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JP2008298240A - Vehicle control device - Google Patents

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Publication number
JP2008298240A
JP2008298240A JP2007147167A JP2007147167A JP2008298240A JP 2008298240 A JP2008298240 A JP 2008298240A JP 2007147167 A JP2007147167 A JP 2007147167A JP 2007147167 A JP2007147167 A JP 2007147167A JP 2008298240 A JP2008298240 A JP 2008298240A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
torque
torque difference
control
generation mechanism
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
Application number
JP2007147167A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Ito
貴廣 伊藤
Masatsugu Arai
雅嗣 荒井
Shinya Imura
進也 井村
Atsushi Yokoyama
篤 横山
Masaru Ito
勝 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2007147167A priority Critical patent/JP2008298240A/en
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  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

【課題】運転者に対する違和感や、装置消耗の少ない車両制御装置を提供することである。
【解決手段】トルク差生成機構9は、トルク発生源12によるトルクを左右車輪間のトルク差として左右輪に伝達する。車両状態検出手段19は、車両の運動状態や運転者の操作状況を検出する。外界情報検出手段18は、外界の情報を検出する。上位の制御手段10は、運転者の操作意図を推定し、その推定された運転者に意図に応じて車両運動を管理し、制御する。そして、制御手段10は、推定された運転者の意図に合わせて、トルク差生成機構制御手段11に制御指令を出力し、ルク差生成機構9により、レーン制御を行う。
【選択図】図1
The present invention provides a vehicle control device with a sense of incongruity for a driver and less device consumption.
A torque difference generation mechanism (9) transmits torque from a torque generation source (12) to the left and right wheels as a torque difference between the left and right wheels. The vehicle state detection means 19 detects the movement state of the vehicle and the operation state of the driver. The outside world information detection means 18 detects outside world information. The upper control means 10 estimates the driver's intention to operate, and manages and controls the vehicle motion according to the intention of the estimated driver. Then, the control means 10 outputs a control command to the torque difference generation mechanism control means 11 in accordance with the estimated intention of the driver, and the lane difference generation mechanism 9 performs lane control.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、車両制御装置に係り、特に、車両が現在走行中の車線から逸脱することの防止や、隣の車線へ移動するレーンチェンジなどのレーン制御に好適な車両制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly, to a vehicle control device suitable for lane control such as prevention of a vehicle from deviating from a currently traveling lane and lane change for moving to an adjacent lane.

車両運動を制御し、車線からの逸脱防止やレーンチェンジなどのレーン制御を行う車両制御装置としては、車両が走行車線から逸脱を事前に判断し、その逸脱を修正する方向に転舵制御トルクを操舵アクチュエータにより発生させることにより、転舵量を制御するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。これによって車両にヨーモーメントを発生させ、車線からの逸脱を防止する。   As a vehicle control device that controls vehicle movement and performs lane control such as lane departure prevention and lane change, the vehicle determines the departure from the driving lane in advance and turns the steering control torque in a direction to correct the deviation. A device that controls the amount of steering by generating a steering actuator is known (for example, see Patent Document 1). This generates a yaw moment in the vehicle and prevents deviation from the lane.

また、車両が車線から逸脱しそうになった場合に、車両の制動力発生手段を制御し、車両左右輪の制動力を独立に制御することで、左右輪に制動力差を発生させ、車線からの逸脱を回避する方向にヨーモーメントを発生させるものが知られている(例えば、特許文献2参照)。この方法によると、高応答かつハンドルに対する違和感の少ない車両運動制御を行うことができる。
特開平11−96497号広報 特開2001−310719号公報
In addition, when the vehicle is about to depart from the lane, the braking force generating means of the vehicle is controlled, and the braking force of the left and right wheels of the vehicle is controlled independently, thereby generating a braking force difference between the left and right wheels. It is known that a yaw moment is generated in a direction that avoids the deviation (see, for example, Patent Document 2). According to this method, it is possible to perform vehicle motion control with high response and less discomfort to the steering wheel.
JP 11-96497 A JP 2001-310719 A

しかしながら、特許文献1に開示されている車線逸脱防止制御を行う車両制御装置にあっては、車両制御を行う際の転舵アクチュエータによって操舵角を調整するとその動きがハンドルに直接伝わってしまい、運転者はそれを違和感として感じる。   However, in the vehicle control device that performs the lane departure prevention control disclosed in Patent Document 1, when the steering angle is adjusted by the steering actuator when performing the vehicle control, the movement is directly transmitted to the steering wheel, and the driving One feels it as uncomfortable.

また、特許文献2に開示されている車線からの逸脱防止制御を行う車両制御装置の場合には、制動力発生手段を用いるため、車両が減速することにより運転者は減速感を違和感として感じる。また、減速するため、制御完了後には再加速が必要になる場合もある。さらに、大きな制御を必要としない場合の進行方向修正を行う場合にも制動力発生手段を動作させるため、制動力発生手段が一般的な摩擦式ブレーキ装置であった場合、ブレーキパッドの摩耗が生じ、ブレーキパッドの寿命が低下することになる。   In the case of the vehicle control device that performs the departure prevention control from the lane disclosed in Patent Document 2, since the braking force generating means is used, the driver feels a sense of incongruity when the vehicle decelerates. Further, since the vehicle decelerates, re-acceleration may be necessary after the control is completed. Furthermore, since the braking force generating means is operated even when the traveling direction is corrected when large control is not required, if the braking force generating means is a general friction brake device, wear of the brake pad occurs. The life of the brake pad will be reduced.

本発明の目的は、運転者に対する違和感や、装置消耗の少ない車両制御装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a vehicle control device that has a sense of incongruity for a driver and that consumes less device.

(1)上記目的を達成するために、本発明は、1つのトルク発生源によるトルクを左右車輪間のトルク差として左右輪に伝達するための伝達機構を有するトルク差生成機構と、車両の運動状態や運転者の操作状況を検出するための車両状態検出手段と、外界の情報を検出するための外界情報検出手段と、運転者の操作意図を推定し、その推定された運転者に意図に応じて車両運動を管理し、制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記推定された運転者の意図に合わせて、前記トルク差生成機構により、レーン制御を行うようにしたものである。
かかる構成により、レーン制御時の運転者に対する違和感や、装置消耗の少なくし得るものとなる。
(1) In order to achieve the above object, the present invention provides a torque difference generation mechanism having a transmission mechanism for transmitting torque from one torque generation source to the left and right wheels as a torque difference between the left and right wheels, and vehicle motion. Vehicle state detection means for detecting the state and the operation state of the driver, external environment information detection means for detecting information of the outside world, and estimating the driver's operation intention, to the estimated driver And a control means for managing and controlling the vehicle motion according to the control means. The control means performs lane control by the torque difference generation mechanism in accordance with the estimated driver's intention. .
With this configuration, it is possible to reduce a sense of discomfort for the driver during lane control and to reduce apparatus consumption.

(2)上記(1)において、好ましくは、車両制御装置による制御の要否を切り替えるスイッチ手段と、前記トルク発生源と前記トルク差生成機構との接続と切断を切り替えるためのトルク遮断手段とを備え、前記トルク遮断手段は、前記スイッチ手段と連動して、前記前記トルク発生源と前記トルク差生成機構との接続と切断を切り替えるようにしたものである。   (2) In the above (1), preferably, switch means for switching necessity of control by the vehicle control device, and torque interrupt means for switching connection and disconnection between the torque generation source and the torque difference generation mechanism. And the torque shut-off means switches between connection and disconnection between the torque generation source and the torque difference generation mechanism in conjunction with the switch means.

