JP2009040340A - Control device of electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のステアリング機構に対し、モータにより操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に、タイヤのグリップが失われた場合であっても、車両挙動を安定させることの可能な電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric power steering device in which a steering assist force is applied to a vehicle steering mechanism by a motor, and in particular, the vehicle behavior is stabilized even when a tire grip is lost. The present invention relates to a control device for an electric power steering device that can be operated.
従来、ステアリング装置として、ドライバがステアリングホイールを操舵する操舵トルクに応じてモータを駆動することにより、ステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が普及している。
また、このような電動パワーステアリング装置において、操舵性能の向上やコーナリング時の車両の挙動を安定させるために、車両に取り付けられた車輪を中立に戻そうとするトルクであるセルフアライニングトルクを求めて操舵制御に用いたもの、さらにタイヤのグリップ状態を考慮して操舵制御を行うようにしたもの等も提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a steering device, an electric power steering device that gives a steering assist force to a steering mechanism by driving a motor according to a steering torque by which a driver steers a steering wheel has been widespread.
Further, in such an electric power steering apparatus, in order to improve the steering performance and stabilize the behavior of the vehicle during cornering, a self-aligning torque that is a torque for returning the wheel attached to the vehicle to neutral is obtained. Further, there have been proposed ones that are used for steering control, and those that perform steering control in consideration of the grip state of the tire.
このタイヤのグリップ状態を算出する方法としては、例えば規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差をタイヤのグリップ状態相当の値として用いたものも提案されており、規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差が大きくグリップ力が小さいと予測されるときほどドライバに作用する反力が大きくなるように、操舵補助トルクを補正することで走行安定性を向上させるようにしたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上述のように、規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差をグリップ状態相当の値として用いた場合、これらヨーレートの偏差は、グリップ状態を表すものの、実際のグリップ状態との間に誤差が生じてしまう。
このため、規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差からグリップ状態を推定しこれに基づき操舵補助トルクを補正するようにした場合、実際には、タイヤのグリップ力が十分であるにも関わらず、操舵補助トルクが補正される可能性があり、特に、急な切り増し操作や切り戻し操作が行われた場合、また、Ｕターンする場合等、低速で大きく旋回する場合等に、十分な操舵補助力が発生されずドライバに違和感を与える可能性がある。
However, as described above, when the deviation between the standard yaw rate and the actual yaw rate is used as the value corresponding to the grip state, the deviation of the yaw rate represents the grip state, but there is an error between the actual grip state and the grip state. End up.
For this reason, when the grip state is estimated from the deviation between the standard yaw rate and the actual yaw rate and the steering assist torque is corrected based on the grip state, the steering assist actually is in spite of the sufficient grip force of the tire. There is a possibility that the torque may be corrected, and especially when a sudden increase or decrease operation is performed, or when making a large turn at a low speed such as when making a U-turn, sufficient steering assist force is provided. There is a possibility that the driver will feel uncomfortable without being generated.
また、規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差から推定されるグリップ状態に基づき操舵補助トルクを補正した場合、車両のステア状態がオーバーステア状態にあるか、アンダーステア状態にあるかに関わらず、同じように補正が行われるため、オーバーステア状態にある場合には必要な旋回状態にまで回復させることができず必要なグリップ状態を確保することができなかったり、逆にアンダーステア傾向にある場合には必要以上に旋回度合を抑制してしまい、ドライバに違和感を与えたりする可能性があるという問題がある。
そこで、この発明は上記従来の未解決の問題点に着目してなされたものであり、車両のグリップ状態に応じて、グリップを失うことなく車両挙動を安定させることの可能な電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することを目的としている。
In addition, when the steering assist torque is corrected based on the grip state estimated from the deviation between the standard yaw rate and the actual yaw rate, the same applies regardless of whether the vehicle is in an oversteer state or an understeer state. Since correction is performed, if it is in an oversteer state, it cannot recover to the required turning state and it can not secure the necessary grip state, or conversely, if it is understeered more than necessary Therefore, there is a problem that the degree of turning may be suppressed and the driver may feel uncomfortable.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional unsolved problems, and according to the grip state of the vehicle, an electric power steering device capable of stabilizing the vehicle behavior without losing the grip. The object is to provide a control device.
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、車両のステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を算出する操舵補助指令値演算手段と、を有し、前記操舵補助指令値に基づいて前記ステアリング機構に操舵補助力を付与するモータを駆動する電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記操舵補助指令値演算手段は、車両のステア状態を判定するステア状態判定手段と、タイヤのグリップが失われた度合を表すグリップロス度を検出するグリップロス度検出手段と、前記操舵トルクに基づき前記モータの電流指令値を算出する電流指令値演算手段と、前記ステア状態判定手段で判定したステア状態及び前記グリップロス度検出手段で検出したグリップロス度に基づいて前記電流指令値演算手段で算出した電流指令値を補正しこれを前記操舵補助指令値とする補正手段と、を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a control device for an electric power steering apparatus according to
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記補正手段は、前記グリップロス度が大きいときほど、前記操舵補助力がより小さくなるように前記電流指令値を補正し、且つ前記ステア状態がオーバーステア状態であるときとアンダーステア状態であるときとで、異なる特性で前記補正を行うことを特徴としている。
また、請求項３に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記補正手段は、前記ステア状態がオーバーステア状態であるときには、前記グリップロス度が予め設定したオーバーステア状態時のしきい値以上となったとき前記電流指令値の補正を開始し、前記アンダーステア状態であるときには、前記グリップロス度が予め設定したアンダーステア状態時のしきい値以上となったとき前記電流指令値の補正を開始し、前記オーバーステア状態時のしきい値は、前記アンダーステア状態時のしきい値よりも小さな値に設定されることを特徴としている。
Further, in the control device for an electric power steering apparatus according to
According to a third aspect of the present invention, there is provided the control device for the electric power steering apparatus, wherein the correction means has a grip loss degree equal to or higher than a preset threshold value in the oversteer state when the steer state is an oversteer state. The correction of the current command value is started, and when the understeer state is reached, the correction of the current command value is started when the grip loss degree is equal to or higher than a preset threshold value in the understeer state, The threshold value in the oversteer state is set to a value smaller than the threshold value in the understeer state.
