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JP7011998B2 - Vehicle control device - Google Patents
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JP7011998B2 - Vehicle control device - Google Patents

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Description

本発明は、車両における駆動輪の滑りを抑制するための制御を行う車両用制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that controls for suppressing slippage of drive wheels in a vehicle.

駆動源で駆動される駆動輪が最適のトラクションを発生するように、駆動源の出力を制御して駆動輪のスリップを基準スリップに追従させる車両のトラクション制御装置は、例えば下記特許文献1に記載されているように周知である。 A vehicle traction control device that controls the output of a drive source to make the slip of the drive wheels follow a reference slip so that the drive wheels driven by the drive source generate optimum traction is described in, for example, Patent Document 1 below. It is well known as it is.

ところで、従来の車両のトラクション制御では、前輪と後輪とが同時にスリップしている場合、対地速度の真値は不明であることから誤差が大きくなり、微小なスリップを精度良く検出することは困難である。 By the way, in the traction control of a conventional vehicle, when the front wheels and the rear wheels are slipping at the same time, the true value of the ground speed is unknown, so the error becomes large and it is difficult to accurately detect a minute slip. Is.

また、たとえスリップを精度よく検出することができたとしても、車輪として前輪と後輪を備える車両が旋回する際には、駆動輪となる側の車輪に、駆動力又は制動力の他、コーナリングフォース(車両を上方から見て、車輪の進行方向に対して直交する方向の力)も作用する。すると、駆動輪への負担が大きくなり、駆動輪のスリップ量が多くなる。この場合、車両の挙動を安定させる制御を行う必要があった。 Even if slip can be detected accurately, when a vehicle equipped with front wheels and rear wheels as wheels turns, the wheels on the side of the driving wheels are cornered in addition to the driving force or braking force. Force (force in the direction perpendicular to the direction of travel of the wheels when the vehicle is viewed from above) also acts. Then, the load on the drive wheels becomes large, and the slip amount of the drive wheels increases. In this case, it was necessary to control the behavior of the vehicle to be stable.

特許第5945571号公報Japanese Patent No. 5945571

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、旋回時における車両の挙動を安定させる制御を行う車両用制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that controls to stabilize the behavior of a vehicle when turning.

上記課題を解決するため本発明にかかる車両用制御装置は、駆動源(E)と、前輪(WfR,WfL)と、後輪(WrR,WrL)と、駆動源(E)からの動力を前輪(WfR,WfL)又は後輪(WrR,WrL)の少なくとも一方に伝達する動力伝達部材(D)と、前輪(WfR,WfL)及び後輪(WrR,WrL)に付帯されるタイヤ(T)と、操作子(9)と、を有し、前輪(WfR,WfL)の舵角である前輪舵角(δ)は、操作子(9)によって操作される車両(1)に対し、タイヤ(T)の滑り状態を判定しつつ車両(1)の走行を制御する制御手段(U)を有する車両用制御装置であって、制御手段(U)は、タイヤ(T)の滑り状態が、タイヤ(T)の弾性変形に起因して前輪(WfR,WfL)又は後輪(WrR,WrL)のタイヤ(T)が路面に対して見かけ上滑った状態となる弾性滑り状態であるか又はタイヤ(T)が路面に対して実際に滑った状態となる移動滑り状態であるかを判定し、前輪(WfR,WfL)及び後輪(WrR,WrL)に付帯されるタイヤ(T)のうち、いずれかのタイヤ(T)の滑り状態が、弾性滑り状態から移動滑り状態へ遷移したことを判定した場合には、当該タイヤ(T)の滑り状態を弾性滑り状態とするよう、後輪(WrR,WrL)の舵角である後輪舵角(δ)を変更することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the vehicle control device according to the present invention uses the drive source (E), the front wheels (WfR, WfL), the rear wheels (WrR, WrL), and the power from the drive source (E) as the front wheels. A power transmission member (D) that transmits to at least one of (WfR, WfL) or a rear wheel (WrR, WrL), and a tire (T) attached to the front wheels (WfR, WfL) and the rear wheels (WrR, WrL). , And the front wheel steering angle (δ 1 ), which is the steering angle of the front wheels (WfR, WfL), is a tire (1) with respect to the vehicle (1) operated by the actuator (9). A vehicle control device having a control means (U) for controlling the running of the vehicle (1) while determining the slip state of the T). In the control means (U), the slip state of the tire (T) is the tire. The tire (T) of the front wheel (WfR, WfL) or the rear wheel (WrR, WrL) is in an elastic slip state in which the tire (T) apparently slips on the road surface due to the elastic deformation of (T), or the tire (T). It is determined whether T) is in a moving slip state in which it actually slips on the road surface, and which of the tires (T) attached to the front wheels (WfR, WfL) and the rear wheels (WrR, WrL) When it is determined that the slip state of the tire (T) has changed from the elastic slip state to the moving slip state, the rear wheel (WrR, It is characterized in that the rear wheel steering angle (δ 2 ), which is the steering angle of WrL), is changed.

このように、タイヤの滑り状態が弾性滑り状態から移動滑り状態に遷移した場合には、移動滑り状態へ遷移したタイヤの滑りの低減を行うことが好ましい。この場合、タイヤの滑り状態を弾性滑り状態とするよう、後輪舵角を変更することで、前輪のコーナリングフォースと後輪のコーナリングフォースを適切な割合で分配することができる。これにより、駆動輪にかかる負担を減らし、移動滑り状態へ遷移したタイヤの路面に対する滑りを減少させることにより、走行に要する駆動源のエネルギ消費を最小限に抑えることができる。また、滑りを減少させることで、路面から適切な摩擦抵抗を得ることができ、車両の挙動を安定させることができる。 As described above, when the slip state of the tire transitions from the elastic slip state to the moving slip state, it is preferable to reduce the slip of the tire transitioned to the moving slip state. In this case, the cornering force of the front wheels and the cornering force of the rear wheels can be distributed at an appropriate ratio by changing the steering angle of the rear wheels so that the sliding state of the tire becomes the elastic sliding state. This reduces the load on the drive wheels and reduces the slippage of the tires that have transitioned to the moving slip state on the road surface, thereby minimizing the energy consumption of the drive source required for running. Further, by reducing the slip, an appropriate frictional resistance can be obtained from the road surface, and the behavior of the vehicle can be stabilized.

また、上記車両用制御装置において、制御手段(U)は、弾性滑り状態から移動滑り状態へ遷移したことを判定するにあたり、動力伝達部材(D)の回転変動および前輪(WfR,WfL)又は後輪(WrR,WrL)のホイール(W)の回転変動を検出し、動力伝達部材(D)の回転変動振幅に対するホイール(W)の回転変動振幅の振幅比(m)と、動力伝達部材(D)の回転変動に対するホイール(W)の回転変動の位相遅れ(Ψ)とからタイヤ(T)の滑り状態の指標である滑り識別量(ζ)を算出し、滑り識別量(ζ)をタイヤ(T)の弾性滑り限界に対応する基準値(ζ)と比較することで移動滑り状態を判断し、滑り識別量(ζ)<基準値(ζ)となった場合に移動滑り状態であると判定することとしてもよい。 Further, in the vehicle control device, the control means (U) determines that the transition from the elastic slip state to the moving slip state is caused by the rotation fluctuation of the power transmission member (D) and the front wheels (WfR, WfL) or the rear wheels. The rotation fluctuation of the wheel (W) of the wheel (WrR, WrL) is detected, and the amplitude ratio (m) of the rotation fluctuation amplitude of the wheel (W) to the rotation fluctuation amplitude of the power transmission member (D) and the power transmission member (D). The slip identification amount (ζ 2 ), which is an index of the slip state of the tire (T), is calculated from the phase delay (Ψ 1 ) of the rotation fluctuation of the wheel (W) with respect to the rotation fluctuation of), and the slip discrimination amount (ζ 2 ). Is compared with the reference value (ζ S ) corresponding to the elastic slip limit of the tire (T) to determine the moving slip state, and when the slip discrimination amount (ζ 2 ) <reference value (ζ S ) is satisfied, the moving slip state is determined. It may be determined that the vehicle is in a slipped state.

これにより、弾性滑りと移動滑りの境界を適切に判定することができる。 Thereby, the boundary between the elastic slip and the moving slip can be appropriately determined.

また、上記車両用制御装置において、制御手段(U)は、車両(1)の重心点の横滑り角である重心横滑り角(β)を算定し、重心横滑り角(β)が所定範囲外となる場合には、後輪舵角(δ)を車両(1)の前後方向に対して平行となるように固定する、又は前記平行となる状態からの後輪舵角(δ)の変更量を制限することとしてもよい。 Further, in the vehicle control device, the control means (U) calculates the center of gravity skid angle (β), which is the skid angle of the center of gravity of the vehicle (1), and the center of gravity skid angle (β) is out of the predetermined range. In this case, the rear wheel steering angle (δ 2 ) is fixed so as to be parallel to the front-rear direction of the vehicle (1), or the amount of change of the rear wheel steering angle (δ 2 ) from the parallel state. May be restricted.

このように、重心横滑り角が所定範囲外となる場合には、重心横滑り角を増加させる余地はないこととなる。この場合、後輪舵角を車両の前後方向に対して平行となるように固定したり、前記平行となる状態からの後輪舵角の変更量を制限したりすることで、ヨー角速度を増加させ、重心横滑り角が所定範囲内となるまで重心横滑り角の低減を図る。これにより、移動滑り状態へ遷移したタイヤの路面に対する滑りを減少させることによって車両の挙動を安定させつつ、重心横滑り角を所定範囲内に維持することによって操作子の操作に対する車両挙動(転回)の応答性を向上することができる。 As described above, when the center-of-gravity skid angle is out of the predetermined range, there is no room for increasing the center-of-gravity skid angle. In this case, the yaw angular velocity is increased by fixing the rear wheel steering angle so as to be parallel to the front-rear direction of the vehicle or limiting the amount of change of the rear wheel steering angle from the parallel state. Then, the center of gravity skid angle is reduced until the center of gravity skid angle is within a predetermined range. As a result, the vehicle behavior (turning) with respect to the operation of the operator is achieved by maintaining the center of gravity side slip angle within a predetermined range while stabilizing the vehicle behavior by reducing the slip of the tire transitioned to the moving slip state on the road surface. The responsiveness can be improved.

また、上記車両用制御装置において、前輪(WfR,WfL)は、右前輪(WfR)と左前輪(WfL)とから構成され、後輪(WrR,WrL)は、右後輪(WrR)と左後輪(WrL)とから構成され、制御手段(U)は、車両(1)の重心点の横滑り角である重心横滑り角(β)を算定し、重心横滑り角(β)が左方向に現れる場合は、左前輪(WfL)又は左後輪(WrL)の駆動力が右前輪(WfR)又は右後輪(WrR)に対して小さくなるようにし、重心横滑り角(β)が右方向に現れる場合は、右前輪(WfR)又は右後輪(WrR)の駆動力が左前輪(WfL)又は左後輪(WrL)に対して小さくなるようにすることとしてもよい。 Further, in the vehicle control device, the front wheels (WfR, WfL) are composed of the right front wheel (WfR) and the left front wheel (WfL), and the rear wheels (WrR, WrL) are the right rear wheel (WrR) and the left. It is composed of a rear wheel (WrL), and the control means (U) calculates the center of gravity skid angle (β), which is the skid angle of the center of gravity of the vehicle (1), and the center of gravity skid angle (β) appears in the left direction. In this case, the driving force of the left front wheel (WfL) or the left rear wheel (WrL) is made smaller than that of the right front wheel (WfR) or the right rear wheel (WrR), and the center of gravity skid angle (β) appears in the right direction. In this case, the driving force of the right front wheel (WfR) or the right rear wheel (WrR) may be made smaller than that of the left front wheel (WfL) or the left rear wheel (WrL).

このように、重心横滑り角が左方向に現れる場合は、左前輪又は左後輪の駆動力が右前輪又は右後輪に対して小さくなるようにし、重心横滑り角が右方向に現れる場合は、右前輪又は右後輪の駆動力が左前輪又は左後輪に対して小さくなるようにすることで、重心横滑り角の増加を抑制する。これにより、車両の挙動を安定させつつ、操作子の操作に対する車両挙動(転回)の応答性を向上することができる。 In this way, when the center of gravity skid angle appears to the left, the driving force of the left front wheel or the left rear wheel is made smaller with respect to the right front wheel or the right rear wheel, and when the center of gravity skid angle appears to the right, By reducing the driving force of the right front wheel or the right rear wheel with respect to the left front wheel or the left rear wheel, an increase in the center of gravity skid angle is suppressed. This makes it possible to improve the responsiveness of the vehicle behavior (turning) to the operation of the operator while stabilizing the behavior of the vehicle.

また、上記車両用制御装置において、制御手段(U)は、後輪舵角(δ)を変更する場合に、後輪舵角(δ)、操作子(9)の操作量(θ)、及び操作量(θ)と車両(1)のヨー角速度(γ)との間の制御ゲイン(i)に応じて、前輪舵角(δ)を補正することとしてもよい。 Further, in the vehicle control device, when the rear wheel steering angle (δ 2 ) is changed, the control means (U) operates the rear wheel steering angle (δ 2 ) and the actuator (9) (θ H ). ), And the front wheel steering angle (δ 1 ) may be corrected according to the control gain (i) between the operation amount (θ H ) and the yaw angle velocity (γ) of the vehicle (1).

このように、後輪舵角が変更した場合に、後輪舵角と、ハンドル操作量と、ハンドル操作量とヨー角速度との間の制御ゲインの値に応じて、前輪舵角を補正することとすれば、後輪舵角が変更された場合であっても、操作子の操作量が一定となり、運転者によるハンドルの操作が容易となる。 In this way, when the rear wheel steering angle is changed, the front wheel steering angle is corrected according to the value of the control gain between the rear wheel steering angle, the steering wheel operation amount, the steering wheel operation amount, and the yaw angle speed. If so, even if the rear wheel steering angle is changed, the operation amount of the operator becomes constant, and the driver can easily operate the steering wheel.

なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。 The reference numerals in the above parentheses indicate the reference numerals of the corresponding components of the embodiments described later as an example of the present invention.

本発明にかかる車両用制御装置によれば、旋回時における車両の挙動を安定させることができる。 According to the vehicle control device according to the present invention, the behavior of the vehicle at the time of turning can be stabilized.

