JP2010069984A - Drive assistance device - Google Patents
Drive assistance device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010069984A JP2010069984A JP2008237765A JP2008237765A JP2010069984A JP 2010069984 A JP2010069984 A JP 2010069984A JP 2008237765 A JP2008237765 A JP 2008237765A JP 2008237765 A JP2008237765 A JP 2008237765A JP 2010069984 A JP2010069984 A JP 2010069984A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- force
- steering
- tire
- control
- braking
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 20
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
【課題】操舵力制御と制駆動力制御との制御分担比を適切に設定する運転支援装置を提供する。
【解決手段】自車両前方の環境情報に基づいて自車両を操向する運転支援装置を、自車両前方の環境を認識する環境認識手段110と、環境認識手段を用いて自車両の目標操向量を算出する目標操向量算出手段140と、操舵輪タイヤが発生するタイヤ力を算出するタイヤ力算出手段170と、操舵輪タイヤの限界タイヤ力を推定する限界タイヤ力推定手段167と、操舵機構に付与される操舵力を制御する操舵力制御手段200と、左右輪の制駆動力差を制御する制駆動力制御手段190と、目標操向量を所定の制御分担比で割り振ることにより操舵力制御手段の目標操舵力及び制駆動力制御手段の目標制駆動力差を設定するとともに、タイヤ力の限界タイヤ力への接近に応じて、制駆動力制御手段の操舵力制御手段に対する制御分担比を増加させる制御分担比設定手段180とを備える構成とする。
【選択図】図1A driving support device for appropriately setting a control sharing ratio between steering force control and braking / driving force control is provided.
A driving support device that steers a host vehicle based on environmental information in front of the host vehicle includes an environment recognition unit that recognizes an environment in front of the host vehicle, and a target steering amount of the host vehicle using the environment recognition unit. Target steering amount calculating means 140 for calculating the tire force, tire force calculating means 170 for calculating the tire force generated by the steered wheel tire, limit tire force estimating means 167 for estimating the limit tire force of the steered wheel tire, and the steering mechanism. Steering force control means 200 for controlling the applied steering force, braking / driving force control means 190 for controlling the braking / driving force difference between the left and right wheels, and steering force control means by allocating the target steering amount at a predetermined control sharing ratio. Difference between the target steering force and the braking / driving force control means, and the control sharing ratio of the braking / driving force control means to the steering force control means according to the approach of the tire force to the limit tire force. A configuration and a control distribution ratio setting means 180 for pressurizing.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、自動車等の車両を操向する運転支援装置に関し、特に操舵機構への操舵力付与制御及び左右輪の制駆動力差によるヨーモーメント制御の制御分担比を適切に設定するものに関する。 The present invention relates to a driving support device that steers a vehicle such as an automobile, and more particularly, to a device that appropriately sets a control sharing ratio of steering force application control to a steering mechanism and yaw moment control based on a braking / driving force difference between left and right wheels.
自車両前方の環境情報に基づいて車両を操向する運転支援装置として、車線逸脱防止装置、車線維持支援装置等が知られている。
車線逸脱防止装置は、自車両の走行車線からの逸脱傾向を判定した場合に、自車両を車線中央側へ戻す方向への操向を行うものである。
車線維持支援装置は、走行車線内に目標走行位置を設定し、自車両が目標走行位置に沿って走行するように操向を行うものである。
このような車両の操向は、例えばアクチュエータによって操舵機構に操舵力を付与して前輪を転舵したり、左右車輪に制駆動力差を与えてヨーモーメントを発生させることによって行う。
As driving assistance devices that steer a vehicle based on environmental information ahead of the host vehicle, a lane departure prevention device, a lane maintenance assistance device, and the like are known.
The lane departure prevention device steers the vehicle in a direction to return the vehicle to the lane center side when the tendency of the vehicle to deviate from the traveling lane is determined.
The lane keeping assist device sets a target travel position in the travel lane, and steers the host vehicle so as to travel along the target travel position.
Such steering of the vehicle is performed, for example, by applying a steering force to the steering mechanism by an actuator to steer the front wheels, or by generating a yaw moment by giving a braking / driving force difference between the left and right wheels.
例えば、特許文献1には、自車両が走行車線から逸脱する可能性があると判断されたときに、操舵制御と制動力制御との制御量をそれぞれ算出して操舵トルクと各輪の制動力とを制御する車線逸脱防止装置において、カーブの曲率度合、車線逸脱度合、路面勾配、路面μにより、修正の少ない場合には操舵トルク制御の分担を増し、修正の多い場合には制動力制御の分担を増すことによってドライバへの違和感を軽減することが記載されている。
左右輪に制駆動力差を発生させる制駆動力制御を用いると、例えば路面μが低い場合や高速コーナリング中のように操舵輪タイヤのグリップ力がタイヤ力の限界に接近しており、舵角付与によって車両を操向する余裕が乏しい場合であっても、ヨーモーメントの発生を行うことができる。しかし、一般に制駆動力制御によってヨーモーメントを発生させると、車速の加減速が生じてドライバに違和感を与える場合がある。
上述した特許文献1に記載された技術の場合、走行場面や環境状態毎に制御分担が変化するため、制御による車両の動きが安定せず、また、車両限界に十分余裕のある状態であっても制動力制御を行う場合があり、ドライバに違和感を与えてしまう。
本発明の課題は、操舵力制御と制駆動力制御との制御分担比を適切に設定する運転支援装置を提供することである。
Using braking / driving force control that generates a braking / driving force difference between the left and right wheels, for example, when the road surface μ is low or during high-speed cornering, the steering wheel tire grip force approaches the tire force limit, and the steering angle Even when there is not enough room to steer the vehicle by the application, the yaw moment can be generated. However, generally, when a yaw moment is generated by braking / driving force control, acceleration / deceleration of the vehicle speed occurs, which may give the driver a feeling of strangeness.
In the case of the technique described in Patent Document 1 described above, since the control share changes for each traveling scene and environmental state, the movement of the vehicle due to the control is not stable, and the vehicle limit is sufficient. In some cases, the braking force control may be performed, which may cause the driver to feel uncomfortable.
An object of the present invention is to provide a driving support device that appropriately sets a control sharing ratio between steering force control and braking / driving force control.
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1の発明は、自車両前方の環境情報に基づいて自車両を操向する運転支援装置において、自車両前方の環境を認識する環境認識手段と、前記環境認識手段を用いて自車両の目標操向量を算出する目標操向量算出手段と、操舵輪タイヤが発生するタイヤ力を算出するタイヤ力算出手段と、前記操舵輪タイヤの限界タイヤ力を推定する限界タイヤ力推定手段と、操舵機構に付与される操舵力を制御する操舵力制御手段と、左右輪の制駆動力差を制御する制駆動力制御手段と、前記目標操向量を所定の制御分担比で割り振ることにより前記操舵力制御手段の目標操舵力及び前記制駆動力制御手段の目標制駆動力差を設定するとともに、前記タイヤ力の前記限界タイヤ力への接近に応じて、前記制駆動力制御手段の前記操舵力制御手段に対する制御分担比を増加させる制御分担比設定手段とを備えることを特徴とする運転支援装置である。
The present invention solves the above-described problems by the following means.
According to a first aspect of the present invention, in a driving support device that steers the host vehicle based on environment information in front of the host vehicle, environment recognition means for recognizing the environment in front of the host vehicle, and the environment recognition unit using the environment recognition unit. Target steering amount calculating means for calculating the target steering amount, tire force calculating means for calculating the tire force generated by the steered wheel tire, limit tire force estimating means for estimating the limit tire force of the steered wheel tire, and steering mechanism Steering force control means for controlling the steering force applied to the vehicle, braking / driving force control means for controlling the braking / driving force difference between the left and right wheels, and the steering force control by allocating the target steering amount at a predetermined control sharing ratio. And setting the target braking / driving force difference of the braking / driving force control means, and the steering force control means of the braking / driving force control means according to the approach of the tire force to the limit tire force Against A driving support device, characterized in that it comprises a control distribution ratio setting means for increasing the control sharing ratio.