また、請求項４に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記グリップロス度の変化に対する、前記電流指令値の補正度合の変化は、前記ステア状態がオーバーステア状態であるときの方が、アンダーステア状態にあるときよりも大きいことを特徴としている。
また、請求項５に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記補正手段は、前記グリップロス度及び前記ステア状態に応じて前記電流指令値を補正するための補正値を算出し、当該補正値を前記電流指令値から減算した値を前記操舵補助指令値とすることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control device for an electric power steering device, wherein the change in the degree of correction of the current command value relative to the change in the grip loss degree is an understeer when the steer state is an oversteer state. It is characterized by being larger than when it is in a state.
Further, in the control device for an electric power steering apparatus according to
また、請求項６に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記補正手段は、前記グリップロス度及び前記ステア状態に応じて前記電流指令値を補正するための補正係数を算出し、当該補正係数を、前記電流指令値に乗算した値を前記操舵補助指令値とすることを特徴としている。
また、請求項７に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記補正手段は、ステアリングホイールの操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、当該操舵速度検出手段で検出される操舵速度が大きいときほどより小さくなるように前記電流指令値を補正することを特徴としている。
Further, in the control device for an electric power steering apparatus according to
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a control device for an electric power steering apparatus, wherein the correction means includes a steering speed detecting means for detecting a steering speed of a steering wheel, and the steering speed detected by the steering speed detecting means is high. The current command value is corrected so as to be even smaller.
また、請求項８に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記ステアリング機構は、転舵輪を操舵するタイロッドに接続されているラックを有し、前記グリップロス度検出手段は、前記ラック上に生じる外力をセルフアライニングトルク演算値として算出するＳＡＴ演算部と、路面から生じるセルフアライニングトルクを車両運動モデルに基づいてセルフアライニングトルク推定値として推定するＳＡＴ推定部と、前記ＳＡＴ演算部で算出されたセルフアライニングトルク演算値及び前記ＳＡＴ推定部で推定されたセルフアライニングトルク推定値の偏差に基づいて前記グリップロス度を算出するグリップロス度検出部と、を備えることを特徴としている。
Further, in the control device for an electric power steering apparatus according to
また、請求項９に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、車速を検出する車速検出手段と、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、を備え、前記ＳＡＴ推定部は、前記車速検出手段で検出される車速と、前記操舵角検出手段で検出される操舵角とを前記車両運動モデルに代入して前記セルフアライニングトルク推定値を推定することを特徴としている。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a control device for an electric power steering apparatus comprising vehicle speed detection means for detecting a vehicle speed, and steering angle detection means for detecting a steering angle of a steering wheel, wherein the SAT estimation section The self-aligning torque estimated value is estimated by substituting the vehicle speed detected by the detecting means and the steering angle detected by the steering angle detecting means into the vehicle motion model.
さらに、請求項１０に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、前記ステアリング機構は、転舵輪を操舵するタイロッドに接続されているラックを有し、前記グリップロス度検出手段は、前記ラック上に生じる外力をセルフアライニングトルク演算値として算出するＳＡＴ演算部と、車両に作用する横力を検出する横力検出部と、前記ＳＡＴ演算部で算出されたセルフアライニングトルク演算値及び前記横力検出部で検出された横力に基づいて前記グリップロス度を算出するグリップロス度検出部と、を備えることを特徴としている。
Furthermore, in the control device for the electric power steering apparatus according to
本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、操舵トルクに基づき算出したモータの電流指令値を、タイヤのグリップロス度と車両のステア状態とに基づいて補正し、補正して得た操舵補助指令値に基づいてモータを駆動するため、グリップロス度とステア状態とを考慮した操舵補助力を付与することができ、操舵操作によりグリップが失われる状態となることを回避し、車両挙動を安定させることができる。 The control device for the electric power steering apparatus according to the present invention corrects the motor current command value calculated based on the steering torque based on the degree of grip loss of the tire and the steering state of the vehicle, and obtains the steering assist obtained by the correction. Since the motor is driven based on the command value, it is possible to apply a steering assist force that considers the degree of grip loss and the steer state, avoids the state where the grip is lost due to the steering operation, and stabilizes the vehicle behavior Can be made.
特に、請求項７に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、操舵速度検出手段によりステアリングホイールの操舵速度を検出し、この操舵速度をも考慮して電流指令値を補正しているため、より的確に車両挙動を安定させることができる。
また、請求項８から請求項１０に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、グリップロス度の変化に対する応答性の高いセルフアライニングトルクに基づいてグリックロス度を算出しているため、グリップロス度を高精度に検出することができる。
In particular, the control device for the electric power steering apparatus according to claim 7 detects the steering speed of the steering wheel by the steering speed detection means, and corrects the current command value in consideration of the steering speed. It is possible to stabilize the vehicle behavior.