(3)上記(1)において、好ましくは、前記制御手段は、前記車両状態検出手段や前記外界情報検出手段により検出された車両状態と外界情報とから算出される車両制御に必要なヨーモーメントが、前記トルク差生成機構により生成できるヨーモーメントより大きいと判断した場合、車両に備えられている駆動力生成手段や制動力発生手段、操舵手段を前記トルク差生成機構と連携して操作することによって、必要ヨーモーメントを発生させることにより、レーン制御するようにしたものである。   (3) In the above (1), preferably, the control means has a yaw moment necessary for vehicle control calculated from the vehicle state detected by the vehicle state detection means and the outside world information detection means and the outside world information. When it is determined that the yaw moment is greater than the yaw moment that can be generated by the torque difference generating mechanism, the driving force generating means, the braking force generating means, and the steering means provided in the vehicle are operated in cooperation with the torque difference generating mechanism. The lane control is performed by generating the necessary yaw moment.

(4)上記(1)において、好ましくは、前記トルク差生成機構は後左右輪に接続され、後左右輪にトルク差を発生させるようにしたものである。   (4) In the above (1), preferably, the torque difference generating mechanism is connected to the rear left and right wheels so as to generate a torque difference between the rear left and right wheels.

(5)上記(1)において、好ましくは、前記制御手段は、車両運動を管理し、コントロールする上位の制御手段と、前記トルク差生成機構を制御するトルク差生成機構制御手段とからなり、前記トルク差生成機構制御手段は、前記上位制御手段から送信される駆動指令値を受信し、受信した駆動指令値とトルク差生成機構の動作状況に基づいて、前記トルク差生成機構を駆動制御するようにしたものである。   (5) In the above (1), preferably, the control means includes higher-order control means for managing and controlling vehicle motion, and torque difference generation mechanism control means for controlling the torque difference generation mechanism. The torque difference generation mechanism control means receives the drive command value transmitted from the host control means, and drives and controls the torque difference generation mechanism based on the received drive command value and the operation status of the torque difference generation mechanism. It is a thing.

(6)上記(5)において、好ましくは、前記トルク差生成機構制御手段はトルク差生成機構に内蔵されるものである。   (6) In the above (5), preferably, the torque difference generation mechanism control means is incorporated in the torque difference generation mechanism.

本発明によれば、運転者に対する違和感や、装置消耗を少なくしてレーン制御を行いえるものとなる。   According to the present invention, it is possible to perform lane control with less discomfort to the driver and less apparatus consumption.

以下、図1〜図5を用いて、本発明の一実施形態による車両制御装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態による車両制御装置を搭載する車両の構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による車両制御装置を搭載する車両の構成を示すシステムブロック図である。
Hereinafter, the configuration and operation of the vehicle control device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Initially, the structure of the vehicle carrying the vehicle control apparatus by this embodiment is demonstrated using FIG.
FIG. 1 is a system block diagram showing a configuration of a vehicle equipped with a vehicle control device according to an embodiment of the present invention.

車両1は、動力源として、例えばエンジン2を備えている。エンジン2が発生した動力は変速機3に伝達され、車軸4を介して、左右前輪5FL,5FRに伝達され、車両1を駆動する。また、エンジン2による動力は、駆動力制御手段6によってエンジン2や変速機3をコントロールすることにより、前輪5FL,5FRに伝達される駆動力を調整することができる。   The vehicle 1 includes, for example, an engine 2 as a power source. The power generated by the engine 2 is transmitted to the transmission 3 and is transmitted to the left and right front wheels 5FL and 5FR via the axle 4 to drive the vehicle 1. Further, the driving force transmitted to the front wheels 5FL and 5FR can be adjusted by controlling the engine 2 and the transmission 3 with the driving force control means 6 as the power from the engine 2.

エンジン2は発電機7にも接続されており、電力線8を介してトルク差生成機構9に電力を供給する。ここで、発電機7とトルク差生成機構9との間にバッテリやキャパシタなどのエネルギを貯蔵する手段と、スイッチと、このスイッチを制御するコントローラとを備えたエネルギストレージを配置して、ここから電力を供給するものとしてもよい。トルク差生成機構9は、上位の制御手段の10からの駆動指令値を元に、トルク差生成機構制御手段11によって動作をコントロールされる。トルク発生源12で発生するトルクは、トルク差生成機構9により反動トルクとされ、後輪5RL,5RR間にトルク差を発生させ、車両1にヨーモーメントを与え、車両1の進行方向を制御する。   The engine 2 is also connected to the generator 7 and supplies power to the torque difference generation mechanism 9 via the power line 8. Here, an energy storage including means for storing energy such as a battery and a capacitor, a switch, and a controller for controlling the switch is arranged between the generator 7 and the torque difference generating mechanism 9, and from here It is good also as what supplies electric power. The operation of the torque difference generation mechanism 9 is controlled by the torque difference generation mechanism control means 11 based on the drive command value from the upper control means 10. The torque generated by the torque generation source 12 is converted into a reaction torque by the torque difference generation mechanism 9, a torque difference is generated between the rear wheels 5 RL and 5 RR, a yaw moment is applied to the vehicle 1, and the traveling direction of the vehicle 1 is controlled. .

トルク差生成機構9は、トルク差生成機構制御手段11と、モータなどのトルク発生源12の他に、反動トルク機構200と、差動装置201を備えているが、こられの詳細な構造については、図2を用いて後述する。また、トルク差生成機構制御手段11は、トルク差生成機構9に内蔵されている。   The torque difference generation mechanism 9 includes a reaction torque mechanism 200 and a differential device 201 in addition to the torque difference generation mechanism control means 11 and the torque generation source 12 such as a motor. Will be described later with reference to FIG. Further, the torque difference generation mechanism control means 11 is built in the torque difference generation mechanism 9.

また、車両1は、運転者が操作し車両の進行方向を決めるためのハンドル13とハンドル操作量に合わせて転舵をアシストするパワーステアリングシステム等の転舵アクチュエータ14と、それをコントロールする操舵制御手段15と、移動している車両を停止させるための制動力発生手段16を備える。制動力発生手段16は、各車輪毎に設けられ、制動力制御手段17によって各輪の制動力発生手段16の動作をコントロールし、各輪に発生する制動力を独立に制御できる。制動力発生手段16としては、例えば、バルブとポンプで構成されたブレーキ液圧制御ユニットを有するブレーキ装置や、モータと直動機構により構成されたブレーキ装置を用いる。
さらに、車両1は、車両の回りの情報を検出するためのカメラ,センサ,レーダなどの外界情報検出手段18と、速度センサ,加速度センサ,ヨーレイトセンサ,操舵角計など運転者の操作や車両の状態を検出するための車両状態検出手段19を備える。ここで、外界情報とは、道路に関する情報,他車両に関する情報,障害物に関する情報などである。また、車両の状態とは、操舵角や、アクセル開度,ブレーキ操作量など運転者の操作状態や、車速,ヨーレイト,加速度など車両の運動状態のことを示す。また、ウインカーなどのスイッチ類の状態も車両状態として得る。
In addition, the vehicle 1 includes a steering wheel 14 that is operated by a driver and determines a traveling direction of the vehicle, a steering actuator 14 such as a power steering system that assists the steering in accordance with a steering operation amount, and a steering control that controls the steering actuator 14. Means 15 and braking force generation means 16 for stopping the moving vehicle are provided. The braking force generation means 16 is provided for each wheel, and the operation of the braking force generation means 16 for each wheel can be controlled by the braking force control means 17 so that the braking force generated on each wheel can be controlled independently. As the braking force generating means 16, for example, a brake device having a brake fluid pressure control unit constituted by a valve and a pump, or a brake device constituted by a motor and a linear motion mechanism is used.
Further, the vehicle 1 includes external information detection means 18 such as a camera, a sensor, and a radar for detecting information around the vehicle, a driver's operation such as a speed sensor, an acceleration sensor, a yaw rate sensor, a steering angle meter, and the vehicle. Vehicle state detection means 19 for detecting the state is provided. Here, the outside world information includes information on roads, information on other vehicles, information on obstacles, and the like. The vehicle state indicates a driver's operation state such as a steering angle, an accelerator opening, and a brake operation amount, and a vehicle motion state such as a vehicle speed, yaw rate, and acceleration. Moreover, the state of switches, such as a blinker, is also obtained as a vehicle state.