請求項2の発明は、前記制御分担比設定手段は、前記タイヤ力が前記限界タイヤ力よりも小さく設定される閾値をオーバーした場合にのみ前記制駆動力制御手段により前記制駆動力差を発生させることを特徴とする請求項1に記載の運転支援装置である。 According to a second aspect of the present invention, the control / sharing ratio setting means generates the braking / driving force difference by the braking / driving force control means only when the tire force exceeds a threshold value set to be smaller than the limit tire force. The driving support device according to claim 1, wherein:
本発明によれば、タイヤ力の限界タイヤ力への接近に応じて、操舵力制御手段に対する制駆動力制御手段の制御分担比を増加させることによって、タイヤ力に十分な余裕がある状態では主に操舵力制御で車両を操向し、制駆動力制御の介入によって加減速が生じドライバに違和感を与えることを防止できる。また、タイヤ力に余裕が乏しい場合には、制駆動力制御の制御分担比を増加させて車両を確実に操向することができる。 According to the present invention, the control share ratio of the braking / driving force control means with respect to the steering force control means is increased in accordance with the approach of the tire force to the limit tire force. Therefore, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable due to acceleration / deceleration caused by steering the vehicle with steering force control and intervention of braking / driving force control. In addition, when the tire force is insufficient, the vehicle can be steered reliably by increasing the control sharing ratio of the braking / driving force control.
本発明は、操舵力制御と制駆動力制御との制御分担比を適切に設定する運転支援装置を提供する課題を、操舵輪タイヤの摩擦円限界へのタイヤ力の接近に応じて、制駆動力制御の制御分担比を増加させることによって解決した。 The present invention aims to provide a driving support device that appropriately sets a control sharing ratio between steering force control and braking / driving force control, according to the approach of tire force to the friction circle limit of a steered wheel tire. It was solved by increasing the control sharing ratio of force control.
以下、本発明を適用した運転支援装置の実施例について説明する。
実施例の運転支援装置は、例えば、前2輪を操舵する乗用車等の4輪自動車に備えられる。本実施例において、車両は、例えば、所定のベーストルク配分により前後にトルク配分を行いかつ差動制限クラッチを有するセンターディファレンシャルを備えた4輪駆動車である。
図1は、実施例の運転支援装置を含む車両のシステム構成を示す図である。この運転支援装置は、操舵機構10に操舵トルク(操舵力)を付与し、また、左右輪の制動力差を生じさせることによって車両にヨーモーメントを発生させることによって車両を操向するものである。
操舵機構10は、前輪FWを支持するハウジングHを所定の操向軸線(キングピン)回りに回転させて操舵を行うものである。
Embodiments of a driving support apparatus to which the present invention is applied will be described below.
The driving assistance device of the embodiment is provided in a four-wheeled vehicle such as a passenger car that steers the two front wheels. In the present embodiment, the vehicle is, for example, a four-wheel drive vehicle that includes a center differential that distributes torque back and forth with a predetermined base torque distribution and has a differential limiting clutch.
FIG. 1 is a diagram illustrating a system configuration of a vehicle including a driving support apparatus according to an embodiment. This driving assistance device steers the vehicle by applying a steering torque (steering force) to the steering mechanism 10 and generating a yaw moment by causing a difference in braking force between the left and right wheels. .
The steering mechanism 10 performs steering by rotating the housing H that supports the front wheel FW about a predetermined steering axis (king pin).
操舵機構10は、ステアリングホイール11、ステアリングシャフト12、ステアリングギアボックス13、タイロッド14等を備えて構成されている。
ステアリングホイール11は、ドライバが操舵操作を入力する環状の操作部材である。
ステアリングシャフト12は、ステアリングホイール11の回転をステアリングギアボックス13に伝達する回転軸である。
ステアリングギアボックス13は、ステアリングシャフト12の回転運動を車幅方向の直進運動に変換するラックアンドピニオン機構を備えている。
タイロッド14は、一方の端部をステアリングギアボックス13のラックに連結され、他方の端部をハウジングHのナックルアームに連結された軸状の部材である。タイロッド14は、ハウジングHのナックルアームを押し引きすることによって、ハウジングHを回転させ、操舵を行う。
The steering mechanism 10 includes a
The
The
The
The tie rod 14 is a shaft-like member having one end connected to the rack of the
また、車両は、電動パワーステアリング(EPS)制御ユニット20、操安制御ユニット30、エンジン制御ユニット40、トランスミッション制御ユニット50、車両統合ユニット60等を備えている。
The vehicle also includes an electric power steering (EPS)
EPS制御ユニット20は、ドライバの操舵操作に応じて操舵アシスト力を発生する電動パワーステアリング装置を統括的に制御するものである。EPS制御ユニット20には、電動アクチュエータ21、トルクセンサ22等が接続されている。
電動アクチュエータ21は、例えば、ステアリングシャフト12の途中に設けられ、減速機構を介して操舵機構10に対して操舵トルク(操舵力)を付与する電動モータである。
トルクセンサ22は、電動アクチュエータ21とステアリングホイール11との間でステアリングシャフト12に挿入され、ステアリングシャフト12に作用するトルクを検出するものである。通常、トルクセンサ22が検出するトルクは、ドライバがステアリングホイール11に入力する操舵トルクと実質的に等しくなる。
The
The
The torque sensor 22 is inserted into the
操安制御ユニット30は、各車輪のブレーキの制動力を個別に制御する車両操安性制御及びABS制御を行うものである。車両操安性制御は、アンダーステア又はオーバーステアの発生時に、旋回内輪側と外輪側の制動力を異ならせて復元方向のヨーモーメントを発生させるものである。ABS制御(アンチロックブレーキ制御)は、車輪のロック傾向を検出した際に、当該車輪の制動力を低減して回復させるものである。
操安制御ユニット30には、ハイドロリックコントロールユニット(HCU)31、車速センサ32、ヨーレートセンサ33、横加速度(横G)センサ34、舵角センサ35等が接続されている。
The
The
HCU31は、各車輪の液圧式サービスブレーキに付与されるブレーキフルード液圧を個別に制御する装置である。HCU31は、ブレーキフルードを加圧するモータポンプ、及び、各車輪のキャリパシリンダへ付与される圧力を調整するソレノイドバルブ等を備えている。
車速センサ32は、各車輪のハブベアリングを保持するハウジングに設けられ、車輪速に応じた車速パルス信号を出力する。この車速パルス信号は、所定の処理を施すことによって、車両の走行速度を求めることができる。
ヨーレートセンサ33及び横Gセンサ34は、車体の鉛直軸回りの回転速度及び横方向の加速度をそれぞれ検出するMEMSセンサを備えている。
舵角センサ35は、ステアリングシャフト12の角度位置(ステアリングホイール11の角度位置と実質的に等しい)を検出するエンコーダを備えている。
The HCU 31 is a device that individually controls the brake fluid hydraulic pressure applied to the hydraulic service brake of each wheel. The HCU 31 includes a motor pump that pressurizes the brake fluid, a solenoid valve that adjusts the pressure applied to the caliper cylinder of each wheel, and the like.