第一実施形態に係る車両用制御装置を備えた車両における駆動手段・制動手段を示す図である。It is a figure which shows the driving means and the braking means in the vehicle provided with the vehicle control device which concerns on 1st Embodiment. モデル化した車輪を示す図である。It is a figure which shows the modeled wheel. タイヤの転動に伴う弾性滑りを説明する図である。It is a figure explaining the elastic slip with rolling of a tire. タイヤの静ねじり特性を示すグラフである。It is a graph which shows the static torsion characteristic of a tire. タイヤの弾性滑り特性を示すグラフである。It is a graph which shows the elastic slip characteristic of a tire. 駆動トルクに対するタイヤの滑り率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the slip ratio of a tire with respect to a drive torque. タイヤおよび路面間の摩擦係数に対するタイヤの滑り率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the slip ratio of a tire with respect to the coefficient of friction between a tire and a road surface. 駆動輪における力学モデルを示す図である。It is a figure which shows the dynamic model in a drive wheel. 差動装置および駆動輪間の回転変動伝達特性を示すグラフである。It is a graph which shows the rotation fluctuation transmission characteristic between a differential device and a drive wheel. タイヤの滑り状態と振動モードとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the slip state of a tire, and the vibration mode. 弾性滑りモードおよび移動滑りモードの根軌跡を示す図である。It is a figure which shows the root locus of elastic sliding mode and moving sliding mode. 車両用制御装置を備えた車両における車輪操舵構成及び各種検出手段を示す図である。It is a figure which shows the wheel steering composition and various detection means in the vehicle provided with the control device for a vehicle. 車輪及び車両の重心が車両の進行方向に対してなす角度を示す図である。It is a figure which shows the angle which a wheel and the center of gravity of a vehicle make with respect to the traveling direction of a vehicle. 電子制御ユニットの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of an electronic control unit. 第一実施形態に係る制御の概要を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the outline of the control which concerns on 1st Embodiment. 図15をより詳細に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows FIG. 15 in more detail. 前輪コーナリングフォースとヨー角加速度及び後輪コーナリングフォースとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the front wheel cornering force and the yaw angular acceleration and the rear wheel cornering force. 第二実施形態に係る制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control which concerns on 2nd Embodiment. 第三実施形態に係る制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control which concerns on 3rd Embodiment.

〔第一実施形態〕
以下、添付図面を参照して本発明の第一実施形態を詳細に説明する。以下の説明においては、まず、本実施形態の車両用制御装置による制御の一指標となるタイヤTの滑り状態の求め方、具体的には、滑り状態識別子IDSlip(=ζ/ζ)の求め方を説明する。次に、本実施形態の車両用制御装置による制御の一指標となる重心横滑り角βの推定方法を説明する。その後、これらの滑り状態識別子IDSlip(=ζ/ζ)及び重心横滑り角βの指標を用いて、車両用制御装置による駆動輪である前輪のスリップ抑制制御の具体的方法について説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, first, a method of obtaining the slip state of the tire T, which is an index of control by the vehicle control device of the present embodiment, specifically, the slip state identifier ID Slip (= ζ S / ζ 2 ). Explain how to find. Next, a method of estimating the center of gravity skid angle β, which is an index of control by the vehicle control device of the present embodiment, will be described. Then, using these slip state identifier ID Slip (= ζ S / ζ 2 ) and the index of the center of gravity side slip angle β, a specific method of slip suppression control of the front wheels, which are drive wheels, by the vehicle control device will be described.

また、説明にあたり、4つの車輪やそれらに対して配置された部材については、それぞれ符号に前後左右を示す添字を付す。例えば、左前輪WfL、右前輪WfR、左後輪WrL、右後輪WrRと記す。また、総称する場合には前輪Wf、後輪Wr等のように、必要に応じて、LやRを省略して記す。
〔滑り状態識別子IDSlipの求め方〕
Further, in the explanation, the four wheels and the members arranged for them are each provided with subscripts indicating front, back, left and right. For example, it is described as left front wheel WfL, right front wheel WfR, left rear wheel WrL, and right rear wheel WrR. In addition, when generically referred to, L and R are omitted as necessary, such as front wheel Wf, rear wheel Wr, and the like.
[How to obtain the slip state identifier ID Slip ]

図1は、第一実施形態に係る車両用制御装置を備えた車両における駆動手段・制動手段を示す図である。図1に示すように、内燃機関Eを走行用の駆動源とする四輪の車両は、駆動輪である左右一対の前輪Wf,Wf(具体的には、左前輪WfL,右前輪WfR)と、従動輪である左右一対の後輪Wr,Wr(具体的には、左後輪WrL,右後輪WrR)とを備えており、内燃機関Eの駆動力は変速機M、差動装置Dおよび左右のドライブシャフトSd,Sdを介して左右の前輪Wf,Wfに伝達される。 FIG. 1 is a diagram showing driving means / braking means in a vehicle provided with a vehicle control device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, a four-wheeled vehicle using an internal combustion engine E as a driving source is a pair of left and right front wheels Wf and Wf (specifically, left front wheel WfL and right front wheel WfR) which are driving wheels. , A pair of left and right rear wheels Wr, Wr (specifically, left rear wheel WrL, right rear wheel WrR), which are driven wheels, are provided, and the driving force of the internal combustion engine E is the transmission M and the differential device D. It is transmitted to the left and right front wheels Wf and Wf via the left and right drive shafts Sd and Sd.

ブレーキペダルP1により作動してブレーキ液圧を発生するマスタシリンダCmは,電動オイルポンプを内蔵した液圧モジュレータHを介して左右の前輪ブレーキキャリパCf,Cfおよび左右の後輪ブレーキキャリパCr,Crに接続される。液圧モジュレータHは、マスタシリンダCmが発生したブレーキ液圧を任意に増圧あるいは減圧して左右の前輪ブレーキキャリパCf,Cfおよび左右の後輪ブレーキキャリパCr,Crに供給し、四輪の制動力を個別に制御することが可能であり、減速時の車輪ロックを抑制するアンチロックブレーキ制御や旋回時の横滑りを抑制する横滑り防止制御を行う。 The master cylinder Cm, which is operated by the brake pedal P1 to generate brake fluid pressure, is applied to the left and right front wheel brake calipers Cf, Cf and the left and right rear wheel brake calipers Cr, Cr via the hydraulic pressure modulator H with a built-in electric oil pump. Be connected. The hydraulic pressure modulator H arbitrarily increases or decreases the brake hydraulic pressure generated by the master cylinder Cm and supplies the left and right front wheel brake calipers Cf and Cf and the left and right rear wheel brake calipers Cr and Cr to control the four wheels. The power can be controlled individually, and anti-lock brake control that suppresses wheel lock during deceleration and sideslip prevention control that suppresses sideslip during turning are performed.

マイクロコンピュータよりなる制御手段である電子制御ユニットU(ECU:Electronic Control Unit)には、ブレーキペダルP1の踏力からマスタシリンダCmが発生するブレーキ液圧を検出するブレーキ操作量検出手段S1と、アクセルペダルP2の操作量を検出するアクセル開度検出手段S2と、差動装置Dの回転数を検出する差動装置回転数検出手段S3と、左右の前輪Wf,Wfの車輪速を検出する前輪車輪速検出手段S4,S4と、左右の後輪Wr,Wrの車輪速を検出する後輪車輪速検出手段S5,S5とが接続される。 The electronic control unit U (ECU: Electronic Control Unit), which is a control means consisting of a microcomputer, includes a brake operation amount detecting means S1 for detecting the brake hydraulic pressure generated by the master cylinder Cm from the pedaling force of the brake pedal P1 and an accelerator pedal. Accelerator opening detection means S2 that detects the amount of operation of P2, differential device rotation speed detection means S3 that detects the rotation speed of the differential device D, and front wheel speeds that detect the wheel speeds of the left and right front wheels Wf and Wf. The detecting means S4 and S4 are connected to the rear wheel speed detecting means S5 and S5 for detecting the wheel speeds of the left and right rear wheels Wr and Wr.

運転者がブレーキペダルP1を操作してマスタシリンダCmがブレーキ液圧を発生すると、そのブレーキ液圧は液圧モジュレータHを介して前輪ブレーキキャリパCf,Cfおよび後輪ブレーキキャリパCr,Crに伝達され、前輪Wf,Wfおよび後輪Wr,Wrを制動する。アンチロックブレーキ制御を行う場合には、電子制御ユニットUからの指令で液圧モジュレータHが作動し、前輪ブレーキキャリパCf,Cfおよび後輪ブレーキキャリパCr,Crに伝達されるブレーキ液圧を任意に調整する。 When the driver operates the brake pedal P1 and the master cylinder Cm generates the brake fluid pressure, the brake fluid pressure is transmitted to the front wheel brake calipers Cf, Cf and the rear wheel brake calipers Cr, Cr via the hydraulic pressure modulator H. , Front wheels Wf, Wf and rear wheels Wr, Wr are braked. When performing anti-lock brake control, the hydraulic pressure modulator H is operated by a command from the electronic control unit U, and the brake hydraulic pressure transmitted to the front wheel brake calipers Cf, Cf and the rear wheel brake calipers Cr, Cr is arbitrarily set. adjust.

また電子制御ユニットUは、アクセル開度検出手段S2で検出したアクセル開度に基づいてスロットルバルブを操作し、内燃機関Eに所定の駆動力を発生させるドライブバイワイヤ制御を行うだけでなく、内燃機関Eの駆動力を低減して駆動輪である前輪Wf,Wfのスリップを抑制するトラクション制御を行う。 Further, the electronic control unit U not only operates the throttle valve based on the accelerator opening detected by the accelerator opening detecting means S2 to perform drive-by-wire control for generating a predetermined driving force in the internal combustion engine E, but also performs an internal combustion engine. Traction control is performed to reduce the driving force of E and suppress the slip of the front wheels Wf and Wf, which are the driving wheels.

つぎに、図2に示す簡易なモデルを用いてタイヤTの摩擦特性を説明する。通常ホイールWはアルミや鋼などの金属製であり円環構造を持つことからゴム製のタイヤTに比べて十分剛である。すなわち、ホイールWに駆動トルクが与えられた際にはタイヤTのサイドウォール部およびトレッド部に変形が生じている。この弾性変形を表現するためにホイールWとタイヤTのトレッド表面(接地面から成る円環)とを剛体質量で代表し、両者のねじれを抑制する方向にばね力が作用する状態を考える。タイヤTと路面との接地部においては車両の質量のためタイヤTが変形し、ある一定幅(接地幅)にてタイヤTと路面とが接触(接地面)した状態となる。接地面にはゴムと路面との間に摩擦力Fが作用し、この摩擦力Fは次式で表される。 Next, the friction characteristics of the tire T will be described using the simple model shown in FIG. Normally, the wheel W is made of metal such as aluminum or steel and has an annular structure, so that it is sufficiently rigid as compared with the rubber tire T. That is, when the driving torque is applied to the wheel W, the sidewall portion and the tread portion of the tire T are deformed. In order to express this elastic deformation, the tread surface (ring of the ground plane) of the wheel W and the tire T is represented by a rigid body mass, and a state in which a spring force acts in a direction of suppressing twisting of both is considered. At the ground contact portion between the tire T and the road surface, the tire T is deformed due to the mass of the vehicle, and the tire T and the road surface are in contact with each other (ground contact surface) within a certain width (ground contact width). A frictional force F acts between the rubber and the road surface on the ground contact surface, and this frictional force F is expressed by the following equation.

F=μN …(1) F = μN ... (1)

μはゴムと路面との間の摩擦係数(タイヤTの経年変化や路面、環境条件などにより変化する)、NはタイヤTの接地荷重である。摩擦力Fは走行抵抗に対抗して車両を走行(加速、減速、等速走行)させるために必要な力、すなわち駆動力とその合力の大きさが釣り合う必要がある。 μ is the coefficient of friction between the rubber and the road surface (changes depending on the aging of the tire T, the road surface, environmental conditions, etc.), and N is the ground contact load of the tire T. The frictional force F needs to be a force required to drive the vehicle (acceleration, deceleration, constant speed running) against the running resistance, that is, the driving force and the magnitude of the resultant force must be balanced.

つぎに、図3に基づいて、ホイールWに駆動トルクが与えられタイヤTが転動し、車両が走行する状態を考える。 Next, based on FIG. 3, consider a state in which a drive torque is applied to the wheel W, the tire T rolls, and the vehicle runs.

ホイールWに駆動トルクが与えられた瞬間にはタイヤTにトルクは伝達されておらず、タイヤTはまだ転動しない。このときタイヤTは弾性変形しホイールWとタイヤTとの間にはねじれ角が生じる(図3(A)参照)。この状態においてタイヤTは、ホイールWの駆動トルクに比例してねじれ角が生じる静ねじり状態にあり、図4にあるような特性を示す(簡単のため粘弾性などの非線形性を無視する)。 At the moment when the drive torque is applied to the wheel W, the torque is not transmitted to the tire T, and the tire T does not roll yet. At this time, the tire T is elastically deformed and a helix angle is generated between the wheel W and the tire T (see FIG. 3A). In this state, the tire T is in a static torsion state in which a helix angle is generated in proportion to the drive torque of the wheel W, and exhibits the characteristics as shown in FIG. 4 (for simplicity, non-linearity such as viscoelasticity is ignored).

