推定方法は、車両の横滑り情報を省略したり、タイヤの非線形特性を無視したりしているため、横滑り角が大きくなってきた場合には、実際の車両の横加速度を計測して利用する必要性がある。 However, this estimation method omits the vehicle's skid information and ignores the tire's non-linear characteristics. Therefore, when the skid angle becomes large, the actual lateral acceleration of the vehicle is measured and used. There is a need to
図22は、たとえばコンバインドセンサ200内のMEMS素子210の検出素子信号Gyeoを用いて、制御のための横加速度Gys、横加加速度情報Gys_dotを得る方法を示している。路面の凹凸などのノイズ成分を含んでいるために、検出素子信号についてもローパスフィルター(時定数Tlpfs)を通す必要がある(ダイナミクス補償ではない)。
Figure 22, for example by using the detection element signal G yeo the MEMS element 210 of the combined
コンバインドセンサ200内では得られた制御のための横加速度Gys、横加加速度情報Gys_dotを用いて、加減速指令演算部にて数1からGVC指令を演算し、加減速指令値Gxtを出力したり、数21からモーメント指令値(M+)を演算し、モーメント指令値Mz+を出力したり、しても良い。
Lateral acceleration G ys for control obtained in combined
上述のような、横加速度、加加速度の推定、計測のそれぞれのメリットを両立させるため、本実施例においては、図23に示すように両者の信号を相補的に用いる方法を採用している。 In order to reconcile the merits of the estimation of the lateral acceleration and the jerk, and the measurement as described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 23, a method of using both signals in a complementary manner is adopted.
推定信号(estimatedとしてeという添え字で示す)と検出信号(sensedとして、sという添え字で示す)は、横滑り情報(横滑り角β、ヨーレイトrなど)に基づいて可変となるゲインを掛けて足し合わせることになる。 The estimated signal (indicated by the suffix e as estimated) and the detected signal (indicated by the suffix s as sensed) are added by adding a variable gain based on sideslip information (slip angle β, yaw rate r, etc.) It will match.
この、横加加速度推定信号Gyeに対する可変ゲインKje(Kje<1)は、横滑り角が少ない領域において大きな値をとり、横滑りが増加してくると小さな値をとるように変更される。また、横加加速度検出信号Gys_dotに対する可変ゲインKjs(Kjs<1)は、横滑り角が少ない領域において小さな値をとり、横滑りが増加してくると大きな値をとるように変更される。 The variable gain K.sub.je ( K.sub.je <1) with respect to the lateral jerk estimation signal G.sub.ye is changed to a large value in a region where the side slip angle is small and to a small value as the side slip increases. The variable gain K js (K js <1) with respect to the lateral jerk detection signal Gys_dot is changed to a small value in a region where the side slip angle is small and to a large value as the side slip increases.
同様に横加速度推定信号Gyeに対する可変ゲインKge(Kge<1)は、横滑り角が少ない領域において大きな値をとり、横滑りが増加してくると小さな値をとるように変更される。また、横加速度検出信号Gysに対する可変ゲインKgs(Kgs<1)は、横滑り角が少ない領域において小さな値をとり、横滑りが増加してくると大きな値をとるように変更される。 Similarly, the variable gain K ge (K ge <1) with respect to the lateral acceleration estimation signal G ye is changed to a large value in a region where the side slip angle is small and to a small value as the side slip increases. Further, the variable gain K gs (K gs <1) with respect to the lateral acceleration detection signal Gys is changed to a small value in a region where the side slip angle is small and to a large value as the side slip increases.
このように構成することにより、横滑り角が小さい通常領域から、横滑りが大きくなった限界領域までノイズが少なく、制御に適した加速度、加加速度信号を得ることができるような構成となっている。なお、これらのゲインは、横滑り情報の関数、あるいはマップにより決定する。あるいは、図15、図18に示したように単純に絶対値のセレクト・ハイを行っても、十分に実用に値することは確認できている。 With this configuration, noise is reduced from the normal region where the side slip angle is small to the limit region where the side slip is large, and an acceleration and a jerk signal suitable for control can be obtained. Note that these gains are determined by a function or map of skidding information. Alternatively, as shown in FIG. 15 and FIG. 18, it can be confirmed that it is sufficiently practical to simply select / high the absolute value.
ここまでは本発明の車両の運動制御装置の第一実施例の装置構成および、横加速度、横加加速度を推定する方法(これらは、図19内のセンサ群を一体化したコンバインドセンサ200内、あるいは中央コントローラ40内のロジックとして内包されていても良い)について述べた。
Up to this point, the device configuration of the first embodiment of the vehicle motion control device of the present invention and the method of estimating lateral acceleration and lateral jerk (these are inside the combined
次に、図24を用いて本発明の、ロジックを含んだシステム構成について説明する。 Next, a system configuration including logic of the present invention will be described using FIG.
図24は、制御手段である中央コントローラ40の演算制御ロジック400と、車両0、センサ群およびセンサからの信号をもとに(中央コントローラ40内で演算するのであるが)横滑り角を推定するオブザーバの関係を模式的に示したものである。ロジック全体はおおまかに、車両運動モデル401、G-Vectoring制御演算部402、M+制御演算部403、ESC制御演算部404、制動力・駆動力配分部405にて構成されている。
FIG. 24 shows an observer that estimates a side slip angle (based on calculation from the central controller 40) based on signals from the
つまり、制御手段である中央コントローラ40は、検出された舵角δと車速V、そしてドライバの加減速指令Gx_DRVに基づいて加減速指令とモーメント指令を生成する。加減速指令を生成するのは、加減速指令生成手段(車両運動モデル401、G-Vectoring制御演算部402とドライバ加減速指令の加算器)である。具体的には、加減速指令は、舵角と車速に基づいて生成された、目標前後加速度に、ドライバ加減速指令を付加して制御指令値とする。また駆動力制動力配分手段である制動力・駆動力配分部405では、各輪の駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクの配分を決定する。
That is, the
車両運動モデル401は、ドライバ舵角センサ33から入力された舵角δと、車速Vから数2、数3を用いて推定横加速度(Gye)、目標ヨーレイトrt、目標横滑り角βtを推定する。本実施例では、目標ヨーレイトrtは、先に述べた、操舵から求めたヨーレイトrδと同一とするような設定となっている。
The
G-Vectoring制御演算部402とM+制御演算部403に入力する横加速度、横加加速度については、図23に示すように両者の信号を相補的に用いる信号処理装置(ロジック)410を採用している。
As for lateral acceleration and lateral jerk input to G-Vectoring
G-Vectoring制御演算部402は、これらの横加速度、横加加速度を用いて、数1に従い、目標前後加速度指令Gx_GVCのうち、現在の車両横運動に連係した成分を決定する。
さらにはドライバの加減速意思であるGx_DRVを足し合わせて、目標前後加速度指令GXcを算出し、制動力・駆動力配分部405に出力する。もちろん、図18と同様に、これら2つの加速度指令値をセレクト・ハイしても良い。つまり、目標前後加速度指令Gx_GVCは、舵角と車速に基づいて算出された推定横加速度と、推定横加速度から算出された横加加速度と、から算出される。
The G-Vectoring
Furthermore, Gx_DRV, which is the driver's acceleration / deceleration intention, is added to calculate the target longitudinal acceleration command G Xc, which is output to the braking force / driving
同様にM+制御演算部403は、これらの横加速度、横加加速度を用いて、数21に従い、目標モーメントを決定する。つまり、目標モーメント指令Mz+は、舵角と車速に基づいて算出された推定横加速度と、推定横加速度から算出された横加加速度と、から算出される。
Similarly, the M +
次に、ESC制御演算部404においては、目標ヨーレイトrt(rδ)、目標横滑り角βtと、実ヨーレイト、実(推定)横滑り角との偏差Δr、Δβに基づいて、目標ヨーモーメントMz_ESCを算出し、先の目標モーメント指令Mz+と、ここでは足し合わせることにより制動力・駆動力配分部405に出力する。もちろん、図18と同様に、これら2つのモーメント指令値をセレクト・ハイしても良い。目標ヨーモーメントMz_ESCは、舵角と車速と車両のヨーレイトと横滑り角に基づいて算出される。
Next, in the ESC control calculation unit 404, the target yaw moment M is calculated based on the deviations Δr, Δβ between the target yaw rate r t (r δ ), the target side slip angle β t, and the actual yaw rate and the actual (estimated) side slip angle. z_ESC is calculated, and it is output to the braking force / driving
制動力・駆動力配分部405は、加減速指令である目標前後加速度指令GXc及び目標ヨーモーメントMzcに基づいて、図25に示すように車両0の四輪の初期基本制動・駆動力(Fxfl_o、Fxfr_o、Fxrl_o、Fxrr_o)を決定するような構成となっている。もちろん、このとき図19に示したように、ヨーモーメント制御と、加減速制御の非干渉化を可能とする配分となっている。
The braking force / driving
次に、本発明の対角配分制御を適用した場合の車両運動に関して、具体的な走行を想定して説明する。 Next, vehicle movement when the diagonal distribution control of the present invention is applied will be described on the assumption of specific traveling.