The
The
The
エンジン制御ユニット40は、車両の走行用動力源であるエンジン及びその補器類を統括的に制御するものである。
エンジン制御ユニット40には、電子制御スロットル制御装置(ETC)41、スロットル開度センサ42、エンジン(E/G)回転数センサ43等が接続されている。
ETC41は、図示しないエンジンの出力を調整するスロットルバルブを駆動するスロットルアクチュエータを制御するものである。ETC41は、エンジン制御ユニット40が図示しないアクセルペダルの操作量等に基づいて設定する目標スロットル開度に応じて、スロットルアクチュエータを駆動する。
スロットル開度センサ42は、スロットルバルブの現在の開度θthを検出し、エンジン制御ユニット40に伝達するものである。
エンジン回転数センサ43は、エンジンの出力軸であるクランクシャフトの回転数(エンジン回転数)Neを検出し、エンジン制御ユニット40に伝達するものである。
The
The
The
The
The engine
トランスミッション制御ユニット50は、エンジンの出力を変速して駆動軸のディファレンシャルギアへ伝達するオートマティックトランスミッションを統括的に制御するものである。トランスミッション制御ユニット50は、現在の変速段におけるギヤ比、トルクコンバータのタービン回転数Nt等のトランスミッション出力トルクの演算に必要な情報を操向支援制御ユニット100のタイヤ力余裕度演算手段160に提供する。
車両統合ユニット60は、上記各ユニットに関連する以外の車両の電装品を統括的に制御するものである。
The
The
また、実施例の運転支援装置は、以下説明する操向支援制御ユニット100を備えている。操向支援制御ユニット100は、操舵機構10への操舵トルクの付与、及び、HCU31による左右輪制動力差の付与によって車両を操向し、車両逸脱防止制御等の車両の操向制御を行うものである。
操向支援制御ユニット100は、上述したEPS制御ユニット20、操安制御ユニット30、エンジン制御ユニット40、トランスミッション制御ユニット50、車両統合ユニット60と、例えばCAN通信システム等の車載LANを介して接続され、各種情報や信号を取得可能となっている。
Further, the driving support device of the embodiment includes a steering
The steering
また、操向支援制御ユニット100は、環境認識手段110、目標走行位置設定手段120、自車進行路推定手段130、目標操向量設定手段140、路面μ推定手段150、タイヤ力余裕度演算手段160、制御分担比設定手段180、左右輪制動力差制御手段190、操舵力制御手段200等を備えている。なお、これらの各手段は、それぞれ独立したハードウェアとして構成されてもよく、また、一部又は全部を共通したハードウェアとした構成としてもよい。
The steering
環境認識手段110は、自車両前方を撮像した画像情報に基づいて、自車両の走行車線の形状等を認識するものである。
環境認識手段110は、ステレオカメラ111、画像処理部112等が接続されている。
ステレオカメラ111は、例えば車両のフロントウインドウ上端部のルームミラー基部付近に設けられた一対のメインカメラ及びサブカメラを備えている。メインカメラ及びサブカメラは、それぞれCCDカメラを有して構成されている。メインカメラ及びサブカメラは、車幅方向に離間して設置されている。メインカメラ及びサブカメラは、それぞれ基準画像及び比較画像を撮像し、これらに係る画像データを画像処理部112に出力する。
画像処理部112は、ステレオカメラ111が出力した基準画像及び比較画像の画像データをA/D変換した後、所定の画像処理を施して環境認識手段110に出力するものである。この画像処理には、例えば、各カメラの取付位置誤差の補正や、ノイズ除去、階調の適切化などが含まれる。デジタル化された画像は、例えば、垂直方向及び水平方向にマトリクス状に配列された複数の画素を有する。これらの各画素は、それぞれ被写体の明るさに応じた輝度値を有する。
The
The
The
The
環境認識手段110は、基準画像及び比較画像のデータに基づいて、基準画像上の任意の画素又は複数の画素からなるブロックである画素群の視差を検出する。この視差は、ある画素又は画素群の基準画像上の位置と比較画像上の位置とのずれ量である。この視差を用いると、三角測量の原理により、自車両から当該画素に対応する被写体までの距離を算出することができる。
The
また、環境認識手段110は、自車両前方の車線両端部に配置された白線の形状等を認識する。なお、本明細書、特許請求の範囲等において、白線とは、車線の幅方向における端部に引かれた連続線又は破線を示すものとし、実際の色彩が白色以外(例えば燈色など)の線も含むものとする。
環境認識手段110は、基準画像のデータから画素の輝度データに基づいて白線部分の画素群を検出する。自車両に対する白線部分の画素群の方位は、画像データ上の画素位置に基づいて検出される。具体的には、垂直方向における画素位置が路面上に相当する領域を水平方向に走査し、輝度値が急変する箇所を白線の輪郭として認識する。そして、当該白線部分の画素群の距離を算出することによって、白線の位置を検出する。
そして、環境認識手段110は、白線位置の検出を連続的に行なって車両の進行方向に複数の車線候補点を設定し、整合のとれない車線候補点を無視するとともに、車線候補点を設定できなかった領域は所定の補完処理を行うことによって、自車両前方の車線形状を認識する。
Moreover, the environment recognition means 110 recognizes the shape of the white line etc. which are arrange | positioned at the lane both ends ahead of the own vehicle. In this specification, claims, etc., a white line means a continuous line or a broken line drawn at the end in the width direction of the lane, and the actual color is other than white (for example, amber) Includes lines.
The
The environment recognition means 110 can continuously detect the position of the white line to set a plurality of lane candidate points in the traveling direction of the vehicle, ignore the lane candidate points that cannot be matched, and set the lane candidate points. The area that does not exist is subjected to a predetermined complement process to recognize the lane shape ahead of the host vehicle.
目標走行位置設定手段120は、環境認識手段110が設定した自車両の走行車線の幅方向における中央に目標走行位置Xcを設定する。
The target travel
自車進行路推定手段130は、環境認識手段110からの情報、車速センサ32、ヨーレートセンサ33、舵角センサ35等によって検出される車両の走行状態、及び、既知の車両諸元等に基づいて、自車進行路を推定するものである。
自車進行路の推定は、例えば、車両前方の注視距離Zにおける自車両OVの横位置Xeを算出することによって行う。
自車両OVの重心位置を原点とし、車幅方向へ延びるX軸、及び、車体前方側へ延びるZ軸を有する座標系を用いて以下説明する。
注視距離Zにおける自車両重心の推定横位置Xeは、ハンドル角度αを用いて、以下の式1によって求められる。
The own vehicle traveling path is estimated by, for example, calculating the lateral position Xe of the own vehicle OV at the gaze distance Z in front of the vehicle.
This will be described below using a coordinate system having an X-axis extending in the vehicle width direction and a Z-axis extending forward of the vehicle body with the center of gravity of the host vehicle OV as the origin.
The estimated lateral position Xe of the host vehicle's center of gravity at the gaze distance Z is obtained by the following equation 1 using the handle angle α.
また、自車進行路推定手段130は、上述したハンドル角度を用いた横位置の推定に代えて、以下の式2の通り、ヨーレートセンサ33が検出したヨーレートを用いて横位置を推定することができる。
Xe=Z2γ/2V ・・・(式2)
Xe:注視距離Zにおける自車両重心の推定横位置[m]
Z:注視距離[m]
γ:車両のヨーレート[rad/sec]
In addition, the vehicle traveling
Xe = Z 2 γ / 2V (Formula 2)
Xe: Estimated lateral position of the center of gravity of the vehicle at the gaze distance Z [m]
Z: Gaze distance [m]
γ: vehicle yaw rate [rad / sec]
目標操向量設定手段140は、環境認識手段110、目標走行位置設定手段120、自車進行路推定手段130等を用いて、自車両の目標操向量(例えば、目標ヨーレート等)を設定するものである。目標操向量設定手段140は、例えば、目標走行位置設定手段120が設定した目標走行位置Xcに対する自車進行路推定手段130が推定した自車両の横位置Xeの偏差に応じて、この偏差を低減する方向への目標操向量を設定する。
この目標操向量設定手段140は、本発明にいう目標操向量算出手段として機能する。
The target steering
This target steering amount setting means 140 functions as a target steering amount calculation means according to the present invention.
