JP2006177729A - Lateral acceleration detector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lateral acceleration detector for accurately detecting the lateral acceleration of a vehicle, without providing lateral acceleration sensors or the like. <P>SOLUTION: The lateral acceleration detector 20 comprises an ECU 21; a current/voltage sensor 22; and a torque sensor 23. The current/voltage sensor 22 detects the value of the current of an electric motor 13 for steering a steering wheel 7 for outputting to the ECU 21. The torque sensor 23 detects torque applied to the steering system for outputting to the ECU 21. The ECU 21 calculates the lateral acceleration, based on the current value or voltage value detected by the current/voltage sensor 22 or torque outputted from the torque sensor 23. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両に生じる横加速度を検出する横加速度検出装置に関する。   The present invention relates to a lateral acceleration detection device that detects lateral acceleration generated in a vehicle.

車両の走行制御においては、車体に発生する横加速度(横G)を検出し、この横加速度を利用したブレーキ制御等が行われる。このような横加速度を検出するにあたり、横加速度センサを設けることが考えられるが、部品点数の増大を避けるために、他の検出値を利用して横加速度を推定するものが知られている。その例として、従来、旋回左右輪の速度差を検出し、この速度差から横加速度を算出する方法がある。   In vehicle travel control, lateral acceleration (lateral G) generated in the vehicle body is detected, and brake control using the lateral acceleration is performed. In order to detect such a lateral acceleration, it is conceivable to provide a lateral acceleration sensor. However, in order to avoid an increase in the number of parts, there is known one that estimates the lateral acceleration using other detection values. As an example, there is a conventional method of detecting the speed difference between the left and right turning wheels and calculating the lateral acceleration from this speed difference.

他方、電動パワーステアリング装置においては、操舵系にトルクを付与するモータに供給される電圧・電流値を利用した制御が行われている。たとえば、特開平11−6776号公報に開示されたタイヤ横力の推定方法においては、操舵トルクおよびモータの電圧・電流に基づいてラックギアに作用する軸方向荷重とラックギアとピニオンギアとの軸心間距離と、キャスタトレールおよびニューマチックトレールと、舵角とに基づいて操向車輪の横力を算出するというものである。
特開平11−6776号公報
On the other hand, in an electric power steering apparatus, control is performed using voltage / current values supplied to a motor that applies torque to a steering system. For example, in the method for estimating the tire lateral force disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-6776, the axial load acting on the rack gear based on the steering torque and the voltage / current of the motor, and the axial center between the rack gear and the pinion gear. The lateral force of the steered wheel is calculated based on the distance, the caster trail and the pneumatic trail, and the rudder angle.
JP-A-11-6776

しかし、旋回左右輪の速度差から横加速度を算出する方法では、車両が走行を開始した直後であることや装着タイヤの種類などの条件によっては算出される横加速度の精度が低いものとなるという問題があった。   However, in the method of calculating the lateral acceleration from the speed difference between the left and right wheels turning, the accuracy of the calculated lateral acceleration is low depending on conditions such as immediately after the vehicle starts to travel and the type of tires mounted. There was a problem.

また、上記特許文献1に開示された電動パワーステアリング装置においては、操舵トルクやモータの電圧・電流値を利用して、操向車輪の横力を算出するが、その他の物理量については特に言及していない。このため、車両に発生する横力の推定を行うことはできないものであった。   Further, in the electric power steering device disclosed in Patent Document 1, the lateral force of the steered wheel is calculated using the steering torque and the voltage / current value of the motor, but other physical quantities are particularly referred to. Not. For this reason, the lateral force generated in the vehicle cannot be estimated.

そこで、本発明の課題は、横加速度センサなどを設けることなく、車両の横加速度を精度よく検出することができる横加速度検出装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a lateral acceleration detection device that can accurately detect the lateral acceleration of a vehicle without providing a lateral acceleration sensor or the like.

上記課題を解決した本発明に係る横加速度検出装置は、電流が供給されることにより、車両における車輪を転舵させる転舵力を操舵系に付与する転舵力発生手段と、転舵力発生手段における電流の電流値および電圧値のうちの少なくとも一方を検出する電流/電圧値検出手段と、電流/電圧値検出手段で検出された電流/電圧値に基づいて、車両の横加速度を算出する演算手段と、を備えるものである。   The lateral acceleration detection device according to the present invention that has solved the above problems includes a turning force generating means that applies a turning force for turning wheels in a vehicle to a steering system by supplying a current, and a turning force generation. A lateral acceleration of the vehicle is calculated based on a current / voltage value detecting means for detecting at least one of a current value and a voltage value of the current in the means, and a current / voltage value detected by the current / voltage value detecting means. And an arithmetic means.