In addition, since the control device for the electric power steering apparatus according to
以下、本発明の実施の形態を図明に基づいて説明する。
まず、第１の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は操舵トルクを検出するトルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a first embodiment will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure,
出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。
The steering force transmitted to the
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結された操舵補助力を発生するモータとしての例えばブラシレスモータで構成される電動モータ１２とを備えている。
トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を抵抗変化や磁気変化に変換して検出するように構成されている。
A
The
このトルクセンサ３で検出された操舵トルクＴは、パワーステアリング装置を制御する例えばＭＣＵ（Micro Controller Unit）で構成されるコントロールユニット２０に入力され、このコントロールユニット２０には、車速センサ２１で検出された車速Ｖも入力され、コントロールユニット２０は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生させるための電流指令値Ｉｔｖを算出する。また、コントロールユニット２０は、ステアリングホイール１を中立位置に戻そうとする力であるセルフアライニングトルクを検出し、これに基づきタイヤのグリップロス度を検出すると共に、車両のステア状態を判断し、このグリップロス度及びステア状態に基づいて、前記電流指令値Ｉｔｖを補正し操舵補助指令値Ｉｍを得る。そして、この操舵補助指令値Ｉｍに応じた電流値を電動モータ１２に供給することで、グリップロス度及びステア状態を考慮した、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた操舵補助力を発生させる。
また、このコントロールユニット２０には、バッテリ２５から電力が供給されると共に、イグニッションキー２６のキー操作に応じてイグニッションキー信号が供給され、コントロールユニット２０では、イグニッションキー信号をうけて、前記操舵補助指令値Ｉｍの演算を開始する。
The steering torque T detected by the
The
コントロールユニット２０では、前記グリップロス度を、次の手順で算出する。
セルフアライニングトルク（以下、ＳＡＴともいう。）は、ステアリングホイールを中立位置に戻そうとする力であり、図２に示すように、ドライバがステアリングホイールを操舵することによって、操舵トルクＴが発生し、その操舵トルクＴにしたがって電動モータＭがアシストトルクＴｍを発生する。その結果、車輪が転舵され、転舵輪が連結されたラック軸上にタイヤから生じる外力（反力）としてＳＡＴが発生する。その際、電動モータＭの慣性Ｊ及び摩擦力（静摩擦力）Ｆｒによってステアリングホイールの操舵の抵抗となるトルクが生じ、これらの力の釣り合いを考えると次式（１）の運動方程式が得られる。
In the
The self-aligning torque (hereinafter also referred to as SAT) is a force for returning the steering wheel to the neutral position. As shown in FIG. 2, the steering torque T is generated when the driver steers the steering wheel. The electric motor M generates an assist torque Tm according to the steering torque T. As a result, the wheels are steered and SAT is generated as an external force (reaction force) generated from the tire on the rack shaft to which the steered wheels are connected. At that time, the torque that becomes the steering resistance of the steering wheel is generated by the inertia J and the frictional force (static frictional force) Fr of the electric motor M, and considering the balance of these forces, the equation of motion of the following equation (1) is obtained.
なお、（１）式中のωは電動モータＭの角速度、ω′は電動モータＭの角加速度である。
Ｊ・ω′＋Ｆｒ・ｓｉｇｎ（ω）＋ＳＡＴ＝Ｔｍ＋Ｔ ……（１）
ここで、上記（１）式を初期値零としてラプラス変換し、ＳＡＴについて解くと、次式（２）が得られ、これによりＳＡＴを算出することができる。なお、このラプラス変換により得られるセルフアライニングトルクをセルフアライニングトルクの演算値ＳＡＴａとする。
ＳＡＴａ（ｓ）
＝Ｔｍ（ｓ）＋Ｔ（ｓ）−Ｊ・ω′（ｓ）−Ｆｒ・ｓｉｇｎ（ω（ｓ）） ……（２）
In the equation (1), ω is an angular velocity of the electric motor M, and ω ′ is an angular acceleration of the electric motor M.
J · ω ′ + Fr · sign (ω) + SAT = Tm + T (1)
Here, when the above equation (1) is Laplace transformed with an initial value of zero and solved for SAT, the following equation (2) is obtained, whereby SAT can be calculated. Note that the self-aligning torque obtained by this Laplace conversion is used as a self-aligning torque calculation value SATa.
SATa (s)
= Tm (s) + T (s) −J · ω ′ (s) −Fr · sign (ω (s)) (2)
次に、タイヤが横滑りしながら転動する車両運動の様子をモデル化したものを、図３及び図４に示す。
図３では、タイヤが接地面全体において発生する横力はトレッド部の横方向への変形面積（斜線部）となり、ＳＡＴがスリップ角を減少させる方向に働く様子を示している。また、図４は、横力の着力点（接地面の中心点）がタイヤの中心線より後方にあることを示している。そして、ニューマチックトレールとキャスタトレールとの加算値がトレールとなる。
Next, what modeled the state of the vehicle motion which a tire rolls while skidding is shown in FIG.3 and FIG.4.
In FIG. 3, the lateral force generated on the entire contact surface of the tire becomes a deformation area (shaded portion) in the lateral direction of the tread portion, and the SAT acts in a direction to decrease the slip angle. Further, FIG. 4 shows that the point of application of lateral force (center point of the contact surface) is behind the tire centerline. The added value of the pneumatic trail and the caster trail is the trail.
図３及び図４より、ＳＡＴは横力Ｆｙとトレールとの積（横力Ｆｙ×トレール）であることがわかる。すなわち、トレールをεｎとすると、ＳＡＴは次式（３）で算出することができる。なお、この（３）式で算出されるセルフアライニングトルクを、セルフアライニングトルクの推定値ＳＡＴｂとする。
ＳＡＴｂ＝εｎ・Ｆｙ ……（３）
3 and 4, it can be seen that SAT is the product of lateral force Fy and trail (lateral force Fy x trail). That is, when the trail is εn, SAT can be calculated by the following equation (3). The self-aligning torque calculated by the equation (3) is assumed to be an estimated value SATb of the self-aligning torque.
SATb = εn · Fy (3)
なお、重心から後輪までの距離をＬ２（固定値）、車両重量をｍ、横加速度をＧｙ、車両慣性モーメントをＭｏ、ヨーレートγの微分値をｄγ／ｄｔ、ホイールベースをＬとして、横力Ｆｙは次式（４）により算出することができる。
Ｆｙ＝（Ｌ２・ｍ・Ｇｙ＋Ｍｏ・ｄγ／ｄｔ）／Ｌ ……（４）
一方、図５は横力ＦｙとＳＡＴの特性をスリップ角に対して示す特性図であり、横力ＦｙとＳＡＴとはスリップ角に対して非線形な特性となっている。そして、ＳＡＴは横力Ｆｙ×トレールであり、キャスタトレールは固定値であることから、ＳＡＴの横力Ｆｙに対する非線形特性はニューマチックトレールの変化を直接表すことになる。また、ＳＡＴの横力に対する特性は、図４における滑り域が増大し、ニューマチックトレールが減少することによって生じる。
The distance from the center of gravity to the rear wheel is L2 (fixed value), the vehicle weight is m, the lateral acceleration is Gy, the vehicle inertia moment is Mo, the differential value of the yaw rate γ is dγ / dt, and the wheelbase is L. Fy can be calculated by the following equation (4).