路面μ推定手段150は、自車両が現在走行中の路面の摩擦係数μを推定するものである。ここで、路面μを推定する手法は特に限定されないが、例えば、車速、舵角、横加速度、ヨーレート等の車両の各状態量と、車両モデルとに基づいて路面μを推定することができる。 The road surface μ estimation means 150 estimates the friction coefficient μ of the road surface on which the host vehicle is currently traveling. Here, the method for estimating the road surface μ is not particularly limited. For example, the road surface μ can be estimated based on the vehicle state quantities such as the vehicle speed, the steering angle, the lateral acceleration, the yaw rate, and the vehicle model.
タイヤ力余裕度演算手段160は、車両の各タイヤの摩擦円限界及びタイヤ力を演算し、さらに摩擦円限界に対するタイヤ力の接近度合(タイヤ余裕度)を演算するものである。
タイヤ力余裕度演算手段160は、エンジントルク演算部161、トランスミッション出力トルク演算部162、総駆動力演算部163、前後接地荷重演算部164、左輪荷重比率演算部165、各輪接地荷重演算部166、各輪摩擦円限界値演算部167、各輪前後力演算部168、各輪横力演算部169、各輪タイヤ合力演算部170、各輪タイヤ力余裕度演算部171等を備えて構成されている。
The tire force margin calculating means 160 calculates the friction circle limit and the tire force of each tire of the vehicle, and further calculates the approach degree of the tire force (tire margin) with respect to the friction circle limit.
The tire force margin calculation means 160 includes an engine
エンジントルク演算部161は、スロットル開度センサ42が検出したスロットル開度θth、及び、エンジン回転数センサ43が検出したエンジン回転数Neを用いて、既知のエンジン特性より設定しておいたマップを参照して現在発生しているエンジントルクTegを求めるものである。
The engine
トランスミッション出力トルク演算部162は、エンジン回転数Ne、トランスミッションのギヤ比i、トルクコンバータのタービン回転数Nt、エンジントルクTeg等を用いて、トランスミッションの出力トルクを演算するものである。
トランスミッションの出力トルクTtは、以下の式3によって求めることができる。
Tt=Teg・t・i ・・・(式3)
Teg:エンジン出力トルク
t:トルクコンバータトルク比
i:トランスミッションギヤ比
ここで、トルクコンバータのトルク比tは、タービン回転数Ntとエンジン回転数Neとの回転速度比Nt/Neと、トルクコンバータのトルク比tとのマップを参照することによって求めることができる。
The transmission output
The output torque Tt of the transmission can be obtained by the following equation 3.
Tt = Teg · t · i (Formula 3)
Teg: Engine output torque t: Torque converter torque ratio i: Transmission gear ratio
Here, the torque ratio t of the torque converter can be obtained by referring to a map of the rotational speed ratio Nt / Ne between the turbine speed Nt and the engine speed Ne and the torque ratio t of the torque converter.
総駆動力演算部163は、各タイヤから路面へ伝達される総駆動力Fxを演算するものである。総駆動力Fxは、以下の式4によって求められる。
Fx=Tt・η・if/Rt ・・・(式4)
Tt:トランスミッション出力トルク
η:駆動系の伝達効率
if:最終減速比
Rt:タイヤ半径
The total driving
Fx = Tt · η · if / Rt (Formula 4)
Tt: Transmission output torque η: Drive system transmission efficiency if: Final reduction ratio Rt: Tire radius
前後接地荷重演算部164は、総駆動力演算部163等を用いて、前輪接地荷重Fzf、及び、後輪接地荷重Fzrを演算するものである。
前輪接地荷重Fzf及び後輪接地荷重Fzrは、それぞれ以下の式5、式6によって求められる。
Fzf=Wf−((m・(d2x/dt2)・h)/L ・・・(式5)
Fzr=W−Fzf ・・・(式6)
Wf:前輪静荷重
m:車両質量
d2x/dt2:前後加速度(=Fx/m)
h:車両重心高さ
L:ホイールベース
W:車両重量(=m・G(Gは重力加速度))
The front / rear ground
The front wheel ground load Fzf and the rear wheel ground load Fzr are obtained by the following formulas 5 and 6, respectively.
Fzf = Wf − ((m · (d 2 x / dt 2 ) · h) / L (Expression 5)
Fzr = W−Fzf (Formula 6)
Wf: front wheel static load m: vehicle mass d 2 x / dt 2 : longitudinal acceleration (= Fx / m)
h: Height of vehicle center of gravity L: Wheel base W: Vehicle weight (= m · G (G is gravitational acceleration))
左輪荷重比率演算部165は、前後輪の軸重のうち左側のタイヤにかかっている荷重の比率である左輪荷重比率WR_lを演算するものである。左輪荷重比率WR_lは、以下の式7によって求められる。
WR_l=0.5−((d2y/dt2)/G)・(h/Ltred) ・・・(式7)
WR_l:左輪荷重比率
d2y/dt2:横加速度
G:重力加速度
h:車両重心高さ
Ltred:前輪と後輪のトレッド平均値
The left wheel load
WR — 1 = 0.5 − ((d 2 y / dt 2 ) / G) · (h / Ltred) (Expression 7)
WR — l: Left wheel load ratio d 2 y / dt 2 : Lateral acceleration G: Gravity acceleration h: Height of vehicle center of gravity Ltred: Average tread value of front and rear wheels
各輪接地荷重演算部166は、前後接地荷重演算部164及び左輪荷重比率演算部165を用いて、以下の式8〜式11によって、左前輪接地荷重Fzf_l、右前輪接地荷重Fzf_r、左後輪接地荷重Fzr_l、右後輪接地荷重Fzr_rを演算するものである。
Fzf_l=Fzf・WR_l ・・・(式8)
Fzf_r=Fzf・(1−WR_l) ・・・(式9)
Fzr_l=Fzr・WR_l ・・・(式10)
Fzr_r=Fzr・(1−WR_l) ・・・(式11)
Each wheel ground
Fzf_l = Fzf · WR_l (Expression 8)
Fzf_r = Fzf · (1-WR_l) (Equation 9)
Fzr_l = Fzr · WR_l (Expression 10)
Fzr_r = Fzr. (1-WR_l) (Formula 11)
各輪摩擦円限界値演算部167は、各輪接地荷重演算部166及び路面μ推定手段150を用いて、各タイヤの摩擦円限界値を演算するものである。
図3は、タイヤの摩擦円限界とタイヤ力との関係を示す図である。横軸は前後方向タイヤ力を示し、縦軸は横方向タイヤ力を示している。
摩擦円は、路面の摩擦係数μ及びタイヤの接地荷重Fzによって定まる円である。摩擦円の半径である摩擦円限界値は、タイヤの接地荷重Fzに摩擦係数μを乗じた値となる。タイヤ接地面で発生する横方向力と前後方向力との合力は、摩擦円を超えない(摩擦円の外側には出ない)ということが知られている。すなわち、以下の式12が成立する。
Fy2+Fx2≦(μ・Fz)2 ・・・(式12)
Fy:横方向力
Fx:前後方向力
μ:摩擦係数
Fz:タイヤ接地荷重
この各輪摩擦円限界値演算部167は、本発明にいう限界タイヤ力推定手段として機能する。
Each wheel friction circle limit
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the tire friction circle limit and the tire force. The horizontal axis represents the front-rear tire force, and the vertical axis represents the lateral tire force.