図26の想定シーンは、図18(図1)と同様で直進路A、過渡区間B、定常旋回区間C、過渡区間D、直進区間Eという、コーナーへの進入、脱出の一般的な走行シーンのうち、定常旋回区間C点4において、挙動変化が発生している状況を想定している。下段には、左旋回として前外、前内、後外、後内のそれぞれの輪の制動・駆動力が示されている。まず、カーブ前のドライバによる減速に対しては、4輪同圧のブレーキによる制動力が働く(旋回内外輪に差は無し)。舵角入力により、横加速度が立ち上がって行く段階では、減速をしながら、旋回促進のモーメントが発生するように旋回内側の前後輪の制動力が大きな値となっている。また、横加速度増加段階を過ぎて、定常旋回に入ると、制駆動力はゼロとなる(横加加速度もゼロ)。
The assumed scene in FIG. 26 is the same as in FIG. 18 (FIG. 1), and is a general traveling scene of entering and leaving a corner such as straight path A, transition section B, steady turning section C, transition section D, and straight section E. Among them, it is assumed that a behavior change occurs at the steady turning
ここで、スピン傾向の挙動変化が発生すると、スピンを回避するために、旋回逆向きの復元モーメントが要求される。このためには、旋回外側の前後輪に制動力を加え、時計回りのモーメントを得るようにする。さらに、加減速としては指令がゼロなので、旋回内側の前後輪に駆動力を加える。これにより前後方向の制動力と駆動力がバランスし、加減速ゼロを実現できるとともに、駆動力も時計回りのモーメントとなるために、より多くの安定化モーメントが得られスピン回避性能の向上が図れる(このとき、制動で得られた回生エネルギーを駆動側に戻すように構成してもよい)。 Here, when a behavior change of spin tendency occurs, in order to avoid spin, a reverse moment of reversion is required. For this purpose, a braking force is applied to the front and rear wheels on the outside of the turning to obtain a clockwise moment. Furthermore, since the command is zero as acceleration / deceleration, driving force is applied to the front and rear wheels inside the turning. This balances the braking force in the front-rear direction and the driving force, realizes acceleration / deceleration zero, and also makes the driving force a clockwise moment, so that more stabilization moments can be obtained and the spin avoidance performance can be improved ( At this time, the regenerative energy obtained by the braking may be returned to the driving side).
さらにカーブからの脱出時には、旋回外側の前後輪に駆動力を加え復元側のモーメントを与え、早期に直進状態に戻るように駆動力を配分する。もちろん完全に直進状態に入ったあとは、左右差が出ないように駆動力を配分する。 Further, at the time of escape from the curve, the driving force is applied to the front and rear wheels on the turning outer side to give a moment on the restoring side, and the driving force is distributed so as to return straight ahead at an early stage. Of course, once the vehicle goes straight ahead, the drive power is distributed so that there is no difference.
以上のように図20に示すような4輪独立制駆動制御が可能な車両0のコントローラ40に、横加加速度に基づくG-Vectoring制御指令(とドライバ制御指令)による加減速制御と、横加加速度に基づくモーメント・プラス(M+)制御指令によるヨーモーメント制御、さらには横滑り情報にもとづくESC制御指令によるヨーモーメント制御のHybrid+Enhanced制御(制駆動制御)を実現することにより、操縦性と安定性の向上とともに、加減速を伴わない挙動変化抑制効果を得ることが出来る。
As described above, in the
さらに、本実施例のように制動力又は制動トルクを発生する電動機(左後輪モータ1,右後輪モータ2,左前輪モータ121,右前輪モータ122)を有しているために、その電動機により制動力又は制動トルクが発生されるときに生じる電力を回生する回生手段を搭載し(図示せず)、運動制御に伴うエネルギーを回収できるような構成としても良い。
Furthermore, since the motor (left
駆動を伴わないブレーキ制御のみでHybrid+制御を考える場合でも、上述のコントローラ40同様に、G-Vectoring制御指令演算部とモーメント・プラス(M+)制御指令演算部とESC制御指令演算部をひとつのコントローラ、例えばプレミアム仕様のESC内に全て搭載することにより、多少の減速度は発生するが、同様の効果を得ることが出来る。ただし、それはディファレンシャルギアを有する駆動輪の片側にブレーキをかけ、駆動力を加える等の、いわゆるブレーキLSD効果、Torque-Vectoring効果を利用することになる。
Even in the case of considering Hybrid + control only by brake control without driving, as in the above-mentioned
以上のように、理想形態である実施例1における制御効果についてのべた。さて、以下では本発明のモーメント・プラス制御を加えたHybrid+制御が可能とする、もうひとつの効果、すなわちハードウェア構成が限られた状態でも、優れた制御効果が得られることを、実験結果を用いて示していく。 As described above, the control effect in the first embodiment which is the ideal mode is described. Now, in the following, experimental results are shown that it is possible to obtain another effect, that is, the excellent control effect can be obtained even in a state where the hardware configuration is limited, which enables hybrid + control with the moment plus control of the present invention. It shows using.
図27に、本発明の第2実施形態の制御構成を示す。基本的にはプレミアムESC90に具備される減速度ポート901とモーメントポート902に、GVCによる減速指令とM+によるモーメント指令を加え、ESC本来の動きは横滑り情報によりモーメント制御を行うと言う構成である。実際には図28に示すように、ESC制御ロジック自体は横滑り角βの推定ロジックなどとともに、プレミアムESC本体に従来制御として搭載されており、ADASコントローラ91など外部コントローラから減速度ポート901とモーメントポート902に、CAN接続で送られる構成となっている。
FIG. 27 shows a control configuration of the second embodiment of the present invention. Basically, the deceleration command by GVC and the moment command by M + are added to the
ADASコントローラ901には、ステレオカメラ、ナビ情報、あるいは外部との通信により得られた種々の外部情報に基づき、例えば障害物があるときには、GVC、あるいはM+のゲインを大きめに変更する等、ITSに対応した制御切り替え機能が搭載されている。これにより、通常領域での違和感を減らしたセッティングで平常時には稼働し、障害物があるときには緊急回避性能を向上した制御セッティングで制御を稼働することができ、大幅に安全性を向上することができる。さらには、万一障害物情報、先行車情報、後方車情報のいずれかを含む外界情報が得られたときに加減速指令をゼロにして、衝突、追突などを避けるように構成されている。
In the
もちろんADASコントローラ901には(図示しないが)、ドライバからのアクセル操作指令、ブレーキ操作指令が入力されており、ドライバからのブレーキ操作指令が入力された場合GVCの加速指令はゼロとなり、ドライバからのアクセル操作指令が入力された場合には、GVCの減速指令はゼロとなるように調整され、ドライバの意思に沿った車両となるようにしている。 Of course, when the accelerator operation command and the brake operation command from the driver are input to the ADAS controller 901 (not shown), and the brake operation command from the driver is input, the acceleration command of GVC becomes zero, and the driver outputs When the accelerator operation command is input, the deceleration command of the GVC is adjusted to be zero so that the vehicle conforms to the driver's intention.
運動制御ロジックを外部情報が集結するADASコントローラに搭載しているため、このようなきめ細やかな制御が容易に実現できる構成となっている。 Since the motion control logic is mounted on the ADAS controller where external information is gathered, such a detailed control can be easily realized.
さて、以下では本発明の第2の実施例を具現化した試験車両を用いて、圧雪路で実際に試験を行った結果を用いて、本発明の優位性を実証していく。 Now, in the following, using the test vehicle embodying the second embodiment of the present invention, the superiority of the present invention will be demonstrated using the results of tests actually conducted on a snowy road.
図29は、図27、図28の構成を具体化した実験車両の概要である。車両は排気量2.5リットルのFRの5速AT車両である。ESCユニットはプレミアム仕様の機種が搭載されている。ADASコントローラ相当の汎用コントローラを用い、GVC指令値とM+指令値をVehicle CANシステムの減速度指令値とモーメント指令値のポートに書き込むような構成とし、ハードウェアの改造は行っていない。CAN通信はESCユニット内の閉じた通信に比べて、通信速度が大幅に遅いというデメリットを持っている。逆に、このような構成で、車両運動上の制御メリットが出るのであれば、図5の、どの構成においても(CANでつながる、どのコントローラにGVCとM+のロジックを実装しても)制御効果が得られるということを実証できる。これにより、複数の実施形態で本発明で標榜している高品位の運動制御が実現することができ、より多くのドライバに当該技術・装置を提供することができる。 FIG. 29 is an outline of an experimental vehicle in which the configurations of FIGS. 27 and 28 are embodied. The vehicle is a 2.5-liter FR 5-speed AT vehicle. The ESC unit is equipped with a premium model. The GVC command value and M + command value are written in the deceleration command value and moment command value ports of the Vehicle CAN system using a general-purpose controller equivalent to the ADAS controller, and no hardware modification has been performed. CAN communication has the disadvantage that the communication speed is much slower than closed communication in the ESC unit. On the contrary, if such a configuration provides the control advantage over vehicle motion, the control effect in any configuration in FIG. 5 (even if GVC and M + logic are implemented on any controller connected by CAN) is obtained. It can be demonstrated that As a result, the high-quality motion control claimed in the present invention can be realized in a plurality of embodiments, and the technology / device can be provided to more drivers.
