JPH1191608A - Vehicle motion control system - Google Patents
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- JPH1191608A JPH1191608A JP25891497A JP25891497A JPH1191608A JP H1191608 A JPH1191608 A JP H1191608A JP 25891497 A JP25891497 A JP 25891497A JP 25891497 A JP25891497 A JP 25891497A JP H1191608 A JPH1191608 A JP H1191608A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、操舵入力に対する
車両のヨーレートや横速度等の車両運動,特に旋回時の
車両運動を制御する車両運動制御装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle motion control device for controlling a vehicle motion such as a yaw rate and a lateral speed of a vehicle in response to a steering input, particularly, a vehicle motion during a turn.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、操舵入力に対する車両のヨーレー
トを制御することで車両の操安性を維持するようにした
車両運動制御装置としては、例えば車速やステアリング
ホイールの操舵角,つまり前輪舵角に基づいてヨーレー
ト(車両運動)の目標値をモデル式から算出し、車両に
発生するヨーレートをこの目標値と一致させるために必
要な後輪舵角指令値を、車両諸元値に基づく運動方程式
により算出し、後輪実舵角を前記後輪舵角指令値に追従
させるように制御することによって、前記目標値とする
ヨーレートが達成されるように車両のヨーイング運動を
制御するものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a vehicle motion control device for controlling the yaw rate of a vehicle with respect to a steering input to maintain the stability of the vehicle, for example, a vehicle speed or a steering angle of a steering wheel, that is, a front wheel steering angle is determined. The target value of the yaw rate (vehicle motion) is calculated based on the model formula based on the vehicle equation, and the rear wheel steering angle command value required to match the yaw rate generated in the vehicle with the target value is calculated by a motion equation based on the vehicle specification value. In some cases, the yaw motion of the vehicle is controlled by calculating and controlling the rear wheel actual steering angle to follow the rear wheel steering angle command value so that the yaw rate set as the target value is achieved.
【0003】ところで、車両の主たる旋回時の運動特性
はヨー運動,特にヨーレートで設定されるのであるが、
昨今の車両,特にスポーティな車両では、車両の横方向
への運動,つまり横速度や横加速度といった運動を制御
したいという要求がある。即ち、二つの異なる車両運動
を制御することになるが、そのような車両運動制御装置
としては、例えば特公平7−25320号公報に記載さ
れるものがある。この車両運動制御装置では、操舵入力
に対する車両モデル式から、例えばヨーレートに代表さ
れるヨーイング運動の目標値と、横速度に代表される横
方向運動の目標値とを線形結合して全体的な車両運動の
目標値とし、この車両運動の目標値が達成されるような
後輪舵角指令値を算出することで、異なる車両運動を一
つの制御入力で制御できるようにしたものである。な
お、線形結合とは、所謂重み付け比例和であり、何れか
一方の車両運動目標値に係る重み(比例係数)がD(D
=0〜1)であるとすると、他方の重み(比例係数)は
(1−D)で表れる。[0003] By the way, the main characteristic of the vehicle at the time of turning is set by the yaw motion, especially the yaw rate.
In recent vehicles, particularly sporty vehicles, there is a demand to control the lateral movement of the vehicle, that is, the movement such as lateral speed and lateral acceleration. That is, two different vehicle motions are controlled, and such a vehicle motion control device is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-25320. In this vehicle motion control device, a target value of a yawing motion represented by, for example, a yaw rate and a target value of a lateral motion represented by a lateral speed are linearly combined from a vehicle model formula with respect to a steering input to obtain an overall vehicle By calculating a rear wheel steering angle command value such that the target value of the vehicle motion is achieved as a target value of the motion, different vehicle motions can be controlled by one control input. Note that the linear combination is a so-called weighted proportional sum, and the weight (proportional coefficient) related to one of the vehicle motion target values is D (D
= 0 to 1), the other weight (proportional coefficient) is represented by (1-D).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の車両運動制御装置は、二つの異なる車両運動目標値
を用いているものの、夫々の目標値(定常値)の重みは
基本的に等しい。即ち、例えば或る路面摩擦係数状態
(以下、単に路面μとも記す)において所定の車速,所
定の前輪舵角に対する定常状態のヨーレート,つまりヨ
ーレートの定常特性は旋回時の車両の操安性を司ってお
り、旋回時の車両運動特性を方向付けするものとして設
定したい。一方、例えば横速度の定常特性は、車両が変
わっても、基本的に同じにしたい。そのため、例えば所
望するヨーレートの定常特性が得られるように、前記重
み(比例係数)D又は(1−D)をチューニングした
後、例えば横速度の過渡特性等を若干修正したいといっ
たときには、再び全体のバランスをとりながら、再び重
み(比例係数)の設定を最初からやり直す必要がある可
能性が高い。However, although the conventional vehicle motion control device uses two different vehicle motion target values, the weights of the respective target values (stationary values) are basically equal. That is, for example, in a certain road surface friction coefficient state (hereinafter also simply referred to as road surface μ), a steady state yaw rate for a predetermined vehicle speed and a predetermined front wheel steering angle, that is, a steady characteristic of the yaw rate controls the vehicle's stability during turning. And want to set the vehicle motion characteristics at the time of turning as a direction. On the other hand, for example, it is desired that the steady-state characteristics of the lateral speed be basically the same even if the vehicle changes. Therefore, for example, when the weight (proportional coefficient) D or (1-D) is tuned so as to obtain a desired steady-state characteristic of the yaw rate, when, for example, it is desired to slightly modify the transient characteristic of the lateral speed, the entirety is again adjusted. It is highly likely that the weight (proportional coefficient) needs to be set again from the beginning while maintaining the balance.
【0005】また、前記各車両運動の目標値を算出する
ためのモデル式は、基本的にコーナリングパワー一定と
仮定しているので、路面μや車輪横滑り角によっては、
所望する車両運動が達成されない可能性がある。[0005] Further, the model formula for calculating the target value of each vehicle motion basically assumes that the cornering power is constant. Therefore, depending on the road surface μ and the wheel slip angle,
Desired vehicle motion may not be achieved.
【0006】本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発され
たものであり、二つの異なる車両運動の目標値を、例え
ば異なる車両間で容易にチューニングでき、また路面μ
や車輪滑り角に係わらず所望する車両運動を達成可能な
車両運動制御装置を提供することを目的とするものであ
る。The present invention has been developed in view of these problems. Two different vehicle motion target values can be easily tuned, for example, between different vehicles, and the road surface μ can be adjusted.
It is an object of the present invention to provide a vehicle motion control device capable of achieving a desired vehicle motion irrespective of the wheel slip angle.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を解決するため
に、本発明のうち請求項1に係る車両運動制御装置は、
操舵角と車速とに基づいて、二つの異なる車両運動に対
して夫々の目標値を所定のモデル式から算出し、夫々の
車両運動が二つの目標値を同時に達成するように、主操
舵されない後輪の舵角指令値を算出し、これに応じて後
輪を補助操舵するようにした車両運動制御装置におい
て、前記二つの車両運動目標値を算出するためのモデル
式の伝達特性を一次/二次の特性とし、そのうち何れか
一方の車両運動目標値のモデル式の伝達特性については
過渡特性及び定常特性を調整可能とし、他方の車両運動
目標値のモデル式の伝達特性については過渡特性のみを
調整可能とすることで、前記二つの異なる車両運動の達
成状態を制御可能としたことを特徴とするものである。In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a vehicle motion control apparatus comprising:
Based on the steering angle and the vehicle speed, respective target values for two different vehicle motions are calculated from a predetermined model formula, and after each main vehicle is not steered so that each vehicle motion simultaneously achieves the two target values. In a vehicle motion control device that calculates a steering angle command value of a wheel and assists the rear wheel in accordance with the command value, a transfer characteristic of a model formula for calculating the two vehicle motion target values is primary / secondary. The following characteristics shall be adopted.Transient characteristics and steady-state characteristics can be adjusted for the transfer characteristics of the model formula of one of the vehicle motion target values, and only the transient characteristics can be adjusted for the transfer characteristics of the model formula of the other vehicle motion target value. By being adjustable, the achievement state of the two different vehicle motions can be controlled.
【0008】主操舵とは、乗員によって意図的に操舵さ
れる,又は操舵することを意味し、補助操舵とは、乗員
の意思とは個別に、独立したアクチュエータによって操
舵される,又は操舵することを意味する。そして、この
発明では、前記他方の車両運動には、例えば過渡特性に
ついては調整する可能性が高いが定常特性をさほど調整
しなくてもよい横速度等を設定し、一方の車両運動に
は、定常特性も過渡特性も調整する可能性の高いヨーレ
ート等を設定し、例えば各車両運動の目標値を算出する
ためのモデル式の各パラメータを調整するなどして、そ
れらの伝達特性の定常特性や過渡特性を調整することに
より、ヨーレートや横速度等の二つの異なる車両運動が
実際の車両で達成される状態を細かく制御することがで
きるようになる。なお、車両運動のモデル式の伝達特性
を一次/二次とするのは、本来、車両の横方向への運動
方程式を展開してラプラス変換を施すと、伝達関数が一
次/二次の形態になることに合わせて、それらの応答パ
ラメータを調整することで、定常特性を始め、過渡状態
における振動や収束,変化の傾きなど種々の過渡特性を
調整することができるためである。[0008] The main steering means to be intentionally steered or steered by an occupant, and the auxiliary steering means to be steered or steered by an independent actuator independently of the occupant's intention. Means In the present invention, for the other vehicle motion, for example, a lateral speed or the like that is likely to be adjusted for transient characteristics but does not need to be adjusted so much for steady-state characteristics is set. The yaw rate or the like that is likely to adjust both the steady-state characteristics and the transient characteristics is set.For example, by adjusting each parameter of a model formula for calculating a target value of each vehicle motion, the steady-state characteristics and the transfer characteristics of those transfer characteristics are set. By adjusting the transient characteristics, it becomes possible to finely control the state where two different vehicle motions such as yaw rate and lateral speed are achieved in the actual vehicle. Note that the transfer characteristic of the model equation of the vehicle motion is made primary / secondary because the Laplace transform is performed by expanding the equation of motion of the vehicle in the lateral direction, and the transfer function becomes primary / secondary. This is because, by adjusting these response parameters, various transient characteristics such as steady-state characteristics and vibration, convergence, and gradient of change in a transient state can be adjusted.
【0009】また、本発明のうち請求項2に係る車両運
動制御装置は、前輪の舵角を検出する舵角検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、少なくとも前輪舵角に
対して一次/二次の伝達特性を有し且つその定常特性及
び過渡特性について調整可能なモデル式から、前記舵角
検出手段の舵角及び前記車速検出手段の車速に基づい
て、予め設定された第1の車両運動に対する第1車両運
動目標値を算出する第1車両運動目標値算出手段と、少
なくとも前輪舵角に対して一次/二次の伝達特性を有し
且つその過渡特性についてのみ調整可能なモデル式か
ら、前記舵角検出手段の舵角及び前記車速検出手段の車
速に基づいて、前記第1の車両運動とは異なる予め設定
された第2の車両運動に対する第2車両運動目標値を算
出する第2車両運動目標値算出手段と、前記第1車両運
動目標値算出手段で算出された第1車両運動目標値を達
成するために必要な、主操舵されない後輪の第1後輪舵
角指令値を算出する第1後輪舵角指令値算出手段と、前
記第2車両運動目標値算出手段で算出された第2車両運
動目標値を達成するために必要な、前記後輪の第2後輪
舵角指令値を算出する第2後輪舵角指令値算出手段と、
前記第1後輪舵角指令値算出手段の第1後輪舵角指令値
と前記第2後輪舵角指令値算出手段の第2後輪舵角指令
値との加算値から後輪舵角指令値を算出する後輪舵角指
令値算出手段と、この後輪舵角指令値算出手段の後輪舵
角指令値に応じて後輪を操舵する補助操舵手段とを備え
たことを特徴とするものである。Further, the vehicle motion control device according to claim 2 of the present invention includes a steering angle detecting means for detecting a steering angle of a front wheel;
Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed; and a model formula having at least a primary / secondary transfer characteristic with respect to the front wheel steering angle and adjustable for its steady-state and transient characteristics. First vehicle motion target value calculating means for calculating a first vehicle motion target value for a first vehicle motion set in advance based on the vehicle speed of the vehicle speed detecting means; Is set in advance different from the first vehicle motion based on the steering angle of the steering angle detection means and the vehicle speed of the vehicle speed detection means from a model formula having the transfer characteristics of and having only the transient characteristics adjustable. A second vehicle motion target value calculating means for calculating a second vehicle motion target value for the second vehicle motion, and a first vehicle motion target value calculated by the first vehicle motion target value calculating means. necessary, A first rear wheel steering angle command value calculating means for calculating a first rear wheel steering angle command value of a non-steered rear wheel, and a second vehicle motion target value calculated by the second vehicle motion target value calculating means are achieved. A second rear wheel steering angle command value calculating means for calculating a second rear wheel steering angle command value for the rear wheel,
The rear wheel steering angle is calculated from the sum of the first rear wheel steering angle command value of the first rear wheel steering angle command value calculation means and the second rear wheel steering angle command value of the second rear wheel steering angle command value calculation means. A rear wheel steering angle command value calculating means for calculating a command value, and auxiliary steering means for steering rear wheels according to the rear wheel steering angle command value of the rear wheel steering angle command value calculating means. Is what you do.
【0010】そして、本発明のうち請求項3に係る車両
運動制御装置は、前記第1の車両運動がヨーレートであ
り、第2の車両運動が横速度であることを特徴とするも
のである。The vehicle motion control device according to claim 3 of the present invention is characterized in that the first vehicle motion is a yaw rate and the second vehicle motion is a lateral speed.