Fy = (L2 · m · Gy + Mo · dγ / dt) / L (4)
On the other hand, FIG. 5 is a characteristic diagram showing the characteristics of the lateral force Fy and SAT with respect to the slip angle, and the lateral force Fy and SAT have nonlinear characteristics with respect to the slip angle. Since the SAT is the lateral force Fy × the trail and the caster trail is a fixed value, the non-linear characteristic of the SAT with respect to the lateral force Fy directly represents a change in the pneumatic trail. Further, the characteristic of the SAT with respect to the lateral force is caused by an increase in the slip area in FIG. 4 and a decrease in the pneumatic trail.
さらに、ＳＡＴは横力Ｆｙとトレールとの積であり、線形領域では滑り域は増加せず、ニューマチックトレールは一定値であることから、線形領域でのニューマチックトレールとキャスタトレールとの和、つまりトレールεｎで横力ＦｙをＳＡＴの次元に合わせてＳＡＴ推定値ＳＡＴｂとして図示すると図６のようになる。
ここで、ニューマチックトレールが一定であれば、ＳＡＴ演算値ＳＡＴａと横力Ｆｙ（ＳＡＴ推定値ＳＡＴｂに相当）とは同じ軌跡を辿るが、滑り域が増大してニューマチックトレールが減少するとＳＡＴ演算値ＳＡＴａと横力Ｆｙとに差が生じる。この差はグリップが失われた度合を表し、これを本発明では「グリップロス度」とする。上記（２）式で算出されたＳＡＴ演算値ＳＡＴａと、上記（３）式で算出されたＳＡＴ推定値ＳＡＴｂとを次式（５）により比較する。
ｇ＝ＳＡＴｂ−ＳＡＴａ ……（５）
Furthermore, since SAT is the product of the lateral force Fy and the trail, the slip area does not increase in the linear region, and the pneumatic trail is a constant value, so the sum of the pneumatic trail and caster trail in the linear region, That is, when the lateral force Fy is shown as the SAT estimated value SATb in accordance with the SAT dimension on the trail εn, it is as shown in FIG.
Here, if the pneumatic trail is constant, the SAT calculation value SATa and the lateral force Fy (corresponding to the SAT estimated value SATb) follow the same trajectory, but if the sliding area increases and the pneumatic trail decreases, the SAT calculation There is a difference between the value SATa and the lateral force Fy. This difference represents the degree to which the grip is lost, and this is referred to as “grip loss degree” in the present invention. The SAT calculation value SATa calculated by the above equation (2) and the SAT estimated value SATb calculated by the above equation (3) are compared by the following equation (5).
g = SATb−SATa (5)
この（５）式で算出されるｇがグリップロス度であり、このグリップロス度ｇにより車両のグリップが失われた度合を推定することができる。
図６は、ＳＡＴ演算値ＳＡＴａとＳＡＴ推定値ＳＡＴｂ（トレールεｎが一定の場合は横力Ｆｙ）とを比較して示す特性図であり、スリップ角が大きくなるにしたがって、ＳＡＴが失われる様子を示しており、上記（５）式から算出されるＳＡＴ演算値ＳＡＴａとＳＡＴ推定値ＳＡＴｂとの差をグリップロス度ｇ（図中網かけ部）として示している。
The g calculated by the equation (5) is the grip loss degree, and the degree of the loss of the grip of the vehicle can be estimated from the grip loss degree g.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a comparison between the SAT calculation value SATa and the SAT estimated value SATb (lateral force Fy when the trail εn is constant), and shows how the SAT is lost as the slip angle increases. The difference between the SAT calculation value SATa calculated from the above equation (5) and the SAT estimated value SATb is shown as a grip loss degree g (shaded portion in the figure).
次に、コントロールユニット２０の機能構成を説明する。図７は、コントロールユニット２０の機能構成の一例を示すブロック図であって、トルクセンサ３からの操舵トルクＴは、指令値演算部４０及びＳＡＴ演算部４６に入力され、車速センサ２１からの車速Ｖは指令値演算部４０に入力され、指令値演算部４０は操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて電流指令値Ｉｔｖを演算する。この電流指令値Ｉｔｖの演算は、公知の手順で行えばよく、例えば、制御マップに基づいて、操舵トルクＴが大きいときほど大きな値となるように設定され、且つ車速に応じて制御マップが切り替えられ、車速Ｖが大きいときほど電流指令値Ｉｔｖが小さくなるように設定される。
Next, the functional configuration of the