ESC内部の車輪速や、横すべり角情報などの状態変数やモーメント、減速などの制御量をモニターすることはできないが、ESC(VDC)が稼働していることを示す、フラグを計測することはできた。このような構成で開発されたソフトウェア、コントローラはハードウェア、ソフトウェアの改造が必要なく、アクチュエータ違いの車両への展開も、容易に可能であり、低コストでの開発が可能となるというメリットがある。
<試験内容>
本発明の第2の実施例を定量的に評価するために、図30に示すような、以下の3つの試験を実施した。
・Lターン試験
主としてESC開発時における、制御介入・終了タイミング、緩転舵のスロースピンを誘発するような試験形態である。GVCの開発初期段階からドライ、スノーを問わず行ってきた定番のメニューということが出来る。圧雪路の場合、60km/h近辺の進入で、滑らかに、ゆっくりステアを切ってもリアを振り出すような挙動が発生する。ステア舵角入力、各種状態量の計測とともにGPSを用いて軌跡を計測することにより、ライントレース性の評価が可能となる。主として、単純な直角コーナリングを行うための、ドライバ舵角、またそれに対するヨーレイトの応答、位相をみることによりドライバによる当該車両、制御の操縦しやすさなどが評価できる。今回は、このLターンを行うときの進入可能速度と、修正操舵量を評価した。
・レーンチェンジ試験
シングルレーンチェンジは緊急回避を想定した高周波操舵であり、操作追従性(トレース性)と挙動安定性(収束性)を評価するものである。本来は操作のばらつきの少ないテストドライバの評価に基づき、介入タイミングと量のチューニングを行うべきであるが、今回は、単純にレーンチェンジ時の成否についてのみ評価することにした。また、紙面の都合上限られた制御仕様(GVC、ESC、M+搭載(Hybrid+)とESCのみ(ノーマル車両相当)のみの掲載に留める。
・ハンドリングコース試験
数値化できないフィーリングなどの総合的な評価を行う。今回はリスクを冒して最速で走るのではなく、十分にマージンをとって、制御により実現される車両特性に見合った走行を心がけた。
<供試制御内容>
今回は、ESC、GVCとM+制御があるので、それぞれのON/OFF、すなわち2^3=8種類の制御評価を行った(図31)。実際にはESCを搭載しない車両を製品化することは(法規上でも)無いが、ドライバの責任の範囲でOFFする場合もあるため、ESC OFFとの組み合わせも試験を行った。また、この中で、(d)は、GVCがON、ESCがONでM+がOFFである。この構成の場合、GVC指令は別コントローラからCAN信号としてESCに送信され、SCの介入閾値などは、変更していないので、シームレスな制御が構築されていない。したがって(d)別コントローラHybrid制御と記す。
Although it is not possible to monitor wheel speed inside the ESC, state variables such as side slip angle information, or control amounts such as moment or deceleration, it is possible to measure a flag indicating that the ESC (VDC) is operating. The Software and controllers developed with such a configuration do not require modification of hardware or software, and deployment to different vehicles with actuators is also easily possible, and has the advantage of enabling development at low cost. .
<Test content>
In order to quantitatively evaluate the second embodiment of the present invention, the following three tests as shown in FIG. 30 were performed.
・ L-turn test This is a test form that induces control intervention, termination timing and slow spin of slow turning mainly at ESC development. It can be said that it is a standard menu that has been conducted from the early stages of GVC development, dry and snow. In the case of a snowy road, at an approach of about 60 km / h, a behavior appears to be smooth, and even if the vehicle is slowly steered, the rear is thrown out. It is possible to evaluate the line traceability by measuring the trajectory using the GPS together with the steering angle input and measurement of various state quantities. The driver's steering angle and the response of the yaw rate to it for simple right angle cornering, the response of the yaw rate to it, and the phase, the driver's vehicle concerned, the maneuverability of control, etc. can be evaluated mainly. This time, we evaluated the accessible speed when making this L-turn and the correction steering amount.
Lane change test Single lane change is high frequency steering assuming emergency avoidance, and it evaluates operation followability (traceability) and behavior stability (convergence). Basically, the intervention timing and amount should be tuned based on the evaluation of the test driver with less variation in operation, but this time, it was decided to simply evaluate the success or failure of the lane change. In addition, only the control specifications (GVC, ESC, M + installed (Hybrid +) and ESC only (equivalent to a normal vehicle)) with limited convenience on the page will be posted.
・ Handling course test Conduct comprehensive evaluation such as non-numerical feeling. This time, instead of taking the risk and running at the fastest speed, I tried to make a run with a sufficient margin to match the vehicle characteristics realized by the control.
<Test control contents>
Since there are ESC, GVC and M + control this time, each ON / OFF, that is, 2 ^ 3 = 8 kinds of control evaluation was performed (Figure 31). Actually, there is no commercialization (even in the law) of vehicles that do not have ESC installed, but it may be turned off within the scope of the driver's responsibility, so the combination with ESC off was also tested. Among these, in (d), GVC is ON, ESC is ON, and M + is OFF. In this configuration, the GVC command is transmitted from another controller to the ESC as a CAN signal, and since the SC intervention threshold and the like are not changed, seamless control is not constructed. Therefore, it is described as (d) separate controller hybrid control.
実際に最も重要な比較は、全制御あり(本発明のHybrid+制御)ケース(a)と、ノーマル車両相当のケース(b)である。ケース(a)が本発明の第2実施例にて実現できる最良の形態イメージである。
<実車試験結果>
・Lターン試験結果
図32から図35までに、図31のケース(a)から(h)についてのLターン試験結果を示す。それぞれの評価ポイントについて、記載する。
(1)舵角とヨーレイトの時系列データ
舵角変化に伴いヨーレイトがどのように変化していくかが評価できる。例えば舵角が少ない範囲では、ほぼ線形的な呼応関係があるが、舵角が大きくなると、この関係からの乖離が現れる。また、舵角が概ね100度を超えると、ギア比の関係で前輪の横すべり角も6度を超えるため、非線形特性が表れるようになる。舵角変化とヨーレイト変化の関係から操縦性を見てとることができる。
(2)舵角とヨーレイトのリサージュ波形初速度
上記と近いが、舵角に対するヨーレイトの線形性をみることができる。また、Lターン中の操舵範囲が明確となり、これが正の範囲内となることが目標である。操縦性を確保するためには、第一象限に斜めの一本の線になることが望ましい。
(3)前後・横加速度とESC、M+フラグ
横加速度の増加状況で、コーストレース性の優劣が比較できる。もちろん早く横加速度が立ち上がった方が、トレース性が高い。いつまでも横加速度が立ち上がってこないと、ドライバは操舵角を増やし続けるしかない。GVCが稼働している際には横運動に連係して減速度が発生することがわかる。また、ここでそれぞれの制御のフラグにて、横加速度が低下(加加速度が負)のときに制御が稼働しているか否かがわかる。
(4)“g-g” Diagram
前後と横の加速度の連係がわかる。曲線状になめらかに遷移することが望ましい。
(5)車速推移
どのタイミングで速度が低減されているのかがわかる。また、Lターン進入時の初速度がわかる。
(6)車両経路
もちろん、うねることなく直角にコースをたどれる方が良い。
In fact, the most important comparisons are the case with full control (Hybrid + control of the present invention) (a) and the case with normal vehicle (b). Case (a) is the best mode image that can be realized in the second embodiment of the present invention.
<Vehicle test result>
L-turn test results FIGS. 32 to 35 show L-turn test results for cases (a) to (h) in FIG. Describe each evaluation point.
(1) Time-series data of steering angle and yaw rate It can be evaluated how the yaw rate changes with the steering angle change. For example, in the range where the steering angle is small, although there is a substantially linear correlation, when the steering angle becomes large, a deviation from this relation appears. In addition, when the steering angle exceeds approximately 100 degrees, the side slip angle of the front wheels also exceeds 6 degrees due to the gear ratio, so that non-linear characteristics appear. Controllability can be seen from the relationship between steering angle change and yaw rate change.
(2) Lissajous initial velocity of the steering angle and the yaw rate Although it is similar to the above, the linearity of the yaw rate to the steering angle can be seen. In addition, it is a goal that the steering range in the L-turn becomes clear and this becomes within the positive range. In order to ensure maneuverability, it is desirable to have one diagonal line in the first quadrant.
(3) Front and rear, lateral acceleration and ESC, M + flag It is possible to compare the superiority and inferiority of the course traceability with the increase in lateral acceleration. Of course, the faster the lateral acceleration rises, the higher the traceability. If lateral acceleration does not stand up forever, the driver can only continue to increase the steering angle. It can be seen that when the GVC is operating, deceleration occurs in conjunction with the lateral movement. Further, it is known from the respective control flags whether or not the control is operating when the lateral acceleration is reduced (the jerk is negative).
(4) “gg” Diagram
The link between front and rear and lateral acceleration can be understood. It is desirable to make a smooth transition in a curvilinear manner.
(5) Transition of vehicle speed It can be understood at which timing the speed is reduced. In addition, you can find the initial speed when entering the L turn.
(6) Vehicle route Of course, it is better to follow the course at right angles without winding.