【0011】また、本発明のうち請求項4に係る車両運
動制御装置は、操舵角と車速とに基づいて、二つの異な
る車両運動に対して夫々の目標値を所定のモデル式から
算出し、夫々の車両運動が二つの目標値を同時に達成す
るように、主操舵されない後輪の舵角指令値を算出し、
これに応じて後輪を補助操舵するようにした車両運動制
御装置において、前記二つの車両運動目標値を算出する
ためのモデル式の伝達特性を一次/二次の特性とし、且
つ当該モデル式中のコーナリングパワーを路面摩擦係数
状態及び車輪横滑り角に応じて補正することで、前記二
つの異なる車両運動の達成状態を路面摩擦係数状態に適
応可能としたことを特徴とするものである。The vehicle motion control device according to claim 4 of the present invention calculates respective target values for two different vehicle motions from a predetermined model formula based on the steering angle and the vehicle speed, Calculate the steering angle command value of the rear wheels that are not main-steered so that each vehicle motion simultaneously achieves the two target values,
In the vehicle motion control device adapted to assist the rear wheels in accordance with the above, the transfer characteristics of the model formula for calculating the two vehicle motion target values are set as primary / secondary characteristics, and By correcting the cornering power according to the road surface friction coefficient state and the wheel sideslip angle, the achievement state of the two different vehicle motions can be adapted to the road surface friction coefficient state.
【0012】コーナリングパワーは、路面摩擦係数の低
下や車輪の横滑り角の大幅な増加に伴って減少する特性
があるから、この発明では、例えば非駆動輪に対する駆
動輪のスリップの状態から路面摩擦係数状態を検出し、
また車両の運動方程式から前後各車輪の横滑り角を検出
し、これらの検出値から前記車両運動の目標値を算出す
るのに用いられるモデル式中のコーナリングパワーを補
正して、当該路面摩擦係数状態に適応した車両運動を達
成することができるようになる。Since the cornering power has the characteristic of decreasing with a decrease in the road surface friction coefficient and a large increase in the side slip angle of the wheels, the present invention provides, for example, a method of calculating the road surface friction coefficient from the slip state of the drive wheels with respect to the non-drive wheels. Detect the condition,
Further, the sideslip angles of the front and rear wheels are detected from the equation of motion of the vehicle, and the cornering power in the model formula used to calculate the target value of the vehicle motion is corrected from the detected values, and the road surface friction coefficient state is corrected. Vehicle motion adapted to the vehicle.
【0013】また、本発明のうち請求項5に係る車両運
動制御装置は、前輪の舵角を検出する舵角検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、少なくとも前輪舵角に
対して一次/二次の伝達特性を有するモデル式から、前
記舵角検出手段の舵角及び前記車速検出手段の車速に基
づいて、予め設定された二つの異なる車両運動に対する
二つの車両運動目標値を算出する第1及び第2車両運動
目標値算出手段と、前記第1及び第2車両運動目標値算
出手段で算出された二つの車両運動目標値を達成するた
めに必要な、主操舵されない後輪の後輪舵角指令値を算
出する後輪舵角指令値算出手段と、この後輪舵角指令値
算出手段の後輪舵角指令値に応じて後輪を操舵する補助
操舵手段と、車両が走行している路面の摩擦係数状態を
検出する路面摩擦係数状態検出手段と、前後各車輪の横
滑り角を検出する車輪横滑り角検出手段と、前記路面摩
擦係数状態検出手段の路面摩擦係数状態及び車輪横滑り
角検出手段の車輪横滑り角に基づいて、前記モデル式中
のコーナリングパワーを補正するコーナリングパワー補
正手段とを備えたことを特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a vehicle motion control device comprising: a steering angle detecting means for detecting a steering angle of a front wheel;
A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed and a model formula having at least a primary / secondary transmission characteristic with respect to a front wheel steering angle are set in advance based on the steering angle of the steering angle detecting means and the vehicle speed of the vehicle speed detecting means. First and second vehicle motion target value calculating means for calculating two vehicle motion target values for two different vehicle motions, and two vehicle motions calculated by the first and second vehicle motion target value calculating means A rear wheel steering angle command value calculating means for calculating a rear wheel steering angle command value of a rear wheel that is not main-steered and required to achieve a target value, and a rear wheel steering angle command value of the rear wheel steering angle command value calculating means Auxiliary steering means for steering the rear wheels according to the value, road surface friction coefficient state detecting means for detecting a friction coefficient state of a road surface on which the vehicle is traveling, and wheel side slip angle detecting means for detecting a side slip angle of each of the front and rear wheels. And the road surface friction coefficient state detecting means Based on the wheel side slip angle of the road surface friction coefficient state and the wheel side slip angle detecting means, it is characterized in that a cornering power correcting means for correcting the cornering power in the model equation.
【0014】また、本発明のうち請求項6に係る車両運
動制御装置は、前記二つの車両運動がヨーレート及び横
速度であることを特徴とするものである。Further, in the vehicle motion control apparatus according to claim 6 of the present invention, the two vehicle motions are a yaw rate and a lateral speed.
【0015】[0015]
【発明の効果】而して、本発明のうち請求項1に係る車
両運動制御装置によれば、例えば定常特性も過渡特性も
調整する可能性の高いヨーレート等を一方の車両運動に
設定し、過渡特性については調整する可能性が高いが定
常特性をさほど調整しなくてもよい横速度等を他方の車
両運動に設定し、例えば各車両運動の目標値を算出する
ためのモデル式の各パラメータを調整するなどして、そ
れらの伝達特性の定常特性や過渡特性を個別に調整する
ことにより、ヨーレートや横速度等の二つの異なる車両
運動が実際の車両で達成される状態を細かく制御するこ
とができるようになるから、異なる車両で異なる車両運
動に異なる過渡特性や定常特性を与える場合に、その変
更したい部分だけを調整することで、チューニングを容
易にすることができる。According to the vehicle motion control apparatus according to the first aspect of the present invention, for example, a yaw rate or the like that is likely to adjust both the steady-state characteristics and the transient characteristics is set for one vehicle motion, Transient characteristics are likely to be adjusted, but lateral speeds or the like that do not need to be adjusted so much are set for the other vehicle motion, for example, each parameter of a model formula for calculating a target value of each vehicle motion By individually adjusting the steady-state and transient characteristics of the transfer characteristics, such as by adjusting the transmission characteristics, it is possible to finely control the state in which two different vehicle motions such as yaw rate and lateral speed are achieved in the actual vehicle. If different vehicles have different transient or steady-state characteristics for different vehicle motions, tuning can be facilitated by adjusting only the part that needs to be changed. That.
【0016】また、本発明のうち請求項2に係る車両運
動制御装置によれば、例えば定常特性も過渡特性も調整
する可能性の高いヨーレート等を第1の車両運動に設定
し、過渡特性については調整する可能性が高いが定常特
性をさほど調整しなくてもよい横速度等を第2の車両運
動に設定し、例えば各車両運動の目標値を算出するため
のモデル式の各パラメータを調整するなどして、それら
の伝達特性の定常特性や過渡特性を個別に調整すること
により、ヨーレートや横速度等の二つの異なる車両運動
が実際の車両で達成される状態を細かく制御することが
できるようになるから、異なる車両で異なる車両運動に
異なる過渡特性や定常特性を与える場合に、その変更し
たい部分だけを調整することで、チューニングを容易に
することができる。According to the vehicle motion control device of the present invention, for example, a yaw rate or the like which is likely to adjust both the steady-state characteristics and the transient characteristics is set in the first vehicle motion, and the transient characteristics are set. Sets the lateral speed, etc., which is likely to be adjusted but does not need to adjust the steady-state characteristics so much, to the second vehicle motion, for example, adjusts each parameter of a model formula for calculating a target value of each vehicle motion By individually adjusting the steady-state and transient characteristics of the transfer characteristics, for example, it is possible to finely control the state where two different vehicle motions such as yaw rate and lateral speed are achieved in the actual vehicle. Therefore, when different transient characteristics or steady-state characteristics are given to different vehicle motions in different vehicles, tuning can be facilitated by adjusting only a portion to be changed.
【0017】また、本発明のうち請求項3に係る車両運
動制御装置によれば、定常特性も過渡特性も調整する可
能性の高く且つ車両の旋回時の特性を司るヨーレートを
第1の車両運動に設定し、過渡特性については調整する
可能性が高いが定常特性をさほど調整しなくてもよい横
速度を第2の車両運動に設定することで、車両運動特性
のチューニングがより一層容易になる。Further, according to the vehicle motion control apparatus of the present invention, the yaw rate controlling the characteristics of the vehicle at the time of turning and having a high possibility of adjusting both the steady-state characteristics and the transient characteristics is determined by the first vehicle motion control. , And the transient speed is likely to be adjusted, but the lateral speed that does not need to be adjusted so much for the steady-state characteristics is set to the second vehicle motion, so that the tuning of the vehicle dynamics characteristics is further facilitated. .
【0018】また、本発明のうち請求項4に係る車両運
動制御装置によれば、路面摩擦係数状態と前後各車輪の
横滑り角とを検出し、これらの検出値から前記車両運動
の目標値を算出するのに用いられるモデル式中のコーナ
リングパワーを補正して、当該路面摩擦係数状態に適応
した車両運動を達成することができる。According to the vehicle motion control device of the present invention, the road surface friction coefficient state and the sideslip angles of the front and rear wheels are detected, and the target value of the vehicle motion is determined from the detected values. By correcting the cornering power in the model formula used for the calculation, the vehicle motion adapted to the road surface friction coefficient state can be achieved.
【0019】また、本発明のうち請求項5に係る車両運
動制御装置によれば、路面摩擦係数状態と前後各車輪の
横滑り角とを検出し、これらの検出値から前記車両運動
の目標値を算出するのに用いられるモデル式中のコーナ
リングパワーを補正して、当該路面摩擦係数状態に適応
した車両運動を達成することができる。According to the vehicle motion control device of the present invention, the road surface friction coefficient state and the sideslip angles of the front and rear wheels are detected, and the target value of the vehicle motion is determined from the detected values. By correcting the cornering power in the model formula used for the calculation, the vehicle motion adapted to the road surface friction coefficient state can be achieved.
【0020】また、本発明のうち請求項6に係る車両運
動制御装置によれば、車両の旋回時の特性を司るヨーレ
ートと横速度とを目標とする車両運動に設定すること
で、よりきめ細かな車両運動を達成することができる。Further, according to the vehicle motion control device of the present invention, the yaw rate and the lateral speed, which govern the characteristics of the vehicle at the time of turning, are set to the target vehicle motion, so that the vehicle motion can be finer. Vehicle motion can be achieved.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の車両運動制御装置
を、補助操舵輪として後輪を操舵する四輪操舵装置に展
開した一実施形態を添付図面に基づいて説明する。な
お、車両は後輪駆動車両とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a vehicle motion control device of the present invention is applied to a four-wheel steering device for steering rear wheels as auxiliary steering wheels will be described below with reference to the accompanying drawings. The vehicle is a rear-wheel drive vehicle.
【0022】まず、図1に四輪操舵装置の全体的な構成
を簡潔に示す。同図において、10FL,10FRは主
操舵輪となる左右の前輪であり、10RL,10RRは
補助操舵輪となる左右の後輪である。このうち、前輪1
0FL,10FR間を,夫々タイロッド13を介してス
テアリングギヤ装置14で連結し、更にこのステアリン
グギヤ装置14の操舵入力源にステアリングシャフト1
6が連結されることから、ステアリングホイール15を
回転させることにより前輪10FL,10FRを機械式
に主操舵できるように構成されている。First, FIG. 1 briefly shows the overall structure of a four-wheel steering system. In the figure, 10FL and 10FR are left and right front wheels serving as main steering wheels, and 10RL and 10RR are left and right rear wheels serving as auxiliary steering wheels. Of which, front wheel 1
0FL and 10FR are connected by a steering gear device 14 via tie rods 13, respectively. Further, a steering shaft 1 is connected to a steering input source of the steering gear device 14.
Since the steering wheel 15 is rotated, the front wheels 10FL and 10FR can be mechanically mainly steered by rotating the steering wheel 15.
【0023】また、同図の2は車両に搭載された後輪操
舵装置を示す。この後輪操舵装置2では、後輪10R
L,10RR間を,夫々タイロッド18を介して後輪操
舵用の操舵軸20で連結しており、この操舵軸20を車
両の左右方向に移動させて後輪を補助操舵するのがアク
チュエータユニット1である。このアクチュエータユニ
ット1は、電動モータ22を動力源として後述のように
高効率で非可逆特性の後輪操舵装置2を構成する。FIG. 2 shows a rear wheel steering device mounted on the vehicle. In the rear wheel steering device 2, the rear wheel 10R
L and 10RR are connected via a tie rod 18 via a steering shaft 20 for rear wheel steering. The actuator unit 1 moves the steering shaft 20 in the left-right direction of the vehicle to assist the rear wheels. It is. The actuator unit 1 constitutes a rear wheel steering device 2 with high efficiency and irreversible characteristics as described later using the electric motor 22 as a power source.
【0024】このアクチュエータユニット1について図
2を用いながら、簡潔に説明すると、前記操舵軸20の
中央部は、チューブ状のハウジング24内に、車両の左
右方向に移動可能に収納され、その収納された操舵軸2
0の一部にラック26が形成されている。そして、この
ラック26と噛合するピニオン28のシャフト29は、
前記操舵軸20の移動方向,即ち車両の左右方向と直行
する方向,即ち車両の前後方向に向けて突設されてい
る。更に、このピニオンシャフト29に、ハイポイドリ
ングギヤ30が同軸に取付けられ、このリングギヤ30
に噛合するピニオンギヤ31が前記電動モータ22の回
転軸32に取付けられている。従って、電動モータ22
を回転させるとピニオンギヤ31からリングギヤ30,
ピニオン28,ラック26と動力が伝達されるから、当
該電動モータ22を両方向に回転させるとラック26,
即ち操舵軸20を車両の左右方向に往復移動させ、従っ
て補助操舵輪である後輪10RL,10RRを左右方向
に同期して操舵することができる。The actuator unit 1 will be briefly described with reference to FIG. 2. The central portion of the steering shaft 20 is housed in a tubular housing 24 so as to be movable in the left-right direction of the vehicle. Steering axis 2
The rack 26 is formed in a part of the “0”. The shaft 29 of the pinion 28 that meshes with the rack 26
The steering shaft 20 projects in the moving direction of the steering shaft 20, that is, in the direction perpendicular to the left-right direction of the vehicle, that is, in the front-rear direction of the vehicle. Further, a hypoid ring gear 30 is coaxially mounted on the pinion shaft 29, and the ring gear 30
A pinion gear 31 that meshes with the electric motor 22 is attached to a rotating shaft 32 of the electric motor 22. Therefore, the electric motor 22
Are rotated from the pinion gear 31 to the ring gear 30,
Since power is transmitted to the pinion 28 and the rack 26, when the electric motor 22 is rotated in both directions, the rack 26,
That is, the steering shaft 20 is reciprocated in the left-right direction of the vehicle, so that the rear wheels 10RL, 10RR, which are auxiliary steering wheels, can be steered in the left-right direction.