ねじれ角が生じるとその反力としてタイヤTにトルクが伝達され、タイヤTは転動を始める(図3(B)参照)。タイヤTが転動するに伴い弾性変形を生じていたタイヤTの1要素は接地面を離れるとともに弾性ひずみが解放される。このとき解放された弾性ひずみに対応する分の反力がホイールWの駆動トルクを伝達するために必要な大きさに対して不足するため、タイヤTの転動は一時的に止まろうとする。しかしながら、接地面を離れたタイヤTの1要素と交代に新たな要素が路面と接地し弾性ひずみを生じることで失われた反力を回復しタイヤTは再び転動する。このように個々の要素に係る境界条件が各要素に固有ではなく、要素の運動に伴い移動する場合を特に移動境界と呼ぶ。実際のタイヤTが継続して転動するとき上記のような現象が連続して起こるため(図3(C)参照)、ホイールWの回転角に対して一定の割合でタイヤTの転動角は減少する。単位時間あたりでのホイールWの回転角は回転数(回転角速度)に比例するため、タイヤTの転動角もホイールWの回転数に比例して減少し一定の回転伝達ロスが生じる(図3(D)参照)。この現象を弾性変形に起因してホイールWと路面との間に見かけ上滑りが生じることから弾性滑りと呼ぶ。ところで、弾性滑り量はホイールWの回転数に対して一定の割合で生じるため、滑りによる回転数ロスΔωとホイールWの回転数ωwheelとの比S=Δω/ωwheel
で表すのが便利である。この比Sを滑り率と呼ぶ。
When the helix angle is generated, torque is transmitted to the tire T as a reaction force thereof, and the tire T starts rolling (see FIG. 3B). One element of the tire T, which has undergone elastic deformation as the tire T rolls, leaves the contact patch and the elastic strain is released. At this time, the reaction force corresponding to the released elastic strain is insufficient for the magnitude required to transmit the drive torque of the wheel W, so that the rolling of the tire T tends to stop temporarily. However, one element of the tire T that has left the ground contact surface and a new element come into contact with the road surface to generate elastic strain, and the reaction force lost is recovered and the tire T rolls again. Such a case where the boundary conditions related to individual elements are not unique to each element and move with the movement of the elements is particularly called a moving boundary. Since the above phenomenon occurs continuously when the actual tire T continuously rolls (see FIG. 3C), the rolling angle of the tire T at a constant ratio to the rotation angle of the wheel W. Decreases. Since the rotation angle of the wheel W per unit time is proportional to the rotation speed (rotational angular velocity), the rotation angle of the tire T also decreases in proportion to the rotation speed of the wheel W, and a constant rotation transmission loss occurs (FIG. 3). (D)). This phenomenon is called elastic slip because apparent slip occurs between the wheel W and the road surface due to elastic deformation. By the way, since the elastic slip amount is generated at a constant ratio with respect to the rotation speed of the wheel W, the ratio of the rotation speed loss Δω due to slip to the rotation speed ω wheel of the wheel W S r = Δω / ω wheel .
It is convenient to express with. This ratio Sr is called the slip ratio.

=Δω/ωwheel …(2) S r = Δω / ω wheel … (2)

タイヤTの弾性滑りの特性を図示すると図5のようになるが、これはタイヤTと路面との間の摩擦係数が十分高い(あるいはタイヤTの接地荷重が十分大きい)場合である。当然ながらタイヤTと路面との間の摩擦力にも限界があるので、ホイールWの駆動トルクを増加していくとついにはタイヤTの接地面と路面とが滑り始める。これを弾性滑りと区別して移動滑りと呼ぶことにする。すなわち、ホイールWの駆動トルクを増加していくと図6に示すように最初は弾性滑りが進展し、最終的は移動滑りに至り駆動輪はそのグリップを失う。 FIG. 5 shows the characteristics of the elastic slip of the tire T when the friction coefficient between the tire T and the road surface is sufficiently high (or the ground contact load of the tire T is sufficiently large). As a matter of course, there is a limit to the frictional force between the tire T and the road surface, so as the driving torque of the wheel W is increased, the ground contact surface and the road surface of the tire T finally start to slip. This is called moving slip to distinguish it from elastic slip. That is, as the drive torque of the wheel W is increased, elastic slip first develops as shown in FIG. 6, and finally movement slip is reached, and the drive wheel loses its grip.

図6に示す駆動トルクを式(1)を用いて無次元化した摩擦係数がタイヤTの摩擦特性として一般に用いられる(図7の破線参照)。ところで、これらは理想的な状態での特性であり、タイヤTの構造やゴムの粘弾性による弾性変形の非線形性に加え、接地面が滑り動摩擦状態になると一般に摩擦係数が低下することを考慮すると実際の摩擦特性は図7の実線のようになる。しかしながら、弾性滑りから移動滑りに至るまでの状態変化(滑り状態と呼ぶ)に起因する摩擦メカニズムおよび物理的特性は同様である。 The friction coefficient obtained by making the drive torque shown in FIG. 6 dimensionless using the equation (1) is generally used as the friction characteristic of the tire T (see the broken line in FIG. 7). By the way, these are the characteristics in an ideal state, and in addition to the non-linearity of elastic deformation due to the structure of the tire T and the viscoelasticity of rubber, the friction coefficient generally decreases when the ground contact surface is in a sliding friction state. The actual friction characteristics are as shown by the solid line in FIG. However, the frictional mechanism and physical properties resulting from state changes (called slip states) from elastic slip to mobile slip are similar.

以上より、タイヤTの最大グリップ力を得るためには弾性滑り状態と移動滑り状態との境界の滑り状態を維持することが望ましい。また、弾性滑り状態内では接地面に滑りは生じていないことから耐摩耗性向上の観点からも弾性滑り状態の限界(移動滑り状態との境界)内で滑り状態を維持することが望ましい。しかしながら、タイヤTの個体差および経年変化、路面など環境条件の変化によって図7の実線の特性(滑り率や摩擦係数)は変化するため、滑り率を検出する従来手法では滑り率の進展を捉えたとしてもその境界(弾性滑り限界)を判断することはできず、明らかな移動滑り状態しか判断できない。したがって上記の課題を解決するためには滑り状態の検出手法が必要となる。 From the above, in order to obtain the maximum grip force of the tire T, it is desirable to maintain the sliding state at the boundary between the elastic sliding state and the moving sliding state. Further, since the ground contact surface does not slip in the elastic slip state, it is desirable to maintain the slip state within the limit of the elastic slip state (boundary with the moving slip state) from the viewpoint of improving wear resistance. However, since the characteristics of the solid line (slip rate and friction coefficient) in FIG. 7 change due to individual differences of the tire T, secular variation, and changes in environmental conditions such as the road surface, the conventional method for detecting the slip rate captures the progress of the slip rate. Even if it is, the boundary (elastic slip limit) cannot be determined, and only a clear moving slip state can be determined. Therefore, in order to solve the above problems, a slip state detection method is required.

本発明の滑り状態を検出する原理について説明する。図3のような弾性滑り状態のうち、弾性変形によりホイールWとタイヤTとの間にねじれ角φが生じ、接地面が接地長さだけ移動した状態(タイヤTが接地長さだけ転動した状態、接地面がちょうど入れ替わった状態)を考える。このとき転動前の接地面には弾性変形によるひずみエネルギ(kφ /2)が蓄えられており、転動によってこのひずみエネルギは解放される。このひずみエネルギは車両の走行に関して仕事をしないので、ホイールWから与えられた駆動エネルギをひずみの生成と解放というサイクルで散逸している状態と考えることができる。このようなエネルギ散逸が見かけ上の滑り(弾性滑り)によって生じるものと捉えれば、接地面に作用する摩擦力をFとして、次式のように書ける。 The principle of detecting the slip state of the present invention will be described. In the elastic slip state as shown in FIG. 3, a twist angle φE is generated between the wheel W and the tire T due to elastic deformation, and the contact patch moves by the contact patch (the tire T rolls by the contact length). (The state where the ground contact surface has just been replaced). At this time, strain energy (k T φ E 2/2 ) due to elastic deformation is stored in the ground plane before rolling, and this strain energy is released by rolling. Since this strain energy does not work on the running of the vehicle, it can be considered that the drive energy given from the wheel W is dissipated in the cycle of strain generation and release. If it is considered that such energy dissipation is caused by apparent slip (elastic slip), the frictional force acting on the ground plane can be written as F as the following equation.

φ /2=FRφ =Tφ …(3) k T φ E 2/2 = FR φ E = T f φ E … (3)

すなわち、エネルギ散逸を式(3)のように摩擦力と見かけ上の滑りによる仮想仕事に置き換えることができる。kはタイヤTのねじり剛性、RはタイヤTの動半径であり、Tは接地面に生じる摩擦トルクに相当する。一方、ねじれ角φに対応してタイヤTが転動したとき、ねじれ角φを含めてホイールWの回転角がφwheelであったとすると滑り率Sは幾何学的関係より、 That is, the energy dissipation can be replaced with a virtual work due to frictional force and apparent slip as in the equation (3). k T is the torsional rigidity of the tire T, R is the radius of the tire T, and T f corresponds to the friction torque generated on the ground contact surface. On the other hand, when the tire T rolls corresponding to the helix angle φE , if the rotation angle of the wheel W including the helix angle φE is φwheel , the slip ratio Sr is based on the geometrical relationship.

=φ/φwheel …(4)
となる。式(2)および式(4)より、
S r = φ E / φ wheel … (4)
Will be. From equation (2) and equation (4)

φ=(φwheel/ωwheel)Δω …(5)
となり、これを式(3)に代入すると、
φ E = (φ wheel / ω wheel ) Δω… (5)
And substituting this into equation (3),

=(kφwheel/2ωwheel)Δω=cΔω …(6)
となり、摩擦トルクTはホイールWと路面との間に生じる滑り(回転数ロス)Δωに比例した粘性抵抗力で表される。ここで、cは粘性係数に相当しタイヤ剛性kに比例する。したがって、差動装置Dから見たタイヤ接触面までの力学的モデルを図8のように表すことができる。
T f = (k T φ wheel / 2ω wheel ) Δω = c T Δω… (6)
The friction torque T f is expressed by the viscous resistance force proportional to the slip (rotation speed loss) Δω generated between the wheel W and the road surface. Here, c T corresponds to the viscosity coefficient and is proportional to the tire rigidity k T. Therefore, the mechanical model from the differential device D to the tire contact surface can be represented as shown in FIG.

いま差動装置Dから一定の回転数にてドライブシャフトSdが駆動されタイヤTの駆動力と釣り合った状態にあるとき、差動装置D、ホイールW、タイヤTに相当する剛体質点の平衡点からの変位(角)をそれぞれθ,θ,θとすると変分方程式は次式となる。 When the drive shaft Sd is driven from the differential device D at a constant rotation speed and is in a state of being balanced with the driving force of the tire T, the equilibrium point of the rigid body points corresponding to the differential device D, the wheel W, and the tire T is present. Assuming that the displacements (angles) from are θ 1 , θ 2 , and θ 3 , respectively, the differential equation becomes the following equation.

Figure 0007011998000001
Figure 0007011998000001

ここで、式(7)を、 Here, the equation (7) is

Figure 0007011998000002

の変数変換により無次元化し、状態変数x(ベクトル量)を、
Figure 0007011998000002

The state variable x (vector quantity) is made dimensionless by the variable transformation of

Figure 0007011998000003

と表すことにすると、式(7)の状態方程式表現は次式となる。
Figure 0007011998000003

Then, the equation of state expression in Eq. (7) becomes the following equation.

Figure 0007011998000004
Figure 0007011998000004

差動装置Dの回転数変動に対するホイールWの回転数の周波数応答を式(8)より求めると図9のようになる。図9(A)は差動装置Dの回転変動振幅に対するホイールWの回転変動振幅の増幅比(振幅比m)であり、図9(B)は差動装置Dの回転変動に対するホイールWの回転変動の位相遅れ(Ψ)である。 The frequency response of the rotation speed of the wheel W to the rotation speed fluctuation of the differential device D is obtained from the equation (8) as shown in FIG. FIG. 9A shows the amplification ratio (amplitude ratio m) of the rotation fluctuation amplitude of the wheel W with respect to the rotation fluctuation amplitude of the differential device D, and FIG. 9B shows the rotation of the wheel W with respect to the rotation fluctuation of the differential device D. The phase delay of the fluctuation (Ψ 1 ).

式(6)より、滑り状態は摩擦粘性係数cの値が小さくなるほど移動滑り状態に近づく。図9中の(a)は弾性滑り状態の応答を表し、(c)は移動滑り状態の応答を表している。また、(b)は両滑り状態の境界(弾性滑り限界)にあたる。図9中の(a)と(c)とを比較すると移動滑り状態となることに伴い応答のピーク(振幅比)が低周波側に移行していることが分かる。このときの応答がピークとなる振動モードを弾性滑りモード(a)、移動滑りモード(c)と呼ぶことにし、それぞれの振動モードの違いを図10に示す。 From the equation (6), the slip state approaches the moving slip state as the value of the friction viscosity coefficient c T becomes smaller. In FIG. 9, (a) represents the response of the elastic slip state, and (c) represents the response of the moving slip state. Further, (b) corresponds to the boundary between the two slip states (elastic slip limit). Comparing (a) and (c) in FIG. 9, it can be seen that the peak (amplitude ratio) of the response shifts to the low frequency side as the moving slip state occurs. The vibration modes in which the response at this time peaks are referred to as the elastic sliding mode (a) and the moving sliding mode (c), and the difference between the respective vibration modes is shown in FIG.

弾性滑りモードではタイヤTの弾性変形により駆動力を路面に伝達するので、タイヤ剛性(k)によって生じた弾性力はホイールWにも反力として作用する。そのため、ホイールWがドライブシャフト剛性(k)およびタイヤ剛性(k)によって生じる弾性力の合力を受け振動する。 In the elastic slip mode, the driving force is transmitted to the road surface by the elastic deformation of the tire T , so that the elastic force generated by the tire rigidity (kt) also acts as a reaction force on the wheel W. Therefore, the wheel W vibrates under the resultant force of the elastic forces generated by the drive shaft rigidity (k 1 ) and the tire rigidity (k T ).

移動滑りモードでは、タイヤTと路面とが動的に滑ることからタイヤ剛性(k)によって生じる弾性力は滑りによって解放され、ホイールWに作用する反力も消失する。そのため、ホイールWとタイヤTが一体となってドライブシャフト剛性(k)によって生じる弾性力のみを受け同相で振動する。 In the moving slip mode, the elastic force generated by the tire rigidity (k T ) is released by the slip because the tire T and the road surface dynamically slide, and the reaction force acting on the wheel W also disappears. Therefore, the wheel W and the tire T are integrated and receive only the elastic force generated by the drive shaft rigidity (k 1 ) and vibrate in the same phase.

以上より、弾性滑り状態から移動滑り状態へと移行するに伴い弾性滑りモードが消失し、移動滑りモードが発現する。したがって、この移動滑りモードに対応する周波数帯の差動装置Dの回転変動とホイールWの回転変動とを監視することで移動滑り状態を判定することができる。移動滑りモードにおいては、振幅比が急激に増加し、また図9より位相遅れが0degから90degに近づく。したがって、移動滑りモードに対応する周波数帯における振幅比の急激な増加および位相遅れの90deg接近のうち少なくとも一方をもって移動滑り状態を判定することができる。移動滑りモードに対応する周波数は図8に示すモデルの設計諸元、すなわちドライブシャフト剛性(k)、タイヤ剛性(k)、ホイールWの慣性モーメント(I)、タイヤTの慣性モーメント(I)によって決まり、式(8)に示すヤコビ行列Aの固有値および固有ベクトルを計算することにより求めることができる。 From the above, the elastic sliding mode disappears and the moving sliding mode appears as the elastic sliding state shifts to the moving sliding state. Therefore, the moving slip state can be determined by monitoring the rotational fluctuation of the differential device D in the frequency band corresponding to this moving slip mode and the rotational fluctuation of the wheel W. In the moving slip mode, the amplitude ratio increases sharply, and the phase lag approaches 90 deg from 0 deg as shown in FIG. Therefore, the moving slip state can be determined by at least one of a sharp increase in the amplitude ratio and a phase lag of 90 deg approaching in the frequency band corresponding to the moving slip mode. The frequencies corresponding to the moving slip mode are the design specifications of the model shown in FIG. 8, that is, the drive shaft rigidity (k 1 ), the tire rigidity (k T ), the moment of inertia of the wheel W (I 2 ), and the moment of inertia of the tire T (k 1). It is determined by I 3 ) and can be obtained by calculating the eigenvalues and eigenvectors of the Jacobi matrix A shown in equation (8).