ここで、車両運動をコントロールする上位の制御手段10と、駆動力制御手段6と、トルク差生成機構制御手段11と、操舵制御手段15と、制動力制御手段17は、通信手段20により接続されている。上位の制御手段10は、運転者操作意図推定手段を備え、外界情報検出手段18によって検出された外界情報と、車両状態検出手段19により検出された運転者の操作や、現在の車両運動状態から、運転者が車両1を移動させたい方向を推定し、これに基づき車両1の操作に必要なヨーモーメントを算出する。この必要ヨーモーメントから、各部アクチュエータの制御指令値を計算し、通信手段20を介して、各制御手段に伝達する。   Here, the upper control means 10 for controlling the vehicle motion, the driving force control means 6, the torque difference generation mechanism control means 11, the steering control means 15, and the braking force control means 17 are connected by the communication means 20. ing. The upper control means 10 includes a driver operation intention estimation means, based on the outside world information detected by the outside world information detection means 18, the driver's operation detected by the vehicle state detection means 19, and the current vehicle motion state. The direction in which the driver wants to move the vehicle 1 is estimated, and the yaw moment necessary for the operation of the vehicle 1 is calculated based on the estimated direction. From this necessary yaw moment, a control command value for each actuator is calculated and transmitted to each control means via the communication means 20.

また、レーン制御スイッチ21は、運転者の意図によりオンオフされる。レーン制御スイッチ21の状態は、上位の制御手段10に取りこまれ、上位の制御手段10は、オン状態と判定すると、自動レーン制御を行う。   The lane control switch 21 is turned on / off according to the driver's intention. The state of the lane control switch 21 is taken into the upper control means 10, and when the upper control means 10 determines that it is in the ON state, it performs automatic lane control.

次に、図2を用いて、本実施形態による車両制御装置であるトルク差生成機構9の構成について説明する。
図2は、本発明の一実施形態による車両制御装置であるトルク差生成機構の構成を示すスケルトン図である。
Next, the configuration of the torque difference generation mechanism 9 that is the vehicle control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a skeleton diagram showing a configuration of a torque difference generation mechanism that is a vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention.

トルク差生成機構9は、トルク差生成機構制御手段11と、モータなどのトルク発生源12と、反動トルク機構200と、差動装置201を備えている。   The torque difference generation mechanism 9 includes a torque difference generation mechanism control means 11, a torque generation source 12 such as a motor, a reaction torque mechanism 200, and a differential device 201.

作動装置201は、差動入力要素202と、左右一対の傘歯車式サイドギア203RL,203RRと、両サイドギアに噛合するピニオンギア204とを備え、これらは差動入力要素202によって回転支持されている。サイドギア203RL,203RRとピニオンギア204の回転軸は、直角に配置される。左側のサイドギア203RLは左後輪5RLと接続され、右側のサイドギア203RRは右後輪5RRを接続される。この構成により、サイドギア203RL,203RRの平均回転速度が、差動入力要素202の回転速度となり、サイドギア203RL,203RRに回転速度差がないときには、サイドギア203RL,203RRと差動入力要素202の回転速度は一致する。   The actuating device 201 includes a differential input element 202, a pair of left and right bevel gear side gears 203RL and 203RR, and a pinion gear 204 that meshes with both side gears, and these are rotatably supported by the differential input element 202. The rotation axes of the side gears 203RL and 203RR and the pinion gear 204 are arranged at right angles. The left side gear 203RL is connected to the left rear wheel 5RL, and the right side gear 203RR is connected to the right rear wheel 5RR. With this configuration, the average rotational speed of the side gears 203RL and 203RR becomes the rotational speed of the differential input element 202. When there is no rotational speed difference between the side gears 203RL and 203RR, the rotational speeds of the side gears 203RL and 203RR and the differential input element 202 are Match.

反動トルク機構200は、車体に固定されたハウジング206と、同一の減速比の回転要素を有する一対の遊星歯車機構207a,207bと、反動トルクの入力軸208と、一対の出力軸209a,209bとを備える。第一遊星歯車機構207aは、第1サンギア210a、第1リングギア211a、第1プラネタリギア212a、第1プラネタリキャリア213aから構成されている。第1プラネタリキャリア213aは、第1サンギア210aおよび第1リングギア211aに噛合する第1プラネタリギア212aを支持する。第2遊星歯車機構207bは、第2サンギア210b、第2リングギア211b、第2プラネタリギア212b、第2プラネタリキャリア213bから構成されている。第2プラネタリキャリア213bは、第2サンギア210bおよび第2リングギア211bに噛合する第2プラネタリギアを支持する。サンギア210a,210bの歯数はともにZsであり、リングギア211a,211bの歯数はともにZrである。   The reaction torque mechanism 200 includes a housing 206 fixed to the vehicle body, a pair of planetary gear mechanisms 207a and 207b having rotating elements having the same reduction ratio, a reaction torque input shaft 208, and a pair of output shafts 209a and 209b. Is provided. The first planetary gear mechanism 207a includes a first sun gear 210a, a first ring gear 211a, a first planetary gear 212a, and a first planetary carrier 213a. The first planetary carrier 213a supports the first planetary gear 212a that meshes with the first sun gear 210a and the first ring gear 211a. The second planetary gear mechanism 207b includes a second sun gear 210b, a second ring gear 211b, a second planetary gear 212b, and a second planetary carrier 213b. The second planetary carrier 213b supports a second planetary gear that meshes with the second sun gear 210b and the second ring gear 211b. The number of teeth of the sun gears 210a and 210b are both Zs, and the number of teeth of the ring gears 211a and 211b are both Zr.