本発明に係る横加速度検出装置においては、転舵力発生手段における電流の電流/電圧値に基づいて、車両の横加速度を検出している。このため、横加速度センサなどを設けることなく、車両の横加速度を検出することができる。また、後の実施形態で説明するように、転舵力発生手段における電流の電流/電圧値と車両の横加速度には、一定の相関関係があることが分かった。この相関関係を用いて転舵力発生手段における電流の電流/電圧値から車両の横加速度を検出することができるので、精度よく車両の横加速度を検出することができる。   In the lateral acceleration detecting device according to the present invention, the lateral acceleration of the vehicle is detected based on the current / voltage value of the current in the turning force generating means. For this reason, the lateral acceleration of the vehicle can be detected without providing a lateral acceleration sensor or the like. Further, as will be described later, it has been found that there is a certain correlation between the current / voltage value of the current in the turning force generating means and the lateral acceleration of the vehicle. Using this correlation, the lateral acceleration of the vehicle can be detected from the current / voltage value of the current in the turning force generating means, so that the lateral acceleration of the vehicle can be detected with high accuracy.

ここで、転舵輪の切り方向が切り増し方向か切り戻し方向かを判断する転舵輪切り方向判断手段を備え、演算手段は、切り方向判断手段によって転舵輪の切り方向が切り増し方向と判断した場合に、転舵輪の切り方向が切り戻し方向と判断した場合よりも広い電流/電圧値の範囲で、車両の横加速度を算出する態様とすることができる。   Here, there is provided a steered wheel turning direction determining means for determining whether the turning direction of the steered wheel is an increasing direction or a returning direction, and the computing means has determined that the turning direction of the steered wheel is an increasing direction by the turning direction determining means. In this case, the lateral acceleration of the vehicle can be calculated in a wider range of current / voltage values than when the turning direction of the steered wheels is determined to be the return direction.

転舵輪の切り方向が切り増し方向にあるときには、切り戻し方向にある場合よりも、タイヤからの力を直接受けているので、精度よく横加速度を算出することができる。したがって、転舵輪の切り方向が切り増し方向にある場合に、転舵輪の切り方向が切り戻し方向と判断した場合よりも広い電流/電圧値の範囲で、車両の横加速度を算出しても、精度よくよ加速度を算出することができる。   When the turning direction of the steered wheels is in the increasing direction, the lateral acceleration can be calculated with higher accuracy because the force from the tire is directly received than in the returning direction. Therefore, even when the lateral acceleration of the vehicle is calculated in a wider range of current / voltage values than when the turning direction of the steered wheels is determined to be the return direction when the turning direction of the steered wheels is in the increasing direction, The acceleration can be calculated with high accuracy.

また、転舵輪の切り方向が切り増し方向か切り戻し方向かを判断する転舵輪切り方向判断手段を備え、演算手段は、転舵輪切り方向判断手段によって転舵輪の切り方向が切り増し方向である場合にのみ横加速度を算出する態様とすることもできる。   Further, the vehicle is provided with a steered wheel turning direction judging means for judging whether the turning direction of the steered wheel is increased or turned back, and the computing means is a turning direction of the steered wheel turned by the steered wheel turning direction judging means. Only in such a case, the lateral acceleration may be calculated.

転舵輪の切り方向が切り増し方向にあるときには、切り戻し方向にある場合よりも、精度よく横加速度を算出することができる。したがって、精度よく横加速度を算出するために、切り増し方向にある場合にのみ横加速度を算出することもできる。   When the turning direction of the steered wheels is in the increasing direction, the lateral acceleration can be calculated with higher accuracy than in the returning direction. Therefore, in order to calculate the lateral acceleration with high accuracy, it is possible to calculate the lateral acceleration only when it is in the increasing direction.

さらに、演算手段は、電流/電圧値検出手段で検出された電流/電圧値の絶対値が所定値以下のときに、演算手段による横加速度の算出を行う態様とすることもできる。   Further, the calculating means may be configured to calculate the lateral acceleration by the calculating means when the absolute value of the current / voltage value detected by the current / voltage value detecting means is not more than a predetermined value.

電流/電圧値が大きくなると、外力として働く成分が大きくなり、精度よい横加速度の算出の妨げとなることが考えられる。このことから、電流/電圧値が所定値以下である場合、より精度よく横加速度を算出することができる。したがって、精度よく横加速度を算出するために、電流/電圧値が所定値以下である場合に、横加速度を算出する態様とすることもできる。   As the current / voltage value increases, the component acting as an external force increases, which may hinder accurate lateral acceleration calculation. From this, when the current / voltage value is equal to or less than the predetermined value, the lateral acceleration can be calculated with higher accuracy. Therefore, in order to calculate the lateral acceleration with high accuracy, the lateral acceleration can be calculated when the current / voltage value is equal to or less than a predetermined value.

また、上記課題を解決した本発明に係る横加速度検出装置は、電流が供給されることにより、車両における車輪を転舵させる転舵力を操舵系に付与する転舵力発生手段と、車両の操舵系におけるトルクを検出するトルク検出手段と、トルク検出手段で検出されたトルクに基づいて、車両の横加速度を算出する演算手段と、を備えることを特徴とする。   Further, the lateral acceleration detection device according to the present invention that has solved the above problems includes a turning force generating means for applying a turning force for turning wheels in a vehicle to a steering system by supplying a current, and a vehicle Torque detection means for detecting torque in the steering system, and calculation means for calculating the lateral acceleration of the vehicle based on the torque detected by the torque detection means.