この指令値演算部４０で演算された電流指令値ＩｔｖはＳＡＴ演算部４６及び加算部６０Ａに入力され、加算部６０Ａの加算結果が操舵補助指令値Ｉｍとして減算部６０Ｄに加算入力される。減算部６０Ｄには、モータ電流検出器６１で検出されたモータ電流値ｉがフィードバック入力され、減算部６０Ｄで求められる操舵補助指令値Ｉｍとモータ電流値ｉとの偏差（Ｉｍ−ｉ）が電流指令値ΔＩとして電流制御部４１に入力され、電流制御部４１でＰＩ制御等の処理を施され、さらにＰＷＭ制御部４２でＰＷＭ信号処理されてインバータ回路４３により電動モータ１２が駆動される。
The current command value Itv calculated by the command
電動モータ１２には、レゾルバやホール素子等の回転センサ６２が設けられており、回転センサ６２で検出した電動モータ１２の角度θは角速度検出部６３に入力され、角速度検出部６３は角度θに基づいて角速度ωを検出し、この角速度ωは、角加速度検出部６４に入力されると共に、収れん性制御部４４及びＳＡＴ演算部４６に入力される。角加速度検出部６４では、角速度ωを微分処理して角加速度ω′を算出し、算出された角加速度ω′は、ＳＡＴ演算部４６及び慣性補償部４５に入力される。収れん性制御部４４は、車速センサ２１で検出した車速Ｖ及び角速度検出部６３で算出された電動モータ１２の角速度ωに基づき、車両のヨーの収れん性を改善するためにステアリングホイール１が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、角速度ωに車速Ｖに応じて変更される収れん性制御ゲインを乗じて収れん性制御信号ＣＭ２を算出する。慣性補償部４５は、角加速度検出部６４で検出した電動モータ１２の角加速度ω′に基づいて電動モータ１２の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償信号ＣＭ１を算出する。
The
収れん性制御部４４で算出された収れん性制御信号ＣＭ２は加算部６０Ｂに入力され、慣性補償部４５で算出された慣性補償信号ＣＭ１は減算部６０Ｃに加算入力される。
ここで、ＳＡＴ演算部４６は前記（２）式に基づいてＳＡＴ演算値ＳＡＴａを算出する。すなわち、電動モータ１２の慣性Ｊ及び静摩擦力Ｆｒを定数として求めておき、操舵トルクＴ、電動モータ１２の角速度ω及び角加速度ω′、電流指令値Ｉｔｖに基づいてＳＡＴ演算値ＳＡＴａを算出する。ＳＡＴ演算部４６で算出されたＳＡＴ演算値ＳＡＴａは、グリップロス度検出部５０に入力される。
The convergence control signal CM2 calculated by the
Here, the
さらに、横力検出部６５は、車両に設けられたヨーレートセンサ６６からのヨーレートγ及び車両に設けられた横加速度センサ６７からの横加速度Ｇｙに基づいて前記（４）式から横力Ｆｙを算出し、算出された横力ＦｙはＳＡＴ推定部４７に入力される。
ＳＡＴ推定部４７は、入力された横力Ｆｙと予め実験等により求められたトレールεｎとを用いて前記（３）式からＳＡＴ推定値ＳＡＴｂを推定する。
Further, the lateral
The
グリップロス度検出部５０はＳＡＴ演算部４６より求められたＳＡＴ演算値ＳＡＴａとＳＡＴ推定部４７より求められたＳＡＴ推定値ＳＡＴｂとから、前記（５）式にしたがってグリップロス度ｇを求める。そして、このグリップロス度ｇを、ＵＳ用トルク補正値演算部５１及びＯＳ用トルク補正値演算部５２に入力する。
このＵＳ用トルク補正値演算部５１では、グリップロス度ｇに基づいて、アンダーステア状態の車両においてグリップロス度ｇ相当だけ操舵補助力を補正するためのトルク補正値ΔＴＵＳを算出する。このトルク補正値ΔＴＵＳは、当該トルク補正値ΔＴＵＳを用いて、電流指令値Ｉｔｖをこれが小さくなる方向に補正することにより、このグリップロス度ｇ相当のグリップロスが生じている状態で操舵及び操舵補助が行われた場合に、アンダーステア状態の車両において、グリップが失われることを回避することの可能なトルク値相当に設定される。
The grip loss
Based on the grip loss degree g, the US torque correction
例えば、図８（ａ）の特性図に示すように、グリップロス度ｇが零近傍の不感帯幅内、すなわち“−ｇＵＳ１≦ｇ≦ｇＵＳ１”の範囲にあるときにはトルク補正値ΔＴＵＳは零に設定され、グリップロス度ｇが“ｇＵＳ１”よりも大きいときにはグリップロス度ｇが大きいときほどこれに比例してトルク補正値ΔＴＵＳも大きくなり、グリップロス度ｇがしきい値“ｇＵＳ２”を上回ると、トルク補正値ΔＴＵＳはその最大値ΔＴmaxに維持される。同様に、グリップロス度ｇが負値をとるとき、つまり、グリップロス度ｇが正値となるときと逆方向に操舵を行ったときには、グリップロス度ｇが“−ｇＵＳ１”よりも小さいときにはグリップロス度ｇが小さいときほどこれに比例してトルク補正値ΔＴＵＳも負値方向に大きくなり、グリップロス度ｇがしきい値“−ｇＵＳ２”を下回ると、トルク補正値ΔＴＵＳはその負値の最大値“−ΔＴmax（｜−ΔＴmax｜＝｜ΔＴmax｜）”に維持される。 For example, as shown in the characteristic diagram of FIG. 8A, the torque correction value ΔT US is zero when the grip loss degree g is within the dead band width near zero, that is, in the range of “−g US1 ≦ g ≦ g US1 ”. When the grip loss degree g is larger than “g US1 ”, the torque correction value ΔT US increases in proportion to the larger grip loss degree g, and the grip loss degree g becomes the threshold value “g US2 ”. Above "", the torque correction value ΔT US is maintained at its maximum value ΔTmax. Similarly, when the grip loss degree g takes a negative value, that is, when the grip loss degree g is smaller than “−g US1 ” when steering is performed in a direction opposite to that when the grip loss degree g is a positive value. The smaller the grip loss degree g, the larger the torque correction value ΔT US increases in the negative direction. When the grip loss degree g falls below the threshold “−g US2 ”, the torque correction value ΔT US is The maximum negative value “−ΔTmax (| −ΔTmax | = | ΔTmax |)” is maintained.