第1サンギア210aは、減速機構216を介してトルク発生源12であるモータに連結され、第2サンギア210bは、ハウジング206に回転不能なように固定される。第1リングギア211aと第2リングギア211bは、ハウジング206に対して回転可能なように支持されているが、互いのリングギア同士が相対回転不能なように連結される。第1プラネタリキャリア213aは第1出力軸209aおよび第1減速機構214aを介して差動入力要素202に連結される。第1出力軸209aの回転は、減速比1/Nを有する第1減速機構214aによって1/N倍に減速されて差動入力要素202に伝達される。第2プラネタリキャリア213bは、第2出力軸209bおよび第2減速機構214bを介して、左車輪サイドギア203RLに連結される。第2出力軸209bの回転は、第1減速機構214aと同じ減速比1/Nを有する、第2減速機構214bによって1/N倍に減速されて左車輪サイドギア203RLに伝達される。   The first sun gear 210a is connected to the motor that is the torque generation source 12 via the speed reduction mechanism 216, and the second sun gear 210b is fixed to the housing 206 so as not to rotate. The first ring gear 211a and the second ring gear 211b are supported so as to be rotatable with respect to the housing 206, but are connected so that the ring gears cannot rotate relative to each other. The first planetary carrier 213a is connected to the differential input element 202 via the first output shaft 209a and the first speed reduction mechanism 214a. The rotation of the first output shaft 209a is reduced to 1 / N times by the first reduction mechanism 214a having a reduction ratio 1 / N and transmitted to the differential input element 202. The second planetary carrier 213b is connected to the left wheel side gear 203RL via the second output shaft 209b and the second reduction mechanism 214b. The rotation of the second output shaft 209b is reduced to 1 / N times by the second reduction mechanism 214b having the same reduction ratio 1 / N as the first reduction mechanism 214a and is transmitted to the left wheel side gear 203RL.

第2出力軸209bと第2プラネタリキャリア213bが速度ωbで回転するとき、第2サンギア210bがハウジング206に固定されているので、リングギア211a,211bの回転速度は(Zr+Zs)/Zr×ωbとなる。第1出力軸209aと第1プラネタリキャリア213aが速度ωa、第1リングギア211aが速度(Zr+Zs)/Zr×ωbで回転するとき、第1サンギア210aと入力軸208の回転速度ωiは(Zr+Zs)/Zs×(ωa−ωb)となる。したがって、第1出力軸と第2出力軸の回転速度差をΔω(=ωa−ωb)とすれば、入力軸208の回転速度ωiは(Zr+Zs)/Zs×Δωとなる。   When the second output shaft 209b and the second planetary carrier 213b rotate at the speed ωb, since the second sun gear 210b is fixed to the housing 206, the rotational speed of the ring gears 211a and 211b is (Zr + Zs) / Zr × ωb. Become. When the first output shaft 209a and the first planetary carrier 213a rotate at the speed ωa and the first ring gear 211a rotates at the speed (Zr + Zs) / Zr × ωb, the rotational speed ωi of the first sun gear 210a and the input shaft 208 is (Zr + Zs). / Zs × (ωa−ωb). Accordingly, if the difference in rotational speed between the first output shaft and the second output shaft is Δω (= ωa−ωb), the rotational speed ωi of the input shaft 208 is (Zr + Zs) / Zs × Δω.

このように、入力軸回転速度ωiは、第1出力軸回転速度ωaの大きさや、第2出力軸回転速度ωbの大きさには依存せず、第1出力軸と第2出力軸の回転速度差Δωに依存する。言い換えれば、トルク発生源12のモータによって入力軸208の回転を速度ωiに速度制御する場合、第1出力軸回転速度ωaと第2出力軸回転速度ωbの大きさ、すなわち車両の速度は規定されず、回転速度差Δωのみが規定される。また、トルク発生源12のモータによって入力軸208に入力トルクTiを与えるとき、第1出力軸209aには第1出力トルクTaとして、トルク{(Zr+Zs)/Zs×Ti}が出力される。他方、第2出力軸209bには第2出力トルクTbとして、第1出力軸209aとは大きさが同じで反対方向のトルク{−(Zr+Zs)/Zs×Ti}が出力される。以上のように、第1出力軸209aと第2出力軸209bに反動トルクを生成することができ、後輪5RL,5RRの間にトルク差を発生させることができる。換言すると、図2に示すトルク差生成機構は、トルクモータの出力軸に遊星歯車機構を適用して反動トルクを生成し、左右車輪間にトルク差を発生させるものである。そして、トルク発生源12のモータの正逆転によって、後輪5RL,5RRに発生する反動トルクの正負を逆転できる。   Thus, the input shaft rotational speed ωi does not depend on the magnitude of the first output shaft rotational speed ωa or the second output shaft rotational speed ωb, and the rotational speeds of the first output shaft and the second output shaft. Depends on the difference Δω. In other words, when the rotation of the input shaft 208 is controlled to the speed ωi by the motor of the torque generation source 12, the magnitudes of the first output shaft rotational speed ωa and the second output shaft rotational speed ωb, that is, the vehicle speed, are defined. Only the rotational speed difference Δω is defined. When the input torque Ti is applied to the input shaft 208 by the motor of the torque generating source 12, torque {(Zr + Zs) / Zs × Ti} is output as the first output torque Ta to the first output shaft 209a. On the other hand, torque {− (Zr + Zs) / Zs × Ti} having the same magnitude as that of the first output shaft 209a but in the opposite direction is output as the second output torque Tb to the second output shaft 209b. As described above, reaction torque can be generated in the first output shaft 209a and the second output shaft 209b, and a torque difference can be generated between the rear wheels 5RL and 5RR. In other words, the torque difference generation mechanism shown in FIG. 2 generates a reaction torque by applying a planetary gear mechanism to the output shaft of the torque motor, and generates a torque difference between the left and right wheels. And the positive / negative of the reaction torque which generate | occur | produces in rear-wheel 5RL and 5RR can be reversed by forward / reverse of the motor of the torque generation source 12. FIG.

次に、図3及び図4を用いて、本実施形態による車両制御装置を用いたレーン制御の制御内容について説明する。
図3は、本発明の一実施形態による車両制御装置を用いたレーン制御である車線逸脱防止制御の内容を示すフローチャートである。図4は、本発明の一実施形態による車両制御装置を用いたレーン制御であるレーンチェンジ制御の内容を示すフローチャートである。
Next, the control content of the lane control using the vehicle control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 is a flowchart showing the contents of lane departure prevention control which is lane control using the vehicle control apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart showing the contents of lane change control which is lane control using the vehicle control apparatus according to the embodiment of the present invention.

最初に、図3を用いて、レーン制御である車線逸脱防止制御の内容について説明する。   Initially, the content of the lane departure prevention control which is lane control is demonstrated using FIG.

まず、図3のステップs100において、上位の制御手段10は、外界情報検出手段18や車両状態検出手段19により、外界情報や車両状態を検出する。   First, in step s100 of FIG. 3, the upper control unit 10 detects the external environment information and the vehicle state by the external environment information detection unit 18 and the vehicle state detection unit 19.

次に、ステップs101において、上位の制御手段10は、検出された情報から、運転者の意図を推定する。例えば、ウインカーが操作されておらず、現在の走行車線と車両の角度が閾値以下であり、かつ、操舵角速度が閾値以下である場合には運転者は車線維持を意図した操作をしていると判断する。   Next, in step s101, the upper control means 10 estimates the driver's intention from the detected information. For example, if the turn signal is not operated, the angle of the current traveling lane and the vehicle is equal to or smaller than a threshold value, and the driver is performing an operation intended to maintain the lane when the steering angular velocity is equal to or smaller than the threshold value. to decide.