本発明に係る横加速度検出装置においては、操舵系におけるトルクを検出するトルク検出手段で検出されたトルクに基づいて、車両の横加速度を検出している。このため、横加速度センサなどを設けることなく、車両の横加速度を検出することができる。また、後の実施形態で説明するように、操舵系に掛かるトルクと車両の横加速度には、一定の相関関係があることが分かった。この相関関係を用いてトルク検出手段で検出されたトルクから車両の横加速度を検出することができるので、精度よく車両の横加速度を検出することができる。   In the lateral acceleration detecting device according to the present invention, the lateral acceleration of the vehicle is detected based on the torque detected by the torque detecting means for detecting the torque in the steering system. For this reason, the lateral acceleration of the vehicle can be detected without providing a lateral acceleration sensor or the like. Further, as will be described in a later embodiment, it has been found that there is a certain correlation between the torque applied to the steering system and the lateral acceleration of the vehicle. Since the vehicle lateral acceleration can be detected from the torque detected by the torque detection means using this correlation, the vehicle lateral acceleration can be detected with high accuracy.

ここで、転舵輪の切り方向が切り増し方向か切り戻し方向かを判断する転舵輪切り方向判断手段を備え、演算手段は、切り方向判断手段によって転舵輪の切り方向が切り増し方向と判断した場合に、転舵輪の切り方向が切り戻し方向と判断した場合よりも広いトルク値の範囲で、車両の横加速度を算出する態様とすることができる。   Here, there is provided a steered wheel turning direction determining means for determining whether the turning direction of the steered wheel is an increasing direction or a returning direction, and the computing means has determined that the turning direction of the steered wheel is an increasing direction by the turning direction determining means. In this case, the lateral acceleration of the vehicle can be calculated in a wider torque value range than when the turning direction of the steered wheels is determined to be the return direction.

また、転舵輪の切り方向が切り増し方向か切り戻し方向かを判断する転舵輪切り方向判断手段を備え、演算手段は、転舵輪切り方向判断手段によって転舵輪の切り方向が切り増し方向である場合にのみ横加速度を算出する態様とすることもできる。   Further, the vehicle is provided with a steered wheel turning direction judging means for judging whether the turning direction of the steered wheel is increased or turned back, and the computing means is a turning direction of the steered wheel turned by the steered wheel turning direction judging means. Only in such a case, the lateral acceleration may be calculated.

さらに、演算手段は、トルク検出手段で検出されたトルク値の絶対値が所定値以下のときに、演算手段による横加速度の算出を行う態様とすることもできる。   Further, the calculating means may be configured to calculate the lateral acceleration by the calculating means when the absolute value of the torque value detected by the torque detecting means is not more than a predetermined value.

本発明に係る横加速度検出装置によれば、横加速度センサなどを設けることなく、車両の横加速度を精度よく検出することができる横加速度検出装置を提供することができる。   According to the lateral acceleration detection device of the present invention, it is possible to provide a lateral acceleration detection device that can accurately detect the lateral acceleration of a vehicle without providing a lateral acceleration sensor or the like.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る横加速度検出装置を備える車両の概略構成図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle including a lateral acceleration detection device according to the present embodiment.

図1に示すように、車両1にはステアリングホイール2が設けられている。ステアリングホイール2には、ステアリングシャフト3の一端部が接続されており、ステアリングシャフト3の他端部には、ラックアンドピニオン機構におけるピニオンギア4が設けられている。また、ステアリングシャフト3の他端部側には、ラックアンドピニオン機構のラック軸5が配置されており、ピニオンギア4とラック軸5が噛み合ってラックアンドピニオン機構が構成されている。これらのステアリングホイール2、ステアリングシャフト3、およびラックアンドピニオン機構等によって、本発明の操舵系が構成されている。   As shown in FIG. 1, the vehicle 1 is provided with a steering wheel 2. One end of a steering shaft 3 is connected to the steering wheel 2, and a pinion gear 4 in a rack and pinion mechanism is provided at the other end of the steering shaft 3. Further, the rack shaft 5 of the rack and pinion mechanism is disposed on the other end portion side of the steering shaft 3, and the rack and pinion mechanism is configured by meshing the pinion gear 4 and the rack shaft 5. The steering system of the present invention is configured by the steering wheel 2, the steering shaft 3, the rack and pinion mechanism, and the like.

また、ラック軸5の両端部には、それぞれ図示しないタイロッドを介して転舵輪7が取り付けられている。これらのステアリングホイール2、ステアリングシャフト3、ラックアンドピニオン機構等によって、操舵系が構成されている。また、運転者がステアリングホイール2を回転操作すると、ステアリングホイール2の回転がステアリングシャフト3およびラックアンドピニオン機構を介してラック軸5の先端に取り付けられた転舵輪7に伝達され、転舵輪7が左右のいずれかに転舵する。   Further, steered wheels 7 are attached to both ends of the rack shaft 5 via tie rods (not shown). These steering wheel 2, steering shaft 3, rack and pinion mechanism, etc. constitute a steering system. When the driver rotates the steering wheel 2, the rotation of the steering wheel 2 is transmitted to the steered wheel 7 attached to the tip of the rack shaft 5 via the steering shaft 3 and the rack and pinion mechanism. Turn left or right.