【0025】ここに用いられているピニオンギヤ31及
びリングギヤ30で構成されるハイポイドギヤが、前述
の高効率及び非可逆特性を発現する。即ち、図3に示す
ように、ピニオンギヤ31側からの回転駆動力は、リン
グギヤ30とのギヤ効率が正値となる(例えば40%程
度)ために当該リングギヤ30を所望の方向に回転させ
ることができるが、逆にリングギヤ30を回転させよう
としても、歯の角度によってピニオンギヤ31の軸方向
に力が発生するだけで、事実上、ギヤ効率は“0”以下
となり、リングギヤ30もピニオンギヤ31も回転され
ない。従って、後輪10RL,10RRに作用するコー
ナリングフォースや路面凹凸等の入力では、前記ピニオ
ンギヤ31からラック26までが全てロック状態とな
り、従って後輪10RL,10RRの向き,即ち舵角を
変更することはできない。The hypoid gear composed of the pinion gear 31 and the ring gear 30 used here exhibits the above-mentioned high efficiency and irreversible characteristics. That is, as shown in FIG. 3, the rotational driving force from the pinion gear 31 can rotate the ring gear 30 in a desired direction because the gear efficiency with the ring gear 30 becomes a positive value (for example, about 40%). Conversely, even if the ring gear 30 is to be rotated, only a force is generated in the axial direction of the pinion gear 31 due to the angle of the teeth, and the gear efficiency is substantially "0" or less, and both the ring gear 30 and the pinion gear 31 rotate. Not done. Therefore, when the cornering force or road surface irregularities acting on the rear wheels 10RL, 10RR are input, the entire area from the pinion gear 31 to the rack 26 is locked, so that it is not possible to change the directions of the rear wheels 10RL, 10RR, that is, the steering angles. Can not.
【0026】ちなみに、同図2の符号9はリングギヤ3
0及びピニオンギヤ31の回転角から、電動モータ22
の回転角,即ち後輪10RL,10RRの後輪舵角δR
を検出するためのロータリポテンショメータ等からなる
後輪舵角センサ、同じく符号9’は操舵軸20の変位量
から、後輪舵角を検出するためのリニアポテンショメー
タ等からなる後輪舵角センサである。このうち、本実施
形態では前者の後輪舵角センサ9をメインとして使用
し、その後輪舵角δR を後述する後輪舵角制御に用い
る。なお、サブとなる後輪舵角センサ9’は、何れか一
方の後輪舵角センサの異常を検出するための比較対象と
して、操舵軸20や後輪10RL,10RRを初期化
(イニシャライズ)するために用いられる。Incidentally, the reference numeral 9 in FIG.
0 and the rotation angle of the pinion gear 31, the electric motor 22
, That is, the rear wheel steering angle δ R of the rear wheels 10RL and 10RR.
Is a rear wheel steering angle sensor including a rotary potentiometer and the like for detecting the rear wheel steering angle. Similarly, reference numeral 9 'is a rear wheel steering angle sensor including a linear potentiometer and the like for detecting the rear wheel steering angle from the displacement amount of the steering shaft 20. . Among them, in the present embodiment using a wheel steering angle sensor 9 after the former as the main, then used in the wheel steering angle control after below the wheel steering angle [delta] R. Note that the sub-rear wheel steering angle sensor 9 ′ initializes (initializes) the steering shaft 20 and the rear wheels 10 RL and 10 RR as comparison targets for detecting abnormality of one of the rear wheel steering angle sensors. Used for
【0027】また、車両には、車両の前後方向速度(車
速)VSPを検出する車速センサ6が設けられ、また必要
に応じて前後各車輪の平均前輪速nF ,平均後輪速nR
を検出する図示されない車輪速センサも設けられ、前記
ステアリングシャフト16には,ステアリングホイール
15の操舵角θを検出する操舵角センサ8が設けられて
いる。なお、各センサの出力信号は、夫々車両の進行方
向や旋回方向に応じた方向性を有しているが、ここでは
その説明を省略する。Further, the vehicle is provided with a vehicle speed sensor 6 for detecting the front-rear direction speed (vehicle speed) VSP of the vehicle, and, if necessary, the average front wheel speed n F and the average rear wheel speed n R of each of the front and rear wheels.
The steering shaft 16 is provided with a steering angle sensor 8 for detecting a steering angle θ of the steering wheel 15. The output signals of the sensors have directionality corresponding to the traveling direction and the turning direction of the vehicle, respectively, but the description is omitted here.
【0028】また、車両には、前記後輪10RL,10
RRの舵角を制御するコントロールユニット3が設けら
れている。このコントロールユニット3は、図4に示す
ように少なくともA/D変換機能を有する入力インタフ
ェース回路40a,中央演算装置(CPU)40b,記
憶装置(ROM,RAM)40c,D/A変換機能を有
する出力インタフェース回路40d等を有するマイクロ
コンピュータ40と、後述するリレー51への駆動電流
信号DF/S を出力するリレー駆動回路41と、同じく後
述するスイッチ回路4のうち、前記電動モータ22への
電流信号IRL,IRRの電流方向を調整するために設けら
れたFETURL ,FETURL への駆動信号DRL,DRRを
出力するFET駆動回路42と、同じくスイッチ回路4
のうち、電動モータ22への電流信号IRL,IRRの電流
値を調整するために設けられたFETLRL ,FETLRR
への駆動信号PWMRL,PWMRRを出力するPWM駆動
回路43と、前記四つのFETURL ,FETURR ,FE
TLRL ,FETLRR をH型ブリッジに形成したスイッチ
回路4とを備えてなる。Further, the vehicle includes the rear wheels 10RL, 10RL.
A control unit 3 for controlling the steering angle of the RR is provided. As shown in FIG. 4, the control unit 3 includes an input interface circuit 40a having at least an A / D conversion function, a central processing unit (CPU) 40b, a storage device (ROM, RAM) 40c, and an output having a D / A conversion function. A microcomputer 40 having an interface circuit 40d and the like, a relay drive circuit 41 for outputting a drive current signal DF / S to a relay 51 described later, and a current signal to the electric motor 22 in the switch circuit 4 also described later I RL, FET URL provided to adjust the direction of current I RR, the drive signal D RL to FET URL, the FET driving circuit 42 for outputting a D RR, also the switch circuit 4
FET LRL , FET LRR provided to adjust the current value of the current signals I RL , I RR to the electric motor 22
A PWM drive circuit 43 for outputting drive signals PWM RL and PWM RR to the four FETs URL , FET URR and FE
And a switch circuit 4 in which T LRL and FET LRR are formed in an H-type bridge.
【0029】前記スイッチ回路4は、前述のように前記
四つのFETURL ,FETURR ,FETLRL ,FET
LRR でH型ブリッジを構成し、その一端がリレー51を
介してバッテリBに接続され、その他端が接地されてい
る。そして、FETURL 及びFETLRR 間が電動モータ
22の一方の端子に接続され、FETURR 及びFETLR
L 間が電動モータ22の他方の端子に接続されている。
従って、このスイッチ回路4では、FETURL 及びFE
TLRL がON状態となると電動モータ22に左回り,即
ち後輪を左転舵する方向への電流信号IRLが流れ、FE
TURR 及びFET LRR がON状態となると電動モータ2
2に右回り,即ち後輪を右転舵する方向への電流信号I
RRが流れる(実際にはFETLRL ,FETLRR はPWM
駆動信号により短い周期でON/OFF制御される)。
なお、前記電流信号IRL,IRRは異常検出のためにマイ
クロコンピュータ40にも取込まれる。The switch circuit 4 is connected to the switch circuit 4 as described above.
Four FETsURL, FETURR, FETLRL, FET
LRRConstitutes an H-type bridge, one end of which is a relay 51.
Connected to battery B via the other end and grounded at the other end.
You. And FETURLAnd FETLRRElectric motor between
22 is connected to one terminal ofURRAnd FETLR
LThe space is connected to the other terminal of the electric motor 22.
Therefore, in this switch circuit 4, the FETURLAnd FE
TLRLIs turned on, the motor 22 turns counterclockwise,
The current signal I in the direction of turning the rear wheel to the leftRLFlows, FE
TURRAnd FET LRRIs turned on, the electric motor 2
2, the current signal I in the right-hand direction, that is, the direction in which the rear wheels are turned right
RRFlows (actually FETLRL, FETLRRIs PWM
ON / OFF control is performed in a short cycle by the drive signal).
The current signal IRL, IRRIs my
It is also taken into the computer 40.
【0030】前記リレー駆動回路41は、マイクロコン
ピュータ40からのフェイルセーフ制御信号F/Sが論
理値“0”のときにリレー51を閉じる駆動信号DF/S
を当該リレー51のソレノイドに供給し、当該フェイル
セーフ制御信号F/Sが論理値“1”のときにリレー5
1を開く。また、前記FET駆動回路42は、マイクロ
コンピュータ40からのFET制御信号SRL,SRRの何
れかが論理値“1”のときに該当するFETURL 又はF
ETURR の何れかをON状態とするFET駆動信号
DRL,DRRを供給し、当該FET制御信号SRL,SRRが
論理値“0”のときに該当するFETURL ,FETURR
をOFF状態とする。また、前記PWM駆動回路43
は、マイクロコンピュータ40からのデューティ比制御
信号D/TRL,D/TRRを相当するPWM波形の電圧信
号を形成し、これをPWM駆動信号PWMRL,PWMRR
として該当するFETLRL ,FETLRR に供給する。The drive signal D F / S for closing the relay 51 when the fail-safe control signal F / S from the microcomputer 40 has a logical value “0”.
Is supplied to the solenoid of the relay 51, and when the fail-safe control signal F / S has the logical value "1", the relay 5
Open 1. Further, the FET drive circuit 42 is configured to output a corresponding FET URL or F when one of the FET control signals S RL and S RR from the microcomputer 40 has a logical value “1”.
FET drive signals D RL , D RR for turning on one of the ET URRs are supplied, and when the FET control signals S RL , S RR are at logical value “0”, the corresponding FET URL , FET URR
Is turned off. Further, the PWM drive circuit 43
Forms a voltage signal of a PWM waveform corresponding to the duty ratio control signals D / T RL and D / T RR from the microcomputer 40, and converts them into PWM drive signals PWM RL and PWM RR.
To the corresponding FET LRL , FET LRR .
【0031】図5は、前記コントロールユニット3を機
能ブロック化して表したものである。コントロールユニ
ット3は、後述する図8の演算処理を行うことによっ
て、この図5に示す機能ブロックを構成するのである。
即ち、この機能ブロックでは、操舵角センサ8からの操
舵角θ及び車速センサ6からの車速VSPをもとに、第1
車両運動目標値設定部(第1車両運動目標値算出手段)
BL1で第1車両運動目標値としての目標ヨーレートψ
'*及び目標ヨー角加速度ψ"*を算出すると共に、第2車
両運動目標値設定部(第2車両運動目標値算出手段)B
L2で第2車両運動目標値としての目標横速度VY * 及
び目標横加速度VY '*を算出し、前記目標ヨーレートψ
'*及び目標ヨー角速度ψ"*に対しては、それを単独で達
成するための第1後輪舵角指令値としての第1目標後輪
舵角δR1 * を第1後輪舵角指令値計算部(第1後輪舵角
指令値算出手段)BL3で算出すると共に、前記目標横
速度VY * 及び目標横加速度VY '*に対しては、それを
単独で達成するための第2後輪舵角指令値としての第2
目標後輪舵角δR2 * を第2後輪舵角指令値計算部(第2
後輪舵角指令値算出手段)BL4で算出し、続く後輪舵
角指令値計算部(後輪舵角指令値算出手段)BL5では
前記両計算部BL3,BL4の出力値である第1及び第
2後輪舵角指令値δR1 * ,δR2 * の単純和から後輪舵角
指令値としての目標後輪舵角δR * を算出し、この目標
後輪舵角δR * を受けた後輪舵角サーボ演算部BL6で
は、前記後輪舵角センサ9からの後輪舵角δR をもと
に、電動モータ22への前記各種の制御信号を創成し、
これを前記後輪操舵装置2に向けて出力するように構成
される。FIG. 5 is a functional block diagram of the control unit 3. The control unit 3 constitutes the functional blocks shown in FIG. 5 by performing the arithmetic processing shown in FIG. 8 described later.
That is, in this functional block, the first angle is obtained based on the steering angle θ from the steering angle sensor 8 and the vehicle speed V SP from the vehicle speed sensor 6.
Vehicle motion target value setting section (first vehicle motion target value calculating means)
Target yaw rate as first vehicle motion target value in BL11
'* And target yaw angular acceleration ψ "*, and a second vehicle movement target value setting unit (second vehicle movement target value calculation means) B
At L2, a target lateral speed VY * and a target lateral acceleration VY '* as a second vehicle motion target value are calculated, and the target yaw rate ψ
'* And the target yaw angular velocity ψ "* , the first target rear wheel steering angle δ R1 * as the first rear wheel steering angle command value for independently achieving the target yaw angular velocity ψ " * The value calculation unit (first rear wheel steering angle command value calculation means) BL3 calculates the target lateral velocity VY * and the target lateral acceleration VY '* independently of the target lateral velocity VY * . 2 The second as the rear wheel steering angle command value
The target rear wheel steering angle δ R2 * is converted into a second rear wheel steering angle command value calculation unit (second
The rear wheel steering angle command value calculation means (rear wheel steering angle command value calculation means) BL5 calculates the first and second output values of the two calculation sections BL3 and BL4. the second rear wheel steering angle command value δ R1 *, δ R2 * and calculates a target rear wheel steering angle [delta] R * as the rear wheel steering angle command value from a simple sum of, receiving the target rear wheel steering angle [delta] R * in wheel steering angle servo calculating section BL6 after, on the basis of the wheel steering angle [delta] R after from the rear-wheel steering angle sensor 9, and creating the various control signals to the electric motor 22,
This is output to the rear wheel steering device 2.