以下、それぞれのケースについて他と比較しながら評価を述べていく。ただし、ESCのみのケースはコースを逸脱した進入速度55km/hの実験結果とし、他は60km/hとした。
(a)Hybrid+制御(ESC ON、 GVC ON、 M+ ON)
舵角、ヨーレイトともに小さな範囲内で保たれている。本データは旋回後期にスピンを発生しそうになったケースを選んでいる(モーメント制御稼働を見るため)。舵角vsヨ
レイトは第一象限に保たれており、マイナス方向の修正操舵は無く、線形性も保たれている。ヨーレイト急増が起こっても的確にM+制御とESCで止められているため、ドライバよるカウンターステアがほとんど行われていない。経路もきれいに直角にLターンをまわっている。
(b)ノーマルESCつき車両相当(ESC ON、 GVC OFF、 M+ OFF)
いわゆるスロースピン状態となっている。舵角を増やしてもヨーレイトが立ち上がらないため、コースに沿うためどんどん舵角を増加していき、そのうちに、ヨーレイトが止まらなくなり、急いでマイナス方向まで修正操舵を行っている。修正操舵がマイナス方向になるまで、ESCは稼働せず、結果として左右にふられる運動となってしまった。操舵角に対するヨー応答の線形性は、特に戻し側に大きな位相差を生じて、扱いづらい特性となっている。最初に大舵角(150度近く)を必要とする時点で、修正操舵の遅れなども引き起こしているものと思われる。
(c)GVC・オフ(ESC ON、GVC OFF M+ ON)
GVCが入っていないことにより、(b)ノーマルESCつき車両相当と同様に舵角に対してヨーレイトが着いてこないため舵角が徐々に増加し、その後逆方向にまで修正操舵を加えることになっている。M+制御のおかげで、負の修正操舵量が(b)より少なくなっている
(−150度→−110度)。
(d)別コントローラHybrid制御(ESC ON、 GVC ON、 M+ OFF)
GVCにより旋回初期の舵角は減らすことが出来た(100度以下)が、後半でのオーバーステアをESCのみでは止めきれず、結果としてヨーレイトの反転を発生させてしまっている。舵角が少ないためふらつきは(b)、(c)に比べて少ない。すなわち、別コントローラからGVCの指令を通信速度の遅いCAN信号で送信する構成であっても、明確にGVCの効果を発揮でき、ESCのみに比較して有意性をもつことを示している。
(e)GVC&M+(ESC OFF、GVC ON M+ ON)
GVCにより旋回初期の舵角は低減され、ヨーレイトの立ち上がりも良く、かつモーメントにより後半も安定化されており、舵角 vs ヨーレイトのリサージュ波形もほぼ線形で、行きと帰りで同じところを通っており、低摩擦路を感じさせない運転となっている。また、”g-g”ダイアグラムも曲線的な動きであり、好適なフィーリングを実現できている。
このことは、ESCが稼働するまでの範囲では高品質な制御が期待できるということであり、狙い通りの制御性能が実現できていることが分かる。
(f)GVCのみ(ESC OFF、GVC ON M+ OFF)
旋回初期は良いが、やはり後半でリアを振り出してしまい、結果として逆方向まで修正操舵が発生している。操舵速度も若干遅めで、GVCによる減速度が大きく出てないために、車速が(e)に比べて高い。
(g)モーメントのみ(ESC OFF、GVC OFF M+ ON)
やはり舵がきかないため、操舵角が大きくなりすぎて後半にリバースしている。
(h)コントロールなし(ESC OFF、GVC OFF M+ OFF)
制御が入っていないということで、用心した運転となって、舵角の増加は比較的少なめである。後半でのリバースも普通に発生している。復元のためのモーメント制御が入らないため、(g)より僅かに大きめの修正を行っている。
In the following, we will describe the evaluation comparing each case with the others. However, in the case of ESC only, the experimental result of the approach speed of 55 km / h deviated from the course was taken, and the others were 60 km / h.
(A) Hybrid + control (ESC ON, GVC ON, M + ON)
Both the steering angle and the yaw rate are kept within a small range. This data chooses a case that is about to generate spin at the late stage of turning (in order to see the moment control operation). The steering angle vs. yaw rate is maintained in the first quadrant, there is no correction steering in the negative direction, and linearity is maintained. Even if a yaw rate surge occurs, the driver's countersteer is hardly performed because it is accurately stopped by M + control and ESC. The route is also turning L turn at right angles to clean.
(B) Vehicle equivalent with normal ESC (ESC ON, GVC OFF, M + OFF)
It is a so-called slow spin state. Because even increasing the steering angle does not rise is the yaw rate, continue to increase more and more steering angle for along the course, to them, the yaw rate is no longer stop, is doing a modified steering to minus direction in a hurry. The ESC did not operate until the correction steering was in the negative direction, and as a result, it became a motion that was shaken from side to side. The linearity of the yaw response with respect to the steering angle causes a large phase difference, particularly on the return side, and is a cumbersome characteristic. At the time when a large steering angle (near 150 degrees) is first required, it seems that this also causes a delay in correction steering.
(C) GVC · OFF (ESC ON, GVC OFF M + ON)
As GVC is not included, (b) the steering angle gradually increases because the yaw rate does not arrive to the steering angle as in the case of a vehicle with a normal ESC, and then correction steering is added in the reverse direction. ing. Due to the M + control, the negative correction steering amount is smaller than (b) (-150 degrees--110 degrees).
(D) Different controller hybrid control (ESC ON, GVC ON, M + OFF)
GVC can reduce the steering angle at the initial stage of turning (less than 100 degrees), but the oversteer in the second half can not be stopped only by the ESC, and as a result, a reversal of the yaw rate occurs. Because the steering angle is small, the fluctuation is small compared to (b) and (c). That is, even in the configuration in which the GVC command is transmitted from another controller using a CAN signal with a low communication speed, the effect of the GVC can be clearly exhibited, and it is shown that it has significance compared to only the ESC.
(E) GVC & M + (ESC OFF, GVC ON M + ON)
GVC reduces the steering angle at the beginning of the turn, the rise of the yaw rate is good, and the second half is stabilized by the moment, and the steering angle vs. the yaw rate Lissajous waveform is almost linear, passing through the same place , Has become a driving not feel the low friction road. In addition, the "gg" diagram is also a curvilinear movement, which achieves a favorable feeling.
This means that high quality control can be expected in the range up to the operation of the ESC, and it can be seen that the control performance as intended is realized.
(F) GVC only (ESC OFF, GVC ON M + OFF)
Although it is good at the beginning of the turn, the rear is pulled out in the second half, and as a result correction steering occurs in the reverse direction. The steering speed is also slightly slower, and the vehicle speed is higher than in (e) because the deceleration by GVC is not large.
(G) Moment only (ESC OFF, GVC OFF M + ON)
After all, the steering angle is too large and the car is reverse in the second half because the rudder can not be reached.
(H) No control (ESC OFF, GVC OFF M + OFF)
With no control in mind, the increase in steering angle is relatively small as a precautionary operation. Reverse in the second half is also normal. A slightly larger correction than in (g) is made because moment control for restoration is not included.
以上の結果より、GVCによりアンダーステアを押さえて舵角を減らし、その後にM+によりオーバーステアを低減するというコンセプトが具現化で来ていることが確認できた。ESCと本制御(GVC&M+)を組み合わせることにより、通常のESCに比べ、進入速度を10%向上させ安全マージンを稼ぎ、マイナス方向の修正操舵を無くすことができ、操縦性と安定性を向上できることを確認できた。
<レーンチェンジ試験結果>
レーンチェンジ試験結果はLターンで述べた運動性能を反映する結果となったので、Hybrid+制御(ESC ON、 GVC ON、 M+ ON)と(b)ノーマルESCつき車両相当のみを掲載する(図36)。初速度はメータ読みで60km/hである。
(a)Hybrid+制御(ESC ON、 GVC ON、 M+ ON)
2次切り戻しで若干リアがリバース側の挙動を示すが、ほとんど問題なくレーンチェンジできる。
(b)ノーマルESCつき車両相当(ESC ON、 GVC OFF、 M+ OFF)
(a)に比べ、横移動性能が低く、長い間大きな舵角を切っておく必要があり、この間にヨーレイトが振動的になっている(車両固有振動数近辺)。このため、2次側では修正操舵も同様な周波数となり、DIS(Driver Induced Oscillation)状態となっている。(a)は横移動ができるため即座に切り戻し、車両固有振動を発生させずに、結果としてレーンチェンジに成功している。
<ハンドリング路走行試験結果>
図37に(a)Hybrid+制御(ESC ON、 GVC ON、 M+ ON)と(b)ノーマルESCつき車両相当(ESC ON、 GVC OFF、 M+ OFF)について、ハンドリング路を走行した時のデータを示す。それぞれ、十分にマージンをとって、制御により実現される車両特性に見合った走行を心がけた。この結果、それぞれの車速にあるように、(a)のほうが、平均車速が5km/h以上高く、速度差も大きく、メリハリのある運転となった。(a)においては、速度が高いにも関わらず、ESCが稼働したのは、45秒近辺と98秒近辺の2か所のみであった。特に98秒近辺は、氷結した下り・逆バンクコーナーであり、結果的にはほとんどESCは作動していない。“g-g” ダイアグラムを見ると(b)に比べて、広い範囲でまんべんなく前後、横加速度を発生で来ていることが分かる。
From the above results, it has been confirmed that the concept of reducing oversteer by MVC and reducing oversteer has come to be realized by suppressing the understeer by GVC. By combining the ESC and this control (GVC & M +), the approach speed can be improved by 10%, the safety margin can be earned, and the correction steering in the negative direction can be eliminated, and the maneuverability and stability can be improved. It could be confirmed.