また、車両1には、電動パワーステアリング装置10が設けられている。電動パワーステアリング装置10は、操舵角センサ11、EPSECU12、電動モータ13、およびギア機構14を有している。   Further, the vehicle 1 is provided with an electric power steering device 10. The electric power steering apparatus 10 includes a steering angle sensor 11, an EPS ECU 12, an electric motor 13, and a gear mechanism 14.

操舵角センサ11は、ステアリングシャフト3に取り付けられており、ステアリングシャフト3の回転角を検出することによって、操舵角を検出している。操舵角センサ11は、検出した操舵角をEPSECU12に出力している。EPSECU12は、操舵角センサ11から出力される操舵角、後述するトルクセンサ23より出力されるトルク値などに基づいて、操舵系に付加する補助操舵力を算出する。EPSECU12は、算出した補助操舵力に対応する電流値を電動モータ13に出力する。電動モータ13は、出力された電流値に応じて、ギア機構14を介してステアリングロッドに補助操舵力を付与している。   The steering angle sensor 11 is attached to the steering shaft 3 and detects the steering angle by detecting the rotation angle of the steering shaft 3. The steering angle sensor 11 outputs the detected steering angle to the EPS ECU 12. The EPS ECU 12 calculates the auxiliary steering force applied to the steering system based on the steering angle output from the steering angle sensor 11, the torque value output from the torque sensor 23 described later, and the like. The EPS ECU 12 outputs a current value corresponding to the calculated auxiliary steering force to the electric motor 13. The electric motor 13 applies an auxiliary steering force to the steering rod via the gear mechanism 14 in accordance with the output current value.

また、車両1には、横加速度検出装置20が設けられている。横加速度検出装置20は、本発明の演算手段であるECU21、電動モータ13の電流および電圧を検出する本発明の電流電圧値検出手段である電流電圧センサ22、およびトルク検出手段であるトルクセンサ23が設けられている。また、電動モータ13は、横加速度検出装置20における転舵力発生手段としても機能している。   Further, the vehicle 1 is provided with a lateral acceleration detection device 20. The lateral acceleration detection device 20 includes an ECU 21 that is a calculation means of the present invention, a current-voltage sensor 22 that is a current-voltage value detection means of the present invention that detects the current and voltage of the electric motor 13, and a torque sensor 23 that is a torque detection means. Is provided. The electric motor 13 also functions as a turning force generating means in the lateral acceleration detection device 20.

ECU21は、電流電圧センサ22から出力された電流値若しくは電圧値、またはトルクセンサ23から出力されたトルクに基づいて、横加速度を算出している。ECU21には、電動モータ13に流れる電流の電流値と横加速度との関係を示すマップ、電動モータ13に流れる電流の電圧値と横加速度との関係を示すマップ、および操舵系に掛かるトルクと横加速度との関係を示すマップが記憶されている。これらのマップに、それぞれ電動モータ13に流れる電流値またはトルク値を参照することにより、横加速度が算出される。   The ECU 21 calculates the lateral acceleration based on the current value or voltage value output from the current / voltage sensor 22 or the torque output from the torque sensor 23. The ECU 21 includes a map showing the relationship between the current value of the current flowing through the electric motor 13 and the lateral acceleration, a map showing the relationship between the voltage value of the current flowing through the electric motor 13 and the lateral acceleration, and the torque and lateral force applied to the steering system. A map showing the relationship with acceleration is stored. The lateral acceleration is calculated by referring to the current value or torque value flowing through the electric motor 13 in these maps.

電流電圧センサ22は、電動モータ13に流れる電流の電流値および電圧値を検出している。電流電圧センサ22は、検出した電流値および電圧値をECU21に出力している。トルクセンサ23は、ステアリングシャフト3に取り付けられており、ステアリングシャフト3に掛かるトルク(トルク値)を検出している。また、トルクセンサ23は、検出したトルク値をECU21に出力している。   The current / voltage sensor 22 detects the current value and voltage value of the current flowing through the electric motor 13. The current / voltage sensor 22 outputs the detected current value and voltage value to the ECU 21. The torque sensor 23 is attached to the steering shaft 3 and detects torque (torque value) applied to the steering shaft 3. Further, the torque sensor 23 outputs the detected torque value to the ECU 21.

以上の構成を有する本実施形態に係る横加速度検出装置20の動作について説明する。   The operation of the lateral acceleration detection device 20 according to the present embodiment having the above configuration will be described.

本実施形態に係る横加速度検出装置20においては、電動パワーステアリング装置10における電動モータ13が作動した際、電流電圧センサ22によって電動モータ13に流れる電流の電流値および電圧値を検出する。電流電圧センサ22は、検出した電流値および電圧値をECU21に出力する。また、トルクセンサ23では、操舵系におけるトルク値を検出している。トルクセンサ23は、検出したトルク値をECU21に出力する。   In the lateral acceleration detection device 20 according to the present embodiment, when the electric motor 13 in the electric power steering device 10 is operated, the current value and the voltage value of the current flowing through the electric motor 13 are detected by the current voltage sensor 22. The current / voltage sensor 22 outputs the detected current value and voltage value to the ECU 21. The torque sensor 23 detects a torque value in the steering system. The torque sensor 23 outputs the detected torque value to the ECU 21.