【0032】前記第1車両運動目標値設定部BL1で
は、下記1式に示す、操舵角に対するヨーレートの伝達
関数を用いた演算式から、そのときの操舵角θに対する
第1車両運動目標値としての目標ヨーレートψ'*を算出
する(式中では、操舵角θも目標ヨーレートψ'*も時間
の関数としてθ(t) ,ψ'*(t) として表れる)。The first vehicle motion target value setting section BL1 calculates a first vehicle motion target value for the steering angle θ at that time from an arithmetic expression using a transfer function of the yaw rate with respect to the steering angle as shown in the following equation. The target yaw rate ψ ′ * is calculated (in the equation, both the steering angle θ and the target yaw rate ψ ′ * are expressed as θ (t) and ψ ′ * (t) as functions of time).
【0033】 なお、この1式の導出原理は、本出願人が先に提案した
特開平6−321087号公報に記載される車両の運動
方程式から操舵角に対する目標ヨーレートを算出する算
出式の導出部分を参照されたく、またその算出式をこの
1式の形態に変換する原理については、例えば「自動車
の運動と制御」(山海堂)p84 〜p94 を参照されたい。[0033] For the derivation principle of this formula, refer to the derived part of the calculation formula for calculating the target yaw rate with respect to the steering angle from the equation of motion of the vehicle described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-321087 previously proposed by the present applicant. For details on the principle of converting the calculation formula into this one formula, see, for example, "Motion and Control of Automobiles" (Sankaido), pp. 84-94.
【0034】また、式中のG1(V),ζ1(V),ωn1(V) 及
びn11(V) は車速に依存するパラメータであって、G
1(V)はヨーレートゲイン,ζ1(V)はヨーレートダンピン
グファクタ(減衰係数),ωn1(V) はヨーレートの固有
振動数,n11(V) はヨーレートの零点相当値であり、夫
々、前記1式の形態変換時に、例えば前後各車輪のコー
ナリングパワーや重心点−車軸間距離等の車両諸元と車
速VSPとを含んで置換されていることから、各車速VSP
毎に、予め設定されて前記マイクロコンピュータ40の
記憶装置40cに格納されている制御マップに基づいて
設定される。これらの車速依存パラメータは、前記操舵
角θに対する目標ヨーレートψ'*(t) の伝達関数が一次
/二次の形になっていることから、例えば図6に示すよ
うな操舵角θのステップ入力に対して、ヨーレートゲイ
ンGψ′は定常ゲイン,即ち操舵角θに対する定常的な
ヨーレートを特定することから、ヨーレート制御用車速
依存定常特性パラメータとも記す。また、零点相当値n
11(V) は操舵角θの変化に対するヨーレートの立上りの
速さ、つまりヨーレートの立上り特性を特定し、固有振
動数ωn1(V) は立上り後のヨーレートの二次的な振動周
波数を特定し、減衰係数ζ1(V)はその振動の収束の速
さ、つまり、ヨーレートの収束性を特定していることか
ら、これらを総じてヨーレート制御用車速依存過渡特性
パラメータとも記す。従って、これらの車速依存パラメ
ータを車速VSPに応じて設定することにより、目標ヨー
レートψ'*の伝達特性は車速VSPに応じて異なる伝達特
性となり、また各パラメータを個別に変更することによ
って、例えば定常ゲインのみ,つまり定常特性のみ、或
いは振動周波数のみ,つまり過渡特性のみが異なる伝達
特性を得ることも可能となる。G 1 (V), ζ 1 (V), ω n1 (V) and n 11 (V) in the equation are parameters dependent on the vehicle speed.
1 (V) is the yaw rate gain, ζ 1 (V) is the yaw rate damping factor (attenuation coefficient), ω n1 (V) is the natural frequency of the yaw rate, and n 11 (V) is the value corresponding to the zero point of the yaw rate. wherein when one set of morphological transformation, for example, the cornering power and the center of gravity of each wheel before and after - since it is substituted and a vehicle specification and the vehicle speed V SP such as the distance between axles, the vehicle speed V SP
Each time, it is set based on a control map previously set and stored in the storage device 40c of the microcomputer 40. Since the transfer function of the target yaw rate ψ ′ * (t) with respect to the steering angle θ has a primary / secondary form, these vehicle speed dependent parameters are, for example, step input of the steering angle θ as shown in FIG. On the other hand, since the yaw rate gain Gψ ′ specifies a steady gain, that is, a steady yaw rate with respect to the steering angle θ, it is also described as a vehicle speed dependent steady characteristic parameter for yaw rate control. Also, the zero equivalent value n
11 (V) specifies the rate of rise of the yaw rate with respect to the change in the steering angle θ, that is, the rise characteristic of the yaw rate.The natural frequency ω n1 (V) specifies the secondary vibration frequency of the yaw rate after the rise. Since the damping coefficient ζ 1 (V) specifies the speed of the convergence of the vibration, that is, the convergence of the yaw rate, these are also collectively described as a vehicle speed-dependent transient characteristic parameter for yaw rate control. Therefore, by setting these vehicle speed-dependent parameters in accordance with the vehicle speed V SP , the transfer characteristics of the target yaw rate * ′ * become different transfer characteristics in accordance with the vehicle speed V SP , and by changing each parameter individually, For example, it is possible to obtain a transfer characteristic that differs only in the steady gain, that is, only in the steady characteristic, or only in the vibration frequency, that is, only in the transient characteristic.
【0035】但し、後述する第1後輪舵角指令値計算部
BL3では、第1目標後輪舵角δR1 * の算出に際して、
目標ヨー角加速度ψ"*を用いる必要があるので、この第
1車両運動目標値設定部BL1は図7aのブロック図で
表す構成としてあり、目標ヨー角速度ψ"*を算出した
後、これを積分処理して目標ヨーレートψ'*を算出する
ようにしている。なお、各ブロック図中のゲインB01,
B11,F11,F01は次式に基づき算出した値である。However, a first rear wheel steering angle command value calculation unit, which will be described later,
In BL3, the first target rear wheel steering angle δR1 *When calculating
Target yaw angular accelerationψ"*It is necessary to use
1 vehicle motion target value setting unit BL1 is a block diagram of FIG.
And the target yaw angular velocity ψ"*Was calculated
Later, this is integrated and the target yaw rate ψ'*Calculate
Like that. The gain B in each block diagram01,
B11, F11, F01Is a value calculated based on the following equation.
【0036】 B01=ωn1(V)2 ……… (1-1) B11=2ζ1(V)・ωn1(V) ……… (1-2) F11=n11(V) ・ωn1(V)2 ……… (1-3) F01=ωn1(V)2−B11・F11 ……… (1-4) また、前記第2車両運動目標値設定部BL2では、下記
2式に示す、操舵角に対する横速度の伝達関数を用いた
演算式から、そのときの操舵角θに対する第2車両運動
目標値としての目標横速度VY * を算出する(式中で
は、操舵角θも目標横速度VY * も時間の関数としてθ
(t) ,VY * (t) として表れる)。[0036] B 01 = ω n1 (V) 2 ......... (1-1) B 11 = 2ζ 1 (V) · ω n1 (V) ......... (1-2) F 11 = n 11 (V) · ω n1 (V) 2 ......... (1-3) F 01 = ω n1 (V) 2 -B 11 · F 11 ......... (1-4) Further, the second vehicle motion target value setting unit BL2 Then, a target lateral speed V Y * as a second vehicle motion target value with respect to the steering angle θ at that time is calculated from an arithmetic expression using a transfer function of the lateral speed with respect to the steering angle shown in the following two equations (wherein Then, both the steering angle θ and the target lateral velocity V Y *
(t) and V Y * (t)).
【0037】 なお、この2式の導出原理についても、前記先行技術や
参考文献を参照されたい。また、式中のG2(V),ζ
2(V),ωn2(V) 及びn02(V) は車速に依存するパラメー
タであって、G1(V)は横速度ゲイン,ζ1(V)は横速度ダ
ンピングファクタ(減衰係数),ωn1(V) は横速度の固
有振動数,n11(V) は横速度の零点相当値であり、夫
々、前記1式の形態変換時に、例えば前後各車輪のコー
ナリングパワーや重心点−車軸間距離等の車両諸元と車
速VSPとを含んで置換されていることから、各車速VSP
毎に、予め設定されて前記マイクロコンピュータ40の
記憶装置40cに格納されている制御マップに基づいて
設定される。これらの車速依存パラメータも、前記操舵
角θに対する目標横速度VY * (t) の伝達関数が一次/
二次の形になっていることから、横速度ゲインGψ′は
定常的な横速度を特定するものであり、横速度制御用車
速依存定常特性パラメータとも記す。また、零点相当値
n02(V) は操舵角θの変化に対する横速度の立上り特性
を特定し、固有振動数ωn1(V) は立上り後の横速度の二
次的な振動周波数を特定し、減衰係数ζ1(V)は横速度の
収束性を特定していることから、これらを総じて横速度
制御用車速依存過渡特性パラメータとも記す。ここで
も、これらの車速依存パラメータを車速VSPに応じて設
定することにより、目標横速度VY * の伝達特性は車速
VSPに応じて異なる伝達特性となり、また各パラメータ
を個別に変更することによって、例えば定常ゲインの
み,つまり定常特性のみ、或いは振動周波数のみ,つま
り過渡特性のみが異なる伝達特性を得ることも可能とな
るが、本実施形態では、横速度VY の定常特性は変更し
たり調整したりする必要がないことから、後輪を操舵し
ない二輪操舵車両のそれと同等の値に設定する。[0037] For the principle of deriving these two equations, refer to the above-mentioned prior arts and references. Also, G 2 (V), 式
2 (V), ω n2 (V) and n 02 (V) are parameters depending on the vehicle speed, G 1 (V) is the lateral speed gain, and ζ 1 (V) is the lateral speed damping factor (damping coefficient). , Ω n1 (V) is the natural frequency of the lateral velocity, and n 11 (V) is the value corresponding to the zero point of the lateral velocity. since it was replaced and a vehicle specifications such as the distance between the axle and the vehicle speed V SP, the vehicle speed V SP
Each time, it is set based on a control map previously set and stored in the storage device 40c of the microcomputer 40. The transfer function of the target lateral speed VY * (t) with respect to the steering angle?
Since it has a quadratic form, the lateral speed gain Gψ ′ specifies a stationary lateral speed, and is also described as a vehicle speed-dependent stationary characteristic parameter for lateral speed control. The zero-equivalent value n 02 (V) specifies the rise characteristic of the lateral velocity with respect to the change in the steering angle θ, and the natural frequency ω n1 (V) specifies the secondary vibration frequency of the lateral velocity after the rise. Since the damping coefficient ζ 1 (V) specifies the convergence of the lateral speed, these are also collectively referred to as vehicle speed-dependent transient characteristic parameters for lateral speed control. Again, by setting these vehicle speed dependent parameters according to the vehicle speed VSP , the transfer characteristics of the target lateral speed VY * will be different according to the vehicle speed VSP , and each parameter must be changed individually. by, for example, the steady state gain only, i.e. steady characteristic only, or vibration frequency only, i.e. only the transient characteristics is also possible to obtain different transfer characteristics, in this embodiment, steady-state characteristics of the lateral velocity V Y or change Since there is no need to make adjustments, the value is set to a value equivalent to that of a two-wheel steering vehicle that does not steer the rear wheels.
【0038】また、後述する第2後輪舵角指令値計算部
BL4では、第2目標後輪舵角δR2 * の算出に際して、
目標横加速度VY '*を用いる必要があるので、この第2
車両運動目標値設定部BL2は図7bのブロック図で表
す構成としてあり、目標横加速度VY '*を算出した後、
これを積分処理して目標横速度VY * を算出するように
している。なお、各ブロック図中のゲインB02,B12,
F12,F02は次式に基づき算出した値である。Further, a second rear wheel steering angle command value calculation unit, which will be described later,
In BL4, the second target rear wheel steering angle δR2 *When calculating
Target lateral acceleration VY '*It is necessary to use
The vehicle motion target value setting unit BL2 is represented by a block diagram in FIG. 7B.
And the target lateral acceleration VY '*After calculating
This is integrated and the target lateral velocity VY *To calculate
doing. The gain B in each block diagram02, B12,
F12, F02Is a value calculated based on the following equation.
【0039】 B02=ωn2(V)2 ……… (2-1) B12=2ζ2(V)・ωn2(V) ……… (2-2) F12=ωn2(V)2 ……… (2-3) F02=n02(V) ・ωn2(V)2−B12・F12 ……… (2-4) また、前記第1後輪舵角指令値計算部BL3では、前記
第1後輪舵角指令値計算部BL1からの目標ヨーレート
ψ'*及び目標ヨー角加速度ψ"*と、前記操舵角センサ8
からの操舵角θ及び車速センサ6からの車速VSPとをも
とに、下記3式に基づいて、周知の二自由度車両運動方
程式の逆計算によって、前記目標ヨーレートψ'*に、実
際のヨーレートを一致させ得る後輪舵角を算出し、これ
を第1後輪舵角指令値としての第1目標後輪舵角δR1 *
とする。B 02 = ω n2 (V) 2 ... (2-1) B 12 = 2V 2 (V) · ω n2 (V)... (2-2) F 12 = ω n2 (V) 2 (2-3) F 02 = n 02 (V) · ω n2 (V) 2 −B 12 · F 12 (2-4) Further, the first rear wheel steering angle command value calculation In the section BL3, the target yaw rate ψ '* and the target yaw angular acceleration ψ "* from the first rear wheel steering angle command value calculation section BL1 and the steering angle sensor 8
Based on the steering angle θ from the vehicle and the vehicle speed V SP from the vehicle speed sensor 6, the actual yaw rate * ′ * is calculated based on the following three equations by the inverse calculation of the well-known two-degree-of-freedom vehicle motion equation. A rear wheel steering angle capable of matching the yaw rate is calculated, and this is used as a first rear wheel steering angle command value as a first target rear wheel steering angle δ R1 *.