ところで、車両の駆動源となる内燃機関Eには一般にトルク変動が生じ、このトルク変動は差動装置DからタイヤTにも伝達される。トルク変動の要因として、内燃機関Eであれば筒内圧の変動、電動モータであればポール数に起因したコギングトルクがある。差動装置Dには入力されたトルク変動に起因した回転変動が同時に生じる。このとき、差動装置Dの回転変動が、 By the way, torque fluctuation generally occurs in the internal combustion engine E which is a drive source of the vehicle, and this torque fluctuation is also transmitted from the differential device D to the tire T. Factors of torque fluctuation include fluctuation of the in-cylinder pressure in the case of the internal combustion engine E and cogging torque due to the number of poles in the case of an electric motor. Rotational fluctuations due to the input torque fluctuations occur simultaneously in the differential device D. At this time, the rotational fluctuation of the differential device D is

Figure 0007011998000005

で表されたとすると、式(8)は上記境界条件での強制加振と捉えることができる。Aは差動装置Dの回転変動振幅、Ωは加振力(内燃機関Eのトルク変動)の角振動数、tは時間である。このような強制加振状態において、式(8)に示す状態方程式は次式となる。
Figure 0007011998000005

If it is expressed by, the equation (8) can be regarded as a forced vibration under the above boundary condition. A 1 is the rotational fluctuation amplitude of the differential device D, Ω is the angular frequency of the exciting force (torque fluctuation of the internal combustion engine E), and t is the time. In such a forced vibration state, the equation of state shown in equation (8) is as follows.

Figure 0007011998000006
Figure 0007011998000006

式(9)より、Bは外力(加振入力)を表し、もともとの系がもつ固有の振動モード(以下、固有モードと呼ぶ)はヤコビ行列Aによって決まる。ヤコビ行列Aを決定するパラメータはρ,ω,ω,ζであるが、そのうちρ,ω,ωは設計諸元(既知数)であるから、結局、固有モードは、本発明の滑り識別量に対応する無次元量ζで決まる(固有モードのうち、どのモードが励起されるかは加振入力Bによって異なる)。したがって、無次元量ζを何らかの方法で知ることができれば上述の滑り状態を指標化することができるはずである。ここで、式(9)の周期解を次のように仮定する。 From the equation (9), B represents an external force (vibration input), and the natural vibration mode (hereinafter referred to as the natural mode) of the original system is determined by the Jacobian determinant A. The parameters that determine the Jacobi matrix A are ρ, ω 1 , ω 2 , and ζ 2 , but since ρ, ω 1 , and ω 2 are design specifications (known numbers), the eigenmode is the present invention. It is determined by the dimensionless quantity ζ 2 corresponding to the slip discrimination amount of (which mode of the eigenmodes is excited depends on the excitation input B). Therefore, if the dimensionless quantity ζ 2 can be known in some way, the above-mentioned slip state should be able to be indexed. Here, the periodic solution of Eq. (9) is assumed as follows.

Figure 0007011998000007
Figure 0007011998000007

これを式(9)に代入しガラーキン法に立脚して係数決定を行えば次の関係式を得る。 By substituting this into Eq. (9) and determining the coefficients based on the Galerkin method, the following relational expression is obtained.

Figure 0007011998000008
Figure 0007011998000008

mは差動装置Dの回転変動振幅に対するホイールWの回転変動振幅の増幅比(振幅比)であり、Ψは差動装置Dの回転変動に対するホイールWの回転変動の位相遅れであるから、差動装置Dの回転変動とホイールWの回転変動を計測することで式(10)より無次元量ζを求めることができる。ここで式(10)の関係式は2つであることから最大2つの未知数を求めることができる。そこで無次元量ζに加えωを同時に求めることができ、タイヤ剛性や摩擦係数が個体差や経年変化、路面状況などにより変化しても現状に適合した値を求めることができる。 Since m is the amplification ratio (amplitude ratio) of the rotation fluctuation amplitude of the wheel W with respect to the rotation fluctuation amplitude of the differential device D, and Ψ 1 is the phase delay of the rotation fluctuation of the wheel W with respect to the rotation fluctuation of the differential device D. By measuring the rotation fluctuation of the differential device D and the rotation fluctuation of the wheel W, the dimensionless quantity ζ 2 can be obtained from the equation (10). Here, since there are two relational expressions in the equation (10), a maximum of two unknowns can be obtained. Therefore, in addition to the dimensionless quantity ζ 2 , ω 2 can be obtained at the same time, and even if the tire rigidity and the coefficient of friction change due to individual differences, aging, road surface conditions, etc., values suitable for the current situation can be obtained.

つぎに無次元量ζと固有モードとの関係について説明する。固有モードの振る舞いはヤコビ行列Aの固有値λを求めることによって記述できる。上述の移動滑りモードに対応する固有値λの振る舞い(根軌跡)を図11に示す。図11の(a)~(c)は、図9の(a)~(c)および図10の(a)、(c)に対応する。 Next, the relationship between the dimensionless quantity ζ 2 and the eigenmode will be described. The behavior of the eigenmode can be described by finding the eigenvalue λ of the Jacobian determinant A. FIG. 11 shows the behavior (root locus) of the eigenvalue λ corresponding to the above-mentioned moving slip mode. 11 (a) to 11 (c) correspond to (a) to (c) of FIG. 9 and (a) and (c) of FIG.

図11の横軸は実軸、縦軸は虚軸を表し、虚数部は振動解を示す。弾性滑り状態(図11の(a)参照)において根は実軸上にあり振動解が存在しないことを示す。一方で移動滑り状態(図11の(c)参照)において根は虚数部をもち振動が発生することを示す。すなわち、無次元量ζ<0.86(図11の(b)参照)となったとき移動滑りモードが発現することが分かる。したがって、無次元量ζの値に基づき下記のように滑り状態を判定することができる。 In FIG. 11, the horizontal axis represents the real axis, the vertical axis represents the imaginary axis, and the imaginary part indicates the vibration solution. It is shown that the roots are on the real axis and there is no vibration solution in the elastic sliding state (see (a) of FIG. 11). On the other hand, it is shown that the root has an imaginary part and vibration is generated in the moving slip state (see (c) of FIG. 11). That is, it can be seen that the moving slip mode appears when the dimensionless quantity ζ 2 <0.86 (see (b) in FIG. 11). Therefore, the slip state can be determined as follows based on the value of the dimensionless quantity ζ 2 .

無次元量ζ>0.86とき、弾性滑り状態 Elastic slip state when dimensionless quantity ζ 2 > 0.86

無次元量ζ=0.86のとき、弾性滑り限界(グリップ限界) Elastic slip limit (grip limit) when dimensionless quantity ζ 2 = 0.86

無次元量ζ<0.86とき、移動滑り状態 When dimensionless quantity ζ 2 <0.86, moving slip state

ただし、弾性滑り限界となる無次元量ζの値がζ=0.86となるのは本実施の形態の場合であり、この値は設計諸元によって異なる。 However, the value of the dimensionless quantity ζ 2 that is the elastic slip limit is ζ 2 = 0.86 in the case of this embodiment, and this value differs depending on the design specifications.

以上より、差動装置Dの回転変動とホイールWの回転変動とを計測することにより無次元量ζを求め、無次元量ζの値と、基準値であるζとの大小関係を比較することで滑り状態の判定が可能である。ζは弾性滑り限界におけるζであり、上述の例ではζ=0.86となる。 From the above, the dimensionless quantity ζ 2 is obtained by measuring the rotation fluctuation of the differential device D and the rotation fluctuation of the wheel W, and the magnitude relationship between the value of the dimensionless quantity ζ 2 and the reference value ζ S is obtained. It is possible to determine the slip state by comparing. ζ S is ζ 2 at the elastic slip limit, and in the above example, ζ S = 0.86.

図1に示す車両において、差動装置回転数検出手段S3により検出した差動装置Dの回転変動と、前輪車輪速検出手段S4,S4により検出した前輪Wf,WfのホイールWの回転変動とに基づいて、電子制御ユニットUは無次元量ζの値を監視し、ζ<ζとなった場合に移動滑り状態への移行を判定し、電子制御スロットルバルブを介して内燃機関Eの駆動力を制限するトラクション制御を行い、あるいは液圧モジュレータHを介して前輪ブレーキキャリパCf,Cfの制動力を制限するアンチロックブレーキ制御を行う。
内燃機関Eの駆動力を制限する代わりに、変速機Mのダウンシフトを制限することで駆動力を制限してもよい。これによりタイヤTのグリップ性能を最大限に活かした加減速を得ることができ、同時に不要なホイールスピンを防止することで車両の挙動が不安定になる状況を回避することができる。さらには、移動滑りの発生を最小限に抑えることによりタイヤTの摩耗を抑制することができる。
In the vehicle shown in FIG. 1, the rotation fluctuation of the differential device D detected by the differential device rotation speed detecting means S3 and the rotation fluctuation of the wheels W of the front wheels Wf and Wf detected by the front wheel speed detecting means S4 and S4. Based on this, the electronic control unit U monitors the value of the dimensionless quantity ζ 2 , determines the transition to the moving slip state when ζ 2S , and determines the transition to the moving slip state, and the internal combustion engine E via the electronically controlled throttle valve. Traction control is performed to limit the driving force, or anti-lock brake control is performed to limit the braking force of the front wheel brake calipers Cf and Cf via the hydraulic pressure modulator H.
Instead of limiting the driving force of the internal combustion engine E, the driving force may be limited by limiting the downshift of the transmission M. As a result, acceleration / deceleration that maximizes the grip performance of the tire T can be obtained, and at the same time, unnecessary wheel spin can be prevented to avoid a situation in which the behavior of the vehicle becomes unstable. Furthermore, the wear of the tire T can be suppressed by minimizing the occurrence of moving slip.

式(4)~(6)の関係を用いると、 Using the relationship of equations (4) to (6),

ω/ζ=k/c =2Δω/φ …(11)
となり、ホイールWと路面との間に生じる滑りΔωを無次元量を用いて表すことができる。
ω 2 / ζ 2 = k T / c T = 2Δω / φ E … (11)
Therefore, the slip Δω generated between the wheel W and the road surface can be expressed by using a dimensionless quantity.

いま弾性滑り限界にありΔω=Δωであったとすると、 Assuming that we are at the elastic slip limit and Δω = Δω S ,

Δω=φω/2ζ …(12)
であるから式(11)、(12)より、
Δω S = φ E ω 2 / 2ζS … (12)
Therefore, from equations (11) and (12),

Δω/Δω=ζ/ζ …(13)
となり、無次元量ζを求めることで弾性滑り限界に対する現在の滑りの割合を求めることができる。これにより滑り状態の判定に加え、弾性滑り限界に対する現在の滑りの余裕度を定量的に表すことができる。
Δω / Δω S = ζ S / ζ 2 … (13)
Therefore, the ratio of the current slip to the elastic slip limit can be obtained by obtaining the dimensionless quantity ζ 2 . Thereby, in addition to the determination of the slip state, the current slip margin with respect to the elastic slip limit can be quantitatively expressed.

したがって、差動装置Dの回転変動とホイールWの回転変動を計測することにより求まる無次元量ζとζとの比であるζ/ζの値(滑り状態識別子IDSlip)が1となるように駆動力あるいは制動力を増減(フィードバック制御)することができる。これにより、弾性滑り限界に対して現在の駆動力あるいは制動力の過不足量に応じた制御が可能となり、精度よくタイヤTのグリップ限界を維持し、最大の加減速を得ると同時に車両の挙動を安定化させることができる。さらには、移動滑りの発生を最小限に抑えることによりタイヤTの摩耗を抑制することができる。
〔重心横滑り角βの推定方法〕
Therefore, the value of ζ S / ζ 2 (slip state identifier ID Slip ), which is the ratio of the dimensionless quantity ζ 2 and ζ S obtained by measuring the rotation fluctuation of the differential device D and the rotation fluctuation of the wheel W, is 1. The driving force or braking force can be increased / decreased (feedback control) so as to be. This makes it possible to control the elastic slip limit according to the excess or deficiency of the current driving force or braking force, accurately maintain the grip limit of the tire T, obtain the maximum acceleration / deceleration, and at the same time, the behavior of the vehicle. Can be stabilized. Furthermore, the wear of the tire T can be suppressed by minimizing the occurrence of moving slip.
[Estimation method of center of gravity skid angle β]

次に、車両1の重心横滑り角βの推定方法を説明する。まず、車両1の重心横滑り角βの推定に必要な構成について説明する。図12は、車両用制御装置を備えた車両1における車輪操舵構成及び各種検出手段を示す図である。 Next, a method of estimating the center of gravity skid angle β of the vehicle 1 will be described. First, the configuration required for estimating the center of gravity skid angle β of the vehicle 1 will be described. FIG. 12 is a diagram showing a wheel steering configuration and various detection means in a vehicle 1 provided with a vehicle control device.

図12に示すように、車両1は、ステアリングバイワイヤ方式の四輪操舵自動車である。車両1は、前輪Wf,Wfの操舵に供される前輪操舵制御装置4と、後輪Wr,Wrの操舵に供される後輪操舵制御装置5R、5Lとを備えている。前輪Wf,Wf及び後輪Wr,Wrは、それぞれのナックル6に回転自在に支持されている。ナックル6はサスペンションアームやスプリング、ダンパ等からなるサスペンション7に支持されている。 As shown in FIG. 12, the vehicle 1 is a steering-by-wire four-wheel steering vehicle. The vehicle 1 includes a front wheel steering control device 4 used for steering the front wheels Wf and Wf, and rear wheel steering control devices 5R and 5L used for steering the rear wheels Wr and Wr. The front wheels Wf, Wf and the rear wheels Wr, Wr are rotatably supported by the respective knuckles 6. The knuckle 6 is supported by a suspension 7 including a suspension arm, a spring, a damper, and the like.