ECU21では、電流電圧センサ22から出力された電流値若しくは電圧値、またはトルクセンサ23から出力されたトルク値に基づいて、車両の横加速度を検出する。ECU21には、電動モータ13に流れる電流の電流値と横加速度との関係を示すマップ、電動モータ13に流れる電流の電圧値と横加速度との関係を示すマップ、および操舵系に掛かるトルク値と横加速度との関係を示すマップが記憶されている。このマップを参照することにより、電動モータ13に流れる電流の電流値若しくは電圧値、または操舵系に掛かるトルク値に基づいて、横加速度を算出することができる。   The ECU 21 detects the lateral acceleration of the vehicle based on the current value or voltage value output from the current / voltage sensor 22 or the torque value output from the torque sensor 23. The ECU 21 includes a map showing the relationship between the current value of the current flowing through the electric motor 13 and the lateral acceleration, a map showing the relationship between the voltage value of the current flowing through the electric motor 13 and the lateral acceleration, and a torque value applied to the steering system. A map indicating the relationship with the lateral acceleration is stored. By referring to this map, the lateral acceleration can be calculated based on the current value or voltage value of the current flowing through the electric motor 13 or the torque value applied to the steering system.

ここで、電動モータ13に流れる電流の電流値と、車両の横加速度との関係、および操舵系に掛かるトルクと、車両の横加速度との関係について説明する。本発明者らは、電動モータ13に流れる電流の電流値と、車両の横加速度との関係を調べるために実験を行った。この実験は、路面がドライ状態で、車両がR=60(m)の条件を満たすようにして車両を走行させた際に、データを取得することによって行った。この実験から得られたグラフを図2に示す。   Here, the relationship between the current value of the current flowing through the electric motor 13 and the lateral acceleration of the vehicle, and the relationship between the torque applied to the steering system and the lateral acceleration of the vehicle will be described. The inventors conducted an experiment to examine the relationship between the current value of the current flowing through the electric motor 13 and the lateral acceleration of the vehicle. This experiment was performed by acquiring data when the road surface was dry and the vehicle was driven so that the vehicle satisfied the condition of R = 60 (m). A graph obtained from this experiment is shown in FIG.

図2は、車両の横Gと電動モータ13に流れる電流の電流値(以下、「アシスト電流値」という)との関係を示すグラフである。図2に示す結果から、車両の横加速度(以下「横G」という)とアシスト電流値との間には一定の相関関係があることが分かった。このことから、アシスト電流を検出することにより、車両の横Gを検出することができることが分かった。特に、アシスト電流値が−10A〜10A(横Gが−0.4G〜0.4G)の範囲において、比例関係に近い相関関係が認められる。このことから、アシスト電流値が−10A〜10A(横Gが−0.4G〜0.4G)の範囲にあるときに、アシスト電流からさらに精度よく横Gを検出できることが分かった。   FIG. 2 is a graph showing the relationship between the lateral G of the vehicle and the current value of the current flowing through the electric motor 13 (hereinafter referred to as “assist current value”). From the results shown in FIG. 2, it was found that there is a certain correlation between the lateral acceleration of the vehicle (hereinafter referred to as “lateral G”) and the assist current value. From this, it was found that the lateral G of the vehicle can be detected by detecting the assist current. In particular, in the range where the assist current value is -10A to 10A (lateral G is -0.4G to 0.4G), a correlation close to a proportional relationship is recognized. From this, it was found that when the assist current value is in the range of −10 A to 10 A (the lateral G is −0.4 G to 0.4 G), the lateral G can be detected more accurately from the assist current.

また、本発明者らは、操舵系に掛かるトルクと、横Gとの関係を調べるために実験を行った。この実験は、車速100km/h、転舵角を±90°とした範囲でスラローム走行することによって行った。この実験から得られたグラフを図3に示す。なお、スラローム走行を行った際の車速の時間変化を図4(a)に、舵角の時間変化を図4(b)にそれぞれ示す。また、トルク値の時間変化を図5(a)に、横Gの時間変化を図5(b)にそれぞれ示す。この実験から得られたグラフを図3に示す。   In addition, the present inventors conducted an experiment to investigate the relationship between the torque applied to the steering system and the lateral G. This experiment was performed by running slalom in a range where the vehicle speed was 100 km / h and the turning angle was ± 90 °. A graph obtained from this experiment is shown in FIG. FIG. 4 (a) shows the time change of the vehicle speed during slalom traveling, and FIG. 4 (b) shows the time change of the steering angle. Moreover, the time change of a torque value is shown to Fig.5 (a), and the time change of horizontal G is shown to FIG.5 (b), respectively. A graph obtained from this experiment is shown in FIG.