次に、ステップs102において、上位の制御手段10は、現在の車速,車両のヨー角,ヨーレイトや走行車線の状況などから、Δt後の車両の位置を推定する。Δt(>0)後の車両位置を推定することによって車線からの逸脱量が大きくなる前に制御を介入させることができるので、より安定性の高い制御を実現することが可能となる。   Next, in step s102, the upper control means 10 estimates the position of the vehicle after Δt from the current vehicle speed, the yaw angle of the vehicle, the yaw rate, the condition of the traveling lane, and the like. By estimating the vehicle position after Δt (> 0), it is possible to cause the control to intervene before the deviation amount from the lane becomes large, so it is possible to realize control with higher stability.

そして、ステップs103において、上位の制御手段10は、ステップs102で推定されたΔt後の車両の位置と現在走行中の車線との位置関係から、車両の走行車線からの逸脱可能性を判断する。例えば、車線端とΔt後の車両位置との距離が、予め設定した距離Dよりも小さくなる場合には、車線を逸脱しそうであると判定する。   In step s103, the upper control means 10 determines the possibility of departure from the traveling lane of the vehicle based on the positional relationship between the position of the vehicle after Δt estimated in step s102 and the currently traveling lane. For example, when the distance between the lane edge and the vehicle position after Δt is smaller than the preset distance D, it is determined that the vehicle is likely to depart from the lane.

次に、ステップs104において、上位の制御手段10は、ステップs103の結果を元に、車線からの逸脱を回避するために必要なヨーモーメントを算出する。ここで、ヨーモーメントは、車線端とΔt後の車両位置との距離に応じて、逸脱の可能性が高い場合に大きくなるものとする。また、車両の状態,障害物の位置等にあわせて、必要とするヨーモーメントの大きさを変化させるようにしてもよいものである。   Next, in step s104, the upper control means 10 calculates a yaw moment necessary for avoiding a departure from the lane based on the result of step s103. Here, it is assumed that the yaw moment increases when the possibility of departure is high depending on the distance between the lane edge and the vehicle position after Δt. Further, the magnitude of the required yaw moment may be changed according to the state of the vehicle, the position of the obstacle, and the like.

次に、s105において、上位の制御手段10は、ステップs104で計算された必要ヨーモーメントを生成するために必要なトルク差生成機構9の駆動指令値を算出する。   Next, in s105, the host control means 10 calculates a drive command value for the torque difference generation mechanism 9 necessary for generating the necessary yaw moment calculated in step s104.

そして、ステップs106において、上位の制御手段10は、ステップs105で計算された指令値を元に、トルク発生源12の駆動指令値を算出する。   In step s106, the upper control means 10 calculates a drive command value for the torque generation source 12 based on the command value calculated in step s105.

次に、s107において、トルク差生成機構制御手段11は、上位の制御手段10によってステップs106で計算された指令値により、トルク発生源12を駆動制御し、後輪5RL,5FL間に反動トルクを発生させる。ステップs108では、この発生した反動トルクによって車両にヨーモーメントが生じ、車両を逸脱回避方向に移動させることができる。   Next, in s107, the torque difference generation mechanism control means 11 drives and controls the torque generation source 12 according to the command value calculated in step s106 by the host control means 10, and generates a reaction torque between the rear wheels 5RL and 5FL. generate. In step s108, the yaw moment is generated in the vehicle by the generated reaction torque, and the vehicle can be moved in the departure avoidance direction.

以上説明したように、本実施形態によれば、トルク差生成機構9を用いることにより、広い車速領域で車線からの逸脱防止制御を実現できる。また、トルク差生成機構9を用いるため、運転者に対して与える違和感が少なく、装置の消耗も少ないため、車両運動が不安定になる前の状態から車両運動介入が容易となる。そのため、車両の進行方向の変更に大きな力が必要となる前に制御により補正できるので、車線からのより逸脱を少ない制御量で防ぐことができるので車両の安定性が向上する。   As described above, according to the present embodiment, by using the torque difference generation mechanism 9, it is possible to realize lane departure prevention control in a wide vehicle speed range. In addition, since the torque difference generation mechanism 9 is used, there is little unpleasant feeling given to the driver, and the apparatus is less consumed, so that vehicle movement intervention is facilitated from the state before the vehicle movement becomes unstable. Therefore, since it can correct | amend by control before big force is needed for the change of the advancing direction of a vehicle, since the departure from a lane can be prevented with a small control amount, the stability of a vehicle improves.

トルク差を与える構成としてトルク差生成機構9を左右後輪に取り付けることで、前輪に付ける場合と比べて、トルク差生成機構9が作動した際にハンドル13に伝達されるトルクが少なく、運転者の違和感を少なくできる。しかし、前輪の左右にトルク差を発生させる方式や、前後輪の左右でトルク差を発生させる方式としてもよいものである。   By attaching the torque difference generating mechanism 9 to the left and right rear wheels as a configuration for giving a torque difference, the torque transmitted to the handle 13 when the torque difference generating mechanism 9 is operated is less than that in the case of being attached to the front wheels. Can reduce the sense of incongruity. However, a method of generating a torque difference between the left and right front wheels or a method of generating a torque difference between the left and right front and rear wheels may be used.

また、上位の制御手段10とは別にトルク差生成機構制御手段11を備える構成であるので、必要ヨーモーメントの算出は上位の制御手段10で行い、実際のトルク差生成機構9の制御はトルク差生成機構制御手段11で行うということで、上位の制御手段10の計算負荷を軽減することができ、互いの制御装置がお互いの故障をチェックしあうことにより、安全性を向上させることもできる。   Further, since the torque difference generation mechanism control means 11 is provided separately from the upper control means 10, the necessary yaw moment is calculated by the upper control means 10, and the actual torque difference generation mechanism 9 is controlled by the torque difference. Since the generation mechanism control unit 11 performs the calculation, it is possible to reduce the calculation load of the higher-level control unit 10, and it is possible to improve safety by checking each other's faults with each other's control devices.

さらに、上位の制御手段10からの指令値をトルク差生成機構制御手段11に送信することで制御できる。そのため、基本構成として制動力制御装置など車両運動制御装置を備えた車両に付加的に備え付けることも容易となるのでユーザーの要望に柔軟に対応することができる。   Furthermore, it can be controlled by transmitting a command value from the upper control means 10 to the torque difference generation mechanism control means 11. Therefore, it becomes easy to additionally provide a vehicle equipped with a vehicle motion control device such as a braking force control device as a basic configuration, so that it is possible to flexibly respond to user requests.

またさらに、トルク差生成機構制御手段11をトルク差生成機構9に内蔵する構成とすることによって、取り付けがより容易となり、本車両制御装置を安価に提供することが可能となる。   Furthermore, by adopting a configuration in which the torque difference generation mechanism control means 11 is built in the torque difference generation mechanism 9, it becomes easier to mount and the vehicle control device can be provided at low cost.

次に、図4を用いて、レーン制御であるレーンチェンジ制御の内容について説明する。   Next, the contents of lane change control, which is lane control, will be described with reference to FIG.

図4のステップs100において、上位の制御手段10は、外界情報検出手段18や車両状態検出手段19により、外界情報や車両状態を検出する。ここで、取得する情報は、図3の例と同様である。   In step s100 of FIG. 4, the upper control means 10 detects the external information and the vehicle state by the external information detection means 18 and the vehicle state detection means 19. Here, the information to be acquired is the same as in the example of FIG.