車両1の運転席側には、その後端にステアリングホイール9(ハンドル:操作子)が取り付けられたステアリングシャフト11が設置されている。ステアリングシャフト11には、運転者に操舵反力を与える反力アクチュエータ13が設置されている。 On the driver's seat side of the vehicle 1, a steering shaft 11 to which a steering wheel 9 (steering wheel: operator) is attached is installed at the rear end. A reaction force actuator 13 that gives a steering reaction force to the driver is installed on the steering shaft 11.

前輪操舵制御装置4は、その両端に前輪側ナックル6fR,6fLがそれぞれ連結されたステアリングギヤ15や、ステアリングギヤ15を駆動する前輪操舵アクチュエータ16等から構成されている。 The front wheel steering control device 4 includes a steering gear 15 to which front wheel side knuckles 6fR and 6fL are connected to both ends thereof, a front wheel steering actuator 16 for driving the steering gear 15, and the like.

後輪操舵制御装置5R、5Lは、車両1とナックル6rR,6rLとの間にそれぞれ後輪操舵アクチュエータ8R,8Lを備えている。後輪操舵アクチュエータ8R,8Lは、モータによって軸方向に駆動される出力ロッドを備えた直動型の電動アクチュエータである。各出力ロッドの先端はナックル6rR,6rLにそれぞれ連結されており、後輪操舵アクチュエータ8R,8Lが伸縮作動することによって後輪WrR,WrLの舵角(トー角)が変化する。後輪操舵制御装置5R、5Lは、左右の後輪操舵アクチュエータ8R,8Lの一方を伸ばして他方を縮めることによって、左右の後輪WrR,WrLを同方向(同位相)に転舵することができる。 The rear wheel steering control devices 5R and 5L are provided with rear wheel steering actuators 8R and 8L between the vehicle 1 and the knuckles 6rR and 6rL, respectively. The rear wheel steering actuators 8R and 8L are linear electric actuators provided with an output rod driven in the axial direction by a motor. The tip of each output rod is connected to the knuckles 6rR and 6rL, respectively, and the steering angles (toe angles) of the rear wheels WrR and WrL change as the rear wheel steering actuators 8R and 8L expand and contract. The rear wheel steering control devices 5R and 5L can steer the left and right rear wheels WrR and WrL in the same direction (in the same phase) by extending one of the left and right rear wheel steering actuators 8R and 8L and contracting the other. can.

上述の、前輪操舵アクチュエータ16、後輪操舵アクチュエータ8R,8L、反力アクチュエータ13等とは、電子制御ユニットUが接続されている。電子制御ユニットUは、CPUやROM、RAM、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバ等から構成されている。 The electronic control unit U is connected to the front wheel steering actuator 16, the rear wheel steering actuators 8R, 8L, the reaction force actuator 13, and the like described above. The electronic control unit U is composed of a CPU, ROM, RAM, peripheral circuits, input / output interfaces, various drivers, and the like.

また、車両1には、電子制御ユニットUに対して検出信号を伝える、各種センサが配置・接続される。具体的には、上述の、ブレーキ操作量検出手段S1、アクセル開度検出手段S2、差動装置回転数検出手段S3、前輪車輪速検出手段S4,S4、後輪車輪速検出手段S5,S5が、電子制御ユニットUに接続される。 Further, various sensors that transmit detection signals to the electronic control unit U are arranged and connected to the vehicle 1. Specifically, the above-mentioned brake operation amount detecting means S1, accelerator opening degree detecting means S2, differential device rotation speed detecting means S3, front wheel speed detecting means S4, S4, rear wheel wheel speed detecting means S5, S5 , Connected to the electronic control unit U.

その他、車両1には、各種センサとして、ステアリングホイール9の操作量θ(ハンドルの操舵角)を検出する操舵角検出手段S6と、車両1の重心点の進行速度である車速Vを検出する車速検出手段S7と、横加速度a(横G)を検出する横加速度検出手段S8と、ヨー角速度γ(ヨーレイト)を検出するヨー角速度検出手段S9と、前輪舵角δを検出する前輪舵角検出手段S10,S10と、後輪舵角δを検出する後輪舵角検出手段S11,S11と、後輪操舵アクチュエータ8R,8Lのストローク位置を検出するストローク検出手段S12,S12等が配置される。この他、不図示の前後加速度Gを検出する前後加速度検出手段が配置される。 In addition, the vehicle 1 detects the steering angle detecting means S6 for detecting the operation amount θ H (steering angle of the steering wheel) of the steering wheel 9 and the vehicle speed V which is the traveling speed of the center of gravity of the vehicle 1 as various sensors. Vehicle speed detecting means S7, lateral acceleration detecting means S8 for detecting lateral acceleration ay (lateral G), yaw angle speed detecting means S9 for detecting yaw angle velocity γ (yaw rate), and front wheel rudder for detecting front wheel rudder angle δ 1 . The angle detecting means S10, S10, the rear wheel steering angle detecting means S11, S11 for detecting the rear wheel steering angle δ 2 , and the stroke detecting means S12, S12 for detecting the stroke positions of the rear wheel steering actuators 8R, 8L are arranged. Will be done. In addition, a front-back acceleration detecting means for detecting the front-back acceleration Gx (not shown) is arranged.

上述のような検出手段を有する車両1における重心横滑り角βの推定方法について図13を用いて説明する。図13は、車輪及び車両の重心点が車両の進行方向に対してなす角度を示す図である。図13において、車両1の前後方向がx方向、それと直交する方向がy方向である。なお、上述のように、本実施形態においては、前輪Wfを駆動輪とし後輪Wrを従動輪とした例を示す。 A method of estimating the center of gravity skid angle β in the vehicle 1 having the detection means as described above will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram showing an angle formed by the center of gravity of the wheel and the vehicle with respect to the traveling direction of the vehicle. In FIG. 13, the front-rear direction of the vehicle 1 is the x direction, and the direction orthogonal to the x direction is the y direction. As described above, in the present embodiment, an example in which the front wheel Wf is used as a driving wheel and the rear wheel Wr is used as a driven wheel is shown.

図13に示すように、前輪Wfは、重心点から車両前方に距離lだけ離れており、後輪Wrは、重心点から車両後方に距離lだけ離れている。また、同図は、車両1が左旋回する場合を示しており、この場合の前輪Wf側の状態量は、前輪Wfの進行速度である前輪進行速度V、前輪Wfの操舵角である前輪舵角δ、前輪Wfの横滑り角である前輪横滑り角αである。前輪舵角δは、車両1を上方から見たときの前輪Wfの前後方向が、車両1の前後方向(x方向)に対してなす角、前輪横滑り角αは、車両1を上方から見たときの前輪進行速度のベクトルが、前輪Wfの前後方向に対してなす角である。また、後輪Wr側の状態量は、後輪Wrの進行速度である後輪進行速度V、後輪Wrの操舵角である後輪舵角δ、後輪Wrの横滑り角である後輪横滑り角αである。後輪舵角δは、車両1を上方から見たときの後輪Wrの前後方向が、車両1の前後方向(x方向)に対してなす角、後輪横滑り角αは、車両1を上方から見たときの後輪進行速度のベクトルが、後輪Wrの前後方向に対してなす角である。そして、車両1の重心点における状態量は、車両1の重心点の進行速度である車速V、車両1の重心点の横滑り角である重心横滑り角β、ヨー角速度γである。重心横滑り角βは、車両1を上方から見たときの車速のベクトルが、車両1の前後方向(x方向)に対してなす角である。以下の説明では、これらの状態量を用いて説明する。 As shown in FIG. 13, the front wheel Wf is separated from the center of gravity by a distance l1 in front of the vehicle, and the rear wheel Wr is separated from the center of gravity by a distance l2 in the rear of the vehicle. Further, the figure shows a case where the vehicle 1 turns to the left, and the state quantity on the front wheel Wf side in this case is the front wheel traveling speed Vf which is the traveling speed of the front wheel Wf and the front wheel which is the steering angle of the front wheel Wf. The steering angle δ 1 and the front wheel side slip angle α 1 which is the side slip angle of the front wheel Wf. The front wheel steering angle δ 1 is the angle formed by the front-rear direction of the front wheel Wf when the vehicle 1 is viewed from above with respect to the front-rear direction (x direction) of the vehicle 1. The vector of the front wheel traveling speed when viewed is the angle formed with respect to the front-rear direction of the front wheel Wf. The state quantities on the rear wheel Wr side are the rear wheel traveling speed Vr, which is the traveling speed of the rear wheel Wr , the rear wheel steering angle δ 2 , which is the steering angle of the rear wheel Wr, and the rear slip angle of the rear wheel Wr. The wheel side slip angle is α 2 . The rear wheel steering angle δ 2 is the angle formed by the front-rear direction of the rear wheel Wr when the vehicle 1 is viewed from above with respect to the front-rear direction (x direction) of the vehicle 1, and the rear wheel side slip angle α 2 is the vehicle 1. Is the angle formed by the vector of the rear wheel traveling speed when viewed from above with respect to the front-rear direction of the rear wheel Wr. The state quantities at the center of gravity of the vehicle 1 are the vehicle speed V, which is the traveling speed of the center of gravity of the vehicle 1, the side slip angle β of the center of gravity, which is the skid angle of the center of gravity of the vehicle 1, and the yaw angular velocity γ. The center of gravity skid angle β is an angle formed by the vector of the vehicle speed when the vehicle 1 is viewed from above with respect to the front-rear direction (x direction) of the vehicle 1. In the following description, these state quantities will be used.

重心横滑り角βを推定する場合、まず、後輪舵角δ、ヨー角速度γ、後輪車輪速Vrwの検出値を取得する。後輪車輪速Vrwは、後輪Wrの回転速度(タイヤと路面との接地面における後輪Wrの周速)であり、後輪Wrが路面に対して滑ることなく転動している場合には、後輪進行速度Vは後輪車輪速Vrwに一致する。一般には、x,y方向の速度間には、幾何学的に式(14)、式(15)の関係が成り立つ。x方向速度Vは、車速Vのx方向成分、y方向速度Vは、車速Vのy方向成分である。 When estimating the center of gravity skid angle β, first, the detected values of the rear wheel steering angle δ 2 , the yaw angular velocity γ, and the rear wheel wheel speed Vrw are acquired. The rear wheel speed Vrw is the rotational speed of the rear wheel Wr (the peripheral speed of the rear wheel Wr on the contact patch between the tire and the road surface), and the rear wheel Wr is rolling without slipping on the road surface. The rear wheel traveling speed Vr corresponds to the rear wheel speed Vrw . In general, the relations of equations (14) and (15) are geometrically established between the velocities in the x and y directions. The x-direction speed V x is the x-direction component of the vehicle speed V, and the y-direction speed V y is the y-direction component of the vehicle speed V.

Figure 0007011998000009
Figure 0007011998000009

Figure 0007011998000010
Figure 0007011998000010

式(14)を式(15)に代入すると、式(16)が得られる。 Substituting equation (14) into equation (15) gives equation (16).

Figure 0007011998000011
Figure 0007011998000011

ここで、後輪Wrは従動輪であることから、滑りによる影響が無視できると仮定すれば(Vcosα≒Vrw,α≒0)、近似的に式(17)が得られる。 Here, since the rear wheel Wr is a driven wheel, if it is assumed that the influence of slippage can be ignored (V r cos α 2 ≈ V rw , α 2 ≈ 0), the equation (17) can be approximately obtained.

Figure 0007011998000012
Figure 0007011998000012

このように、重心横滑り角βは、後輪舵角δ、ヨー角速度γ、後輪車輪速Vrw、車両1の重心から後輪Wrまでの距離lに基づいて推定(算定)される。
〔駆動輪のスリップ抑制制御〕
In this way, the center of gravity skid angle β is estimated (calculated) based on the rear wheel steering angle δ 2 , the yaw angular velocity γ, the rear wheel wheel speed V rw , and the distance l 2 from the center of gravity of the vehicle 1 to the rear wheels Wr. ..
[Driving wheel slip suppression control]

次に、上述のようにして求めた2つの指標である滑り状態識別子IDSlip(=ζ/ζ)及び重心横滑り角βの推定値に基づいて、車両1の電子制御ユニットUは、前輪Wfのスリップ抑制制御を行う。図14は、電子制御ユニットUの概略構成を示すブロック図である。 Next, the electronic control unit U of the vehicle 1 is a front wheel based on the estimated values of the slip state identifier ID Slip (= ζ S / ζ 2 ) and the center of gravity side slip angle β, which are the two indexes obtained as described above. Wf slip suppression control is performed. FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of the electronic control unit U.

図14に示すように、本実施形態の電子制御ユニットUは、滑り状態識別子IDSlipが1より大きい状態か否かを判定するタイヤ滑り状態判定部21と、重心横滑り角βを推定する横滑り角推定部22と、滑り状態識別子IDSlip(=ζ/ζ)及び重心横滑り角βの算定値(推定値)に基づいて駆動輪である前輪Wfにおける目標前輪コーナリングフォースCF1tを設定する目標コーナリングフォース設定部23と、目標前輪コーナリングフォースCF1tの値を用いて前輪Wf又は後輪Wrの目標舵角を設定する目標舵角設定部24と、目標舵角に応じた駆動電流を設定する駆動電流設定部25と、を有する。なお、タイヤ滑り状態判定部21、横滑り角推定部22、目標舵角設定部24、駆動電流設定部25には、それぞれ、必要に応じて各種センサからの検出信号が入力される。詳細は後述する。 As shown in FIG. 14, the electronic control unit U of the present embodiment has a tire slip state determination unit 21 that determines whether or not the slip state identifier ID Slip is greater than 1, and a skid angle that estimates the center of gravity skid angle β. Target for setting the target front wheel cornering force CF 1t in the front wheel Wf, which is the driving wheel, based on the estimation unit 22, the slip state identifier ID Slip (= ζ S / ζ 2 ), and the calculated value (estimated value) of the center of gravity side slip angle β. The cornering force setting unit 23, the target steering angle setting unit 24 that sets the target steering angle of the front wheel Wf or the rear wheel Wr using the value of the target front wheel cornering force CF 1t , and the drive current according to the target steering angle are set. It has a drive current setting unit 25. Detection signals from various sensors are input to the tire slip angle determination unit 21, the side slip angle estimation unit 22, the target steering angle setting unit 24, and the drive current setting unit 25, respectively, as necessary. Details will be described later.