<Lane change test result>
The lane change test results reflect the exercise performance described in the L turn, so only Hybrid + control (ESC ON, GVC ON, M + ON) and (b) equivalent of vehicles with normal ESC will be posted (Fig. 36) . The initial speed is 60 km / h in meter reading.
(A) Hybrid + control (ESC ON, GVC ON, M + ON)
The rear shows a slight reverse behavior at the second return, but the lane change can be made with almost no problems.
(B) Vehicle equivalent with normal ESC (ESC ON, GVC OFF, M + OFF)
Compared with (a), the lateral movement performance is low, and it is necessary to turn off a large steering angle for a long time, during which the yaw rate becomes oscillatory (near the vehicle natural frequency). Therefore, on the secondary side, the correction steering has a similar frequency, and is in a state of DIS (Driver Induced Oscillation). In (a), since the vehicle can move laterally, it immediately switches back, and as a result, the lane change succeeds without generating the vehicle natural vibration.
<Handling Road Driving Test Results>
Fig. 37 shows the data when traveling on the handling road for (a) Hybrid + control (ESC ON, GVC ON, M + ON) and (b) vehicle equivalent with normal ESC (ESC ON, GVC OFF, M + OFF). Each set a sufficient margin and tried to run in line with the vehicle characteristics realized by the control. As a result, as shown in the respective vehicle speeds, in (a), the average vehicle speed is higher than 5 km / h, the speed difference is large, and the driving becomes sharp. In (a), in spite of the high speed, the ESC operated only at two places, around 45 seconds and around 98 seconds. In particular, around 98 seconds are frozen down and reverse bank corners, and as a result, the ESC is hardly operated. If you look at the “gg” diagram, you can see that the lateral acceleration is generated uniformly in a wide range, compared to (b).
複数のドライバ(3人)で評価したが、(a)の仕様は、(b)に比べてフィーリングが良かった。(b)の仕様は、コーナー入口で操舵が効きにくく、操舵角をおそるおそる切る必要があり、また滑りだすとESCにより唐突な減速があるためと考えられる。もちろんその他の仕様(h)制御無し、(d)モーメントのみOFF(別コントローラHybrid制御)、Lターンでフィーリングの良かった(e)GVC&M+でも走行を行ったが、紙面の都合上、割愛する。 Although it evaluated with several drivers (3 persons), the specification of (a) had a feeling good compared with (b). The specifications in (b) are considered to be due to the fact that steering is not effective at the corner entrance, it is necessary to turn off the steering angle, and there is a sudden deceleration due to the ESC when slipping off. Of course other specifications (h) no control, (d) only the moment is OFF (separate controller Hybrid control), L-turn also has good feel (e) GVC & M + has run, but for reasons of space, it will be omitted.
それぞれの制御仕様のフィーリングを見える化にするために、図38に示すような、“Jx-Jy”ダイアグラム(前後加加速度 vs 横加加速度)と、新たに考案した“δ_dot-r_dot”(舵角速度 vs ヨー角速度)ダイアグラムを描いてみた。 In order to visualize the feeling of each control specification, as shown in Fig. 38, the "Jx-Jy" diagram (front-rear additional acceleration vs lateral additional acceleration) and the newly devised " δ_dot- r_dot " ( I tried to draw the steering angle velocity vs. yaw angular velocity diagram.
加加速度の分布図は、前後運動と横運動の連係度合いを明示するものと考えられ、乗り心地のいい状況は、原点近辺に状態量が集まっている状況である。もちろん(a)は、(b)よりも平均速度が高いため、比較条件は良くないが、図38に示す通り、(b)のノー
マル車両よりも原点への集中度が高い。また、フィーリングが良かった(e)GVC&M+も(b)に比べ原点への集中度が高い。これは、ESCを稼働させない限界手前の範囲においては
、(a)と同様な制御が期待できるからである。
The distribution map of the jerk is considered to clearly indicate the degree of linkage between the forward and backward motion and the lateral motion, and the comfortable situation is a situation in which state quantities are gathered near the origin. Of course, the average speed in (a) is higher than in (b), so the comparison condition is not good, but as shown in FIG. 38, the degree of concentration at the origin is higher than that of the normal vehicle in (b). In addition, the feeling is good (e) GVC & M + also has a higher degree of concentration to the origin than (b). This is because the same control as in (a) can be expected in the range before the limit at which the ESC is not operated.
さらに(d)モーメント・オフ(別コントローラHybrid制御)は、(b)に比べてもある程度原点に集中しているが、第一象限に輪のような軌跡(複数回通っている)が見られる。すなわち、横運動と前後運動が唐突に起きている部分があるということである(連係はしている)。さて、今回新たに考案したM+(モーメント・プラス)制御の評価を“δ_dot-r_dot”ダイアグラムで見てみる。このダイアグラムにおいても原点から遠くにあり、特に第2象限、第4象限にあると、車両制御が困難となる、と考えられる。理想的には原点を通る右肩上がりの線上(傾きをKとする)に、また原点近くに集まると運転がしやすいと考えられる。Kは運動中の、単位当たりの舵角量に対する瞬時ヨーレイトゲイン(dr/dδ)と考えられるからである(数31)。 Furthermore, although (d) the moment-off (different controller Hybrid control) is concentrated to a certain extent compared to (b), a loop-like locus (passing multiple times) is seen in the first quadrant . In other words, there is a part where the lateral movement and the back and forth movement are suddenly occurring (linked). Now, let's look at the evaluation of the newly designed M + (moment plus) control with the "δ _ dot- r _ dot " diagram. Also in this diagram, it is considered that the vehicle control becomes difficult if it is far from the origin, particularly in the second quadrant and the fourth quadrant. Ideally, it is considered to be easy to drive when it gathers on a line rising to the upper right (the slope is K) passing through the origin and near the origin. This is because K is considered to be an instantaneous yaw rate gain (dr / dδ) with respect to the amount of steering angle per unit during exercise (Equation 31).
これが各運動状態において一定であるということは、扱いやすいクルマであると言える。(d)のモーメント・オフ(別コントローラHybrid制御)では、(a)(e)に比べて、この傾きが大きなことが見て取れる。すなわち、少し操舵に対してピーキーな特性を有していると見てとれる。これは、復元モーメントの低下を補うための制御が無いためと思われ、M+制御の有効性を実証する結果と考えられる。 The fact that this is constant in each movement state can be said to be an easy-to-handle car. It can be seen that in the moment-off (different controller Hybrid control) of (d), this inclination is larger than in (a) and (e). That is, it can be seen that it has a characteristic that is slightly peaky for steering. This is presumably because there is no control to compensate for the decrease in the restoring moment, which is considered to be the result of demonstrating the effectiveness of the M + control.
以上のように、ハンドリング路試験結果を用いて、操縦安定性・フィーリング評価を2種類のダイアグラムを用いて行い、それぞれの効果を力学的な観点から定量的に評価できた。これによりGVCとM+制御の有効性が確認できた。これらの制御は、減速度入力ポートとモーメント入力ポートを持つESCに、ADASコントローラ相当から指令を送ることにより、実現できる。ノーマルESCつき車両を、無改造で大幅に性能向上できるため、複数の実施形態で高品位の運動制御が実現することができ、より多くのドライバに当該技術・装置を提供することができる(図39)。 As described above, using steering path test results, steering stability and feeling evaluation were performed using two types of diagrams, and each effect could be quantitatively evaluated from a mechanical point of view. This confirms the effectiveness of GVC and M + control. These controls can be realized by sending commands from the ADAS controller equivalent to the ESC having a deceleration input port and a moment input port. As a vehicle with a normal ESC can be significantly improved in performance without modification, high-grade motion control can be realized in a plurality of embodiments, and the technology / device can be provided to more drivers (see FIG. 39).
以上、横滑り情報にもとづくヨーモーメント制御(ESC)、横加加速度に基づく加減速制御(G-Vectoring)、そしてこれらを組み合わせた制御(Hybrid制御)について言及し、ハードウェア上の制約から過渡状態から限界領域までの「乗り継ぎ制御」が必要であることを示し、横加加速度に基づくヨーモーメント制御(モーメント・プラス:M+)について、その技術的背景、実現方法など基本的な考え方を示し、これら、ESC、GVC、M+の3つのモードを有する車両運動制御(Hybrid+)の有効性について示した。 As mentioned above, yaw moment control (ESC) based on side slip information, acceleration / deceleration control based on lateral acceleration (G-Vectoring), and control combining them (Hybrid control) are mentioned, and limitations due to hardware limit It shows that "connection control" to the area is necessary, and the basic concept of yaw moment control (moment plus: M +) based on lateral jerk, such as technical background, realization method, etc., these, ESC, The effectiveness of vehicle motion control (Hybrid +) with 3 modes of GVC and M + is shown.
さらに、2例の実施例、実車試験結果を用いて本発明の有効性を述べてきた。実車試験結果では、比較的通信速度の低い車両CANを用いたシステム構成においても、十分な効果が得られることを示し、複数のコントローラ間をCAN信号にて接続したシステム構成においても、本発明で標榜する高品位の操縦性と安定性を有する車両運動制御が実現できることを実証した。 Furthermore, the effectiveness of the present invention has been described using two example embodiments and vehicle test results. The results of the actual vehicle test show that sufficient effects can be obtained even in a system configuration using a vehicle CAN with a relatively low communication speed, and the system configuration in which a plurality of controllers are connected by a CAN signal according to the present invention It has been demonstrated that vehicle motion control with high quality maneuverability and stability can be realized.