And
【0040】 δR1 * =βR +(VY −LR ・ψ'*)/VSP ……… (3) βR =CR /KR …… (3-1) CR =(LF ・CF −IZ ・ψ"*/2)/LR …… (3-2) CF =eKF ・βF …… (3-3) βF =θ/N−(VY +LF ・ψ'*)/VSP …… (3-4) VY =(2CF +2CR )/M−VSP・ψ'* …… (3-5) なお、式中、VY は横速度,βF は前輪横滑り角,βR
は後輪横滑り角,LFは前車軸から車両重心点までの距
離,LR は後車軸から車両重心点までの距離,CF は前
輪のコーナリングフォース,CR は後輪のコーナリング
フォース,KRは車両の後輪のコーナリングパワー,e
KF は車両の前輪の等価コーナリングパワー(前輪のコ
ーナリングパワーであるが、ステアリング剛性の影響に
よるステアリング角に対するコーナリングパワーの低下
分も加味した値),IZ は車両のヨー慣性モーメント,
Mは車両の質量,Nはステアリングギヤ比をそれぞれ表
している。なお、ここではヨーレートには前記算出され
た目標ヨーレートψ'*を,ヨー角加速度には前記算出さ
れた目標ヨー角加速度ψ"*を用い、横速度VY には後輪
を補助操舵しない二輪操舵車両と同じ値を用いる。Δ R1 * = β R + (V Y −L R ψ ′ * ) / V SP (3) β R = C R / K R (3-1) C R = (L F · CF− I Z · ψ “* / 2) / L R (3-2) C F = eK F · β F (3-3) β F = θ / N− (V Y + L F · ψ '*) / V SP ...... (3-4) V Y = (2C F + 2C R) / M-V SP · ψ' * ...... (3-5) in the formula, V Y is the lateral Speed, β F is the front wheel sideslip angle, β R
The rear wheel side slip angle, L F is the distance from the front axle to vehicle center of gravity, L R is the distance from the rear axle to the vehicle center of gravity, C F is the front wheel cornering force, C R is the rear wheel cornering force, K R is the cornering power of the rear wheel of the vehicle, e
K F is the equivalent cornering power of the front wheels of the vehicle (the cornering power of the front wheels, but also a value that takes into account the decrease in the cornering power with respect to the steering angle due to the influence of the steering stiffness), I Z is the yaw moment of inertia of the vehicle,
M represents the mass of the vehicle, and N represents the steering gear ratio. Incidentally, here the target yaw rate [psi '*, which is the calculated to the yaw rate, the yaw angular acceleration using the calculated target yaw angle acceleration [psi "*, do not assist steering the rear wheel in the transverse speed V Y two-wheeled Use the same value as the steered vehicle.
【0041】また、前記第2後輪舵角指令値計算部BL
4では、前記第2後輪舵角指令値計算部BL2からの目
標横速度VY * 及び目標横加速度VY '*と、前記操舵角
センサ8からの操舵角θ及び車速センサ6からの車速V
SPとをもとに、下記4式に基づいて、周知の二自由度車
両運動方程式の逆計算によって、前記目標横速度VY *
に、実際の横速度を一致させ得る後輪舵角を算出し、こ
れを第2後輪舵角指令値としての第2目標後輪舵角δR2
* とする。The second rear wheel steering angle command value calculation unit BL
4, the second rear wheel steering angle command value calculation unit BL2
Lateral speed VY *And target lateral acceleration VY '*And the steering angle
The steering angle θ from the sensor 8 and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 6
SPBased on the following four formulas based on
By the inverse calculation of both equations of motion, the target lateral velocity VY *
Then, calculate the rear wheel steering angle that can match the actual lateral speed,
To the second target rear wheel steering angle δ as a second rear wheel steering angle command value.R2
*And
【0042】 δR2 * =βR +(VY * −LR ・ψ' )/VSP ……… (4) βR =CR /KR …… (4-1) CR =(LF ・CF −IZ ・ψ" /2)/LR …… (4-2) CF =eKF ・βF …… (4-3) βF =θ/N−(VY * +LF ・ψ' )/VSP …… (4-4) VY =∫VY '*(t) dt …… (4-5) なお、ここでは横速度には前記算出された目標横速度V
Y * を,横加速度には前記算出された目標横加速度VY
'*を用い、ヨーレートやヨー角加速度には後輪を補助操
舵しない二輪操舵車両と同じ値を用いる。[0042] δ R2 * = β R + ( V Y * -L R · ψ ') / V SP ......... (4) β R = C R / K R ...... (4-1) C R = (L F · C F -I Z · ψ "/ 2) / L R ...... (4-2) C F = eK F · β F ...... (4-3) β F = θ / N- (V Y * + L F · ψ ′ ) / V SP (4-4) V Y = ∫V Y '* (t) dt (4-5) Here, the lateral velocity is the target lateral velocity V calculated above.
Y * and the calculated lateral acceleration V Y
Use '*' and use the same values for yaw rate and yaw angular acceleration as for a two-wheel steered vehicle that does not assist the rear wheels.
【0043】そして、前記後輪舵角指令値計算部BL5
では、前記第1目標後輪舵角δR1 *と第2目標後輪舵角
δR2 * との和から後輪舵角指令値としての目標後輪舵角
δR * を算出し、前記後輪舵角サーボ演算部BL6で
は、この目標後輪舵角δR * と前記後輪舵角センサ6か
らの後輪舵角δR との偏差に基づいて電動モータ22の
回転方向と回転角(回転量)とからなるモータ操作量S
TPを設定し、これに応じて前記H型ブリッジの何れの
回路を閉じ、その間に電動モータ22を何ステップ分回
転させるかに応じた制御信号SRL,SRR,D/TRL,D
/TRRを創成出力する。The rear wheel steering angle command value calculation section BL5
Then, the first target rear wheel steering angle δR1 *And the second target rear wheel steering angle
δR2 *And the target rear wheel steering angle as the rear wheel steering angle command value from the sum of
δR *Is calculated by the rear wheel steering angle servo calculator BL6.
Is the target rear wheel steering angle δR *And the rear wheel steering angle sensor 6
Rear wheel steering angle δROf the electric motor 22 based on the deviation from
Motor operation amount S consisting of rotation direction and rotation angle (rotation amount)
TP is set, and accordingly, any of the H-type bridges is set.
Close the circuit and turn the electric motor 22 for several steps during that time.
Control signal S depending on whetherRL, SRR, D / TRL, D
/ TRRIs generated and output.
【0044】次に、前記機能ブロックを構築するために
コントロールユニット3のマイクロコンピュータ40で
実行される演算処理を、図8のフローチャートに基づい
て説明する。この演算処理は、所定サンプリング時間Δ
T(例えば10msec.)毎のタイマ割込処理として実行
される。また、この演算処理では特に通信のためのステ
ップを設けていないが、前記記憶装置40cのROMに
記憶されているプログラムやマップ或いはRAMに記憶
されている各種のデータ等は常時演算処理装置40bの
バッファ等に伝送され、また演算処理装置40bで算出
された各算出結果も随時記憶装置40cに記憶される。Next, the arithmetic processing executed by the microcomputer 40 of the control unit 3 to construct the functional blocks will be described with reference to the flowchart of FIG. This arithmetic processing is performed for a predetermined sampling time Δ
This is executed as a timer interrupt process for each T (for example, 10 msec.). In this arithmetic processing, no step for communication is provided. However, programs and maps stored in the ROM of the storage device 40c and various data stored in the RAM are always stored in the arithmetic processing device 40b. Each calculation result transmitted to a buffer or the like and calculated by the arithmetic processing device 40b is also stored in the storage device 40c as needed.
【0045】この演算処理では、まず、ステップS1
で、前記車速センサ6からの車速VSP及び前記操舵角セ
ンサ8からの操舵角θ及び後輪舵角センサ9からの後輪
舵角δ R を読込む。In this calculation processing, first, in step S1
And the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 6SPAnd the steering angle
Steering angle θ from the sensor 8 and rear wheels from the rear wheel steering angle sensor 9
Steering angle δ RRead.
【0046】次にステップS5に移行して、個別の演算
処理を行うことで、前述したように記憶装置40cに記
憶されている制御マップ等に従って、前記ヨーレート制
御用車速依存定常特性パラメータG1(V)及びその過渡特
性パラメータζ1(V),ωn1(V) ,n11(V) を夫々算出設
定する。Next, the process proceeds to step S5 to perform individual arithmetic processing, whereby the vehicle speed-dependent steady-state characteristic parameter G 1 (for yaw rate control) is obtained according to the control map and the like stored in the storage device 40c as described above. V) and their transient characteristic parameters ζ 1 (V), ω n1 (V), and n 11 (V) are calculated and set, respectively.
【0047】次にステップS6に移行して、個別の演算
処理を行うことで、記憶装置40cに記憶されている制
御マップ等に従って、前記横速度制御用車速依存定常特
性パラメータG2(V)及びその過渡特性パラメータζ
2(V),ωn2(V) ,n02(V) を夫々算出設定する。Next, the process proceeds to step S6, where individual arithmetic processing is performed, and according to the control map and the like stored in the storage device 40c, the vehicle speed dependent steady-state characteristic parameters G 2 (V) and The transient characteristic parameter ζ
2 (V), ω n2 (V), and n 02 (V) are calculated and set, respectively.
【0048】次にステップS7に移行して、前記1式に
従って目標ヨーレートψ'*を算出する。次にステップS
8に移行して、前記2式に従って目標横速度VY * を算
出する。Next, the routine proceeds to step S7, where the target yaw rate ψ ′ * is calculated according to the above equation (1). Next, step S
8, the target lateral speed V Y * is calculated according to the above two equations.
【0049】次にステップS9に移行して、個別の細か
い演算処理を行うことで、前記3式に従って第1目標後
輪舵角δR1 * を算出する。次にステップS10に移行し
て、個別の細かい演算処理を行うことで、前記4式に従
って第2目標後輪舵角δR2 * を算出する。Next, the process proceeds to step S9, where the first target rear wheel steering angle δ R1 * is calculated according to the above three equations by performing individual detailed arithmetic processing. At the next step S10, by performing the individual fine processing, to calculate a second target rear wheel steering angle [delta] R2 * in accordance with the 4 expression.
【0050】次にステップS11に移行して、前記第1
目標後輪舵角δR1 * と第2目標後輪舵角δR2 * との加算
値から目標後輪舵角δR * を算出する。次にステップS
12に移行して、個別の演算処理を行うことで、前記後
輪舵角δR を目標後輪舵角δR * に一致させる(サー
ボ)ためのモータ操作量STPを算出する。Next, the flow shifts to step S11, where the first
Calculating a target rear wheel steering angle [delta] R * from the sum of the target rear wheel steering angle [delta] R1 * and the second target rear wheel steering angle [delta] R2 *. Next, step S
The process proceeds to 12, by performing the individual processing to calculate the motor operation amount STP for match (servo) of the rear wheel steering angle [delta] R to the target rear-wheel steering angle [delta] R *.
【0051】次にステップS13に移行して、個別の演
算処理を行うことで、前記モータ操作量STPをを達成
するための制御信号SRL,SRR,D/TRL,D/TRRを
創成出力してからメインプログラムに復帰する。Next, the process proceeds to step S13, where the control signals S RL , S RR , D / T RL , and D / T RR for achieving the motor operation amount STP are obtained by performing individual arithmetic processing. After creating and outputting, return to the main program.
【0052】次に、この図8の演算処理の作用を説明す
る。この演算処理では、ステップS5以後の演算処理に
おいて、目標ヨーレートψ'*を達成するための第1目標
後輪舵角δR1 * と、目標横速度VY * を達成するための
第2目標後輪舵角δR2 * とを個別に算出し、それらの加
算値を最終的な目標後輪舵角δR * としている。前述の
ように、演算のプロセス中には、前記第1目標後輪舵角
δR1 * を算出する際に横速度を用いたり、第2目標後輪
舵角δR2 * を算出する際にヨーレートを用いたりするな
ど、それらが相互に介在しているのであるが、目標とし
ない車両運動については、後輪非操舵の二輪操舵車両の
それと同じものを用いることで、例えば第1目標後輪舵
角δR1 * は純粋に目標ヨーレートψ'*だけを達成するも
のとすることができ、また第2目標後輪舵角δR2 * は目
標横速度VY * だけを達成するものとすることができる
のである。Next, the operation of the arithmetic processing of FIG. 8 will be described. In this calculation process, the calculation processing in step S5 after, the target yaw rate [psi '* after the first goal to achieve wheel steering angle [delta] R1 *, after the second goal to achieve the target lateral velocity V Y * The wheel steering angles δ R2 * are individually calculated, and the added value thereof is used as the final target rear wheel steering angle δ R * . As described above, during operation of the process, the yaw rate when calculating the or using a flat rate when calculating the first target rear wheel steering angle [delta] R1 *, second target rear wheel steering angle [delta] R2 * Although they intervene with each other, for example, by using the same thing as that of a two-wheel steering vehicle with no rear wheel steering, for example, the first target rear wheel steering The angle δ R1 * may achieve only the target yaw rate ψ ′ * , and the second target rear wheel steering angle δ R2 * may achieve only the target lateral velocity V Y *. You can.
【0053】そして、第1目標後輪舵角δR1 * と第2目
標後輪舵角δR2 * との加算値からなる目標後輪舵角δR
* について考察すると、少なくとも第1目標後輪舵角δ
R1 *が達成する定常状態の目標ヨーレートψ'*,つまり
ヨーレートの定常特性は、例えば前記ヨーレート制御用
車速依存定常特性パラメータG1(V)によって決まり、第
2目標後輪舵角δR2 * が達成する定常状態の目標横速度
VY * ,つまり横速度の定常特性も、例えば前記横速度
制御用車速依存定常特性パラメータG2(V)によって決ま
る。しかもこのうち、後輪を補助操舵するしないに係わ
らず、旋回時の車両運動特性を微調整する横速度の定常
状態については、前述のようにさほど変更する必要がな
いことから、前記横速度制御用車速依存定常特性パラメ
ータG2(V)は二輪操舵車両のそれと同等に設定されてい
る。即ち、前記ヨーレート制御用車速依存定常特性パラ
メータG1(V)を各車速VSP毎に適正に設定すれば、目標
後輪舵角δR * によって達成されるヨーレート及び横速
度の定常特性は一意に決定され、少なくともこの状態の
チューニングは極めて明快で単純になる。[0053] Then, the target rear wheel steering angle comprising a first target rear wheel steering angle [delta] R1 * and the sum of the second target rear wheel steering angle [delta] R2 * [delta] R
Considering * , at least the first target rear wheel steering angle δ
The steady-state target yaw rate ψ '* achieved by R1 * , that is, the steady-state characteristic of the yaw rate is determined by, for example, the vehicle speed-dependent steady-state characteristic parameter G 1 (V) for yaw rate control, and the second target rear wheel steering angle δ R2 * The steady state target lateral speed VY * to be achieved, that is, the steady-state characteristic of the lateral speed is also determined by, for example, the vehicle speed-dependent steady-state characteristic parameter G 2 (V) for lateral speed control. In addition, since the steady state of the lateral speed for finely adjusting the vehicle motion characteristics at the time of turning does not need to be changed so much as described above, regardless of whether or not the rear wheel is assisted, the lateral speed control is not required. The vehicle speed dependent steady characteristic parameter G 2 (V) is set to be equal to that of a two-wheel steering vehicle. That is, if the vehicle speed-dependent steady-state characteristic parameter G 1 (V) for yaw rate control is appropriately set for each vehicle speed V SP , the steady-state characteristics of the yaw rate and the lateral speed achieved by the target rear wheel steering angle δ R * are unique. And at least tuning in this state is very clear and simple.