The friction circle is a circle determined by the friction coefficient μ of the road surface and the ground contact load Fz of the tire. The friction circle limit value, which is the radius of the friction circle, is a value obtained by multiplying the ground contact load Fz of the tire by the friction coefficient μ. It is known that the resultant force of the lateral force and the longitudinal force generated on the tire contact surface does not exceed the friction circle (does not go outside the friction circle). That is, the following
Fy 2 + Fx 2 ≦ (μ · Fz) 2 (Expression 12)
Fy: lateral force Fx: longitudinal force μ: friction coefficient Fz: tire ground contact load
Each wheel friction circle limit
各輪前後力演算部168は、各タイヤが発生する前後力を演算するものである。各輪前後力演算部168は、トランスミッション出力トルク演算部162が出力するトランスミッション出力トルクTt、トランスミッション制御ユニット50が出力するセンターディファレンシャルにおける差動制限クラッチの締結トルクTLSD、総駆動力演算部163が出力する総駆動力Fx、及び、各輪接地荷重演算部166が出力する各輪の接地荷重Fzf_l、Fzf_r、Fzr_l、Fzr_r等に基づいて、左前輪前後力Fxf_l、右前輪前後力Fxf_r、左後輪前後力Fxr_l、右後輪前後力Fxr_rを演算する。
Each wheel longitudinal
以下、左前輪前後力Fxf_l、右前輪前後力Fxf_r、左後輪前後力Fxr_l、右後輪前後力Fxr_rの演算手順の一例を説明する。
まず前輪荷重配分率WR_fを以下の式13によって求める。
WR_f=Fzf/W ・・・(式13)
WR_f:前輪荷重配分率
Fzf:前輪接地荷重
W:車両重量
Hereinafter, an example of a calculation procedure of the left front wheel longitudinal force Fxf_l, the right front wheel longitudinal force Fxf_r, the left rear wheel longitudinal force Fxr_l, and the right rear wheel longitudinal force Fxr_r will be described.
First, the front wheel load distribution ratio WR_f is obtained by the following equation (13).
WR_f = Fzf / W (Formula 13)
WR_f: front wheel load distribution ratio Fzf: front wheel ground contact load W: vehicle weight
次に、最小前輪前後トルクTfminと最大前輪前後トルクTfmaxを、以下の式14、式15によって求める。
Tfmin=Tt・Rf_cd−TLSD(≧0) ・・・(式14)
Tfmax=Tt・Rf_cd+TLSD(≧0) ・・・(式15)
Rf_cd:センタディファレンシャルベーストルク配分
TLSD:差動制限クラッチの締結トルク
Next, the minimum front wheel front-rear torque Tfmin and the maximum front wheel front-rear torque Tfmax are obtained by the following expressions 14 and 15.
Tfmin = Tt · Rf_cd−T LSD (≧ 0) (Equation 14)
Tfmax = Tt · Rf_cd + T LSD (≧ 0) (Equation 15)
Rf_cd: Center differential base torque distribution T LSD : Engagement torque of differential limiting clutch
次に、最小前輪前後力Fxfminと最大前輪前後力Fxfmaxとを、以下の式16、式17によって求める。
Fxfmin=Tfmin・η・if/Rt ・・・(式16)
Fxfmax=Tfmax・η・if/Rt ・・・(式17)
η:駆動系の伝達効率
if:最終減速比
Rt:タイヤ半径
Next, the minimum front wheel longitudinal force Fxfmin and the maximum front wheel longitudinal force Fxfmax are obtained by the following equations 16 and 17.
Fxfmin = Tfmin · η · if / Rt (Expression 16)
Fxfmax = Tfmax · η · if / Rt (Expression 17)
η: Transmission efficiency of drive system if: Final reduction ratio Rt: Tire radius
そして、以下のように状態判定する。
(1)WR_f≦Fxfmin/Fxのときは、後輪側に差動制限トルクが増加されているものとして、判定値I=1とする。
(2)WR_f≧Fxfmax/Fxのときは、前輪側に差動制限トルクが増加されているものとして、判定値I=3とする。
(3)上記以外の場合は通常時と判定して、判定値I=2とする。
Then, the state is determined as follows.
(1) When WR_f ≦ Fxfmin / Fx, it is assumed that the differential limiting torque is increased on the rear wheel side, and the determination value I = 1.
(2) When WR_f ≧ Fxfmax / Fx, it is assumed that the differential limiting torque is increased on the front wheel side, and the determination value I = 3.
(3) In cases other than the above, it is determined as normal time, and the determination value I = 2.
そして、前輪前後力Fxfは、上述した判定値Iに応じて、以下の式18〜式20によって求められる。
(1)I=1の場合
Fxf=Tfmin・η・if/Rt ・・・(式18)
(2)I=2の場合
Fxf=Fx・WR_f ・・・(式19)
(3)I=3の場合
Fxf=Tfmax・η・if/Rt ・・・(式20)
また、後輪前後力Fxrは、以下の式21によって求められる。
Fxr=Fx−Fxf ・・・(式21)
Then, the front wheel longitudinal force Fxf is obtained by the following Expression 18 to
(1) When I = 1 Fxf = Tfmin · η · if / Rt (Equation 18)
(2) When I = 2 Fxf = Fx · WR_f (Equation 19)
(3) When I = 3 Fxf = Tfmax · η · if / Rt (Equation 20)
Further, the rear wheel longitudinal force Fxr is obtained by the following equation (21).
Fxr = Fx−Fxf (Formula 21)
左前輪前後力Fxf_l、右前輪前後力Fxf_r、左後輪前後力Fxr_l、右後輪前後力Fxr_rは、以下の式22、式23によって求められる。
Fxf_l=Fxf_r=Fxf/2 ・・・(式22)
Fxr_l=Fxr_r=Fxr/2 ・・・(式23)
The left front wheel front / rear force Fxf_l, the right front wheel front / rear force Fxf_r, the left rear wheel front / rear force Fxr_l, and the right rear wheel front / rear force Fxr_r are obtained by the following equations 22 and 23.
Fxf_l = Fxf_r = Fxf / 2 (Expression 22)
Fxr_l = Fxr_r = Fxr / 2 (Expression 23)
各輪横力演算部169は、横加速度、車速、舵角、ヨーレート等に基づいて、各タイヤが発生する横力を演算するものである。
各輪横力演算部169には、横加速度センサ34が出力する横加速度(d2y/dt2)、車速センサ32が出力する各車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrr、ヨーレートセンサ33が出力するヨーレートγ、左輪荷重比率演算部165が出力する左輪荷重比率WR_l等が入力される。
Each wheel lateral force calculation unit 169 calculates the lateral force generated by each tire based on lateral acceleration, vehicle speed, steering angle, yaw rate, and the like.
Each wheel lateral force calculation unit 169 outputs lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ) output from the
前輪横力Fyf、後輪横力Fyrは、以下の式24、式25によって求められる。
Fyf=(Iz・(dγ/dt)+m・(d2y/dt2)・Lr)/L ・・・(式24)
Fyr=(−Iz・(dγ/dt)+m・(d2y/dt2)・Lf)/L ・・(式25)
Iz:車両のヨー慣性モーメント
Lf:前軸−重心間距離
Lr:後軸−重心間距離
m:車両質量
The front wheel lateral force Fyf and the rear wheel lateral force Fyr are obtained by the following equations 24 and 25.