図3は、車両の横Gと操舵系に掛かるトルクのトルク値との関係を示すグラフである。図3に示す結果から、車両の横Gとアシスト電流値との間には一定の相関関係があることが分かった。このことから、操舵系のトルク値を検出することにより、車両の横Gを検出することができることが分かった。特に、切り増し時の0Nm〜5Nm、0Nm〜−5Nmおよび切り戻し時の−3Nm〜0Nm、3Nm〜0Nm(横Gが−0.4G〜0.4G)の範囲において、明確な相関関係が認められる。ここでは、右側へステアリングホイール2を切った際のトルク値を正としている。このことから、切り増し時の0Nm〜5Nm、0Nm〜−5Nm(横Gが−0.4G〜0.4G)の範囲内にあるときに、アシスト電流からさらに精度よく横Gを検出できることが分かった。これは、電流/電圧値が大きくなると、外力として働く成分が大きくなり、精度よい横加速度の算出の妨げとなることに起因すると考えられる。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the lateral G of the vehicle and the torque value of the torque applied to the steering system. From the results shown in FIG. 3, it was found that there is a certain correlation between the lateral G of the vehicle and the assist current value. From this, it was found that the lateral G of the vehicle can be detected by detecting the torque value of the steering system. In particular, a clear correlation is recognized in the range of 0 Nm to 5 Nm, 0 Nm to -5 Nm at the time of rounding up, and -3 Nm to 0 Nm, 3 Nm to 0 Nm at the time of switching back (lateral G is -0.4 G to 0.4 G). It is done. Here, the torque value when the steering wheel 2 is turned to the right is positive. From this, it is understood that the lateral G can be detected from the assist current with higher accuracy when it is within the range of 0Nm to 5Nm and 0Nm to -5Nm (lateral G is -0.4G to 0.4G) at the time of rounding. It was. It is considered that this is because when the current / voltage value increases, the component acting as an external force increases, which hinders accurate lateral acceleration calculation.

さらに、ステアリングホイール2の切り方向が切り増し方向にある場合、具体的には、トルク値が3Nmから5Nm(横Gが0から0.4G)程度まで増加している領域P、およびトルク値が−3Nmから−5Nm(横Gが0Gから−0.4G)程度まで減少している領域Qでは、横Gの変化量に対して、トルクセンサ値の変化量が小さくなっている。このことから、転舵輪の切り方向が切り増し方向である場合には、横Gをさらに精度よく検出することができることが分かる。これは、転舵輪の切り方向が切り増し方向にあるときには、切り戻し方向にある場合よりも、タイヤからの力を直接受けていることに起因すると考えられる。   Further, when the turning direction of the steering wheel 2 is in the increasing direction, specifically, the region P in which the torque value increases from 3 Nm to 5 Nm (lateral G is 0 to 0.4 G), and the torque value is In the region Q that decreases from −3 Nm to −5 Nm (lateral G is from 0 G to −0.4 G), the amount of change in the torque sensor value is smaller than the amount of change in the lateral G. From this, it is understood that the lateral G can be detected with higher accuracy when the turning direction of the steered wheels is the additional direction. This is considered to be due to the fact that when the turning direction of the steered wheels is in the increasing direction, the force from the tire is directly received, compared to the case in the returning direction.

ECU21に記憶されるマップは、図2および図3に示すグラフをそれぞれマップ化したものである。ECU21では、電流電圧センサ22から出力される電流値またはトルクセンサ23から出力されるトルク値を図2または図3に示すマップを参照することにより、横Gを検出することができる。また、検出された電圧値を電流値に変換して、図2に示すマップに参照することによって横Gを検出することができる。   The map stored in the ECU 21 is obtained by mapping the graphs shown in FIGS. 2 and 3 respectively. The ECU 21 can detect the lateral G by referring to the map shown in FIG. 2 or 3 for the current value output from the current / voltage sensor 22 or the torque value output from the torque sensor 23. Further, the lateral G can be detected by converting the detected voltage value into a current value and referring to the map shown in FIG.

また、電動モータ13に流れる電流の電流値と、車両の横Gとの関係を調べるために行った実験と同一条件下で実験を行い、トルクセンサ23で検出される操舵系のトルク値と、車両の横Gとの関係を調べた。この実験で得られた操舵系のトルク値と車両の横Gとの関係を図6に示す。   Further, an experiment was performed under the same conditions as the experiment performed to examine the relationship between the current value of the current flowing through the electric motor 13 and the lateral G of the vehicle, and the torque value of the steering system detected by the torque sensor 23; The relationship with the side G of the vehicle was examined. FIG. 6 shows the relationship between the torque value of the steering system and the lateral G of the vehicle obtained in this experiment.

さらに、操舵系に掛かるトルクと、横Gとの関係を調べるために行った実験と同一条件下で実験を行い、電流電圧センサ22で検出される電動モータ13を流れる電流の電流値と、車両の横Gとの関係を調べた。この実験で得られた電動モータ13を流れる電流の電流値と車両の横Gとの関係を図7に示す。   Furthermore, the experiment is performed under the same conditions as the experiment performed to examine the relationship between the torque applied to the steering system and the lateral G, and the current value of the current flowing through the electric motor 13 detected by the current-voltage sensor 22 and the vehicle The relationship with the side G of No. was investigated. FIG. 7 shows the relationship between the current value of the current flowing through the electric motor 13 and the lateral G of the vehicle obtained in this experiment.