【0054】また、過渡状態の目標ヨーレートψ'*,つ
まりヨーレートの過渡特性は、例えば前記ヨーレート制
御用車速依存過渡特性パラメータζ1(V),ωn1(V) ,n
11(V) によって決まり、過渡状態の目標横速度VY * ,
つまり横速度の過渡特性も、例えば前記横速度制御用車
速依存過渡特性パラメータζ2(V),ωn2(V) ,n02(V)
によって決まり、しかも各パラメータは、夫々、ヨーレ
ートや横速度の過渡特性の何を調整するものであるかが
決まっているのであるから、所望する過渡特性に応じて
各車速VSP毎に各パラメータを適正に設定すれば、達成
される過渡特性もそのように決まる。即ち、これらのパ
ラメータを適切に調整すれば、目標後輪舵角δR * によ
って達成されるヨーレート及び横速度の過渡特性も一意
に決定され、この状態のチューニングも容易になること
から、例えば車両ごとに異なる要求にも、比較的簡単に
対応することができるようになるのである。The target yaw rate ψ ′ * in the transient state, that is, the transient characteristic of the yaw rate is, for example, the vehicle speed dependent transient characteristic parameter ζ 1 (V), ω n1 (V), n for the yaw rate control.
11 (V), the target lateral velocity V Y * in the transient state,
In other words, the transient characteristics of the lateral speed also include, for example, the vehicle speed-dependent transient characteristic parameters ζ 2 (V), ω n2 (V), and n 02 (V) for the lateral speed control.
The rules, yet each parameter, respectively, since it is the one used for adjusting the what transient characteristics of the yaw rate and lateral velocity are determined, each parameter for each vehicle speed V SP in response to transient characteristics desired With proper settings, the transient characteristics achieved are also determined accordingly. That is, by appropriately adjusting these parameters, transient characteristic of the yaw rate and lateral velocity is achieved by the target rear wheel steering angle [delta] R * is also uniquely determined, since it becomes easy tuning this state, the vehicle This makes it relatively easy to respond to different requests.
【0055】このチューニングの様子を図9にシミュレ
ートしてみた。このシミュレーションは、安定した高μ
路面での直線路からの旋回を想定したものである。ま
ず、図9aのような操舵角θのステップ入力を想定す
る。すると、二次的な振動が比較的早期に収束する理想
的な目標ヨーレートψ'*が図9bのように決定される。
つまり、この目標ヨーレートψ'*の波形をコントロール
するのが、前記ヨーレート制御用車速依存定常特性パラ
メータG1(V)やその過渡特性パラメータζ1(V),ω
n1(V) ,n11(V) である。この目標ヨーレートψ'*のみ
を達成する,所謂前記第1目標後輪舵角δR1 * を図9d
に実線で示す。そして、この第1目標後輪舵角δ R1 * が
達成されたときのヨーレートのゲインを図9eに、横速
度の微分値である横加速度のゲインを図9fに、ヨーレ
ートの位相を図9gに、横加速度の位相を図9hに夫々
示す。このうち、横加速度のゲインを除く,ヨーレート
のゲインや位相,横加速度の位相は当該車両の旋回時の
運動特性としてはほぼ理想的であるが、横加速度のゲイ
ンが、例えば1Hz以上の高周波領域でやや低い,即ち
横加速度の立上りが弱いという結果になった。FIG. 9 shows a simulation of this tuning.
I tried it. This simulation shows a stable high μ
This assumes a turn from a straight road on a road surface. Ma
Instead, assuming a step input of the steering angle θ as shown in FIG.
You. Then, the ideal that secondary vibration converges relatively early
Target yaw rateψ'*Is determined as in FIG. 9b.
In other words, this target yaw rate ψ'*Control waveform
It is the vehicle speed dependent steady-state characteristic parameter for yaw rate control.
Meter G1(V) and its transient characteristics parameter ζ1(V), ω
n1(V), n11(V). This target yaw rate ψ'*only
The so-called first target rear wheel steering angle δR1 *Figure 9d
Is shown by a solid line. Then, the first target rear wheel steering angle δ R1 *But
The yaw rate gain when achieved is shown in FIG.
FIG. 9F shows the gain of the lateral acceleration, which is the derivative of the degree, in the yaw rate.
9g and the lateral acceleration phase in FIG. 9h, respectively.
Show. Yaw rate excluding gain of lateral acceleration
The gain and phase of the vehicle and the phase of the lateral acceleration are
Although it is almost ideal as a motion characteristic,
Is slightly lower in the high frequency region of, for example, 1 Hz or more
As a result, the rise of the lateral acceleration was weak.
【0056】そこで、前記横速度制御用車速依存定常特
性パラメータG2(V)及びその過渡特性パラメータζ
2(V),ωn2(V) ,n02(V) を適正に調整しながら、前記
操舵角θに対する目標横加速度VY '*が図9cのように
設定される。同図から明らかなように、この目標横加速
度VY '*は立上りが鋭く且つ速く、二次的な振動が比較
的早期に収束する理想的なものであり、後輪非操舵の後
輪駆動車両のように定常的なゲインも比較的大きいこと
から、車両にはスポーティ感も与えられる。この目標横
加速度VY '*を達成するための前記第2目標後輪舵角δ
R2 * を算出し、前記第1目標後輪舵角δR1 * と加算して
得られた目標後輪舵角δR * を図9dに破線で示す。こ
れによれば、後輪舵角の切り始めのタイミングがやや遅
くなり、鋭く且つ速く切り増しされるようになる。そし
て、このときのヨーレートのゲイン,横加速度のゲイ
ン,ヨーレートの位相,横加速度の位相を夫々該当する
図面に破線で示す。これらの図から明らかなように、目
標ヨーレートψ'*のみを達成するための第1目標後輪舵
角δR1 * で達成される理想的な運動特性,つまりヨーレ
ートのゲインや位相,横加速度の位相については殆ど変
化がなく、やや不足気味であった高周波領域の横加速度
のゲインが高まり、全ての車両運動特性がほぼ満足され
る状態となった。Therefore, the vehicle speed dependent steady-state characteristic parameter G 2 (V) for the lateral speed control and its transient characteristic parameter ζ
While appropriately adjusting 2 (V), ω n2 (V), and n 02 (V), the target lateral acceleration V Y '* with respect to the steering angle θ is set as shown in FIG. 9C. As can be seen from the figure, the target lateral acceleration V Y '* is an ideal one in which the rise is sharp and fast, and the secondary vibration converges relatively early. Since the steady gain is relatively large like a vehicle, the vehicle also has a sporty feeling. The second target rear wheel steering angle δ for achieving the target lateral acceleration V Y ′ *
R2 * is calculated, indicating the first target rear wheel steering angle [delta] R1 * and the addition to the target rear wheel steering angle obtained by [delta] R * by a broken line in FIG 9d. According to this, the timing of starting the turning of the rear wheel steering angle is slightly delayed, and the turning is sharply and quickly increased. The gain of the yaw rate, the gain of the lateral acceleration, the phase of the yaw rate, and the phase of the lateral acceleration at this time are indicated by broken lines in the corresponding drawings. As is apparent from these figures, the ideal motion characteristics achieved at the first target rear wheel steering angle δ R1 * for achieving only the target yaw rate ψ ′ * , that is, the gain and phase of the yaw rate and the lateral acceleration The phase hardly changed, and the gain of the lateral acceleration in the high frequency region, which was slightly lacking, increased, and all vehicle motion characteristics were almost satisfied.
【0057】以上より、本実施形態は、本発明のうち請
求項1乃至3に係る車両運動制御装置を実施化したもの
であり、前記操舵角センサ8及び図8の演算処理のステ
ップS1が舵角検出手段を構成し、以下同様に、前記車
速センサ6及び図8の演算処理のステップS1が車速検
出手段を構成し、図8の演算処理のステップS5及びス
テップS7が第1車両運動目標値算出手段を構成し、図
8の演算処理のステップS6及びステップS8が第2車
両運動目標値算出手段を構成し、図8の演算処理のステ
ップS9が第1後輪舵角指令値算出手段を構成し、図8
の演算処理のステップS10が第2後輪舵角指令値算出
手段を構成し、図8の演算処理のステップS11が後輪
舵角指令値算出手段を構成し、図8の演算処理のステッ
プS12及びステップS13及び後輪操舵装置が補助操
舵手段を構成している。As described above, the present embodiment is an embodiment of the vehicle motion control apparatus according to claims 1 to 3 of the present invention, and the steering angle sensor 8 and step S1 of the calculation processing in FIG. Similarly, the vehicle speed sensor 6 and step S1 of the calculation processing in FIG. 8 constitute vehicle speed detection means, and steps S5 and S7 of the calculation processing in FIG. Steps S6 and S8 of the calculation process of FIG. 8 constitute a second vehicle motion target value calculation unit, and Step S9 of the calculation process of FIG. 8 constitutes a first rear wheel steering angle command value calculation unit. Figure 8
8 constitutes a second rear wheel steering angle command value calculation means, step S11 of the calculation processing of FIG. 8 constitutes rear wheel steering angle command value calculation means, and step S12 of the calculation processing of FIG. Step S13 and the rear wheel steering device constitute auxiliary steering means.
【0058】次に本発明の車両運動制御装置の第2実施
形態について図10乃至図14を用いて説明する。この
実施形態における車両の主要構成は前記第1実施形態の
図1乃至図3のものと同様である。また、車両運動の目
標値を算出してからの主要制御は、前記第1実施形態の
図4及び図5及び図7に示す内容と同様であり、またそ
れに用いられる各種のパラメータ等の説明も、前記第1
実施形態の図6に示すものと同様である。一方、前記コ
ントロールユニット3内のマイクロコンピュータ40で
実行される演算処理が前記図8のものから図10のもの
に変更されている。但し、図10の演算処理は前記図8
の演算処理に類似しており、中には同等のステップもあ
る。そこで、同等のステップには同等の符号を附してそ
れらの詳細な説明は省略する。そして、図7の演算処理
と図10の演算処理の相違について列挙すると、まずス
テップS1とステップS5との間にステップS2乃至ス
テップS4が挿入されている。また、演算処理に用いら
れる算出式等は同等でも、ステップS9及びステップS
10では具体的に演算に用いられるパラメータが変更さ
れるといった内容の変更がある。Next, a second embodiment of the vehicle motion control device according to the present invention will be described with reference to FIGS. The main configuration of the vehicle in this embodiment is the same as that in FIGS. 1 to 3 of the first embodiment. The main control after the calculation of the target value of the vehicle motion is the same as that shown in FIGS. 4, 5 and 7 of the first embodiment, and the explanation of various parameters and the like used therefor is also given. , The first
It is the same as that shown in FIG. 6 of the embodiment. On the other hand, the arithmetic processing executed by the microcomputer 40 in the control unit 3 is changed from that of FIG. 8 to that of FIG. However, the calculation processing of FIG.
Is similar to the arithmetic processing described above, and some of the steps are equivalent. Therefore, the same reference numerals are given to the same steps, and the detailed description thereof will be omitted. Then, when listing differences between the arithmetic processing of FIG. 7 and the arithmetic processing of FIG. 10, first, steps S2 to S4 are inserted between step S1 and step S5. In addition, even if the calculation formulas and the like used in the arithmetic processing are equivalent, step S9 and step S9
In 10, there is a change in the content such that the parameters used for the calculation are specifically changed.
【0059】具体的に前記ステップS2では、前記前後
各車輪の平均前輪速nF ,平均後輪速nR を読込んでか
らステップS3に移行し、このステップS3では、図示
されない個別の演算処理によって、例えば加速中の前後
輪速比nF /nR から路面μを算出してからステップS
4に移行する。つまり、路面μが低ければ低いほど、駆
動輪である後輪の加速中の平均後輪速nR は、車体速度
と等価な非駆動輪である平均前輪速nF より速くなり、
両者の比はほぼ路面μの低さになるから、これを用いて
凡その路面μを検出することができる。なお、この路面
μの検出には、この他にも、例えばABS(アンチロッ
クブレーキ制御装置)を備える車両にあっては、当該A
BSによるホイールシリンダへの作動流体圧の減圧処理
時における各車輪速の復帰速度(加速度)から路面反力
トルクの比を求め、それを路面μとしてもよい。また、
両者の切換えはスロットル開度ONとかブレーキスイッ
チONといった信号をトリガに用いらればよい。More specifically, in step S2, the average front wheel speed n F and the average rear wheel speed n R of the front and rear wheels are read, and the process proceeds to step S3. In this step S3, individual calculation processing (not shown) is performed. For example, after calculating the road surface μ from the front and rear wheel speed ratio n F / n R during acceleration, step S
Move to 4. That is, the lower the road surface mu, the average rear wheel speed n R during acceleration of the rear wheels is a drive wheel, faster than the average front wheel speed n F is a vehicle speed equivalent to the non-driving wheels,
Since the ratio between the two is almost as low as the road surface μ, it can be used to detect the approximate road surface μ. In addition, for the detection of the road surface μ, for example, in a vehicle provided with an ABS (anti-lock brake control device),
The ratio of the road surface reaction torque may be obtained from the return speed (acceleration) of each wheel speed during the process of reducing the working fluid pressure to the wheel cylinder by the BS, and the ratio may be used as the road surface μ. Also,
Switching between the two may be performed by using a signal such as a throttle opening ON or a brake switch ON as a trigger.