このような構成により、駆動電流設定部25で設定された駆動電流の設定値は、前輪操舵アクチュエータ16、右後輪操舵アクチュエータ8R及び左後輪操舵アクチュエータ8Lに対して出力される。このように、本実施形態では、ステアリングバイワイヤ方式であり、前輪Wfと後輪Wrとを独立して制御し得る。 With such a configuration, the set value of the drive current set by the drive current setting unit 25 is output to the front wheel steering actuator 16, the right rear wheel steering actuator 8R, and the left rear wheel steering actuator 8L. As described above, in the present embodiment, the steering-by-wire system is used, and the front wheel Wf and the rear wheel Wr can be controlled independently.

まず、第一実施形態における制御の概要を説明する。図15は、第一実施形態に係る制御の概要を説明するフローチャートである。図15に示すように、車両1の走行時に、電子制御ユニットUは、滑り状態識別子IDSlip(=ζ/ζ)及び重心横滑り角βを、上述の方法で算定する(ステップs1)。 First, the outline of the control in the first embodiment will be described. FIG. 15 is a flowchart illustrating an outline of the control according to the first embodiment. As shown in FIG. 15, when the vehicle 1 is traveling, the electronic control unit U calculates the slip state identifier ID Slip (= ζ S / ζ 2 ) and the center of gravity skid angle β by the above method (step s1).

そして、滑り状態識別子IDSlip>1の場合、すなわち、移動滑りが発生した場合で、且つ、重心横滑り角βが予め設定した重心横滑り角許容値βの範囲内(|β|≦β,β≧0)である場合か重心横滑り角許容値βの範囲外(|β|>β,β≧0)である場合かを判断する(ステップs2、ステップs3)。 Then, when the slip state identifier ID Slip > 1, that is, when the movement slip occurs, and the center of gravity skid angle β is within the range of the center of gravity skid angle allowable value β S (| β | ≦ β S , It is determined whether β S ≧ 0) or outside the range of the center-of-gravity side slip angle tolerance β S (| β |> β S , β S ≧ 0) (steps 2, step s3).

そして、いずれの条件をも満たされる場合、前輪の滑り状態は移動滑りが発生しており、且つ重心横滑り角βには、まだ余裕があるといえる。このような場合には、電子制御ユニットUは、後輪舵角δの値を増加させる制御を行う(ステップs10)。後輪舵角δを増加させることは、従動輪である後輪Wrにおける後輪コーナリングフォースCFを増加させることにつながる一方、駆動輪である前輪Wfにおける前輪コーナリングフォースCFを減少させる。これにより、前輪Wfのスリップを抑制することとなる。 When any of the conditions is satisfied, it can be said that the slip state of the front wheels is a moving slip, and the center of gravity side slip angle β still has a margin. In such a case, the electronic control unit U controls to increase the value of the rear wheel steering angle δ 2 (step s10). Increasing the rear wheel steering angle δ 2 leads to an increase in the rear wheel cornering force CF 2 in the rear wheel Wr which is the driven wheel, while decreasing the front wheel cornering force CF 1 in the front wheel Wf which is the driving wheel. As a result, the slip of the front wheel Wf is suppressed.

一方、上記いずれかの条件を満たさない場合、前輪の滑り状態は弾性滑り状態であるか、重心横滑り角βに余裕がないか、いずれかの状態であるといえる。この場合、電子制御ユニットUは、後輪舵角δの値を減少させる制御を行う(ステップs20)。このように、後輪舵角δを減少させることで、重心横滑り角βの増加を抑制する。 On the other hand, if any of the above conditions is not satisfied, it can be said that the slip state of the front wheel is either an elastic slip state or a state in which the center of gravity side slip angle β has no margin. In this case, the electronic control unit U controls to reduce the value of the rear wheel steering angle δ 2 (step s20). By reducing the rear wheel steering angle δ 2 in this way, the increase in the center of gravity skid angle β is suppressed.

なお、重心横滑り角βが重心横滑り角許容値βの範囲外(所定範囲外)となる場合に、後輪舵角δの値を減少させる制御としては、後輪舵角δを0(車両1の前後方向に対して平行)となるように固定することとしてもよく、後輪舵角δが0となる平行位置(車両1の前後方向に対して平行となる後輪Wrの位置)からの後輪舵角δの変更量を制限することとしてもよい。 When the center of gravity skid angle β is outside the range of the permissible center of gravity skid angle β S (outside the predetermined range), the control for reducing the value of the rear wheel steering angle δ 2 is to set the rear wheel steering angle δ 2 to 0. It may be fixed so as to be (parallel to the front-rear direction of the vehicle 1), and the parallel position where the rear wheel steering angle δ 2 becomes 0 (the rear wheel Wr parallel to the front-rear direction of the vehicle 1). The amount of change of the rear wheel steering angle δ 2 from the position) may be limited.

その後、電子制御ユニットUは、ステップs10又はステップs20のように設定した後輪舵角δの値を後輪Wrに反映して、車両1の走行を行う(ステップs4)。 After that, the electronic control unit U reflects the value of the rear wheel steering angle δ 2 set as in step s10 or step s20 on the rear wheel Wr, and travels the vehicle 1 (step s4).

次に、上述のステップs10及びステップs20における、後輪舵角δの値の決定方法を、図16及び図17を用いてより具体的に説明する。図16は、図15をより詳細に示すフローチャートである。図17は、前輪コーナリングフォースCFとヨー角加速度及び後輪コーナリングフォースCFとの関係を示す図である。 Next, the method of determining the value of the rear wheel steering angle δ 2 in the above steps s10 and s20 will be described more specifically with reference to FIGS. 16 and 17. FIG. 16 is a flowchart showing FIG. 15 in more detail. FIG. 17 is a diagram showing the relationship between the front wheel cornering force CF 1 and the yaw angular acceleration and the rear wheel cornering force CF 2 .

図16に示す、ステップs2、ステップs3において、滑り状態識別子IDSlip>1の条件を満たし、且つ、重心横滑り角βが重心横滑り角許容値βの範囲内(|β|≦β,β≧0)であるという条件の双方を満たす場合には、ステップs10に移行する。 In steps s2 and s3 shown in FIG. 16, the condition of the slip state identifier ID Slip > 1 is satisfied, and the center of gravity skid angle β is within the range of the center of gravity skid angle allowable value β S (| β | ≦ β S , β. If both of the conditions that S ≧ 0) are satisfied, the process proceeds to step s10.

ステップs10においては、まず、目標前輪コーナリングフォースCF1tの絶対値を減少させる(ステップs11)。目標前輪コーナリングフォースCF1tの絶対値は、図17の上図のように、全コーナリングフォースCFの絶対値の線上において、前輪コーナリングフォースCFの絶対値と後輪コーナリングフォースCFの絶対値とを比較しつつ、より前輪コーナリングフォースCFの絶対値が小さくなる値に設定する。 In step s10, first, the absolute value of the target front wheel cornering force CF 1t is reduced (step s11). The absolute value of the target front cornering force CF 1t is the absolute value of the front cornering force CF 1 and the absolute value of the rear cornering force CF 2 on the line of the absolute value of all cornering force CF A as shown in the upper figure of FIG. While comparing with, set the absolute value of the front wheel cornering force CF 1 to a smaller value.

次に、横加速度aが0又は正の値であるか否かを確認する(ステップs12)。ここで、横加速度aが0又は正の値である場合には、左旋回をしているため、目標前輪コーナリングフォースCF1tの絶対値にマイナスを付して目標前輪コーナリングフォースCF1tとする(ステップs13)。一方、横加速度aが負の値である場合には、右旋回をしているため、目標前輪コーナリングフォースCF1tの絶対値をそのまま目標前輪コーナリングフォースCF1tとする(ステップs14)。 Next, it is confirmed whether or not the lateral acceleration ay is 0 or a positive value (step s12). Here, when the lateral acceleration ay is 0 or a positive value, since the vehicle is turning left, the absolute value of the target front wheel cornering force CF 1t is negatively added to obtain the target front wheel cornering force CF 1t . (Step s13). On the other hand, when the lateral acceleration ay is a negative value, since the vehicle is turning to the right, the absolute value of the target front wheel cornering force CF 1t is used as it is as the target front wheel cornering force CF 1t (step s14).

そして、決定した目標前輪コーナリングフォースCF1tの値を用いて、式(18)を用いて後輪舵角δの値を算定する(ステップs15)。 Then, using the determined target front wheel cornering force CF 1t value, the value of the rear wheel steering angle δ 2 is calculated using the equation (18) (step s15).

Figure 0007011998000013
Figure 0007011998000013

式(18)においては、目標前輪コーナリングフォースCF1tの他、横加速度a、重心横滑り角β、ヨー角速度γ、車速V、前輪舵角δ、を入力する。ここで、物性値として、車両1の重量m、タイヤTの弾性係数K(CF=Kαで求められる。後輪横滑り角αは前述のとおり。)、車両1の重心から後輪Wrまでの距離lを用いる。なお、前輪Wfの駆動力(又は制動力)F及び後輪Wrの駆動力(又は制動力(本実施形態においては制動力))Fは、駆動源の出力トルクとレシオや、ブレーキ液圧より推定する。ただし、通常の舵角範囲においては影響が小さいこともあり、その場合には0としてもよい。 In the equation (18), in addition to the target front wheel cornering force CF 1t , the lateral acceleration ay , the center of gravity side slip angle β, the yaw angular velocity γ, the vehicle speed V, and the front wheel steering angle δ 1 are input. Here, as the physical property values, the weight m 1 of the vehicle 1, the elastic modulus K 2 of the tire T (CF 2 = K 2 α 2. The rear wheel side slip angle α 2 is as described above), and the center of gravity of the vehicle 1. The distance l 2 from the rear wheel Wr to the rear wheel Wr is used. The driving force (or braking force) F f of the front wheels Wf and the driving force (or braking force (braking force in this embodiment)) Fr of the rear wheels Wr are the output torque and ratio of the drive source and the brake fluid. Estimated from pressure. However, the influence may be small in the normal steering angle range, and in that case, it may be set to 0.

このように、ステップs15において、式(18)を用いて後輪舵角δの値を算定すると、後輪舵角δの値を増加させることとなる(ステップs10)。 As described above, when the value of the rear wheel steering angle δ 2 is calculated using the equation (18) in step s15, the value of the rear wheel steering angle δ 2 is increased (step s10).

一方、図16に示す、ステップs2、ステップs3において、滑り状態識別子IDSlip>1の条件、又は、重心横滑り角βが重心横滑り角許容値βの範囲内(|β|≦β,β≧0)であるという条件のいずれかを満たさない場合には、ステップs20に移行する。 On the other hand, in step s2 and step s3 shown in FIG. 16, the condition of the slip state identifier ID Slip > 1 or the center of gravity skid angle β is within the range of the center of gravity skid angle allowable value β S (| β | ≦ β S , β. If any of the conditions that S ≧ 0) is not satisfied, the process proceeds to step s20.

ステップs20においては、まず、目標前輪コーナリングフォースCF1tの絶対値を増加させる(ステップs21)。目標前輪コーナリングフォースCF1tの絶対値は、図17の上図のように、全コーナリングフォースCFの絶対値の線上において、前輪コーナリングフォースCFの絶対値と後輪コーナリングフォースCFの絶対値とを比較しつつ、より前輪コーナリングフォースCFの絶対値が大きくなる値に設定する。 In step s20, first, the absolute value of the target front wheel cornering force CF 1t is increased (step s21). The absolute value of the target front cornering force CF 1t is the absolute value of the front cornering force CF 1 and the absolute value of the rear cornering force CF 2 on the line of the absolute value of all cornering force CF A as shown in the upper figure of FIG. While comparing with, set the value so that the absolute value of the front wheel cornering force CF 1 becomes larger.

次に、横加速度aが0又は正の値であるか否かを確認する(ステップs22)。ここで、横加速度aが0又は正の値である場合には、左旋回をしているため、目標前輪コーナリングフォースCF1tの絶対値にマイナスを付して目標前輪コーナリングフォースCF1tとする(ステップs23)。一方、横加速度aが負の値である場合には、右旋回をしているため、目標前輪コーナリングフォースCF1tの絶対値をそのまま目標前輪コーナリングフォースCF1tとする(ステップs24)。 Next, it is confirmed whether or not the lateral acceleration ay is 0 or a positive value (step s22). Here, when the lateral acceleration ay is 0 or a positive value, since the vehicle is turning left, the absolute value of the target front wheel cornering force CF 1t is negatively added to obtain the target front wheel cornering force CF 1t . (Step s23). On the other hand, when the lateral acceleration ay is a negative value, since the vehicle is turning to the right, the absolute value of the target front wheel cornering force CF 1t is used as it is as the target front wheel cornering force CF 1t (step s24).

そして、決定した目標前輪コーナリングフォースCF1tの値を用いて、式(18)を用いて後輪舵角δの値を算定する(ステップs25)。 Then, using the determined target front cornering force CF 1t value, the value of the rear wheel steering angle δ 2 is calculated using the equation (18) (step s25).

このように、ステップs25において、式(18)を用いて後輪舵角δの値を算定すると、後輪舵角δの値を減少させることとなる(ステップs20)。 As described above, when the value of the rear wheel steering angle δ 2 is calculated using the equation (18) in step s25, the value of the rear wheel steering angle δ 2 is reduced (step s20).

以上説明したように、本実施形態の車両用制御装置によれば、滑り状態が弾性滑り状態から移動滑り状態に遷移した場合には、移動滑り状態へ遷移したタイヤTの滑りの低減を行うことが好ましい。この場合、後輪舵角δを変更することで、前輪コーナリングフォースCFと後輪コーナリングフォースCFを適切な割合で分配することができる。これにより、駆動輪である前輪Wfにかかる負担を減らし、移動滑り状態へ遷移したタイヤTの路面に対する滑りを減少させることにより、走行に要する駆動源である内燃機関Eのエネルギ消費を最小限に抑えることができる。また、滑りを減少させることで、路面から適切な摩擦抵抗を得ることができ、車両1の挙動を安定させることができる。 As described above, according to the vehicle control device of the present embodiment, when the slip state transitions from the elastic slip state to the moving slip state, the slip of the tire T transitioned to the moving slip state is reduced. Is preferable. In this case, by changing the rear wheel steering angle δ 2 , the front wheel cornering force CF 1 and the rear wheel cornering force CF 2 can be distributed at an appropriate ratio. This reduces the load on the front wheels Wf, which are the drive wheels, and reduces the slippage of the tire T, which has transitioned to the moving slip state, on the road surface, thereby minimizing the energy consumption of the internal combustion engine E, which is the drive source required for running. It can be suppressed. Further, by reducing the slip, an appropriate frictional resistance can be obtained from the road surface, and the behavior of the vehicle 1 can be stabilized.