次に、ステップs201において、上位の制御手段10は、得られた情報に基づき、運転者操作意図推定手段により運転者の操作意図を推定する。ここでは運転者がレーンチェンジを意図しているものとして説明する。この判断には、例えば走行車線の状況、周りの環境、操舵角情報を用いる。例えば、隣の車線に障害物がなく、操舵角速度が閾値をこえている場合に運転者はレーンチェンジを意図しているものとして判断する。また、ウインカーが操作されていることを判断の基準としてもよい。なお、操舵角速度の閾値として、第1の閾値,第2の閾値(>第1の閾値)として、操舵角速度が第1の閾値と第2の閾値の間の時は、レーンチェンジと判断し、操舵角速度が第2の閾値より大きいときは、右左折と判断するようにしてもよいものである。   Next, in step s201, the host control means 10 estimates the driver's operation intention by the driver operation intention estimation means based on the obtained information. Here, it is assumed that the driver intends the lane change. For this determination, for example, the condition of the driving lane, the surrounding environment, and steering angle information are used. For example, when there is no obstacle in the adjacent lane and the steering angular velocity exceeds the threshold, the driver determines that the lane change is intended. Further, it may be determined that the turn signal is being operated. As the steering angular velocity threshold, as the first threshold and the second threshold (> first threshold), when the steering angular velocity is between the first threshold and the second threshold, it is determined as a lane change, When the steering angular velocity is greater than the second threshold, it may be determined that the vehicle is turning left or right.

次に、ステップs202において、上位の制御手段10は、目標となる軌道を生成する。この目標軌道は車速や操舵角、外界情報などから判断し、レーンチェンジ後の車両の安定性を損なわず、他車両との衝突を避けることのできる速度で、レーンチェンジをするための軌道とする。   Next, in step s202, the upper control means 10 generates a target trajectory. This target trajectory is determined based on vehicle speed, steering angle, external world information, etc., and is used as a trajectory for lane change at a speed that can avoid collision with other vehicles without losing stability of the vehicle after lane change. .

次に、ステップs203において、上位の制御手段10は、目標軌道を達成するために必要なヨーモーメントを算出する。   Next, in step s203, the host control means 10 calculates the yaw moment necessary to achieve the target trajectory.

次に、ステップs204において、上位の制御手段10は、ステップs203で算出されたヨーモーメントを発生させるためのトルク差生成機構9の駆動指令値を算出する。また、ステップs205において、上位の制御手段10は、トルク発生源12の駆動指令値を算出する。それに基づいてトルク発生源12を駆動し、ステップs206でトルク差生成機構9を駆動する。ステップs207では、これによって、左右後輪5RL,5RR間にトルク差が発生し、車両にヨーモーメントを付与する。これによって、車両を制御し、目標軌道を達成することで、運転者のレーンチェンジを補助する。   Next, in step s204, the upper control means 10 calculates a drive command value for the torque difference generation mechanism 9 for generating the yaw moment calculated in step s203. In step s205, the upper control means 10 calculates a drive command value for the torque generating source 12. Based on this, the torque generating source 12 is driven, and the torque difference generating mechanism 9 is driven in step s206. In step s207, a torque difference is generated between the left and right rear wheels 5RL and 5RR, thereby giving a yaw moment to the vehicle. This assists the driver in changing the lane by controlling the vehicle and achieving the target track.

本実施形態によりレーンチェンジ補助を行うことで、運転者に違和感を与えることがない。また、装置の消耗を低減できる。そのため通常運転時から制御の介入が可能となるので、車両の安全性を向上させることができる。   By providing lane change assistance according to this embodiment, the driver does not feel uncomfortable. Further, the consumption of the apparatus can be reduced. As a result, control intervention can be performed during normal operation, and the safety of the vehicle can be improved.

次に、図5を用いて、本実施形態による車両制御装置であるトルク差生成機構の他の構成について説明する。
図5は、本発明の一実施形態による車両制御装置であるトルク差生成機構の他の構成を示すスケルトン図である。なお、図5において、図2と同一符号は、同一部分を示している。
Next, another configuration of the torque difference generation mechanism that is the vehicle control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a skeleton diagram showing another configuration of the torque difference generating mechanism that is the vehicle control apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same parts.

本例のトルク差生成機構9Aでは、トルク発生源12の出力軸と反動トルク機構200Aの入力軸208との間に、クラッチ機構500を設けている。クラッチ機構500は、車両制御の要否が設定されるスイッチ21(図1)のオンオフによって、開放締結が制御される。すなわち、スイッチ21がオンされ、レーン制御が必要とされると、クラッチ機構500が締結される。   In the torque difference generation mechanism 9A of this example, a clutch mechanism 500 is provided between the output shaft of the torque generation source 12 and the input shaft 208 of the reaction torque mechanism 200A. The clutch mechanism 500 is controlled to be engaged and disengaged by turning on and off the switch 21 (FIG. 1) on which necessity of vehicle control is set. That is, when the switch 21 is turned on and lane control is required, the clutch mechanism 500 is engaged.

クラッチ機構500は、減速機構216と入力軸208との間のトルクを伝達するクラッチ板502と、クラッチ板502の接続状態を制御するコイル503で構成されている。トルク差生成機構制御手段11とコイル503とは、電気的に接続されている。クラッチ板502が接続される場合、トルク発生源12の駆動トルクは反動トルクとして後輪5RL,5RRに伝達される。   The clutch mechanism 500 includes a clutch plate 502 that transmits torque between the speed reduction mechanism 216 and the input shaft 208, and a coil 503 that controls the connection state of the clutch plate 502. The torque difference generation mechanism control means 11 and the coil 503 are electrically connected. When the clutch plate 502 is connected, the driving torque of the torque generating source 12 is transmitted to the rear wheels 5RL and 5RR as a reaction torque.

この構成を用いて、スイッチ21とクラッチ機構500とを連動させ、スイッチ21がONになっている場合には、コイル503に通電し、クラッチ板502を接続し、トルク発生源12から反動トルク機構200へトルクを伝達し、図3や図4にて説明したと同様の制御を行う。また、スイッチ21がOFFになっている状態ではコイル503には通電せず、クラッチ板502を接続しないことで、トルク発生源12から反動トルク機構200へのトルクが伝達されないようにする。   Using this configuration, the switch 21 and the clutch mechanism 500 are interlocked, and when the switch 21 is ON, the coil 503 is energized, the clutch plate 502 is connected, and the reaction torque mechanism from the torque generating source 12 is connected. Torque is transmitted to 200 and the same control as described with reference to FIGS. 3 and 4 is performed. Further, when the switch 21 is OFF, the coil 503 is not energized and the clutch plate 502 is not connected, so that torque is not transmitted from the torque generating source 12 to the reaction torque mechanism 200.

この方式を用いることで、車両制御を必要としない場合にはトルク発生源12がモータである場合、モータの連れ回りによる不要な回生やロスを排除することができる。また、スイッチ21はウインカー等と連動し、操舵するときのみ使用するものとしてもよい。   By using this method, when the vehicle control is not required and the torque generation source 12 is a motor, unnecessary regeneration and loss due to the rotation of the motor can be eliminated. Further, the switch 21 may be used only when steering in conjunction with a blinker or the like.