同様に、ＯＳ用トルク補正値演算部５２では、グリップロス度ｇに基づいて、オーバーステア状態の車両において、グリップロス度ｇ相当だけ操舵補助力を補正するためのトルク補正値ΔＴＯＳを算出する。このトルク補正値ΔＴＯＳは、当該トルク補正値ΔＴＯＳを用いて、電流指令値Ｉｔｖをこれが小さくなる方向に補正することにより、このグリップロス度ｇ相当のグリップロスが生じている状態で操舵及び操舵補助が行われた場合に、オーバーステア状態の車両において、グリップが失われることを回避することの可能なトルク値相当に設定される。例えば、図８（ｂ）の特性図に示すように、グリップロス度ｇが零近傍の不感帯幅内、すなわち“−ｇＯＳ１≦ｇ≦ｇＯＳ１”の範囲にあるときにはトルク補正値ΔＴＯＳは零に設定され、グリップロス度ｇが“ｇＯＳ１”よりも大きいときにはグリップロス度ｇが大きいときほどこれに比例してトルク補正値ΔＴＯＳも大きくなり、グリップロス度ｇがしきい値“ｇＯＳ２”を上回ると、トルク補正値ΔＴＯＳはその最大値ΔＴmaxに維持される。同様に、グリップロス度ｇが“−ｇＯＳ１”よりも小さいときにはグリップロス度ｇが小さいときほどこれに比例してトルク補正値ΔＴＯＳも負値方向に大きくなり、グリップロス度ｇがしきい値“−ｇＯＳ２”を下回ると、トルク補正値ΔＴＯＳはその負値の最大値“−ΔＴmax（｜−ΔＴmax｜＝｜ΔＴmax｜）”に維持される。
Similarly, the OS torque correction
そして、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、不感帯幅を決定するｇＵＳ１及びｇＯＳ１は、ｇＵＳ１＞ｇＯＳ１を満足するように設定される。また、しきい値ｇＵＳ２及びｇＯＳ２は、それぞれｇＵＳ２＞ｇＯＳ２を満足するように設定され、グリップロス度ｇが、ｇＵＳ１からｇＵＳ２間のトルク補正値ΔＴＵＳの変化を表す直線の傾きΔＵＳと、グリップロス度ｇが、ｇＯＳ１からｇＯＳ２間のトルク補正値ΔＴＯＳの変化を表す直線の傾きΔＯＳとは、ΔＵＳ＜ΔＯＳを満足するように設定される。つまり、グリップロス度がｇＯＳ１からｇＵＳ２の間は、同じグリップロス度ｇであっても、オーバーステア状態のトルク補正値ΔＴＯＳの方が、トルク補正値ΔＴＵＳよりも大きくなるように設定される。 Then, as shown in FIGS. 8A and 8B, g US1 and g OS1 that determine the dead zone width are set so as to satisfy g US1 > g OS1 . Further, the threshold values g US2 and g OS2 are set so as to satisfy g US2 > g OS2 , respectively, and the grip loss degree g is a straight line representing a change in the torque correction value ΔT US between g US1 and g US2 . The slope ΔUS and the slope ΔOS of the straight line representing the change in the torque correction value ΔT OS between g OS1 and g OS2 with respect to the slope ΔUS are set so as to satisfy ΔUS <ΔOS. That is, when the grip loss degree is between g OS1 and g US2 , the torque correction value ΔT OS in the oversteer state is set to be larger than the torque correction value ΔT US even if the grip loss degree g is the same. Is done.
グリップロス度ｇが負値の場合も同様であって、不感帯幅を決定する、“−ｇＵＳ１”及び“−ｇＯＳ１”は｜−ｇＵＳ１｜＞｜−ｇＯＳ１｜を満足し、しきい値“−ｇＵＳ２”及び“−ｇＯＳ１”は、｜−ｇＵＳ２｜＞｜−ｇＯＳ２｜を満足するように設定されると共に、グリップロス度ｇが、“−ｇＵＳ２”から“−ｇＵＳ１”間のトルク補正値ΔＴＵＳの変化を表す直線の傾きは、グリップロス度ｇが正値の場合と同様にΔＵＳに設定され、また、グリップロス度ｇが、“−ｇＯＳ２”から“−ｇＯＳ１”間のトルク補正値ΔＴＯＳの変化を表す直線の傾きは、グリップロス度ｇが正値の場合と同様にΔＯＳに設定され、すなわち、ΔＵＳ＜ΔＯＳを満足するように設定される。 The same is true when the grip loss degree g is a negative value, and “−g US1 ” and “−g OS1 ” that determine the dead band width satisfy | −g US1 | >> | −g OS1 | The values “−g US2 ” and “−g OS1 ” are set to satisfy | −g US2 |> | −g OS2 | and the grip loss degree g is changed from “−g US2 ” to “−g The slope of the straight line representing the change in the torque correction value ΔT US between “ US1 ” is set to ΔUS as in the case where the grip loss degree g is a positive value, and the grip loss degree g is changed from “−g OS2 ” to “ The slope of the straight line representing the change in the torque correction value ΔT OS between −g OS1 ″ is set to ΔOS as in the case where the grip loss degree g is a positive value, that is, set to satisfy ΔUS <ΔOS. .
なお、ここでは、トルク補正値ΔＴＵＳの最大値及びトルク補正値ΔＴＯＳの最大値は、共にΔＴmaxとした場合について説明したが、それぞれ異なる値に設定してもよく、この場合には、トルク補正値ΔＴＵＳの最大値＜トルク補正値ΔＴＯＳの最大値となるように設定すればよい。
このようにすることによって、オーバーステア状態の場合には、アンダーステア状態の場合に比較して、グリップロス度がより小さい段階から、グリップロス度に応じた操舵補助トルクの低減が開始され、且つ、その低減度合がより大きくなるように設定されるため、速やかに解消すべき状態であるオーバーステア状態の解消を的確に図ることができ、逆に、アンダーステア状態の場合には、グリップロス度が比較的大きくなった時点からグリップロス度に応じた操舵補助トルクの低減を開始し、且つ、その低減度合をオーバーステア状態よりも少なくすることによって、ドライバの操舵操作を十分補助しつつ、且つ操舵補助トルクを低減しすぎることによって、却ってドライバに違和感を与えることを回避することができる。
Here, the maximum value of the torque correction value ΔT US and the maximum value of the torque correction value ΔT OS are both described as ΔTmax. However, they may be set to different values. The maximum value of the correction value ΔT US may be set to be smaller than the maximum value of the torque correction value ΔT OS .
By doing so, in the case of the oversteer state, the steering assist torque is reduced according to the grip loss degree from the stage where the grip loss degree is smaller than in the case of the understeer state, and Since the degree of reduction is set to be larger, it is possible to accurately eliminate the oversteer state, which should be resolved quickly. Conversely, in the case of the understeer state, the grip loss degree is compared. The steering assist torque is reduced according to the degree of grip loss from the point when the vehicle becomes larger and the degree of reduction is less than the oversteer state. By reducing the torque too much, it is possible to avoid making the driver feel uncomfortable.