本発明によると、これまで、ESCに組み込む以外に方法が無かった操縦性、安定性、さらには乗心地の向上が図れる車両の運動制御(G-VectoringとESC(DYC)のHybrid制御)に、両者の乗り継ぎのモーメント制御(M+)を加えることにより、少なくとも通信で接続されたコントローラにG-VectoringとM+を搭載し、ESCへと通信で指令を送ることにより、Hybrid+制御が実現できる。このことは複数のハードウェアの実施形態で、より多くのドライバに当該技術・装置を提供することができることを示している。 According to the present invention, there has been no method other than incorporating it into the ESC, so far, it is possible to improve the maneuverability, stability and riding comfort of the vehicle (G-Vectoring and ESC (DYC) Hybrid control) By adding the moment control (M +) of both connections, G-Vectoring and M + are mounted on at least the controller connected by communication, and hybrid + control can be realized by sending a command to ESC by communication. This indicates that more drivers can be provided with the technology in multiple hardware embodiments.
0 車両
1 左後輪モータ
2 右後輪モータ
7 パワーステアリング
10 アクセルペダル
11 ブレーキペダル
16 ステアリング
21 横加速度センサ
22 前後加速度センサ
23、24、25 微分回路
31 アクセルポジションセンサ
32 ブレーキペダルポジションセンサ
33 ドライバ舵角センサ
38 ヨーレイトセンサ
40 中央コントローラ
44 ステアリングコントローラ
46 パワートレインコントローラ
48 ペダルコントローラ
51 アクセル反力モータ
52 ブレーキペダル反力モータ
53 ステア反力モータ
61 左前輪
62 右前輪
63 左後輪
64 右後輪
70 ミリ波対地車速センサ
0
Claims (46)
前記車両の横加加速度に基づいて、第1の車両ヨーモーメント指令値を算出する第1の車両ヨーモーメント指令演算手段と、
第1のモード、及び第2のモードを行う制御手段と、を有し、
前記第1のモードとは、前記車両加減速指令値に基づき、前記車両の4輪のうちの左右輪に略同一の駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを発生させて車両の加減速を制御するモードであり、
前記第2のモードとは、前記第1の車両ヨーモーメント指令値に基づき、前記車両の4輪のうちの左右輪に異なる駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを発生させて車両のヨーモーメントを制御するモードであり、
前記第1のモードは日常領域で動作し、
前記第2のモードは少なくとも前記日常領域から限界領域へ至る過渡領域で動作し、
前記限界領域とは、前記車両に発生している横すべり角が大きくなった状態である、車両の運動制御装置。 A vehicle acceleration / deceleration command calculation unit that calculates a vehicle acceleration / deceleration command value based on a lateral acceleration of the vehicle;
First vehicle yaw moment command calculation means for calculating a first vehicle yaw moment command value based on the lateral acceleration of the vehicle;
Control means for performing the first mode and the second mode;
In the first mode, based on the vehicle acceleration / deceleration command value, substantially the same driving force or driving torque and / or braking force or braking torque is generated on the left and right wheels of the four wheels of the vehicle. It is a mode to control the acceleration and deceleration of the vehicle,
In the second mode, different driving forces or driving torques and / or braking forces or braking torques are generated on the left and right wheels of the four wheels of the vehicle based on the first vehicle yaw moment command value. Mode to control the yaw moment of the vehicle,
The first mode operates in the daily area,
The second mode operates at least in a transition region from the daily region to the limit region ;
The motion control device for a vehicle, wherein the limit area is a state in which a side slip angle occurring in the vehicle is increased.
前記第1のモードは、車両横加速度と車両横加加速度の積が正のときに、前記車両加減速指令演算手段によって、前記車両の横加加速度に基づいて算出された車両加減速指令値に基づき、車両の減速を制御する第1.1のモードと、
車両横加速度と車両横加加速度の積が負のときに、前記車両加減速指令演算手段によって、前記車両の横加加速度に基づいて算出された車両加減速指令値に基づき、車両の加速を制御する第1.2のモードと、のいずれか一方、あるいは両方である車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
The first mode is based on a vehicle acceleration / deceleration command value calculated based on the lateral acceleration of the vehicle by the vehicle acceleration / deceleration command calculation unit when the product of the vehicle lateral acceleration and the vehicle lateral acceleration is positive. A first mode 1.1 for controlling the deceleration of the vehicle;
The acceleration of the vehicle is controlled based on the acceleration / deceleration command value calculated based on the lateral acceleration of the vehicle by the vehicle acceleration / deceleration command calculation unit when the product of the vehicle lateral acceleration and the vehicle lateral acceleration is negative. The motion control device of the vehicle which is one or both of the 1.2 modes.
前記第2のモードは、 前記第1の車両ヨーモーメント指令演算手段により、車両横加速度と車両横加加速度の積が正のときに、前記車両の横加加速度に基づいて算出された前記第1の車両ヨーモーメント指令値である車両旋回促進側のヨーモーメント指令値に基づき、車両の旋回促進側のヨーモーメントを制御する第2.1のモードと、
前記第1の車両ヨーモーメント指令演算手段により、車両横加速度と車両横加加速度の積が負のときに、前記車両の横加加速度に基づいて算出された前記第1の車両ヨーモーメント指令値である車両安定側のヨーモーメント指令値に基づき、車両の安定側のヨーモーメントを制御する第2.2のモードと、のいずれか一方、あるいは両方である車両の運動
制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
In the second mode, the first vehicle calculated based on the lateral acceleration of the vehicle when the product of the lateral acceleration of the vehicle and the lateral acceleration of the vehicle is positive by the first vehicle yaw moment command calculation means. A second mode in which a yaw moment on the turning acceleration side of the vehicle is controlled based on a yaw moment command value on the turning side of the vehicle, which is a yaw moment command value;
A vehicle that is the first vehicle yaw moment command value calculated based on the lateral acceleration of the vehicle when the product of the lateral acceleration of the vehicle and the lateral acceleration of the vehicle is negative by the first vehicle yaw moment command computing means A motion control device for a vehicle according to any one or both of a mode 2.2 for controlling the yaw moment on the stable side of the vehicle based on the yaw moment command value on the stable side.
前記限界領域は、目標横運動と実横運動との偏差である横運動偏差が所定値以上となる領域である車両の運動制御装置。 In the motion control device according to claim 1,
The motion control device for a vehicle, wherein the limit area is an area in which a lateral movement deviation that is a deviation between a target lateral movement and an actual lateral movement is equal to or greater than a predetermined value.
前記車両の横すべり情報に基づいて、第2の車両ヨーモーメント指令値を算出する第2の車両ヨーモーメント指令演算手段と、を有し、
前記第1の車両ヨーモーメント指令値と前記第2の車両ヨーモーメント指令値との調停手段を有し、
前記調停手段は、前記第1の車両ヨーモーメント指令値と前記第2の車両ヨーモーメント指令値のうち、絶対値が大きな方を採用し、出力する車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
And second vehicle yaw moment command calculation means for calculating a second vehicle yaw moment command value based on the side slip information of the vehicle.
Arbitration means for the first vehicle yaw moment command value and the second vehicle yaw moment command value is provided,
The motion control device for a vehicle, wherein the mediation means adopts one of the first vehicle yaw moment command value and the second vehicle yaw moment command value that has a larger absolute value and outputs the one.
前記車両加減速指令演算手段と前記第1の車両ヨーモーメント指令演算手段は、同じコントローラ内に具備され、
前記車両加減速指令演算手段で算出された前記車両加減速指令値及び前記第1の車両ヨーモーメント指令演算手段で算出された前記第1の車両ヨーモーメント指令値は、前記コントローラから通信にて前記制御手段へ送信される車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
The vehicle acceleration / deceleration command calculation means and the first vehicle yaw moment command calculation means are provided in the same controller,
The vehicle acceleration / deceleration command value calculated by the vehicle acceleration / deceleration command calculation means and the first vehicle yaw moment command value calculated by the first vehicle yaw moment command calculation means are communicated by the controller from the controller. Motion control device of vehicle transmitted to control means.
制動力又は制動トルクを発生する電動機を有し、
前記制御手段は、前記電動機により前記制動力又は前記制動トルクが発生されるときに生じる電力を回生する回生手段を有する車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
A motor that generates a braking force or a braking torque;
The motion control device of a vehicle, wherein the control means has a regeneration means for regenerating electric power generated when the braking force or the braking torque is generated by the electric motor.
前記車両加減速指令値は、前記車両の横加速度が増加するときに前記車両が減速され、
前記車両の横加速度が減少するときに前記車両が加速されるように生成される車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
The vehicle acceleration / deceleration command value is such that the vehicle is decelerated when the lateral acceleration of the vehicle increases.
A motion control device of a vehicle generated such that the vehicle is accelerated when the lateral acceleration of the vehicle decreases.