また、トルク差生成機構9による車線からの逸脱防止制御が必要な状態で、スイッチ21がOFFの状態からONにされた場合、クラッチ板502をすぐに接続せずに、トルク発生源12と反動トルク機構200と回転数を合わせた上で接続する。ここで、回転数が合うまでに時間を要する場合には制動力発生手段16などの他のヨーモーメント生成手段を用いてその時間を補完するように車線からの逸脱防止制御を行うものとする。   Further, when the switch 21 is turned from the OFF state to the ON state when the torque difference generation mechanism 9 needs to prevent the departure from the lane, the clutch plate 502 is not immediately connected and the reaction with the torque generation source 12 is performed. The torque mechanism 200 and the rotational speed are matched and connected. Here, when it takes time until the rotational speed matches, another yaw moment generation means such as the braking force generation means 16 is used to perform departure prevention control from the lane so as to complement the time.

以上説明したように、本実施形態によれば、広い車速範囲でトルク差生成可能なトルク差生成機構を用いることによって、運転者の意図に合わせた、車線からの逸脱防止やレーンチェンジなどのレーン制御を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, by using a torque difference generation mechanism capable of generating a torque difference in a wide vehicle speed range, lanes such as lane departure prevention and lane change according to the driver's intention are achieved. Control can be performed.

また、トルク差生成機構を用いるため運転者に対してハンドルトルク増加や、減速感などの違和感を与えることがないものである。   Further, since the torque difference generating mechanism is used, the driver is not given an uncomfortable feeling such as an increase in steering torque or a feeling of deceleration.

さらに、ブレーキを用いないため装置消耗が少なくできる。このため、緊急時のみならず、通常の運転状態においても車両運動の制御が可能となり、車両の安全性を向上させることができる。   Furthermore, since the brake is not used, the apparatus consumption can be reduced. For this reason, it is possible to control the vehicle motion not only in an emergency but also in a normal driving state, and the safety of the vehicle can be improved.

さらに、車両への取り付けが容易となる構成とすることによって、安価でユーザー要求に柔軟に対応できる車両制御装置とすることができる。   Furthermore, by adopting a configuration that facilitates attachment to the vehicle, it is possible to provide a vehicle control device that can flexibly meet user demands at low cost.

次に、図6及び図7を用いて、本発明の他の実施形態による車両制御装置の制御動作について説明する。なお、本実施形態による車両制御装置を搭載する車両の構成は、図1と同様である。また、本実施形態による車両制御装置であるトルク差生成機構9の構成は、図2若しくは図5と同様である。
図6は、本発明の他の実施形態による車両制御装置を用いたレーン制御である車線逸脱防止制御の内容を示すフローチャートである。図7は、本発明の他の実施形態による車両制御装置を用いたレーン制御である車線逸脱防止制御の説明図である。
Next, the control operation of the vehicle control apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the structure of the vehicle carrying the vehicle control apparatus by this embodiment is the same as that of FIG. Further, the configuration of the torque difference generation mechanism 9 which is the vehicle control device according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing the contents of lane departure prevention control that is lane control using a vehicle control apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram of lane departure prevention control that is lane control using a vehicle control device according to another embodiment of the present invention.

本実施形態では、前述の実施形態とは異なり、トルク差生成機構9に加え、駆動力制御手段6や制動力制御手段17、操舵制御手段15を連携させて車線逸脱防止等レーン制御を行う。   In this embodiment, unlike the above-described embodiment, in addition to the torque difference generating mechanism 9, the driving force control means 6, the braking force control means 17, and the steering control means 15 are linked to perform lane control such as lane departure prevention.

ここでは、車線逸脱防止制御を例にして説明する。   Here, lane departure prevention control will be described as an example.

ステップs300からs304までの制御の流れは、図3の実施形態における制御の流れステップs100からs104までと同じである。   The control flow from steps s300 to s304 is the same as the control flow steps s100 to s104 in the embodiment of FIG.

ステップs304において、上位の制御装置10は、算出されたヨーモーメントを基に、ステップs305において、上位の制御装置10は、現在の車両状態において適切な制御手段を決定する。例えば、図7(B)に示すように、車線端への入射角(φ2)が大きく、車線からの逸脱回避に必要となるヨーモーメントが大きい場合には、トルク差生成手段9によって発生させられるヨーモーメントの上限を上回ることがあると想定される。この場合には、例えば、応答性が高く、大きなヨーモーメントを生成可能な制動力発生手段17を使う。このときに、例えば制動力発生手段16において一対の左右輪間の制動力に差を作ることによって、車両にヨーモーメントを付与する。なお、操舵角制御手段15を用いてもよいものである。また、車速が高い場合には、駆動力制御手段6や制動力制御手段17により、車速を低下させる。ステップs305では、これらの制御手段の内、最適な制御手段を選択する。ここで、選択する制御手段は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。   In step s304, the host control device 10 determines an appropriate control means in the current vehicle state in step s305 based on the calculated yaw moment. For example, as shown in FIG. 7B, when the incident angle (φ2) to the lane edge is large and the yaw moment necessary for avoiding the departure from the lane is large, the torque difference generating means 9 generates the difference. It is assumed that the upper limit of the yaw moment may be exceeded. In this case, for example, the braking force generating means 17 having high responsiveness and capable of generating a large yaw moment is used. At this time, a yaw moment is applied to the vehicle, for example, by making a difference in the braking force between the pair of left and right wheels in the braking force generating means 16. The steering angle control means 15 may be used. When the vehicle speed is high, the vehicle speed is reduced by the driving force control means 6 and the braking force control means 17. In step s305, the optimal control means is selected from these control means. Here, the number of control means to be selected may be one, or two or more.

続いてステップs306において、上位の制御装置10は、ステップs305において選択された制御手段へ制御指令値を送信する。ここで、2つ以上の制御手段を選択している場合には、同時に、適切に車線からの逸脱防止を実現することができるように、それぞれの制御手段で発生させるヨーモーメントの配分を行い、それにあわせた指令値を送信する。   Subsequently, in step s306, the host control device 10 transmits a control command value to the control means selected in step s305. Here, when two or more control means are selected, at the same time, distribution of yaw moment generated by each control means is performed so that deviation from the lane can be appropriately realized, The command value according to it is transmitted.

そして、ステップs307において、各制御装置は、上位の制御装置10からの指令値を受信し、各アクチュエータを制御・駆動する。これによって、車両にヨーモーメントが付与され(s308)、車線からの逸脱防止制御が実現される。   In step s307, each control device receives a command value from the host control device 10, and controls and drives each actuator. As a result, a yaw moment is applied to the vehicle (s308), and lane departure prevention control is realized.

ここであげたのは、車線からの逸脱防止の場合だが、同様にレーンチェンジ補助の場合にも必要となるヨーモーメントに応じて各制御手段の制御量をコントロールすることによって、様々な場面に対応した車両制御を実現することができる。また、通常の制御時にはトルク差生成機構9を用いるので、普段は運転者に違和感を与えることがない。本実施形態で示したのは、緊急時に発生する状態なので、装置の摩耗も最小限とすることができる。   The example given here is to prevent deviation from the lane, but it can also be used in various situations by controlling the control amount of each control means according to the yaw moment required for lane change assistance as well. Vehicle control can be realized. Further, since the torque difference generating mechanism 9 is used during normal control, the driver is not usually discomforted. Since the present embodiment shows a state that occurs in an emergency, the wear of the apparatus can be minimized.

本実施形態によっても、広い車速範囲でトルク差生成可能なトルク差生成機構を用いることによって、運転者の意図に合わせた、車線からの逸脱防止やレーンチェンジなどのレーン制御を行うことができる。   Also according to the present embodiment, by using a torque difference generation mechanism capable of generating a torque difference in a wide vehicle speed range, lane control such as lane departure prevention and lane change can be performed in accordance with the driver's intention.