Fyf = (Iz · (dγ / dt) + m · (d 2 y / dt 2 ) · Lr) / L (Equation 24)
Fyr = (− Iz · (dγ / dt) + m · (d 2 y / dt 2 ) · Lf) / L (Equation 25)
Iz: Yaw moment of inertia of vehicle Lf: Distance between front axis and center of gravity Lr: Distance between rear axis and center of gravity m: Mass of vehicle
また、左前輪横力Fyf_l、右前輪横力Fyf_r、左後輪横力Fyr_l、右後輪横力Fyr_rは、以下の式26〜式29によって求められる。
Fyf_l=Fyf・WR_l ・・・(式26)
Fyf_r=Fyf・(1−WR_l) ・・・(式27)
Fyr_l=Fyr・WR_l ・・・(式28)
Fyr_r=Fyr・(1−WR_l) ・・・(式29)
Further, the left front wheel lateral force Fyf_l, the right front wheel lateral force Fyf_r, the left rear wheel lateral force Fyr_l, and the right rear wheel lateral force Fyr_r are obtained by the following equations 26 to 29.
Fyf_l = Fyf · WR_l (Expression 26)
Fyf_r = Fyf. (1-WR_l) (Expression 27)
Fyr_l = Fyr · WR_l (Equation 28)
Fyr_r = Fyr. (1-WR_l) (Expression 29)
各輪タイヤ合力演算部170は、各輪前後力演算部168が算出した前後力及び各輪横力演算部169が算出した横力の合力を演算するものである。
左前輪タイヤ合力F_fl、右前輪タイヤ合力F_fr、左後輪タイヤ合力F_rl、右後輪タイヤ合力F_rrは、以下の式30〜式33によって求められる。
F_fl=(Fxf_l2+Fyf_l2)1/2 ・・・(式30)
F_fr=(Fxf_r2+Fyf_r2)1/2 ・・・(式31)
F_rl=(Fxr_l2+Fyr_l2)1/2 ・・・(式32)
F_rr=(Fxr_r2+Fyr_r2)1/2 ・・・(式33)
Each wheel tire
The left front wheel tire resultant force F_fl, the right front wheel tire resultant force F_fr, the left rear wheel tire resultant force F_rl, and the right rear wheel tire resultant force F_rr are obtained by the following
F_fl = (Fxf_l 2 + Fyf_l 2 ) 1/2 (Expression 30)
F_fr = (Fxf_r 2 + Fyf_r 2 ) 1/2 (Expression 31)
F_rl = (Fxr_l 2 + Fyr_l 2 ) 1/2 (Expression 32)
F_rr = (Fxr_r 2 + Fyr_r 2 ) 1/2 (Expression 33)
各輪タイヤ力余裕度演算部171は、各輪摩擦円限界値演算部167が演算した各タイヤの摩擦円限界値と、各輪タイヤ合力演算部170が演算した各タイヤのタイヤ合力との差分を各タイヤの余裕度として算出するものである。すなわち、タイヤ力余裕度は、当該タイヤが摩擦円をオーバーすることなく、さらに発生可能なタイヤ力を示している。
各タイヤの余裕度のうち、操舵輪である左右前輪に関する情報は、制御分担比設定手段180に提供される。
Each wheel tire force
Of the margin of each tire, information on the left and right front wheels, which are steered wheels, is provided to the control sharing ratio setting means 180.
制御分担比設定手段180は、タイヤ力余裕度演算手段160の各輪タイヤ力余裕度演算部171が出力する、左右前輪それぞれの摩擦円限界値とタイヤ合力との差分に基づいて、左右輪制動力差制御手段190と操舵力制御手段200との制御分担比RDYC:RSTR(RDYC+RSTR=1)を設定するものである。この制御分担比の設定については、後に詳しく説明する。
The control share ratio setting means 180 is based on the difference between the frictional circle limit value of each of the left and right front wheels and the tire resultant force, which is output from each wheel tire force
左右輪制動力差制御手段190は、操安制御ユニット30を介してHCU31を制御し、左右輪のブレーキ制動力差を発生させることによって、車両にヨーモーメントを発生させるものである。ここで発生させる目標ヨーモーメントは、目標操向量設定手段140が設定した目標操向量、及び、制御分担比設定手段180が設定する制御分担比に基づいて設定される。
目標ヨーモーメントは、以下の式34によって求められる。
The target yaw moment is obtained by the following
操舵力制御手段200は、EPS制御ユニット20を介して電動アクチュエータ21を制御し、操舵機構10に操舵トルクを付与することによって車両を操向するものである。ここで付与される目標操舵トルクは、目標操向量設定手段140が設定した目標操向量、及び、制御分担比設定手段180が設定する制御分担比に基づいて設定される。
目標操舵トルクは、以下の式35によって求められる。
The target steering torque is obtained by the following
以下、本実施例の運転支援装置における左右輪制動力差制御手段190と操舵力制御手段200との制御分担比設定について説明する。
図4は、制御分担比設定時における運転支援装置の動作を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。
Hereinafter, the control sharing ratio setting between the left and right wheel braking force difference control means 190 and the steering force control means 200 in the driving assistance apparatus of the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the driving support apparatus when the control sharing ratio is set. Hereinafter, the steps will be described step by step.
<ステップS01:タイヤ力演算>
タイヤ力余裕度演算手段160の各輪タイヤ合力演算部170は、操舵輪である左右前輪のタイヤ合力を演算する。
その後、ステップS02に進む。
<Step S01: Tire Force Calculation>
Each wheel tire resultant
Thereafter, the process proceeds to step S02.
<ステップS02:タイヤ力の摩擦円限界値を演算>
タイヤ力余裕度演算手段160の各輪摩擦円限界値演算部167は、操舵輪である左右前輪の摩擦円限界値を演算する。
その後、ステップS03に進む。
<Step S02: Calculate Friction Circle Limit of Tire Force>
Each wheel friction circle limit
Thereafter, the process proceeds to step S03.
<ステップS03:タイヤ力が閾値をオーバーしているか判断>
タイヤ力余裕度演算手段160の各輪タイヤ力余裕度演算部171は、左右前輪の摩擦円限界値に対して所定の安全率a(0<a<1)を乗じた閾値を、タイヤ合力がオーバーしているか否か判断する。
左右前輪のタイヤ合力が、どちらも図3に示すタイヤ合力F1のように閾値をオーバーしていない場合は、タイヤ力に余裕があり操舵力制御のみによって目標操向量を得られるものとしてステップS04に進む。一方、左右前輪の少なくとも一方のタイヤ合力が、図3に示すタイヤ合力F2のように閾値をオーバーしている場合は、タイヤ力に余裕がなく、操舵力制御のみによって目標操向量を得ようとした場合にタイヤのグリップ限界を超える可能性が高いものとしてステップS05に進む。
<Step S03: Determination of whether tire force exceeds threshold>
Each wheel tire force
If the tire resultant force of the left and right front wheels does not exceed the threshold value as in the case of the tire resultant force F1 shown in FIG. 3, it is assumed that the tire steering force is sufficient and the target steering amount can be obtained only by the steering force control. move on. On the other hand, if the tire resultant force of at least one of the left and right front wheels exceeds the threshold value as shown in the tire resultant force F2 shown in FIG. 3, the tire force is not sufficient and an attempt is made to obtain the target steering amount only by the steering force control. In such a case, the process proceeds to step S05 assuming that there is a high possibility that the tire grip limit will be exceeded.