図6および図7から分かるように、図6に示す波形は、図2に示す波形と非常に近くなっており、図7に示す波形は、図3に示す波形と非常に近い物となっている。したがって、電動モータ13を流れる電流の電流値およびトルクセンサ23で検出される操舵系に掛かるトルクのトルク値から、横Gを精度よく検出することができる。   6 and 7, the waveform shown in FIG. 6 is very close to the waveform shown in FIG. 2, and the waveform shown in FIG. 7 is very close to the waveform shown in FIG. Yes. Therefore, the lateral G can be accurately detected from the current value of the current flowing through the electric motor 13 and the torque value of the torque applied to the steering system detected by the torque sensor 23.

また、電流電圧センサ22から検出された電圧を用いる場合には、別途電圧と横Gとの関係を示すマップを用意して、このマップを参照して横Gを検出することもできる。また、電動電圧センサ22で検出された電圧値から電動モータ13に流れる電流の電流値を算出し、上記のマップに参照して横Gを求めることもできる。   In addition, when using the voltage detected from the current / voltage sensor 22, a map indicating the relationship between the voltage and the lateral G can be prepared separately, and the lateral G can be detected by referring to this map. Further, the current value of the current flowing through the electric motor 13 can be calculated from the voltage value detected by the electric voltage sensor 22, and the lateral G can be obtained by referring to the above map.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、電流電圧センサ22およびトルクセンサ23を設け、電流値、電圧値、およびトルク値をすべて検出できるようにしているが、これらのうちの1つを検出して横Gを求める態様とすることもできる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the current / voltage sensor 22 and the torque sensor 23 are provided so that all of the current value, voltage value, and torque value can be detected. It can also be set as the aspect calculated | required.

また、上記実施形態では、横Gを算出する範囲については特に言及していないが、横Gを精度よく算出できる範囲、具体的には−10A〜10A(横Gが−0.4G〜0.4G)の範囲や、切り増し時の0Nm〜5Nm、0Nm〜−5Nmおよび切り戻し時の−3Nm〜0Nm、3Nm〜0Nm(横Gが−0.4G〜0.4G)の範囲などを中心に横Gを算出する態様とすることもできるし、これらの範囲のみについて横Gを算出する態様とすることもできる。   Moreover, in the said embodiment, although the range which calculates the horizontal G is not mentioned in particular, the range which can calculate the horizontal G accurately, specifically, -10A-10A (the horizontal G is -0.4G-0. 4G), and the range of 0Nm to 5Nm, 0Nm to -5Nm at the time of additional cutting, and the range of -3Nm to 0Nm at the time of switching back, 3Nm to 0Nm (lateral G is -0.4G to 0.4G), etc. It can also be set as the aspect which calculates the horizontal G, and can also be set as the aspect which calculates the horizontal G only about these ranges.

本実施形態に係る横加速度検出装置を備える車両の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle including a lateral acceleration detection device according to an embodiment. 切り角を一定とした走行を行った実験における車両の横加速度とアシスト電流値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the lateral acceleration of a vehicle and the assist electric current value in the experiment which performed driving | running | working with a constant turning angle. スラローム走行を行った実験における車両の横加速度と操舵系に掛かるトルク値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the lateral acceleration of the vehicle in the experiment which performed slalom driving | running | working, and the torque value concerning a steering system. スラローム走行を行った実験におけるグラフであり、(a)は、車速の時間変化を示すグラフ、(b)は舵角の時間変化を示すグラフである。It is a graph in the experiment which performed slalom driving | running | working, (a) is a graph which shows the time change of a vehicle speed, (b) is a graph which shows the time change of a steering angle. スラローム走行を行った実験におけるグラフであり、(a)は、トルク値の時間変化を示すグラフ、(b)は横加速度の時間変化を示すグラフである。It is a graph in the experiment which performed slalom driving | running | working, (a) is a graph which shows the time change of a torque value, (b) is a graph which shows the time change of a lateral acceleration. 切り角を一定とした走行を行った実験における車両の横加速度と操舵系に掛かるトルク値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the lateral acceleration of the vehicle and the torque value concerning a steering system in the experiment which performed driving | running | working with the constant turning angle. スラローム走行を行った実験における車両の横加速度とアシスト電流値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the lateral acceleration of a vehicle and the assist electric current value in the experiment which performed slalom driving | running | working.

符号の説明Explanation of symbols

1…車両、2…ステアリングホイール、3…ステアリングシャフト、4…ピニオンギア、5…ラック軸、7…転舵輪、10…電動パワーステアリング装置、13…電動モータ、20…横加速度検出装置、21…ECU、22…電流電圧センサ、23…トルクセンサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 2 ... Steering wheel, 3 ... Steering shaft, 4 ... Pinion gear, 5 ... Rack shaft, 7 ... Steering wheel, 10 ... Electric power steering apparatus, 13 ... Electric motor, 20 ... Lateral acceleration detection apparatus, 21 ... ECU, 22 ... current voltage sensor, 23 ... torque sensor.