このようにして、ＵＳ用トルク補正値演算部５１及びＯＳ用トルク補正値演算部５２で算出されたトルク補正値ΔＴＵＳ及びトルク補正値ΔＴＯＳは、選択部５３に入力される。この選択部５３は、後述のステア状態判定部５４から入力されるステア状態の判定結果に基づき、アンダーステア状態と判定されたならばアンダーステア用のトルク補正値ΔＴＵＳを選択し、オーバーステア状態と判定されたならばオーバーステア用のトルク補正値ΔＴＯＳを選択し、これを減算部６０Ｃに減算入力する。
Thus, the torque correction value ΔT US and the torque correction value ΔT OS calculated by the US torque correction
ステア状態判定部５４は、ヨーレートセンサ６６からのヨーレートγ、車速センサ２１からの車速Ｖ、舵角センサ６８からの操舵角δを入力し、これらに基づいて規範ヨーレートを算出し、この規範ヨーレートと実ヨーレートとを比較することでステア状態を判断する。
具体的には、まず次式（６）で規範ヨーレートγ０を計算する。
γ０＝〔１／（１＋Ｔ１・ｓ）〕・〔１／（１＋Ａ・Ｖ２）〕〔Ｖ・δ／Ｌ・ｎ〕
……（６）
The steer
Specifically, first, the reference yaw rate γ 0 is calculated by the following equation (6).
γ 0 = [1 / (1 + T1 · s)] · [1 / (1 + A · V 2 )] [V · δ / L · n]
...... (6)
この（６）式中の、Ｔ１は時定数、ｓはラプラス演算子、Ａはスタビリディファクタであって次式（７）で表される。また、Ｖは車速、δは操舵角、Ｌはホイールベース、ｎはオーバーオールステアリングギア比である。
Ａ＝（−ｍ／２Ｌ２）・〔（Ｌｆ・Ｋｆ−Ｌｒ・Ｋｒ）／（Ｋｆ・Ｋｒ）〕
……（７）
この（７）式中の、ｍは車両重量、Ｌｆは車両重心点と前輪車軸間の水平距離、Ｌｒは車両重心点と後輪車軸間の水平距離、Ｋｆは前輪タイヤのコーナリングパワー、Ｋｒは後輪タイヤのコーナリングパワーである。
In the equation (6), T1 is a time constant, s is a Laplace operator, A is a stable factor, and is represented by the following equation (7). V is the vehicle speed, δ is the steering angle, L is the wheelbase, and n is the overall steering gear ratio.
A = (− m / 2L 2 ) · [(Lf · Kf−Lr · Kr) / (Kf · Kr)]
...... (7)
In this equation (7), m is the vehicle weight, Lf is the horizontal distance between the vehicle center of gravity and the front wheel axle, Lr is the horizontal distance between the vehicle center of gravity and the rear wheel axle, Kf is the cornering power of the front tire, and Kr is This is the cornering power of the rear wheel tire.
このようにして算出した規範ヨーレートγ０とヨーレートセンサ６６で算出したヨーレートγとに基づき、ヨーレートγの絶対値｜γ｜と規範ヨーレートγ０の絶対値｜γ０｜とが、｜γ｜−｜γ０｜≧０を満足するときにはオーバーステア状態と判定し、｜γ｜−｜γ０｜＜０を満足するときにはアンダーステア状態と判定する。そしてこの判定結果を、選択部５３に出力する。
Based on the standard yaw rate γ 0 calculated in this way and the yaw rate γ calculated by the
減算部６０Ｃでは、選択部５３で選択されたトルク補正値ΔＴＵＳ又はトルク補正値ΔＴＯＳを、慣性補償部４５からの慣性補償信号ＣＭ１から減算し、その減算結果ＣＭ３は加算部６０Ｂに入力されて収れん性制御部４４からの収れん性制御信号ＣＭ２と加算され、その加算結果ＣＭ４が加算部６０Ａに入力されて電流指令値Ｉｔｖと加算され、これが操舵補助指令値Ｉｍとなる。
The
次に、コントロールユニット２０での動作を図９のフローチャートを参照して説明する。
まず、トルクセンサ３からの操舵トルクＴ、車速センサ２１からの車速Ｖ、ヨーレートセンサ６６からのヨーレートγ、横加速度センサ６７からの横加速度Ｇｙ、回転センサ６２からの角度θ、舵角センサ６８からの操舵角δを入力する（ステップＳ１）。次いで、入力した操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づき指令値演算部４０で、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた電流指令値Ｉｔｖを算出し（ステップＳ２）、回転センサ６２からの角度θに基づいて角速度検出部６３において電動モータ１２の角速度ωを算出し、角加速度検出部６４において角加速度ω′を算出する（ステップＳ３）。
Next, the operation of the
First, the steering torque T from the
次いで、ＳＡＴ演算部４６において、操舵トルクＴ、電流指令値Ｉｔｖ、角速度ω及び角加速度ω′に基づいて前記（２）式から、ＳＡＴ演算値ＳＡＴａを算出する（ステップＳ４）。なお、前記（２）式において、アシストトルクＴｍは電流指令値Ｉｔｖに比例するので、アシストトルクＴｍに代えて電流指令値Ｉｔｖを適用する。続いて横力検出部６５でヨーレートγ及び横加速度Ｇｙに基づいて横力Ｆｙを算出し、この横力Ｆｙに基づきＳＡＴ推定部４７でＳＡＴ推定値ＳＡＴｂを推定する（ステップＳ５）。
Next, the
続いてグリップロス度検出部５０においてＳＡＴ演算値ＳＡＴａ及びＳＡＴ推定値ＳＡＴｂの偏差からグリップロス度ｇを検出し（ステップＳ６）、このグリップロス度ｇに応じたトルク補正値ΔＴＵＳ及びトルク補正値ΔＴＯＳを算出し（ステップＳ７）、ステア状態判定部５４で現在の車両のステア状態を判定する（ステップＳ８）。そして、この判定したステア状態に対応するトルク補正値ΔＴＵＳ又はトルク補正値ΔＴＯＳを選択する（ステップＳ９）。
Subsequently, the grip loss
次いで、慣性補償部４５及び収れん性制御部４４で、慣性補償信号ＣＭ１及び収れん性制御信号ＣＭ２を算出し（ステップＳ１０）、ステップＳ９で選択したステア状態に対応するトルク補正値ΔＴＵＳ又はトルク補正値ΔＴＯＳを、慣性補償信号ＣＭ１から減算し、この減算して得たＣＭ３に、収れん性制御信号ＣＭ２を加算して加算結果ＣＭ４を獲得し、この加算結果ＣＭ４を加算部６０Ａに入力する。そして、指令値演算部４０で算出した電流指令値Ｉｔｖと加算結果ＣＭ４とを加算部６０Ａで加算して電流指令値Ｉｔｖを補正して、この補正した電流指令値を操舵補助指令値Ｉｍとし（ステップＳ１１）、これに基づき電動モータ１２を駆動する（ステップＳ１２）。
Next, the
したがって、グリップロスが生じていないか、グリップロス度ｇが、現在のステア状態に応じて設定される不感帯幅“−ｇＵＳ１≦ｇ≦ｇＵＳ１”又は“−ｇＯＳ１≦ｇ≦ｇＯＳ１”の範囲内の値であればトルク補正値ΔＴＵＳ又はトルク補正値ΔＴＯＳは略零となり、電流指令値Ｉｔｖの補正は行われない。このため、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた操舵補助力が発生されることになって、ドライバの操舵操作を的確に補助することができる。 Therefore, there is no grip loss, or the dead zone width “−g US1 ≦ g ≦ g US1 ” or “−g OS1 ≦ g ≦ g OS1 ” set according to the current steer state. If the value is within the range, the torque correction value ΔT US or the torque correction value ΔT OS becomes substantially zero, and the current command value Itv is not corrected. For this reason, a steering assist force corresponding to the steering torque T and the vehicle speed V is generated, and the driver's steering operation can be accurately assisted.