<ステップS04:操舵トルク制御のみ実行>
制御分担比設定手段180は、操舵力制御手段200の制御分担比RSTRを1(100%)に設定するとともに、左右輪制動力差制御手段190の制御分担比を0%に設定する。これによって、操舵力制御手段200は、操舵機構10への操舵力付与(舵角付与)のみによって目標操向量が得られるように、上述した式35を用いて電動アクチュエータ21の制御に用いる目標操舵トルクを設定する。
その後、処理を終了(リターン)する。
<Step S04: Only steering torque control is executed>
Control sharing
Thereafter, the process ends (returns).
<ステップS05:制動力制御及び操舵トルク制御実行>
制御分担比設定手段180は、左右輪制動力差制御手段190と操舵力制御手段200との制御分担比を、予め設定された所定の比率(RDYC>0)に設定する。
左右輪制動力差制御手段190及び操舵力制御手段200は、目標操向量を上述した制御分担比RDYC:RSTRで按分した操向量をそれぞれ得られるように、式34及び式35を用いて左右輪ブレーキの制動力差によるヨーモーメント及び操舵機構10に付与される操舵トルクをそれぞれ制御する。
その後、処理を終了(リターン)する。
<Step S05: Execution of braking force control and steering torque control>
The control sharing
The left and right wheel braking force difference control means 190 and the steering force control means 200
Thereafter, the process ends (returns).
以上説明した実施例によれば、左右前輪いずれかのタイヤ合力が、摩擦円限界値に所定の安全率を乗じて得た閾値をオーバーした状態では、タイヤ力に余裕がないものとして、操舵機構への操舵トルクを付与するとともに左右輪制動力差によるヨーモーメントを発生させて車両を操向することにより、タイヤ力が摩擦円限界値を超えて車両が不安定となることを防止できるとともに、低μ路走行時や高速コーナリング時のようにタイヤ力に余裕がない状態であっても良好な操向制御を行うことができる。
また、左右前輪のタイヤ合力がいずれも閾値をオーバーしない状態では、タイヤ力に余裕があるものとして、操舵機構への操舵トルクの付与のみによって車両を操向することにより、制動力差制御によってドライバに違和感を生じさせることがない。
According to the embodiment described above, in the state where the resultant tire force of either the left or right front wheel exceeds the threshold value obtained by multiplying the frictional circle limit value by a predetermined safety factor, it is assumed that the tire force has no margin, and the steering mechanism By applying the steering torque to the wheel and steering the vehicle by generating a yaw moment due to the difference in braking force between the left and right wheels, it is possible to prevent the tire force from exceeding the friction circle limit value and to make the vehicle unstable, Good steering control can be performed even when the tire force is not sufficient, such as when traveling on a low μ road or during high-speed cornering.
Also, in the state where the tire resultant force of the left and right front wheels does not exceed the threshold value, it is assumed that the tire force is sufficient, and the driver is driven by the braking force difference control by steering the vehicle only by applying the steering torque to the steering mechanism. Does not cause any discomfort.
(変形例)
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)上述した実施例では、現在発生しているタイヤ力(摩擦円限界値)への接近に応じて制御分担比を変更しているが、本発明はこれに限らず、操向制御を行った場合に発生すると推定されるタイヤ力を推定し、この推定値の限界タイヤ力への接近に応じて制御分担比を変更する構成としてもよい。
(2)摩擦円限界値及びタイヤ力を演算する手法は、上述した実施例の手法に限定されず適宜変更することができる。
(3)上述した実施例では、摩擦円限界値とタイヤ力との差分が所定の閾値を境に変化した際に、操舵制御と制動力制御の制御分担比を段階的に変化させているが、差分の変化に応じて連続的に制御分担比を変化させるようにしてもよい。
(4)上述した実施例では、左右の制動力差によってヨーモーメントを発生させているが、本発明はこれに限らず、駆動力を左右不均等配分する左右トルク配分装置を用いて、左右駆動輪に駆動力差を与えてヨーモーメントを発生させる駆動力制御と、操舵機構に操舵力を付与する操舵制御との制御分担比設定にも適用することができる。また、電気自動車やエンジン−電気ハイブリッド車両の場合には、制駆動力差を左右輪にそれぞれ設けられた駆動用モータの出力差又は回生ブレーキ力差によって発生させてもよい。
(5)実施例では、環境認識手段はステレオカメラを用いて車線形状を検出しているが、本発明はこれに限らず、例えばナビゲーション装置等のために準備された地図データ及び自車位置の測位情報に基づいて車線形状を検出するようにしてもよい。
(6)操舵機構に操舵トルクを付与するアクチュエータの構成は、実施例のようなコラムアシストタイプのものに限らず、例えば、ステアリングシャフトに接続されたピニオン軸を駆動するピニオンアシストタイプ、ステアリングシャフトに接続されたピニオンと独立したピニオンを駆動するダブルピニオンタイプ、ステアリングラック自体を直進方向に駆動するラック直動タイプ等であってもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the technical scope of the present invention.
(1) In the above-described embodiment, the control sharing ratio is changed according to the approach to the currently occurring tire force (friction circle limit value), but the present invention is not limited to this, and steering control is performed. A tire force that is estimated to be generated when it is performed may be estimated, and the control sharing ratio may be changed according to the approach of the estimated value to the limit tire force.
(2) The method of calculating the friction circle limit value and the tire force is not limited to the method of the above-described embodiment, and can be changed as appropriate.
(3) In the above-described embodiment, when the difference between the friction circle limit value and the tire force changes at a predetermined threshold, the control sharing ratio of the steering control and the braking force control is changed stepwise. The control sharing ratio may be continuously changed according to the change in the difference.
(4) In the above-described embodiment, the yaw moment is generated by the difference between the left and right braking forces. However, the present invention is not limited to this, and the left and right driving is performed using a left and right torque distribution device that distributes the driving force unevenly. The present invention can also be applied to setting a control sharing ratio between driving force control that generates a yaw moment by giving a driving force difference to wheels and steering control that applies steering force to a steering mechanism. Further, in the case of an electric vehicle or an engine-electric hybrid vehicle, the braking / driving force difference may be generated by an output difference or a regenerative braking force difference between driving motors provided on the left and right wheels, respectively.
(5) In the embodiment, the environment recognizing means detects the lane shape using a stereo camera. However, the present invention is not limited to this. For example, the map data prepared for the navigation device or the like and the vehicle position The lane shape may be detected based on the positioning information.
(6) The configuration of the actuator that applies the steering torque to the steering mechanism is not limited to the column assist type as in the embodiment. For example, the pinion assist type that drives the pinion shaft connected to the steering shaft, the steering shaft A double pinion type that drives a pinion that is independent of the connected pinion, a rack direct-acting type that drives the steering rack itself in a straight direction, or the like may be used.