前記車両加減速指令値は、前記車両の舵角が増加するときに前記車両が減速され、前記車両の舵角が減少するときに前記車両が加速されるように生成される車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
A motion control apparatus for a vehicle, wherein the vehicle acceleration / deceleration command value is generated such that the vehicle is decelerated when the steering angle of the vehicle increases, and the vehicle is accelerated when the steering angle of the vehicle decreases. .
前記車両加減速指令値は、前記車両の舵角と車速に基づいて生成される前記車両の横加速度及び横加加速度と、予め定められたゲインと、に基づいて生成される車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
The motion control device for a vehicle, wherein the vehicle acceleration / deceleration command value is generated based on a lateral acceleration and a lateral acceleration of the vehicle generated based on a steering angle of the vehicle and a vehicle speed, and a predetermined gain.
前記車両加減速指令値Gxcは、車両の横加速度Gy、車両の横加加速度Gy_dot、予め定めた横加加速度ゲインCxy、予め定めた一次遅れ時定数T、予め定めたラプラス演算子s、予め定めたオフセットGx_DC、とした場合、以下数式にて算出される車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
The vehicle acceleration / deceleration command value Gxc is a lateral acceleration Gy of the vehicle, a lateral acceleration Gy_dot of the vehicle, a predetermined lateral acceleration gain Cxy, a predetermined primary delay time constant T, a predetermined Laplace operator s, a predetermined offset In the case of Gx_DC, the motion control device of the vehicle calculated by the following formula.
前記第1の車両ヨーモーメント指令値は、前記車両の横加速度が増加するときに前記車両の旋回を促進し、前記車両の横加速度が減少するときに前記車両の旋回が復元するように生成される車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
The first vehicle yaw moment command value is generated to promote turning of the vehicle when the lateral acceleration of the vehicle increases, and to restore the turning of the vehicle when the lateral acceleration of the vehicle decreases. Motion control device for vehicles.
前記第1の車両ヨーモーメント指令値は、前記車両の舵角が増加するときに前記車両の旋回を促進し、前記車両の舵角が減少するときに前記車両の旋回が復元するように生成される車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
The first vehicle yaw moment command value is generated so as to promote turning of the vehicle when the steering angle of the vehicle increases and to restore turning of the vehicle when the steering angle of the vehicle decreases. Motion control device for vehicles.
前記第1の車両ヨーモーメント指令値は、前記車両の舵角と車速に基づいて生成される車両の横加速度及び横加加速度と、予め定められたゲインと、に基づいて生成される車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
The first vehicle yaw moment command value is generated based on a lateral acceleration and a lateral acceleration of the vehicle generated based on the steering angle and the vehicle speed of the vehicle, and a motion control of the vehicle generated based on a predetermined gain. apparatus.
前記第1の車両ヨーモーメント指令Mz+は、車両横加速度Gy、車両横加加速度Gy_dot、予め定めた横加加速度ゲインCmnl、予め定めた一次遅れ時定数Tmn、予め定めたラプラス演算子s、とした場合、以下数式にて算出される車両の運動制御装置。
In the vehicle motion control device according to claim 1,
Assuming that the first vehicle yaw moment command Mz + is a vehicle lateral acceleration Gy, a vehicle lateral acceleration Gy_dot, a predetermined lateral acceleration gain Cmnl, a predetermined first delay time constant Tmn, and a predetermined Laplace operator s The motion control device of the vehicle calculated by the following formula.
前記横加加速度は、舵角と車速に基づいて推定される、又は、ヨーレイトセンサで検出されたヨーレイトと車速から推定される、又は、横加速度センサにより計測される横加速度を、時間微分処理して算出された車両の運動制御装置。 The motion control device of a vehicle according to any one of claims 10, 11, 14, 15.
The lateral acceleration is estimated based on the steering angle and the vehicle speed, or estimated from the yaw rate detected by the yaw rate sensor and the vehicle speed, or time-differentiated lateral acceleration measured by the lateral acceleration sensor. Calculated vehicle motion control device.
前記車両加減速指令値は、加速指令値と減速指令値とを有し、
前記加速指令値は、ドライバからのブレーキ操作指令が入力された場合にゼロとなり、
前記減速指令値は、ドライバからのアクセル操作指令が入力された場合にゼロとなる車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
The vehicle acceleration / deceleration command value has an acceleration command value and a deceleration command value,
The acceleration command value becomes zero when a brake operation command from a driver is input,
The motion control device for a vehicle, wherein the deceleration command value is zero when an accelerator operation command from a driver is input.
前記車両加減速指令値は、外界情報検出手段にて検出された障害物情報、先行車情報、後方車情報のいずれかを含む外界情報によりゼロとなる車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
The vehicle motion control device wherein the vehicle acceleration / deceleration command value becomes zero according to the external world information including any of obstacle information detected by the external world information detecting means, preceding vehicle information and rear vehicle information.
前記車両加減速指令演算手段は、外界情報検出手段にて検出された障害物情報、先行車情報、後方車情報のいずれかを含む外界情報により前記横加加速度ゲインCxyを変化させる車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 11,
The vehicle acceleration / deceleration command calculation means is a motion control device of a vehicle that changes the lateral additive acceleration Cxy according to the external world information including any of obstacle information detected by the external world information detection means, preceding vehicle information and rear vehicle information. .
前記第1の車両ヨーモーメント指令演算手段は、外界情報検出手段にて検出された障害物情報、先行車情報、後方車情報のいずれかを含む外界情報により前記横加加速度ゲインCmnlを変化させる車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 15,
The first vehicle yaw moment command computing means is a vehicle that changes the lateral acceleration gain Cmnl according to external world information including any of obstacle information detected by the external world information detecting means, preceding vehicle information, and rear vehicle information. Motion control device.
前記目標横運動とは舵角と車速に基づいて作成されることを特徴とする車両の運動制御装置。 In the motion control device according to claim 4,
The target lateral movement is created based on a steering angle and a vehicle speed.
前記第1のモードとは、前記車両の横加加速度に基づいて得られた車両加減速指令値に基づき、前記車両の4輪のうちの左右輪に略同一の駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを発生させて前記車両の加減速を制御するモードであり、
前記第2のモードとは、前記車両の横加加速度に基づいて得られた第1の車両ヨーモーメント指令値に基づき、前記車両の4輪のうちの左右輪に異なる駆動力又は駆動トルク、及び/又は、制動力又は制動トルクを発生させて車両のヨーモーメントを制御するモードであり、
前記第1のモードは日常領域で動作し、
前記第2のモードは少なくとも前記日常領域から限界領域へ至る過渡領域で動作し、
前記限界領域とは、前記車両に発生している横すべり角が大きくなった状態である、車両の運動制御プログラム。 A motion control program of a vehicle that causes a controller of the vehicle to function as motion control means having a first mode and a second mode,
In the first mode, based on a vehicle acceleration / deceleration command value obtained based on a lateral acceleration of the vehicle, substantially the same driving force or driving torque as the left and right wheels of the four wheels of the vehicle and / or , Generating braking force or braking torque to control acceleration / deceleration of the vehicle,
In the second mode, based on a first vehicle yaw moment command value obtained based on the lateral jerk of the vehicle, different driving forces or driving torques for the left and right wheels of the four wheels of the vehicle, and / Or a mode in which a braking force or a braking torque is generated to control the yaw moment of the vehicle,
The first mode operates in the daily area,
The second mode operates at least in a transition region from the daily region to the limit region ;
The motion control program for a vehicle, wherein the limit area is a state in which a side slip angle occurring in the vehicle is increased.
前記第1のモードとは、
車両横加速度と車両横加加速度の積が正のときに、前記車両加減速指令値に基づき、車両の減速を制御する第1.1のモードと、
前記車両横加速度と前記車両横加加速度の積が負のときに、前記車両加減速指令値に基づき、車両の加速を制御する第1.2のモードと、のいずれか一方、あるいは両方である車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
The first mode is
A mode 1.1 for controlling the deceleration of the vehicle based on the vehicle acceleration / deceleration command value when the product of the vehicle lateral acceleration and the vehicle lateral acceleration is positive;
A vehicle according to any one or both of the first and second modes for controlling the acceleration of the vehicle based on the vehicle acceleration / deceleration command value when the product of the vehicle lateral acceleration and the vehicle lateral acceleration is negative. Motion control program.
前記第2のモードとは、
車両横加速度と車両横加加速度の積が正のときに、前記第1の車両ヨーモーメント指令値である車両旋回促進側のヨーモーメント指令値に基づき、前記車両の旋回促進側のヨーモーメントを制御する第2.1のモードと、
前記車両横加速度と前記車両横加加速度の積が負のときに、前記第1の車両ヨーモーメント指令値である車両安定側のヨーモーメント指令値に基づき、車両の安定側のヨーモーメントを制御する第2.2のモードと、のいずれか一方、あるいは両方である車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
The second mode is
When the product of the vehicle lateral acceleration and the vehicle lateral acceleration is positive, the yaw moment on the turning acceleration side of the vehicle is controlled based on the yaw moment command value on the vehicle turning acceleration side, which is the first vehicle yaw moment command value. With mode 2.1,
The yaw moment on the stable side of the vehicle is controlled based on the yaw moment command value on the vehicle stable side, which is the first vehicle yaw moment command value, when the product of the vehicle lateral acceleration and the vehicle lateral jerk is negative. Vehicle motion control program that is either one or both of the 2.2 modes.