Claims (8)

電流が供給されることにより、車両における車輪を転舵させる転舵力を操舵系に付与する転舵力発生手段と、
前記転舵力発生手段における電流の電流値および電圧値のうちの少なくとも一方を検出する電流/電圧値検出手段と、
前記電流/電圧値検出手段で検出された電流/電圧値に基づいて、車両の横加速度を算出する演算手段と、
を備えることを特徴とする横加速度検出装置。
A steering force generating means for providing a steering system with a steering force for steering the wheels in the vehicle by supplying an electric current;
Current / voltage value detection means for detecting at least one of the current value and the voltage value of the current in the steering force generating means;
Calculation means for calculating a lateral acceleration of the vehicle based on the current / voltage value detected by the current / voltage value detection means;
A lateral acceleration detection device comprising:
転舵輪の切り方向が切り増し方向か切り戻し方向かを判断する転舵輪切り方向判断手段を備え、
前記演算手段は、前記切り方向判断手段によって転舵輪の切り方向が切り増し方向と判断した場合に、転舵輪の切り方向が切り戻し方向と判断した場合よりも広い電流/電圧値の範囲で、車両の横加速度を算出する請求項1に記載の横加速度検出装置。
A steered wheel turning direction judging means for judging whether the turning direction of the steered wheel is an increased direction or a turned back direction;
When the turning direction determining means determines that the turning direction of the steered wheels is the increasing direction, the calculation means has a wider current / voltage range than when the turning direction of the steered wheels is determined to be the returning direction, The lateral acceleration detection device according to claim 1, wherein the lateral acceleration of the vehicle is calculated.
転舵輪の切り方向が切り増し方向か切り戻し方向かを判断する転舵輪切り方向判断手段を備え、
前記演算手段は、前記転舵輪切り方向判断手段によって転舵輪の切り方向が切り増し方向である場合にのみ横加速度を算出する請求項1に記載の横加速度検出装置。
A steered wheel turning direction judging means for judging whether the turning direction of the steered wheel is an increased direction or a turned back direction;
The lateral acceleration detection device according to claim 1, wherein the calculation unit calculates a lateral acceleration only when the turning direction of the steered wheel is an increasing direction by the steered wheel turning direction determination unit.
前記演算手段は、前記電流/電圧値検出手段で検出された電流/電圧値の絶対値が所定値以下のときに、前記演算手段による横加速度の算出を行う請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項に記載の横加速度検出装置。   The said calculating means calculates the lateral acceleration by the said calculating means when the absolute value of the current / voltage value detected by the said current / voltage value detecting means is below a predetermined value. The lateral acceleration detection device according to any one of the above. 電流が供給されることにより、車両における車輪を転舵させる転舵力を操舵系に付与する転舵力発生手段と、
車両の操舵系におけるトルクを検出するトルク検出手段と、
前記トルク検出手段で検出されたトルクに基づいて、車両の横加速度を算出する演算手段と、
を備えることを特徴とする横加速度検出装置。
A steering force generating means for providing a steering system with a steering force for steering the wheels in the vehicle by supplying an electric current;
Torque detecting means for detecting torque in a vehicle steering system;
Calculation means for calculating the lateral acceleration of the vehicle based on the torque detected by the torque detection means;
A lateral acceleration detection device comprising:
転舵輪の切り方向が切り増し方向か切り戻し方向かを判断する転舵輪切り方向判断手段を備え、
前記演算手段は、前記切り方向判断手段によって転舵輪の切り方向が切り増し方向と判断した場合に、転舵輪の切り方向が切り戻し方向と判断した場合よりも広いトルク値の範囲で、車両の横加速度を算出する請求項5に記載の横加速度検出装置。
A steered wheel turning direction judging means for judging whether the turning direction of the steered wheel is an increased direction or a turned back direction;
When the turning direction determining means determines that the turning direction of the steered wheels is an increasing direction, the calculation means has a wider torque value range than when the turning direction of the steered wheels is determined to be the returning direction. The lateral acceleration detection apparatus according to claim 5, wherein the lateral acceleration is calculated.
転舵輪の切り方向が切り増し方向か切り戻し方向かを判断する転舵輪切り方向判断手段を備え、
前記演算手段は、前記転舵輪切り方向判断手段によって転舵輪の切り方向が切り増し方向である場合にのみ横加速度を算出する請求項5に記載の横加速度検出装置。
A steered wheel turning direction judging means for judging whether the turning direction of the steered wheel is an increased direction or a turned back direction;
6. The lateral acceleration detection device according to claim 5, wherein the calculation means calculates lateral acceleration only when the turning direction of the steered wheels is a direction of increasing by the steered wheel turning direction determining means.
前記演算手段は、前記トルク検出手段で検出されたトルク値の絶対値が所定値以下のときに、前記演算手段による横加速度の算出を行う請求項5〜請求項7のうちのいずれか1項に記載の横加速度検出装置。   The calculation means performs calculation of lateral acceleration by the calculation means when the absolute value of the torque value detected by the torque detection means is equal to or less than a predetermined value. The lateral acceleration detection device according to 1.
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