10 操舵機構 11 ステアリングホイール
12 ステアリングシャフト 13 ステアリングギアボックス
14 タイロッド FW 前輪
H ハウジング
20 電動パワーステアリング(EPS)制御ユニット
21 電動アクチュエータ 22 トルクセンサ
30 操安制御ユニット
31 ハイドロリックコントロールユニット(HCU)
32 車速センサ 33 ヨーレートセンサ
34 横加速度(横G)センサ 35 舵角センサ
40 エンジン制御ユニット
41 電子制御スロットル制御装置(ETC)
42 スロットル開度センサ 43 エンジン回転数センサ
50 トランスミッション制御ユニット
60 車両統合ユニット
100 操向支援制御ユニット 110 環境認識手段
111 ステレオカメラ 112 画像処理部
120 目標走行位置設定手段 130 自車進行路推定手段
140 目標操向量設定手段 150 路面μ推定手段
160 タイヤ力余裕度演算手段 161 エンジントルク演算部
162 トランスミッション出力トルク演算部
163 総駆動力演算部 164 前後接地荷重演算部
165 左輪荷重比率演算部 166 各輪接地荷重演算部
167 各輪摩擦円限界値演算部 168 各輪前後力演算部
169 各輪横力演算部 170 各輪タイヤ合力演算部
171 各輪タイヤ力余裕度演算部 180 制御分担比設定手段
190 左右輪制動力差制御手段 200 操舵力制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
32
42
Claims (2)
自車両前方の環境を認識する環境認識手段と、
前記環境認識手段を用いて自車両の目標操向量を算出する目標操向量算出手段と、
操舵輪タイヤが発生するタイヤ力を算出するタイヤ力算出手段と、
前記操舵輪タイヤの限界タイヤ力を推定する限界タイヤ力推定手段と、
操舵機構に付与される操舵力を制御する操舵力制御手段と、
左右輪の制駆動力差を制御する制駆動力制御手段と、
前記目標操向量を所定の制御分担比で割り振ることにより前記操舵力制御手段の目標操舵力及び前記制駆動力制御手段の目標制駆動力差を設定するとともに、前記タイヤ力の前記限界タイヤ力への接近に応じて、前記制駆動力制御手段の前記操舵力制御手段に対する制御分担比を増加させる制御分担比設定手段と
を備えることを特徴とする運転支援装置。 In a driving assistance device that steers the vehicle based on environmental information ahead of the vehicle,
Environment recognition means for recognizing the environment ahead of the vehicle;
Target steering amount calculation means for calculating a target steering amount of the host vehicle using the environment recognition means;
Tire force calculating means for calculating tire force generated by the steered wheel tire;
Limit tire force estimating means for estimating a limit tire force of the steered wheel tire;
Steering force control means for controlling the steering force applied to the steering mechanism;
Braking / driving force control means for controlling the braking / driving force difference between the left and right wheels;
By allocating the target steering amount at a predetermined control sharing ratio, a target steering force of the steering force control means and a target braking / driving force difference of the braking / driving force control means are set, and the tire force is changed to the limit tire force. And a control sharing ratio setting means for increasing a control sharing ratio of the braking / driving force control means to the steering force control means in response to the approach of the driving support device.
を特徴とする請求項1に記載の運転支援装置。 The control / sharing ratio setting means causes the braking / driving force difference to be generated by the braking / driving force control means only when the tire force exceeds a threshold set to be smaller than the limit tire force. Item 2. The driving support device according to Item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008237765A JP2010069984A (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Drive assistance device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008237765A JP2010069984A (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Drive assistance device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010069984A true JP2010069984A (en) | 2010-04-02 |
Family
ID=42202174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008237765A Pending JP2010069984A (en) | 2008-09-17 | 2008-09-17 | Drive assistance device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010069984A (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012011863A (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Toyota Motor Corp | Travel control device for vehicle |
| WO2017179391A1 (en) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Vehicle control device and method |
| JP2020157819A (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 株式会社Subaru | Control device of vehicle |
| WO2021111944A1 (en) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | Toyo Tire株式会社 | Vehicle safety support system and vehicle safety support method |
| CN113597391A (en) * | 2019-03-29 | 2021-11-02 | 马自达汽车株式会社 | Arithmetic device for controlling vehicle running and running control system using the same |
| US20220319250A1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Driving assistance apparatus, recording medium having driving assistance program recorded thereon, and driving assistance method |
| JP2022148163A (en) * | 2021-03-24 | 2022-10-06 | 日産自動車株式会社 | Vehicle speed control method and traveling control device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05185801A (en) * | 1992-01-10 | 1993-07-27 | Nissan Motor Co Ltd | Behavior control device of vehicle |
| JP2001233230A (en) * | 2000-02-23 | 2001-08-28 | Koyo Seiko Co Ltd | Vehicle attitude control device |
| JP2003191774A (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-09 | Toyota Motor Corp | Integrated vehicle motion control device |
| JP2005178743A (en) * | 2003-11-26 | 2005-07-07 | Nissan Motor Co Ltd | Lane departure prevention device |
-
2008
- 2008-09-17 JP JP2008237765A patent/JP2010069984A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05185801A (en) * | 1992-01-10 | 1993-07-27 | Nissan Motor Co Ltd | Behavior control device of vehicle |
| JP2001233230A (en) * | 2000-02-23 | 2001-08-28 | Koyo Seiko Co Ltd | Vehicle attitude control device |
| JP2003191774A (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-09 | Toyota Motor Corp | Integrated vehicle motion control device |
| JP2005178743A (en) * | 2003-11-26 | 2005-07-07 | Nissan Motor Co Ltd | Lane departure prevention device |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012011863A (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Toyota Motor Corp | Travel control device for vehicle |
| WO2017179391A1 (en) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Vehicle control device and method |
| US10843683B2 (en) | 2016-04-12 | 2020-11-24 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Vehicle control device and method |
| JP2020157819A (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 株式会社Subaru | Control device of vehicle |
| JP7148448B2 (en) | 2019-03-25 | 2022-10-05 | 株式会社Subaru | vehicle controller |
| CN113597391A (en) * | 2019-03-29 | 2021-11-02 | 马自达汽车株式会社 | Arithmetic device for controlling vehicle running and running control system using the same |
| CN113597391B (en) * | 2019-03-29 | 2024-04-12 | 马自达汽车株式会社 | Computing device for controlling automobile running and running control system using the same |
| WO2021111944A1 (en) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | Toyo Tire株式会社 | Vehicle safety support system and vehicle safety support method |
| JP2022148163A (en) * | 2021-03-24 | 2022-10-06 | 日産自動車株式会社 | Vehicle speed control method and traveling control device |
| JP7582766B2 (en) | 2021-03-24 | 2024-11-13 | 日産自動車株式会社 | Vehicle speed control method and driving control device |
| US20220319250A1 (en) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Driving assistance apparatus, recording medium having driving assistance program recorded thereon, and driving assistance method |
| US12394255B2 (en) * | 2021-03-31 | 2025-08-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Driving assistance apparatus, recording medium having driving assistance program recorded thereon, and driving assistance method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107380145B (en) | Vehicle motion control device | |
| US7171296B2 (en) | Integrated control apparatus for vehicle | |
| JP4918149B2 (en) | Vehicle motion control device | |
| CN105882631B (en) | Vehicle travel controlling apparatus | |
| JP6204865B2 (en) | Vehicle motion control system, vehicle, and program | |
| US8989964B2 (en) | Vehicle speed control device | |
| JP5224918B2 (en) | Driving assistance device | |
| JP6844500B2 (en) | Vehicle behavior control device | |
| JP6375034B2 (en) | Vehicle motion control system | |
| JP2010089701A (en) | Drive support device | |
| JP5342208B2 (en) | Steering support device | |
| JP2021095011A (en) | Vehicle control device | |
| CN101362437A (en) | Driving force distribution control method and device for four-wheel drive vehicle | |
| JP2011073530A (en) | Traveling assist device | |
| JP2010069984A (en) | Drive assistance device | |
| JP5351814B2 (en) | Vehicle motion control device | |
| JP2018076030A (en) | Vehicle lane departure prevention device | |
| JP2010076539A (en) | Vehicle deviation prevention device | |
| JP6779379B2 (en) | Vehicle control unit | |
| CN110667586A (en) | Control device for four-wheel drive vehicle | |
| KR20210071133A (en) | Electronic stability control method for vehicle | |
| JP5244516B2 (en) | Driving assistance device | |
| KR20250040164A (en) | Control method of drift driving for vehicle | |
| JP2021107223A (en) | Vehicle motion control device, control device, manager, method, program, and vehicle | |
| WO2022113740A1 (en) | Vehicle integrated-control device, and vehicle integrated-control method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110825 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121226 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130507 |