また、トルク差生成機構を用いるため運転者に対してハンドルトルク増加や、減速感などの違和感を与えることがないものである。   Further, since the torque difference generating mechanism is used, the driver is not given an uncomfortable feeling such as an increase in steering torque or a feeling of deceleration.

さらに、ブレーキを用いないため装置消耗が少なくできる。このため、緊急時のみならず、通常の運転状態においても車両運動の制御が可能となり、車両の安全性を向上させることができる。   Furthermore, since the brake is not used, the apparatus consumption can be reduced. For this reason, it is possible to control the vehicle motion not only in an emergency but also in a normal driving state, and the safety of the vehicle can be improved.

さらに、車両への取り付けが容易となる構成とすることによって、安価でユーザー要求に柔軟に対応できる車両制御装置とすることができる。
Furthermore, by adopting a configuration that facilitates attachment to the vehicle, it is possible to provide a vehicle control device that can flexibly meet user demands at low cost.

本発明の一実施形態による車両制御装置を搭載する車両の構成を示すシステムブロック図である。1 is a system block diagram showing a configuration of a vehicle equipped with a vehicle control device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による車両制御装置であるトルク差生成機構の構成を示すスケルトン図である。It is a skeleton figure which shows the structure of the torque difference production | generation mechanism which is a vehicle control apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による車両制御装置を用いたレーン制御である車線逸脱防止制御の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the lane departure prevention control which is lane control using the vehicle control apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による車両制御装置を用いたレーン制御であるレーンチェンジ制御の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the lane change control which is lane control using the vehicle control apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による車両制御装置であるトルク差生成機構の他の構成を示すスケルトン図である。It is a skeleton figure which shows the other structure of the torque difference production | generation mechanism which is a vehicle control apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態による車両制御装置を用いたレーン制御である車線逸脱防止制御の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the lane departure prevention control which is lane control using the vehicle control apparatus by other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態による車両制御装置を用いたレーン制御である車線逸脱防止制御の説明図である。It is explanatory drawing of the lane departure prevention control which is lane control using the vehicle control apparatus by other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2…エンジン
3…変速機
4…車軸
5…車輪
6…駆動力制御手段
7…発電機
9…トルク差生成機構
10…制御手段
11…トルク差生成機構制御手段
12…トルク発生源(モータ)
14…操舵アクチュエータ
15…操舵制御手段
16…制動力発生手段(ブレーキ)
17…制動力制御手段
18…外界情報検出手段
19…車両状態検出手段
21…スイッチ
201…差動装置
200…反動トルク機構
207…遊星歯車機構
500…クラッチ機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Engine 3 ... Transmission 4 ... Axle 5 ... Wheel 6 ... Driving force control means 7 ... Generator 9 ... Torque difference generation mechanism 10 ... Control means 11 ... Torque difference generation mechanism control means 12 ... Torque generation source (motor)
14 ... Steering actuator 15 ... Steering control means 16 ... Braking force generating means (brake)
17 ... Braking force control means 18 ... External world information detection means 19 ... Vehicle state detection means 21 ... Switch 201 ... Differential gear 200 ... Reaction torque mechanism 207 ... Planetary gear mechanism 500 ... Clutch mechanism

Claims (6)

1つのトルク発生源によるトルクを左右車輪間のトルク差として左右輪に伝達するための伝達機構を有するトルク差生成機構と、
車両の運動状態や運転者の操作状況を検出するための車両状態検出手段と、
外界の情報を検出するための外界情報検出手段と、
運転者の操作意図を推定し、その推定された運転者に意図に応じて車両運動を管理し、制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記推定された運転者の意図に合わせて、前記トルク差生成機構により、レーン制御を行うことを特徴とする車両制御装置。
A torque difference generation mechanism having a transmission mechanism for transmitting torque from one torque generation source to the left and right wheels as a torque difference between the left and right wheels;
Vehicle state detection means for detecting the movement state of the vehicle and the operation state of the driver;
Outside world information detection means for detecting outside world information,
A control means for estimating a driver's operation intention, managing and controlling the vehicle motion according to the intention of the estimated driver;
The vehicle control apparatus, wherein the control means performs lane control by the torque difference generation mechanism in accordance with the estimated driver's intention.
請求項1記載の車両制御装置において、
車両制御装置による制御の要否を切り替えるスイッチ手段と、
前記トルク発生源と前記トルク差生成機構との接続と切断を切り替えるためのトルク遮断手段とを備え、
前記トルク遮断手段は、前記スイッチ手段と連動して、前記前記トルク発生源と前記トルク差生成機構との接続と切断を切り替えることを特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to claim 1,
Switch means for switching necessity of control by the vehicle control device;
A torque cutoff means for switching connection and disconnection between the torque generation source and the torque difference generation mechanism;
The vehicle control apparatus, wherein the torque shut-off means switches connection and disconnection between the torque generation source and the torque difference generation mechanism in conjunction with the switch means.
請求項1記載の車両制御装置において、
前記制御手段は、前記車両状態検出手段や前記外界情報検出手段により検出された車両状態と外界情報とから算出される車両制御に必要なヨーモーメントが、前記トルク差生成機構により生成できるヨーモーメントより大きいと判断した場合、車両に備えられている駆動力生成手段や制動力発生手段、操舵手段を前記トルク差生成機構と連携して操作することによって、必要ヨーモーメントを発生させることにより、レーン制御することを特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to claim 1,
The control means includes a yaw moment required for vehicle control calculated from the vehicle state and the outside world information detected by the vehicle state detecting means and the outside world information detecting means based on a yaw moment that can be generated by the torque difference generating mechanism. If it is determined that the vehicle is large, the lane control is performed by generating the necessary yaw moment by operating the driving force generating means, the braking force generating means, and the steering means provided in the vehicle in cooperation with the torque difference generating mechanism. A vehicle control device.
請求項1記載の車両制御装置において、
前記トルク差生成機構は後左右輪に接続され、後左右輪にトルク差を発生させることを特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to claim 1,
The vehicle control device, wherein the torque difference generating mechanism is connected to the rear left and right wheels and generates a torque difference between the rear left and right wheels.
請求項1記載の車両制御装置において、
前記制御手段は、車両運動を管理し、コントロールする上位の制御手段と、前記トルク差生成機構を制御するトルク差生成機構制御手段とからなり、
前記トルク差生成機構制御手段は、前記上位制御手段から送信される駆動指令値を受信し、受信した駆動指令値とトルク差生成機構の動作状況に基づいて、前記トルク差生成機構を駆動制御することを特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to claim 1,
The control means comprises a host control means for managing and controlling vehicle motion, and a torque difference generation mechanism control means for controlling the torque difference generation mechanism,
The torque difference generation mechanism control means receives the drive command value transmitted from the host control means, and drives and controls the torque difference generation mechanism based on the received drive command value and the operation status of the torque difference generation mechanism. The vehicle control apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項5記載の車両制御装置において、
前記トルク差生成機構制御手段はトルク差生成機構に内蔵されることを特徴とする車両制御装置。
The vehicle control device according to claim 5, wherein
The vehicle control apparatus, wherein the torque difference generation mechanism control means is built in the torque difference generation mechanism.
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