前記限界領域は、目標横運動と実横運動との偏差である横運動偏差が所定値以上となる領域である車両の運動制御プログラム。 In the motion control program according to claim 22,
The motion control program of a vehicle, wherein the limit area is an area in which a lateral movement deviation which is a deviation between a target lateral movement and an actual lateral movement is equal to or more than a predetermined value.
前記車両の横すべり情報に基づいて、第2の車両ヨーモーメント指令値を算出する第2の車両ヨーモーメント指令演算機能と、
前記第1の車両ヨーモーメント指令値と前記第2の車両ヨーモーメント指令値との調停機能と、を有し、
前記調停機能は、前記第1の車両ヨーモーメント指令値と前記第2の車両ヨーモーメント指令値のうち、絶対値が大きな方を採用する車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
A second vehicle yaw moment command calculation function of calculating a second vehicle yaw moment command value based on the side slip information of the vehicle;
An arbitration function between the first vehicle yaw moment command value and the second vehicle yaw moment command value;
The motion control program for a vehicle, wherein the mediation function adopts a larger absolute value of the first vehicle yaw moment command value and the second vehicle yaw moment command value.
前記車両加減速指令値は、前記車両の横加速度が増加するときに前記車両が減速され、前記車両の横加速度が減少するときに前記車両が加速されるように生成される車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
Motion control program for a vehicle, wherein the vehicle acceleration / deceleration command value is generated such that the vehicle is decelerated when the lateral acceleration of the vehicle increases and the vehicle is accelerated when the lateral acceleration of the vehicle decreases .
前記車両加減速指令値は、前記車両の舵角が増加するときに前記車両が減速され、前記車両の舵角が減少するときに前記車両が加速されるように生成される車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
A motion control program of a vehicle, wherein the vehicle acceleration / deceleration command value is generated such that the vehicle is decelerated when the steering angle of the vehicle increases and the vehicle is accelerated when the steering angle of the vehicle decreases. .
前記車両加減速指令値は、前記車両の舵角と車速に基づいて生成される前記車両の横加速度及び横加加速度と、予め定められたゲインと、に基づいて生成される車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
A vehicle motion control program, wherein the vehicle acceleration / deceleration command value is generated based on a lateral acceleration and a lateral acceleration of the vehicle generated based on a steering angle of the vehicle and a vehicle speed, and a predetermined gain.
前記車両加減速指令値Gxcは、前記車両の横加速度Gy、前記車両の横加加速度Gy_dot、予め定めた横加加速度ゲインCxy、予め定めた一次遅れ時定数T、予め定めたラプラス演算子s、予め定めたオフセットGx_DC、とした場合、以下数式にて算出される車両の運動制御プログラム。
In the vehicle motion control program according to claim 22,
The vehicle acceleration / deceleration command value Gxc is a lateral acceleration Gy of the vehicle, a lateral acceleration Gy_dot of the vehicle, a predetermined lateral acceleration gain Cxy, a predetermined primary delay time constant T, a predetermined Laplace operator s, and a predetermined value. In the case of the offset Gx_DC, a motion control program of the vehicle calculated by the following formula.
前記第1の車両ヨーモーメント指令値は、前記車両の横加速度が増加するときに前記車両の旋回を促進し、前記車両の横加速度が減少するときに前記車両の旋回が復元するように生成される車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
The first vehicle yaw moment command value is generated to promote turning of the vehicle when the lateral acceleration of the vehicle increases, and to restore the turning of the vehicle when the lateral acceleration of the vehicle decreases. Motion control program for vehicles.
前記第1の車両ヨーモーメント指令値は、前記車両の舵角が増加するときに前記車両の旋回を促進し、前記車両の舵角が減少するときに前記車両の旋回が復元するように生成される車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
The first vehicle yaw moment command value is generated so as to promote turning of the vehicle when the steering angle of the vehicle increases and to restore turning of the vehicle when the steering angle of the vehicle decreases. Motion control program for vehicles.
前記第1の車両ヨーモーメント指令値は、前記車両の舵角と車速に基づいて生成される車両の横加速度及び横加加速度と、予め定められたゲインと、に基づいて生成される車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
The first vehicle yaw moment command value is generated based on a lateral acceleration and a lateral acceleration of the vehicle generated based on the steering angle and the vehicle speed of the vehicle, and a motion control of the vehicle generated based on a predetermined gain. program.
前記第1の車両ヨーモーメント指令Mz+は、車両横加速度Gy、車両横加加速度Gy_dot、予め定めた横加加速度ゲインCmnl、予め定めた一次遅れ時定数Tmn、予め定めたラプラス演算子s、とした場合、以下数式にて算出される車両の運動制御プログラム。
In the vehicle motion control program according to claim 22,
Assuming that the first vehicle yaw moment command Mz + is a vehicle lateral acceleration Gy, a vehicle lateral acceleration Gy_dot, a predetermined lateral acceleration gain Cmnl, a predetermined first delay time constant Tmn, and a predetermined Laplace operator s The motion control program of the vehicle calculated by the following formula.
前記横加加速度は、舵角と車速に基づいて推定される、又は、ヨーレイトセンサで検出されたヨーレイトと車速から推定される、又は、横加速度センサにより計測される横加速度を時間微分処理して算出される、車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to any one of claims 29, 30, 33, 34,
The lateral jerk is estimated based on the steering angle and the vehicle speed, or estimated from the yaw rate detected by the yaw rate sensor and the vehicle speed, or calculated by temporally differentiating the lateral acceleration measured by the lateral acceleration sensor. Is a vehicle motion control program.
前記車両加減速指令値は、加速指令値と減速指令値とを有し、
前記加速指令値は、ドライバからのブレーキ操作指令が入力された場合にゼロとなり、
前記減速指令値は、ドライバからのアクセル操作指令が入力された場合にゼロとなる車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
The vehicle acceleration / deceleration command value has an acceleration command value and a deceleration command value,
The acceleration command value becomes zero when a brake operation command from a driver is input,
The motion control program for a vehicle, wherein the deceleration command value is zero when an accelerator operation command from a driver is input.
前記車両加減速指令値は、外界情報検出手段にて検出された障害物情報、先行車情報、後方車情報のいずれかを含む外界情報によりゼロとなる車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
The vehicle motion control program wherein the vehicle acceleration / deceleration command value becomes zero by external world information including any of obstacle information detected by external world information detection means, preceding vehicle information and rear vehicle information.
外界情報検出手段にて検出された障害物情報、先行車情報、後方車情報のいずれかを含む外界情報により前記横加加速度ゲインCxyを変化させる車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 30,
A vehicle motion control program for changing the lateral additional acceleration gain Cxy according to external world information including any of obstacle information detected by an external world information detecting means, preceding vehicle information and rear vehicle information.
外界情報検出手段にて検出された障害物情報、先行車情報、後方車情報のいずれかを含む外界情報により前記横加加速度ゲインCmnlを変化させる車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 34,
A vehicle motion control program for changing the lateral additional acceleration gain Cmnl according to external world information including any of obstacle information detected by an external world information detecting means, preceding vehicle information and rear vehicle information.
前記目標横運動とは舵角と車速に基づいて作成されることを特徴とする車両の運動制御プログラム。 In the motion control program according to claim 25,
The target lateral movement is created based on a steering angle and a vehicle speed.
外界情報を使用して、前記第1のモード、及び前記第2のモードの少なくとも1つのモード下における前記車両の挙動を変更する車両の運動制御プログラム。 In the vehicle motion control program according to claim 22,
A vehicle motion control program for changing the behavior of the vehicle under the first mode and at least one mode of the second mode using external world information.
前記外界情報とは、障害物情報、先行車情報、及び後方車情報のうち少なくとも1つを含む車両の運動制御プログラム。 42. The vehicle motion control program according to claim 41,
The external world information is a motion control program of a vehicle including at least one of obstacle information, leading vehicle information, and rear vehicle information.
前記外界情報とは、ステレオカメラからの情報、ナビからの情報、及び前記車両と前記車両の外部との通信から得られた情報のうち少なくとも1つを含む車両の運動制御プログラム。 42. The vehicle motion control program according to claim 41,
The motion control program of a vehicle, wherein the outside world information includes at least one of information from a stereo camera, information from a navigation system, and information obtained from communication between the vehicle and the outside of the vehicle.
外界情報を使用して、前記第1のモード、及び前記第2のモードの少なくとも1つのモード下における前記車両の挙動を変更する車両の運動制御装置。 In the vehicle motion control device according to claim 1,
A vehicle motion control device that uses external world information to change the behavior of the vehicle under the first mode and at least one of the second mode.
前記外界情報とは、障害物情報、先行車情報、及び後方車情報のうち少なくとも1つを含む車両の運動制御装置。 45. A motion control device for a vehicle according to claim 44,
The motion control device for a vehicle, wherein the outside world information includes at least one of obstacle information, leading vehicle information, and rear vehicle information.
前記外界情報とは、ステレオカメラからの情報、ナビからの情報、及び前記車両と前記車両の外部との通信から得られた情報のうち少なくとも1つを含む車両の運動制御装置。 45. A motion control device for a vehicle according to claim 44,
The motion control device for a vehicle, wherein the outside world information includes at least one of information from a stereo camera, information from a navigation system, and information obtained from communication between the vehicle and the outside of the vehicle.
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