【0060】また、前記ステップS4では、前記路面μ
と前後輪横滑り角βF ,βR とから、個別の演算処理に
より、例えば図11の制御マップ等に従って前後各輪の
コーナリングパワーKF ,KR を算出してから前記ステ
ップS5に移行する。この図11の制御マップについて
は後段に詳述するとして、前後輪の横滑り角βF ,β R
については前回の演算処理のステップS9又はステップ
S10において、前記3−1式乃至3−5式或いは4−
1式乃至4−5式で算出されたものを用いればよい。In step S4, the road surface μ
And front and rear wheel sideslip angle βF, ΒRFrom, to individual arithmetic processing
For example, according to the control map of FIG.
Cornering power KF, KRAfter calculating
The process proceeds to Step S5. About the control map of FIG.
Is the side slip angle β of the front and rear wheelsF, Β R
For step S9 or step
In S10, the above formulas 3-1 to 3-5 or 4-
What is calculated by Equations 1 to 4-5 may be used.
【0061】そして、前記ステップS5やステップS6
では、前記ステップS4で算出された前後各輪のコーナ
リングパワーKF ,KR を用いて目標ヨーレートψ'*や
目標横速度VY * を算出する(前記各パラメータ中に介
在するコーナリングパワーK F ,KR を補正することで
可能。詳細については前記参考文献を参照のこと)。ま
た、前記ステップS9やステップS10では、前記ステ
ップS4で算出された前後各輪のコーナリングパワーK
F ,KR を用いて前記3式及び4式を解くことで第1目
標後輪舵角δR1 * ,δR1 * を算出する。Then, step S5 or step S6 is performed.
Now, the corners of the front and rear wheels calculated in step S4
Ring power KF, KRTarget yaw rate using'*And
Target lateral speed VY *Is calculated.
Existing cornering power K F, KRBy correcting
Possible. See the reference above for details). Ma
In step S9 and step S10, the step
Cornering power K of front and rear wheels calculated in step S4
F, KRBy solving the above equations 3 and 4 using
Rear wheel steering angle δR1 *, ΔR1 *Is calculated.
【0062】次に、本実施形態の作用について説明す
る。前後各輪のコーナリングパワーK F ,KR が安定し
ているときのステップS5以後の作用については、前記
第1実施形態と同様であるが、この実施形態では、追加
されたステップS2乃至ステップS4でコーナリングパ
ワーKF ,KR を設定し直している(補正している)。
一般に、コーナリングパワーと車輪横滑り角との積値で
表れるコーナリングフォースは、車輪横滑り角が小さい
間は当該横滑り角の増加と共にリニアに増加するが、次
第に増加割合が小さくなり、或る程度以上車輪横滑り角
が大きくなると減少に転じてしまう。前記3−1式又は
4−1式の定義からも明らかなように、このコーナリン
グフォースの増加又は減少の割合がコーナリングパワー
であり、高μ路面での横滑り角に対する変化の様子を示
すと図11のようになる。つまり、コーナリングパワー
は或る横滑り角以上では負値になってしまうこともあ
る。Next, the operation of the present embodiment will be described.
You. Cornering power K for front and rear wheels F, KRIs stable
The operation after step S5 when
Similar to the first embodiment, but in this embodiment, an additional
In steps S2 to S4, the cornering
Work KF, KRHas been reset (corrected).
Generally, the product of cornering power and wheel sideslip angle
The appearing cornering force has a small wheel skid angle
Increases linearly with the increase in the sideslip angle.
Second, the rate of increase decreases, and the wheel sideslip angle exceeds a certain
When becomes large, it starts to decrease. Formula 3-1 or
As is clear from the definition of Formula 4-1, this cornering
The rate of increase or decrease in gforce is the cornering power
And shows the change with respect to the sideslip angle on high μ road surface.
Then, it becomes as shown in FIG. In other words, cornering power
May be negative above a certain skid angle.
You.
【0063】また、前記コーナリングフォースはタイヤ
のグリップ力の一部であり、当該タイヤのグリップ力と
は路面とのほぼ摩擦力と考えてよいから、路面μが低く
なれば、当然タイヤのグリップ力は小さくなり、コーナ
リングフォースも小さくなることになるから、高μ路面
におけるコーナリングパワーに対して低μ路面のそれは
図11に示すように表れる。そこで、本実施形態では、
コーナリングパワーを変動させる路面μ及び車輪横滑り
角βF ,βR を用い、これらに応じてそのときどきのコ
ーナリングパワーKF ,KR を正確な値に補正すること
で、車両運動を正確に行うことができるようにする。The cornering force is a part of the grip force of the tire, and the grip force of the tire may be considered to be almost the frictional force with the road surface. Is smaller and the cornering force is smaller, so that the cornering power on the high μ road surface is as shown in FIG. 11 on the low μ road surface. Therefore, in this embodiment,
Accurate vehicle motion by using the road surface μ and the wheel sideslip angles β F , β R that fluctuate the cornering power, and correcting the current cornering powers K F , K R to an accurate value accordingly. To be able to
【0064】ここでは、路面μの違いによる車両運動の
違いを、第1実施形態と比較してみる。まず、例えば後
輪非操舵の後輪駆動車両,つまり通常のFR二輪操舵車
両の高μ路面でのヨーレートを図12aに実線で示す。
これに対して、後輪を補助操舵する第1実施形態及び第
2実施形態では、例えばヨーレートの立上りを速やかに
して回頭性を向上すると共に、その二次振動の収束性を
早めてきびきびした感じを与え、更には定常状態でのゲ
インを小さめにしてニュートラルステアに近づけるため
に、図12aのような目標応答特性を与える。また、横
速度については図12bに示すように、前述のように定
常特性(定常値)については目標応答特性を後輪非操舵
車両のそれに一致させ、過渡特性については横速度の立
上りを速やかにすると共にその二次振動の収束性を高め
るようにセッティングする。これらの特性を満足する後
輪舵角の経時変化を図13に示してみた。Here, differences in vehicle motion due to differences in road surface μ will be compared with those in the first embodiment. First, for example, the yaw rate of a rear-wheel-drive vehicle that is not rear-wheel steered, that is, a normal FR two-wheel-steered vehicle on a high μ road surface is shown by a solid line in FIG.
On the other hand, in the first embodiment and the second embodiment in which the rear wheels are assisted, for example, the rising speed of the yaw rate is improved to improve the turning performance, and the convergence of the secondary vibration is accelerated. Further, in order to make the gain in the steady state smaller and approach the neutral steer, a target response characteristic as shown in FIG. As shown in FIG. 12b, the target response characteristic of the steady-state characteristic (steady-state value) is made to match that of the rear-wheel unsteered vehicle as described above, and the rise of the lateral speed is rapidly increased for the transient characteristic, as shown in FIG. And the setting is made to enhance the convergence of the secondary vibration. FIG. 13 shows the change over time of the rear wheel steering angle satisfying these characteristics.
【0065】ところが、前記第1実施形態では、コーナ
リングパワーを路面μに応じて設定しないので、例えば
低μ路面の目標応答特性も図12cに破線で示すように
高μ路面のそれと同様に与えられるし、同じく横速度の
目標応答特性も図12dに破線で示すように高μ路面の
それと同様に与えられることになる。一方、後輪非操舵
車両で実際に達成可能なヨーレートは図12cに実線で
示すように表れ、同じく達成可能な横速度は図12dに
実線で示すようにしか表れない。つまり、二輪操舵車両
で実際に達成可能なヨーレートや横速度等の車両運動に
対して、高μ路面と同じ目標応答特性ではあまりにも差
が大き過ぎるし、実際に高μ路面と同じ目標応答特性を
狙って後輪を補助操舵してみても、図12cに一点鎖線
で示すように、二輪操舵車両の特性を僅かに改善できる
に過ぎない。However, in the first embodiment, since the cornering power is not set according to the road surface μ, for example, the target response characteristic of the low μ road surface is given in the same manner as that of the high μ road surface as shown by the broken line in FIG. Similarly, the target response characteristic of the lateral speed is given in the same manner as that of the high μ road surface as shown by the broken line in FIG. On the other hand, the actually achievable yaw rate for a rear-wheel unsteered vehicle appears as shown by the solid line in FIG. 12c, and the achievable lateral speed only appears as shown by the solid line in FIG. 12d. In other words, the target response characteristic that is the same as the high μ road surface is too large for the vehicle motion such as the yaw rate and the lateral speed that can be actually achieved by the two-wheel steering vehicle, and the target response characteristic that is actually the same as the high μ road surface If the rear wheels are assisted by steering, the characteristics of the two-wheel steering vehicle can be slightly improved as shown by the dashed line in FIG. 12c.
【0066】そこで、例えば低μ路面では、横速度(車
体横滑り角)が大きくなるのは、操安性や加速性の面で
も仕方ないことであるから、例えばヨーレートについて
は後輪非操舵車両よりも若干立上りを早めて回頭性が得
られればよいし、二次振動を抑えた後の定常特性として
はむしろゲインを小さめにして安定性を高めるほうがよ
いから、これを図12cに二点鎖線で示してみた。ま
た、横速度については、運転者に注意を喚起する意味で
やや早めに立上げ、その後はできるだけ振動しないよう
に後輪非操舵車両と同等のゲインで定常化すればよいか
ら、これを図12dに二点鎖線で示してみた。つまり、
この説明からも明らかなように、これらの低μ路面で望
ましい目標応答特性というのは、各パラメータに与えら
れる方向性については前記高μ路面でのそれと同じでよ
く、単にそれらに含まれるコーナリングパワーを路面μ
に応じて補正すれば、適切に与えられるものであること
が分かる。そして、このように目標応答特性を補正する
ことで、図13に二点鎖線で示すように、低μ路面で望
ましい後輪舵角が自動的に得られるのである。Therefore, for example, on a low μ road surface, the lateral speed (vehicle side slip angle) increases because it is inevitable in terms of maneuverability and acceleration. It is only necessary to slightly accelerate the rise to obtain a turning property, and as a steady characteristic after suppressing the secondary vibration, it is better to lower the gain and increase the stability. This is shown by a two-dot chain line in FIG. I showed it. In addition, the lateral speed may be started up a little earlier in order to call attention to the driver, and thereafter, it may be stabilized at a gain equivalent to that of the rear-wheel non-steered vehicle so that the vehicle does not vibrate as much as possible. I showed it with a two-dot chain line. That is,
As is clear from this description, the desired target response characteristics on the low μ road surface may be the same as those on the high μ road surface in terms of the directionality given to each parameter, and simply include the cornering power included in them. Is the road surface μ
It can be seen that if the correction is made according to the formula (1), the value is appropriately given. By correcting the target response characteristics in this manner, a desired rear wheel steering angle on a low μ road surface is automatically obtained as shown by a two-dot chain line in FIG.
【0067】即ち、車両運動の目標値(過渡特性及び定
常特性を含む)を、コーナリングパワーを適切に補正し
ながら設定することで、前記コーナリングフォースの線
形域から限界域まで共通の応答を用いることができ、例
えば線形域に相当するステア特性制御から、コーナリン
グフォースが頭打ちになる制駆動制御を経て、限界域に
相当する荷重(ロール剛性)制御まで、夫々の領域にお
いて、安定性や応答性の効果が自動的に最大限に発揮さ
れるのである。That is, by setting the target value (including the transient characteristics and the steady-state characteristics) of the vehicle motion while appropriately correcting the cornering power, it is possible to use a common response from the linear region to the limit region of the cornering force. For example, from the steer characteristic control corresponding to the linear range, through the braking / driving control where the cornering force reaches a plateau, to the load (roll stiffness) control corresponding to the limit range, the stability and the response of The effect is automatically maximized.
【0068】なお、この実施形態において、コーナリン
グパワー,横滑り角,路面μの全てが全く未知の状態に
なると、前述した車両運動方程式を解法できなくなるの
で、本実施形態では、例えば操舵入力のない高μ路面で
コーナリングパワーを初期化(キャリブレーション)
し、例えば低μ路面の判断が先行した場合にはそれに基
づいてコーナリングパワーを先に補正し、操舵入力があ
ると前輪横滑り角を補正するといったように、3者の補
正を順次繰返し更新記憶することで、両者を真の値に近
づけるようにしている。In this embodiment, if the cornering power, the sideslip angle, and the road surface μ are all unknown, the vehicle motion equation described above cannot be solved. Initialize cornering power on μ road surface (calibration)
Then, for example, when the judgment of the low μ road surface is advanced, the cornering power is first corrected based on that, and when the steering input is made, the front wheel side slip angle is corrected, and the correction of the three is sequentially updated and stored repeatedly. By doing so, both are brought close to the true value.
【0069】以上より、本実施形態は、本発明のうち請
求項1乃至6に係る車両運動制御装置を実施化したもの
であり、前記操舵角センサ8及び図10の演算処理のス
テップS1が舵角検出手段を構成し、以下同様に、前記
車速センサ6及び図10の演算処理のステップS1が車
速検出手段を構成し、図10の演算処理のステップS5
及びステップS7が第1車両運動目標値算出手段を構成
し、図10の演算処理のステップS6及びステップS8
が第2車両運動目標値算出手段を構成し、図10の演算
処理のステップS9が第1後輪舵角指令値算出手段を構
成し、図10の演算処理のステップS10が第2後輪舵
角指令値算出手段を構成し、図10の演算処理のステッ
プS11が後輪舵角指令値算出手段を構成し、図10の
演算処理のステップS12及びステップS13及び後輪
操舵装置が補助操舵手段を構成し、図10の演算処理の
ステップS3が路面摩擦係数状態検出手段を構成し、図
10の演算処理のステップS9又はステップS10が車
輪横滑り角検出手段を構成し、図10の演算処理のステ
ップS4がコーナリングパワー補正手段を構成してい
る。As described above, the present embodiment is an embodiment of the vehicle motion control apparatus according to claims 1 to 6 of the present invention, and the steering angle sensor 8 and the step S1 of the arithmetic processing in FIG. The vehicle speed sensor 6 and step S1 of the calculation processing of FIG. 10 similarly constitute the vehicle speed detection means, and step S5 of the calculation processing of FIG.