また、本実施形態では、滑り状態識別子IDSlip(=ζ/ζ)の値で滑り状態を判定し、滑り識別量(ζ)<基準値(ζ)となった場合、すなわち、滑り状態識別子IDSlip>1の場合に、タイヤTが移動滑り状態であると判定する。これにより、弾性滑りと移動滑りの境界を適切に判定することができる。 Further, in the present embodiment, the slip state is determined by the value of the slip state identifier ID Slip (= ζ S / ζ 2 ), and the slip identification amount (ζ 2 ) <reference value (ζ S ), that is, When the slip state identifier ID Slip > 1, it is determined that the tire T is in the moving slip state. Thereby, the boundary between the elastic slip and the moving slip can be appropriately determined.

また、本実施形態では、重心横滑り角βが所定範囲外となる場合(重心横滑り角βの絶対値が重心横滑り角許容値β以下でない場合)には、重心横滑り角βを増加させる余地はないこととなる。この場合、後輪舵角δを車両1の前後方向に対して平行となるように固定したり、前記平行となる状態からの後輪舵角δの変更量を制限したりすることで、ヨー角速度γを増加させ、重心横滑り角βが所定範囲内となるまで重心横滑り角βの低減を図る。これにより、移動滑り状態へ遷移したタイヤTの路面に対する滑りを減少させることによって車両の挙動を安定させつつ、重心横滑り角βを所定範囲内に維持することによってステアリングホイール9の操作に対する車両挙動(転回)の応答性を向上することができる。 Further, in the present embodiment, when the center of gravity skid angle β is out of the predetermined range (when the absolute value of the center of gravity skid angle β is not equal to or less than the permissible value of the center of gravity skid angle β S ), there is room for increasing the center of gravity skid angle β. It will not be. In this case, the rear wheel steering angle δ 2 is fixed so as to be parallel to the front-rear direction of the vehicle 1, or the amount of change of the rear wheel steering angle δ 2 from the parallel state is limited. , The yaw angular velocity γ is increased, and the center slip angle β is reduced until the center slip angle β is within a predetermined range. As a result, the vehicle behavior with respect to the operation of the steering wheel 9 is maintained by maintaining the center of gravity side slip angle β within a predetermined range while stabilizing the vehicle behavior by reducing the slip of the tire T that has transitioned to the moving slip state on the road surface. The responsiveness of turning) can be improved.

〔第二実施形態〕
本発明の第二実施形態について説明する。なお、前述の実施形態と同一又は相当する構成部分には同一符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明を省略する。本実施形態では、第一実施形態の制御の後に、状況に応じて左前輪WfLと右前輪WfRのいずれか一方の制動力を増加させる。これを駆動輪制動力増加制御という(ステップs30)。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described. The same or corresponding components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description of the components will be omitted below. In the present embodiment, after the control of the first embodiment, the braking force of either the left front wheel WfL or the right front wheel WfR is increased depending on the situation. This is called drive wheel braking force increase control (step s30).

次に、駆動輪制動力増加制御について、具体的に説明する。図18は、第二実施形態に係る制御を説明するフローチャートである。図18に示すように、電子制御ユニットUは、滑り状態識別子IDSlip(=ζ/ζ)及び重心横滑り角βを算定し(ステップs1)、滑り状態識別子IDSlip>1か否か、また、重心横滑り角βが重心横滑り角許容値βの範囲内か否かを判断する(ステップs2、ステップs3)。その後、第一実施形態と同様の手順で後輪舵角δを算定し(ステップs10、ステップs20)、反映する(ステップs4)。 Next, the drive wheel braking force increase control will be specifically described. FIG. 18 is a flowchart illustrating control according to the second embodiment. As shown in FIG. 18, the electronic control unit U calculates the slip state identifier ID Slip (= ζ S / ζ 2 ) and the center of gravity side slip angle β (step s1), and determines whether or not the slip state identifier ID Slip > 1. Further, it is determined whether or not the center of gravity skid angle β is within the range of the center of gravity skid angle allowable value β S (step s2, step s3). After that, the rear wheel steering angle δ 2 is calculated (step s10, step s20) and reflected (step s4) in the same procedure as in the first embodiment.

その後、駆動輪制動力増加制御に移行する(ステップs30)。ステップs30においては、まず、重心横滑り角βを算定し、重心横滑り角βが0又は正の値であるか否かを確認する(ステップs31)。ここで、重心横滑り角βが0又は正の値である場合には、左旋回中であれば車両前方が重心の旋回軌道外側を向いた状態(ヘッドアウト)、右旋回中であれば車両前方が重心の旋回軌道内側を向いた状態(ヘッドイン)となっている。この場合、左前輪WfLの制動力が増加するように調整する(ステップs32)。これにより、重心横滑り角βの絶対値を減少させることができる。一方、重心横滑り角βが負の値である場合には、左旋回中であれば車両前方が重心の旋回軌道内側を向いた状態(ヘッドイン)、右旋回中であれば車両前方が重心の旋回軌道外側を向いた状態(ヘッドアウト)となっている。この場合、右前輪WfRの制動力が増加するように調整する(ステップs33)。これにより、重心横滑り角βの絶対値を減少させることができる。 After that, the process shifts to drive wheel braking force increase control (step s30). In step s30, first, the center of gravity skid angle β is calculated, and it is confirmed whether or not the center of gravity skid angle β is 0 or a positive value (step s31). Here, when the center of gravity side slip angle β is 0 or a positive value, the front of the vehicle faces the outside of the turning track of the center of gravity (headout) when turning left, and the vehicle is turning right. The front is facing the inside of the turning trajectory of the center of gravity (head-in). In this case, the braking force of the left front wheel WfL is adjusted to increase (step s32). As a result, the absolute value of the center of gravity skid angle β can be reduced. On the other hand, when the center of gravity side slip angle β is a negative value, the front of the vehicle faces the inside of the turning track of the center of gravity (head-in) when turning left, and the front of the vehicle is the center of gravity when turning right. It is in a state of facing the outside of the turning trajectory (head out). In this case, the braking force of the right front wheel WfR is adjusted to increase (step s33). As a result, the absolute value of the center of gravity skid angle β can be reduced.

このように、駆動輪制動力増加制御を行うことで、重心横滑り角βの増加を抑制することができる。すると、第一実施形態において、後輪コーナリングフォースCFを増加させた場合、その状態を継続することができ、長時間の旋回状態であっても、前輪Wfのスリップ状態を低減することができる。また、重心横滑り角βを抑制することで、ステアリングホイール9の操作に対する車両挙動(転回)の応答性を向上することができる。 By controlling the increase in the driving wheel braking force in this way, it is possible to suppress an increase in the center of gravity skid angle β. Then, in the first embodiment, when the rear wheel cornering force CF 2 is increased, the state can be continued, and the slip state of the front wheel Wf can be reduced even in a long-time turning state. .. Further, by suppressing the side slip angle β of the center of gravity, it is possible to improve the responsiveness of the vehicle behavior (turning) to the operation of the steering wheel 9.

なお、第二実施形態では、重心横滑り角βが0又は正の値である場合に、左前輪WfLの制動力が増加するように調整し、重心横滑り角βが負の値である場合に、右前輪WfRの制動力が増加するように調整したが、これに限るものではない。すなわち、駆動輪が前輪Wfであるとき、重心横滑り角βが左方向に現れる場合は、左前輪WfLの駆動力が右前輪WfRに対して小さくなるようにし、重心横滑り角βが右方向に現れる場合は、右前輪WfRの駆動力が左前輪WfLに対して小さくなるようにすれば、同様の効果を得ることができる。 In the second embodiment, when the center of gravity skid angle β is 0 or a positive value, the braking force of the left front wheel WfL is adjusted to increase, and when the center of gravity skid angle β is a negative value, the braking force is adjusted to increase. The braking force of the right front wheel WfR was adjusted to increase, but it is not limited to this. That is, when the driving wheel is the front wheel Wf and the center of gravity skid angle β appears in the left direction, the driving force of the left front wheel WfL is made smaller with respect to the right front wheel WfR, and the center of gravity skid angle β appears in the right direction. In this case, the same effect can be obtained by setting the driving force of the right front wheel WfR to be smaller than that of the left front wheel WfL.

なお、駆動輪が後輪Wrであるときには、重心横滑り角βが左方向に現れる場合は、左後輪WrLの駆動力が右後輪WrRに対して小さくなるようにし、重心横滑り角βが右方向に現れる場合は、右後輪WrRの駆動力が左後輪WrLに対して小さくなるようにすればよい。 When the driving wheel is the rear wheel Wr, if the center of gravity side slip angle β appears in the left direction, the driving force of the left rear wheel WrL is set to be smaller than that of the right rear wheel WrR, and the center of gravity side slip angle β is on the right. If it appears in the direction, the driving force of the right rear wheel WrR may be smaller than that of the left rear wheel WrL.

以上のように、本実施形態では、電子制御ユニットUは、重心横滑り角βが左方向に現れる場合は、左前輪WfL又は左後輪WrLの駆動力が右前輪WfR又は右後輪WrRに対して小さくなるようにし、重心横滑り角βが右方向に現れる場合は、右前輪WfR又は右後輪WrRの駆動力が左前輪WfL又は左後輪WrLに対して小さくなるようにする。これにより、重心横滑り角βを抑制し、車両1の挙動を安定させることができ、且つ、ステアリングホイール9の操作に対する車両挙動(転回)の応答性を向上することができる。 As described above, in the present embodiment, in the electronic control unit U, when the center of gravity side slip angle β appears in the left direction, the driving force of the left front wheel WfL or the left rear wheel WrL is relative to the right front wheel WfR or the right rear wheel WrR. When the center of gravity side slip angle β appears in the right direction, the driving force of the right front wheel WfR or the right rear wheel WrR is made smaller than that of the left front wheel WfL or the left rear wheel WrL. As a result, the center of gravity side slip angle β can be suppressed, the behavior of the vehicle 1 can be stabilized, and the responsiveness of the vehicle behavior (turning) to the operation of the steering wheel 9 can be improved.

〔第三実施形態〕
本発明の第三実施形態について説明する。なお、前述の実施形態と同一又は相当する構成部分には同一符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明を省略する。本実施形態では、第一実施形態の制御の後で、且つ、第二実施形態の駆動輪制動力増加制御の前に、駆動輪の舵角を補正する制御を行う。これを、駆動輪舵角補正制御という(ステップs40)。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described. The same or corresponding components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description of the components will be omitted below. In the present embodiment, the control for correcting the steering angle of the drive wheels is performed after the control of the first embodiment and before the control of increasing the driving wheel braking force of the second embodiment. This is called drive wheel steering angle correction control (step s40).

次に、駆動輪舵角補正制御について、具体的に説明する。図19は、第三実施形態に係る制御を説明するフローチャートである。図19に示すように、電子制御ユニットUは、滑り状態識別子IDSlip(=ζ/ζ)及び重心横滑り角βを算定し(ステップs1)、滑り状態識別子IDSlip>1か否か、また、重心横滑り角βが重心横滑り角許容値βの範囲内か否かを判断する(ステップs2、ステップs3)。その後、第一実施形態と同様の手順で後輪舵角δを算定し(ステップs10、ステップs20)、反映する(ステップs4)。 Next, the drive wheel steering angle correction control will be specifically described. FIG. 19 is a flowchart illustrating control according to the third embodiment. As shown in FIG. 19, the electronic control unit U calculates the slip state identifier ID Slip (= ζ S / ζ 2 ) and the center of gravity side slip angle β (step s1), and determines whether or not the slip state identifier ID Slip > 1. Further, it is determined whether or not the center of gravity skid angle β is within the range of the center of gravity skid angle allowable value β S (step s2, step s3). After that, the rear wheel steering angle δ 2 is calculated (step s10, step s20) and reflected (step s4) in the same procedure as in the first embodiment.

次に、後輪舵角δ、ハンドル操作量θ、ハンドル操作量θとヨー角速度γとの間の制御ゲインiの値を用いて、式(19)から、補正後の前輪舵角δを求める。なお、ハンドル操作量θとは、運転者によるステアリングホイール9の操作量である。 Next, using the values of the control gain i between the rear wheel steering angle δ 2 , the steering wheel operating amount θ H , the steering wheel operating amount θ H , and the yaw angular velocity γ, the corrected front wheel steering angle is obtained from Eq. (19). Find δ 1 . The steering wheel operation amount θ H is the amount of operation of the steering wheel 9 by the driver.

Figure 0007011998000014
Figure 0007011998000014

そして、式(19)で求めた補正後の前輪舵角δを、前輪Wfに反映する(ステップs40)。その後、第二実施形態で示した駆動輪制動力増加制御移行する(ステップs30)。 Then, the corrected front wheel steering angle δ 1 obtained by the equation (19) is reflected in the front wheel Wf (step s40). After that, the control shifts to the driving wheel braking force increase control shown in the second embodiment (step s30).

なお、本実施形態の操舵システムは、本実施形態では、ステアリングバイワイヤ方式であり、前輪Wfと後輪Wrとを独立して制御し得る。このため、ステアリングホイール9と前輪Wfとが機械的に接続されている場合と比較して、前輪舵角δを自由に補正し得る。 The steering system of the present embodiment is a steering-by-wire system in the present embodiment, and the front wheels Wf and the rear wheels Wr can be controlled independently. Therefore, the front wheel steering angle δ 1 can be freely corrected as compared with the case where the steering wheel 9 and the front wheel Wf are mechanically connected.

以上のように、本実施形態では、後輪舵角δを変更する場合に、後輪舵角δ、ステアリングホイール9の操作量であるハンドル操作量θ、及びハンドル操作量θと車両1のヨー角速度γとの間の制御ゲインiに応じて、前輪舵角δを補正する。このため、後輪舵角δの増加・減少制御をした場合など、後輪舵角δを変更した場合であっても、ステアリングホイール9によるハンドル操作量θが一定となり、運転者によるハンドルの操作が容易となる。 As described above, in the present embodiment, when the rear wheel steering angle δ 2 is changed, the rear wheel steering angle δ 2 , the steering wheel operating amount θ H , which is the operating amount of the steering wheel 9, and the steering wheel operating amount θ H are used. The front wheel steering angle δ 1 is corrected according to the control gain i with the yaw angle velocity γ of the vehicle 1. Therefore, even when the rear wheel steering angle δ 2 is changed, such as when the rear wheel steering angle δ 2 is controlled to increase or decrease, the steering wheel operation amount θ H by the steering wheel 9 becomes constant, and the driver determines. The handle is easy to operate.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the above embodiments, and various aspects are described within the scope of claims and the technical ideas described in the specification and drawings. It can be transformed.

また本発明のタイヤの滑り状態判定方法の用途は、実施の形態のトラクション制御やアンチロックブレーキ制御に限定されるものではない。 Further, the application of the tire slip state determination method of the present invention is not limited to the traction control and the anti-lock brake control of the embodiment.

また本発明の駆動源は、実施の形態の内燃機関Eに限定されず、電動モータ等の他種の駆動源であっても良い。 Further, the drive source of the present invention is not limited to the internal combustion engine E of the embodiment, and may be another type of drive source such as an electric motor.

また本発明の駆動輪は、実施の形態の前輪Wfに限定されず、後輪Wrあるいは四輪駆動であっても良い。 Further, the drive wheel of the present invention is not limited to the front wheel Wf of the embodiment, and may be a rear wheel Wr or a four-wheel drive.

また本発明の駆動輪制動力増加制御は左右の駆動輪に駆動力差を生じさせることが目的であるため、左右輪駆動力分配機構や左右輪に独立したインホイールモータを有する車両においては、実施の形態の制動力増加に限定されず、駆動力分配により左右の駆動輪に駆動力差を生じさせても良い。 Further, since the purpose of the drive wheel braking force increase control of the present invention is to generate a drive force difference between the left and right drive wheels, in a vehicle having a left and right wheel drive force distribution mechanism and independent in-wheel motors for the left and right wheels, the vehicle has an independent in-wheel motor. The braking force increase is not limited to that of the embodiment, and a driving force difference may be generated between the left and right driving wheels by the driving force distribution.

1…車両
9…ステアリングホイール(ハンドル:操作子)
D…差動装置(動力伝達部材)
E…内燃機関(駆動源)
m…振幅比
T…タイヤ
U…電子制御ユニット(制御手段)
W…ホイール
Wf,WfR,WfL…前輪
Wr,WrR,WrL…後輪
β…重心横滑り角
β…重心横滑り角許容値(所定値)
γ…ヨー角速度
δ…前輪舵角
δ…後輪舵角
ζ…無次元量(滑り識別量)
ζ…基準値
θ…ハンドル操作量
Ψ…位相遅れ
1 ... Vehicle 9 ... Steering wheel (steering wheel: operator)
D ... Differential device (power transmission member)
E ... Internal combustion engine (drive source)
m ... Amplitude ratio T ... Tire U ... Electronic control unit (control means)
W ... Wheels Wf, WfR, WfL ... Front wheels Wr, WrR, WrL ... Rear wheels β ... Center of gravity skid angle β S ... Center of gravity skid angle allowable value (predetermined value)
γ ... Yaw angle velocity δ 1 ... Front wheel steering angle δ 2 ... Rear wheel steering angle ζ 2 ... Dimensionless quantity (slip discrimination quantity)
ζ S … Reference value θ H … Handle operation amount Ψ 1 … Phase delay

Claims (5)

駆動源と、前輪と、後輪と、前記駆動源からの動力を前記前輪又は前記後輪の少なくとも一方に伝達する動力伝達部材と、前記前輪及び前記後輪に付帯されるタイヤと、操作子と、を有し、前記前輪の舵角である前輪舵角前記操作子によって操作される車両に対し、前記タイヤの滑り状態を判定しつつ前記車両の走行を制御する制御手段を有する車両用制御装置であって、
前記制御手段は、
前記動力伝達部材の回転変動および前記前輪又は前記後輪のホイールの回転変動を検出し、前記動力伝達部材の回転変動振幅に対する前記ホイールの回転変動振幅の振幅比と、前記動力伝達部材の回転変動に対する前記ホイールの回転変動の位相遅れとから前記タイヤの滑り状態の指標である滑り識別量を算出し、
前記タイヤの滑り状態が、前記タイヤの弾性変形に起因して前記前輪又は前記後輪の前記タイヤが路面に対して見かけ上滑った状態となる弾性滑り状態であるか又は前記タイヤが前記路面に対して実際に滑った状態となる移動滑り状態であるかを、前記滑り識別量に基づいて判定し、
前記前輪及び前記後輪に付帯される前記タイヤのうち、いずれかの前記タイヤの滑り状態が、前記弾性滑り状態から前記移動滑り状態へ遷移したことを判定した場合には、
当該タイヤの滑り状態を前記弾性滑り状態とするよう、前記後輪の舵角である後輪舵角を変更することを特徴とする車両用制御装置。
A drive source, front wheels, rear wheels, a power transmission member that transmits power from the drive source to at least one of the front wheels or the rear wheels, tires attached to the front wheels and the rear wheels, and an operator. For a vehicle having a control means for controlling the running of the vehicle while determining the slipped state of the tire for a vehicle in which the front wheel steering angle, which is the steering angle of the front wheels, is operated by the operator. It ’s a control device,
The control means is
The rotation fluctuation of the power transmission member and the rotation fluctuation of the front wheel or the rear wheel are detected, and the amplitude ratio of the rotation fluctuation amplitude of the wheel to the rotation fluctuation amplitude of the power transmission member and the rotation fluctuation of the power transmission member. The slip discrimination amount, which is an index of the slip state of the tire, is calculated from the phase delay of the rotation fluctuation of the wheel with respect to the above.
The slipped state of the tire is an elastic slipped state in which the tire of the front wheel or the rear wheel apparently slips on the road surface due to the elastic deformation of the tire, or the tire is on the road surface. On the other hand, it is determined based on the slip discrimination amount whether or not the tire is in a moving slip state in which the tire actually slips.
When it is determined that the slip state of any of the tires attached to the front wheels and the rear wheels has changed from the elastic slip state to the moving slip state.
A vehicle control device characterized in that the rear wheel steering angle, which is the steering angle of the rear wheels, is changed so that the sliding state of the tire is the elastic sliding state.
前記制御手段は、
前記滑り識別量を前記タイヤの弾性滑り限界に対応する基準値と比較することで前記移動滑り状態を判断し、
前記滑り識別量<前記基準値となった場合に前記移動滑り状態であると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用制御装置。
The control means is
The moving slip state is determined by comparing the slip discrimination amount with a reference value corresponding to the elastic slip limit of the tire.
The vehicle control device according to claim 1, wherein the movement slip state is determined when the slip identification amount <the reference value.
駆動源と、前輪と、後輪と、前記駆動源からの動力を前記前輪又は前記後輪の少なくとも一方に伝達する動力伝達部材と、前記前輪及び前記後輪に付帯されるタイヤと、操作子と、を有し、前記前輪の舵角である前輪舵角が前記操作子によって操作される車両に対し、前記タイヤの滑り状態を判定しつつ前記車両の走行を制御する制御手段を有する車両用制御装置であって、
前記制御手段は、
前記車両の重心点の横滑り角である重心横滑り角を算定し、
前記タイヤの滑り状態が、前記タイヤの弾性変形に起因して前記前輪又は前記後輪の前記タイヤが路面に対して見かけ上滑った状態となる弾性滑り状態であるか又は前記タイヤが前記路面に対して実際に滑った状態となる移動滑り状態であるかを判定し、
前記前輪及び前記後輪に付帯される前記タイヤのうち、いずれかの前記タイヤの滑り状態が、前記弾性滑り状態であると判定した場合で、かつ前記重心横滑り角が所定範囲外となる場合には、
前記後輪舵角を前記車両の前後方向に対して平行となるように固定、又は前記平行となる状態からの前記後輪舵角の変更量を制限
当該タイヤの滑り状態を前記弾性滑り状態とするよう、前記後輪の舵角である後輪舵角を変更する
ことを特徴とする車両用制御装置。
A drive source, front wheels, rear wheels, a power transmission member that transmits power from the drive source to at least one of the front wheels or the rear wheels, tires attached to the front wheels and the rear wheels, and an operator. For a vehicle having a control means for controlling the running of the vehicle while determining the slipped state of the tire for a vehicle in which the front wheel steering angle, which is the steering angle of the front wheels, is operated by the operator. It ’s a control device,
The control means is
The center of gravity skid angle, which is the skid angle of the center of gravity of the vehicle, is calculated.
The slipped state of the tire is an elastic slipped state in which the tire of the front wheel or the rear wheel apparently slips on the road surface due to the elastic deformation of the tire, or the tire is on the road surface. On the other hand, it is judged whether it is a moving slip state that actually slips, and
When it is determined that the slip state of any of the tires attached to the front wheels and the rear wheels is the elastic slip state, and the center of gravity side slip angle is out of the predetermined range. teeth,
The rear wheel steering angle is fixed so as to be parallel to the front-rear direction of the vehicle, or the amount of change of the rear wheel steering angle from the parallel state is limited.
The rear wheel steering angle, which is the steering angle of the rear wheels, is changed so that the sliding state of the tire is the elastic sliding state.
A vehicle control device characterized by this.
駆動源と、前輪と、後輪と、前記駆動源からの動力を前記前輪又は前記後輪の少なくとも一方に伝達する動力伝達部材と、前記前輪及び前記後輪に付帯されるタイヤと、操作子と、を有し、前記前輪の舵角である前輪舵角が前記操作子によって操作される車両に対し、前記タイヤの滑り状態を判定しつつ前記車両の走行を制御する制御手段を有する車両用制御装置であって、
前記前輪は、右前輪と左前輪とから構成され、
前記後輪は、右後輪と左後輪とから構成され、
前記制御手段は、
前記車両の重心点の横滑り角である重心横滑り角を算定し、
前記タイヤの滑り状態が、前記タイヤの弾性変形に起因して前記前輪又は前記後輪の前記タイヤが路面に対して見かけ上滑った状態となる弾性滑り状態であるか又は前記タイヤが前記路面に対して実際に滑った状態となる移動滑り状態であるかを判定し、
前記前輪及び前記後輪に付帯される前記タイヤのうち、いずれかの前記タイヤの滑り状態が、前記弾性滑り状態から前記移動滑り状態へ遷移したことを判定した場合には、
当該タイヤの滑り状態を前記弾性滑り状態とするよう、前記後輪の舵角である後輪舵角を変更し、
さらに、前記重心横滑り角が左方向に現れる場合は、前記左前輪又は前記左後輪の駆動力が前記右前輪又は前記右後輪に対して小さくなるようにし、
前記重心横滑り角が右方向に現れる場合は、前記右前輪又は前記右後輪の駆動力が前記左前輪又は前記左後輪に対して小さくなるようにする
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車両用制御装置。
A drive source, front wheels, rear wheels, a power transmission member that transmits power from the drive source to at least one of the front wheels or the rear wheels, tires attached to the front wheels and the rear wheels, and an operator. For a vehicle having a control means for controlling the running of the vehicle while determining the slipped state of the tire for a vehicle in which the front wheel steering angle, which is the steering angle of the front wheels, is operated by the operator. It ’s a control device,
The front wheel is composed of a right front wheel and a left front wheel.
The rear wheel is composed of a right rear wheel and a left rear wheel.
The control means is
The center of gravity skid angle, which is the skid angle of the center of gravity of the vehicle, is calculated.
The slipped state of the tire is an elastic slipped state in which the tire of the front wheel or the rear wheel apparently slips on the road surface due to the elastic deformation of the tire, or the tire is on the road surface. On the other hand, it is judged whether it is a moving slip state that actually slips, and
When it is determined that the slip state of any of the tires attached to the front wheels and the rear wheels has changed from the elastic slip state to the moving slip state.
The rear wheel steering angle, which is the steering angle of the rear wheels, is changed so that the sliding state of the tire is the elastic sliding state.
Further, when the center of gravity skid angle appears in the left direction, the driving force of the left front wheel or the left rear wheel is set to be smaller than that of the right front wheel or the right rear wheel.
Claim 1 to claim 1, wherein when the center of gravity skid angle appears in the right direction, the driving force of the right front wheel or the right rear wheel is made smaller than that of the left front wheel or the left rear wheel. Item 6. The vehicle control device according to any one of Item 3.
駆動源と、前輪と、後輪と、前記駆動源からの動力を前記前輪又は前記後輪の少なくとも一方に伝達する動力伝達部材と、前記前輪及び前記後輪に付帯されるタイヤと、操作子と、を有し、前記前輪の舵角である前輪舵角が前記操作子によって操作される車両に対し、前記タイヤの滑り状態を判定しつつ前記車両の走行を制御する制御手段を有する車両用制御装置であって、
前記制御手段は、
前記タイヤの滑り状態が、前記タイヤの弾性変形に起因して前記前輪又は前記後輪の前記タイヤが路面に対して見かけ上滑った状態となる弾性滑り状態であるか又は前記タイヤが前記路面に対して実際に滑った状態となる移動滑り状態であるかを判定し、
前記前輪及び前記後輪に付帯される前記タイヤのうち、いずれかの前記タイヤの滑り状態が、前記弾性滑り状態から前記移動滑り状態へ遷移したことを判定した場合には、
当該タイヤの滑り状態を前記弾性滑り状態とするよう、前記後輪の舵角である後輪舵角を変更し、
前記制御手段は、
前記後輪舵角を変更する場合に、前記後輪舵角、前記操作子の操作量、及び前記操作量と前記車両のヨー角速度との間の制御ゲインに応じて、前記前輪舵角を補正する
ことを特徴とする車両用制御装置。
A drive source, front wheels, rear wheels, a power transmission member that transmits power from the drive source to at least one of the front wheels or the rear wheels, tires attached to the front wheels and the rear wheels, and an operator. For a vehicle having a control means for controlling the running of the vehicle while determining the slipped state of the tire for a vehicle in which the front wheel steering angle, which is the steering angle of the front wheels, is operated by the operator. It ’s a control device,
The control means is
The slipped state of the tire is an elastic slipped state in which the tire of the front wheel or the rear wheel apparently slips on the road surface due to the elastic deformation of the tire, or the tire is on the road surface. On the other hand, it is judged whether it is a moving slip state that actually slips, and
When it is determined that the slip state of any of the tires attached to the front wheels and the rear wheels has changed from the elastic slip state to the moving slip state.
The rear wheel steering angle, which is the steering angle of the rear wheels, is changed so that the sliding state of the tire is the elastic sliding state.
The control means is
When the rear wheel steering angle is changed, the front wheel steering angle is corrected according to the rear wheel steering angle, the operating amount of the operator, and the control gain between the operating amount and the yaw angular velocity of the vehicle. A vehicle control device characterized by
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