And step S7 constitute a first vehicle movement target value calculating means, and steps S6 and S8 of the calculation processing in FIG.
Constitutes a second vehicle movement target value calculating means, step S9 of the arithmetic processing of FIG. 10 constitutes a first rear wheel steering angle command value calculating means, and step S10 of the arithmetic processing of FIG. Step S11 of the calculation processing in FIG. 10 constitutes a rear wheel steering angle command value calculation means, and steps S12 and S13 of the calculation processing in FIG. 10 and the rear wheel steering device constitute auxiliary steering means. 10, the step S3 of the calculation processing of FIG. 10 constitutes the road surface friction coefficient state detecting means, and the step S9 or S10 of the calculation processing of FIG. 10 constitutes the wheel side slip angle detection means, and the calculation processing of FIG. Step S4 constitutes the cornering power correction means.
【0070】なお、前記実施形態では、前輪の舵角をス
テアリングホイールの操舵角から算出しているが、実質
的に欲しいのは前輪舵角δF (=θ/N)であるから、
これを直接検出するようにしてもよい。In the above embodiment, the steering angle of the front wheels is calculated from the steering angle of the steering wheel. However, since what is substantially desired is the front wheel steering angle δ F (= θ / N),
This may be detected directly.
【0071】また、上記実施形態では予め設定した制御
マップに基づいて伝達特性を決定する各車速依存パラメ
ータを設定するようにした場合について説明したが、こ
れに限らず、例えば、車速に対する関数として記憶して
おき、車速に基づいて関数演算を行って設定するように
することも可能であり、要は、車速に対して車速依存パ
ラメータを一意に設定できればどのような方法でもよ
い。Further, in the above-described embodiment, a case has been described where each vehicle speed-dependent parameter for determining a transfer characteristic is set based on a control map set in advance. However, the present invention is not limited to this. In addition, it is also possible to set by performing a function operation based on the vehicle speed. In short, any method can be used as long as the vehicle speed-dependent parameter can be uniquely set for the vehicle speed.
【0072】また、上記実施形態では各車速依存パラメ
ータを車速に応じて設定するようにした場合について説
明したが、これに限るものではなく、例えば、選択され
るギヤ比に基づき、車両が高速走行をしているか低速走
行をしているかといった車両の走行速度を推定し、これ
に基づき車速依存パラメータを設定するようにすること
も可能である。Further, in the above-described embodiment, the case where each vehicle speed dependent parameter is set according to the vehicle speed has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the vehicle travels at high speed based on the selected gear ratio. It is also possible to estimate the running speed of the vehicle, such as whether the vehicle is running or running at low speed, and set the vehicle speed-dependent parameter based on this.
【0073】また、これらの各パラメータは車速のみな
らず、差量の運転状態や操舵状態によって調整すること
も可能である。また、前記実施形態はコントロールユニ
ット3としてマイクロコンピュータを適用した場合につ
いて説明したが、これに代えてカウンタ,比較器等の電
子回路を組み合わせて構成することもできる。Each of these parameters can be adjusted not only by the vehicle speed but also by the driving state and steering state of the difference. In the above-described embodiment, the case where a microcomputer is applied as the control unit 3 has been described. Alternatively, an electronic circuit such as a counter and a comparator may be combined.
【図1】本発明の車両運動制御装置を展開した後輪操舵
可能な車両の一例を示すものであり、(a)は車両全体
構成概略図、(b)はアクチュエータの概略構成図であ
る。FIG. 1 shows an example of a rear wheel steerable vehicle in which a vehicle motion control device of the present invention is developed, wherein (a) is a schematic diagram of the entire vehicle configuration, and (b) is a schematic configuration diagram of an actuator.
【図2】図1のアクチュエータの詳細説明図である。FIG. 2 is a detailed explanatory view of the actuator of FIG. 1;
【図3】図2のアクチュエータの非可逆特性の説明図で
ある。FIG. 3 is an explanatory diagram of irreversible characteristics of the actuator of FIG. 2;
【図4】図1のコントロールユニットの構成説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration of a control unit in FIG. 1;
【図5】図4のコントロールユニットで構築される機能
ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram constructed by the control unit of FIG. 4;
【図6】図5のブロック図で用いられる各パラメータの
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of each parameter used in the block diagram of FIG. 5;
【図7】図5のブロックの各内部ブロックを示す説明図
である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing each internal block of the block in FIG. 5;
【図8】図4のコントロールユニットで実行される演算
処理の第1実施形態を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a first embodiment of a calculation process executed by the control unit in FIG. 4;
【図9】図8の演算処理による作用説明図である。FIG. 9 is an operation explanatory diagram of the calculation processing of FIG. 8;
【図10】図4のコントロールユニットで実行される演
算処理の第2実施形態を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating a second embodiment of the arithmetic processing executed by the control unit in FIG. 4;
【図11】図10の演算処理に用いられる制御マップで
ある。FIG. 11 is a control map used for the calculation processing of FIG. 10;
【図12】図10の演算処理による作用説明図である。FIG. 12 is an operation explanatory diagram of the calculation processing of FIG. 10;
【図13】図10の演算処理による作用説明図である。FIG. 13 is an operation explanatory diagram of the calculation processing of FIG. 10;
【図14】図10の演算処理による作用説明図である。FIG. 14 is an operation explanatory diagram of the calculation processing of FIG. 10;
1はアクチュエータユニット 2は後輪操舵装置 3はコントロールユニット 4はスイッチ回路 6は車速センサ 8は操舵角センサ 9は後輪舵角センサ 10FL〜10RRは前左輪〜後右輪 15はステアリングホイール 20は操舵軸 22は電動モータ 40はマイクロコンピュータ 1 is an actuator unit 2 is a rear wheel steering device 3 is a control unit 4 is a switch circuit 6 is a vehicle speed sensor 8 is a steering angle sensor 9 is a rear wheel steering angle sensor 10 FL to 10 RR is a front left wheel to a rear right wheel 15 is a steering wheel 20 The steering shaft 22 is an electric motor 40 is a microcomputer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 孝彰 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takaaki Eguchi 2 Nissan Motor Co., Ltd., Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa
Claims (6)
る車両運動に対して夫々の目標値を所定のモデル式から
算出し、夫々の車両運動が二つの目標値を同時に達成す
るように、主操舵されない後輪の舵角指令値を算出し、
これに応じて後輪を補助操舵するようにした車両運動制
御装置において、前記二つの車両運動目標値を算出する
ためのモデル式の伝達特性を一次/二次の特性とし、そ
のうち何れか一方の車両運動目標値のモデル式の伝達特
性については過渡特性及び定常特性を調整可能とし、他
方の車両運動目標値のモデル式の伝達特性については過
渡特性のみを調整可能とすることで、前記二つの異なる
車両運動の達成状態を制御可能としたことを特徴とする
車両運動制御装置。1. A method according to claim 1, further comprising: calculating, based on a steering angle and a vehicle speed, respective target values for two different vehicle motions from a predetermined model formula, so that each vehicle motion simultaneously achieves the two target values. , Calculate the steering angle command value of the rear wheels that are not main-steered,
In the vehicle motion control device adapted to assist steering of the rear wheels in response to this, the transfer characteristics of the model formula for calculating the two vehicle motion target values are set as primary / secondary characteristics, and either one of them is used. For the transfer characteristic of the model expression of the vehicle motion target value, the transient characteristic and the steady characteristic can be adjusted, and for the transfer characteristic of the model expression of the other vehicle motion target value, only the transient characteristic can be adjusted. A vehicle motion control device, wherein different vehicle motion achievement states can be controlled.
車速を検出する車速検出手段と、少なくとも前輪舵角に
対して一次/二次の伝達特性を有し且つその定常特性及
び過渡特性について調整可能なモデル式から、前記舵角
検出手段の舵角及び前記車速検出手段の車速に基づい
て、予め設定された第1の車両運動に対する第1車両運
動目標値を算出する第1車両運動目標値算出手段と、少
なくとも前輪舵角に対して一次/二次の伝達特性を有し
且つその過渡特性についてのみ調整可能なモデル式か
ら、前記舵角検出手段の舵角及び前記車速検出手段の車
速に基づいて、前記第1の車両運動とは異なる予め設定
された第2の車両運動に対する第2車両運動目標値を算
出する第2車両運動目標値算出手段と、前記第1車両運
動目標値算出手段で算出された第1車両運動目標値を達
成するために必要な、主操舵されない後輪の第1後輪舵
角指令値を算出する第1後輪舵角指令値算出手段と、前
記第2車両運動目標値算出手段で算出された第2車両運
動目標値を達成するために必要な、前記後輪の第2後輪
舵角指令値を算出する第2後輪舵角指令値算出手段と、
前記第1後輪舵角指令値算出手段の第1後輪舵角指令値
と前記第2後輪舵角指令値算出手段の第2後輪舵角指令
値との加算値から後輪舵角指令値を算出する後輪舵角指
令値算出手段と、この後輪舵角指令値算出手段の後輪舵
角指令値に応じて後輪を操舵する補助操舵手段とを備え
たことを特徴とする車両運動制御装置。2. A steering angle detecting means for detecting a steering angle of a front wheel;
Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed; and a model formula having at least a primary / secondary transfer characteristic with respect to the front wheel steering angle and adjustable for its steady-state and transient characteristics. First vehicle motion target value calculating means for calculating a first vehicle motion target value for a first vehicle motion set in advance based on the vehicle speed of the vehicle speed detecting means; Is set in advance different from the first vehicle motion based on the steering angle of the steering angle detection means and the vehicle speed of the vehicle speed detection means from a model formula having the transfer characteristics of and having only the transient characteristics adjustable. A second vehicle movement target value calculating means for calculating a second vehicle movement target value for the second vehicle movement, and a first vehicle movement target value calculated by the first vehicle movement target value calculating means. necessary, A first rear wheel steering angle command value calculating means for calculating a first rear wheel steering angle command value of a non-steered rear wheel, and a second vehicle motion target value calculated by the second vehicle motion target value calculating means are achieved. A second rear wheel steering angle command value calculating means for calculating a second rear wheel steering angle command value for the rear wheel,
The rear wheel steering angle is calculated from the sum of the first rear wheel steering angle command value of the first rear wheel steering angle command value calculation means and the second rear wheel steering angle command value of the second rear wheel steering angle command value calculation means. A rear wheel steering angle command value calculating means for calculating a command value, and auxiliary steering means for steering rear wheels according to the rear wheel steering angle command value of the rear wheel steering angle command value calculating means. Vehicle motion control device.
り、第2の車両運動が横速度であることを特徴とする請
求項2に記載の車両運動制御装置。3. The vehicle motion control device according to claim 2, wherein the first vehicle motion is a yaw rate, and the second vehicle motion is a lateral speed.
る車両運動に対して夫々の目標値を所定のモデル式から
算出し、夫々の車両運動が二つの目標値を同時に達成す
るように、主操舵されない後輪の舵角指令値を算出し、
これに応じて後輪を補助操舵するようにした車両運動制
御装置において、前記二つの車両運動目標値を算出する
ためのモデル式の伝達特性を一次/二次の特性とし、且
つ当該モデル式中のコーナリングパワーを路面摩擦係数
状態及び車輪横滑り角に応じて補正することで、前記二
つの異なる車両運動の達成状態を路面摩擦係数状態に適
応可能としたことを特徴とする車両運動制御装置。4. Based on a steering angle and a vehicle speed, respective target values for two different vehicle motions are calculated from a predetermined model formula so that each vehicle motion simultaneously achieves the two target values. , Calculate the steering angle command value of the rear wheels that are not main-steered,
In the vehicle motion control device adapted to assist the rear wheels in accordance with the above, the transfer characteristics of the model formula for calculating the two vehicle motion target values are set as primary / secondary characteristics, and A vehicle motion control device characterized in that the two different vehicle motion achievement states can be adapted to the road surface friction coefficient state by correcting the cornering power according to the road surface friction coefficient state and the wheel side slip angle.
車速を検出する車速検出手段と、少なくとも前輪舵角に
対して一次/二次の伝達特性を有するモデル式から、前
記舵角検出手段の舵角及び前記車速検出手段の車速に基
づいて、予め設定された二つの異なる車両運動に対する
二つの車両運動目標値を算出する第1及び第2車両運動
目標値算出手段と、前記第1及び第2車両運動目標値算
出手段で算出された二つの車両運動目標値を達成するた
めに必要な、主操舵されない後輪の後輪舵角指令値を算
出する後輪舵角指令値算出手段と、この後輪舵角指令値
算出手段の後輪舵角指令値に応じて後輪を操舵する補助
操舵手段と、車両が走行している路面の摩擦係数状態を
検出する路面摩擦係数状態検出手段と、前後各車輪の横
滑り角を検出する車輪横滑り角検出手段と、前記路面摩
擦係数状態検出手段の路面摩擦係数状態及び車輪横滑り
角検出手段の車輪横滑り角に基づいて、前記モデル式中
のコーナリングパワーを補正するコーナリングパワー補
正手段とを備えたことを特徴とする車両運動制御装置。5. A steering angle detecting means for detecting a steering angle of a front wheel,
A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed and a model formula having at least a primary / secondary transmission characteristic with respect to a front wheel steering angle are set in advance based on the steering angle of the steering angle detecting means and the vehicle speed of the vehicle speed detecting means. First and second vehicle motion target value calculating means for calculating two vehicle motion target values for two different vehicle motions, and two vehicle motions calculated by the first and second vehicle motion target value calculating means A rear wheel steering angle command value calculating means for calculating a rear wheel steering angle command value of a rear wheel that is not main-steered and required to achieve a target value, and a rear wheel steering angle command value of the rear wheel steering angle command value calculating means Auxiliary steering means for steering the rear wheels according to the value, road surface friction coefficient state detecting means for detecting a friction coefficient state of a road surface on which the vehicle is traveling, and wheel side slip angle detecting means for detecting a side slip angle of each of the front and rear wheels. And the road surface friction coefficient state detecting means On the basis on the wheel side slip angle of the road surface friction coefficient state and the wheel side slip angle detecting means, a vehicle motion control apparatus being characterized in that a cornering power correcting means for correcting the cornering power in the model equation.
速度であることを特徴とする請求項5に記載の車両運動
制御装置。6. The vehicle motion control device according to claim 5, wherein the two vehicle motions are a yaw rate and a lateral speed.
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