この状態から、グリップロス度ｇが正方向に増加し、ステア状態判定部５４でアンダーステア状態にあると判定された場合には、グリップロス度ｇが“ｇＵＳ１”を上回った時点で、アンダーステア状態用のトルク補正値演算部５１で算出されるトルク補正値ΔＴＵＳが零より大きくなる。そして、このトルク補正値ΔＴＵＳ相当だけ電流指令値Ｉｔｖが小さくなるように補正されて操舵補助指令値Ｉｍが算出され、これに基づき電動モータ１２が駆動される。したがって、グリップロスが発生していないときよりも、トルク補正値ΔＴＵＳ相当だけ低減された操舵補助力が発生されることになり、操舵補助力が低減されることから、その分、ドライバは切り増し方向への操舵をしにくくなり、すなわち、ドライバがグリップ力を越えて切り増しすることが抑制され、グリップ力が失われることにより車両挙動が不安定となることを回避することができる。
From this state, when the grip loss degree g increases in the positive direction and the steer
このとき、グリップロス度ｇが不感帯幅“ｇＵＳ１”を上回るときには、グリップロス度ｇが大きいときほどトルク補正値ΔＴＵＳも大きくなることから、グリップロス度ｇが大きいとき、すなわち、グリップが失われることにより車両挙動が不安定となる可能性が高いときほど、操舵補助力の低減度合が大きくなり、ドライバは切り増し方向への操舵をより行いにくくなる。このため、グリップロス度ｇに応じてすなわち車両挙動が不安定となる可能性に応じて、ドライバの操舵操作を的確に誘導することができる。 At this time, when the grip loss degree g exceeds the dead band width “g US1 ”, the torque correction value ΔT US increases as the grip loss degree g increases, so that when the grip loss degree g is large, that is, the grip is lost. As the vehicle behavior becomes more likely to become unstable, the degree of reduction in the steering assist force increases, and the driver becomes more difficult to steer in the direction of increasing. For this reason, the steering operation of the driver can be accurately guided according to the grip loss degree g, that is, according to the possibility that the vehicle behavior becomes unstable.
一方、ステア状態が、オーバーステア状態にあると判定された場合には、グリップロス度ｇが“ｇＯＳ１”を上回った時点で、オーバーステア状態用のトルク補正値演算部５２で算出されるトルク補正値ΔＴＯＳが零より大きくなる。このトルク補正値ΔＴＯＳ相当だけ電流指令値Ｉｔｖが小さくなるように補正されて操舵補助指令値Ｉｍが算出され、これに基づき電動モータ１２が駆動される。そして、グリップロス度ｇが“ｇＯＳ１”を上回るときには、グリップロス度ｇが大きいときほどトルク補正値ΔＴＯＳも大きくなることから、グリップロス度ｇが大きいとき、すなわち、グリップが失われることにより車両挙動が不安定となる可能性が高いときほど、操舵補助力の低減度合が大きくなり、ドライバは切り増し方向への操舵をより行いにくくなることから、グリップロス度ｇに応じてすなわち車両挙動が不安定となる可能性に応じて、ドライバの操舵操作を的確に誘導することができる。
On the other hand, if it is determined that the steer state is in the oversteer state, the torque calculated by the oversteer state torque correction
さらに、オーバーステア状態にある場合には、その不感帯幅“−ｇＯＳ１≦ｇ≦ｇＯＳ１”はアンダーステア状態における不感帯幅“−ｇＵＳ１≦ｇ≦ｇＵＳ１”よりも狭くなるように設定され、すなわち、グリップロス度ｇがより小さい時点から、電流指令値Ｉｔｖの抑制が開始されることになる。このため、グリップを速やかに確保することができ、好ましくない状態であるオーバーステア状態を、より速やかに解消させることができる。 Further, in the oversteer state, the dead band width “−g OS1 ≦ g ≦ g OS1 ” is set to be narrower than the dead band width “−g US1 ≦ g ≦ g US1 ” in the understeer state, that is, The suppression of the current command value Itv is started from the time when the grip loss degree g is smaller. For this reason, a grip can be ensured rapidly and the oversteer state which is an unpreferable state can be eliminated more rapidly.
また、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、同じグリップロス度ｇであっても、オーバーステア状態にある場合のトルク補正値ΔＴＯＳの方が、アンダーステア状態にある場合のトルク補正値ΔＴＵＳよりも大きくなるように設定されている。ここで、オーバーステア状態にあるときには、内側に切れ込む傾向にあることから、現在の旋回状態からグリップを確保可能な目標の旋回状態に誘導するために必要な操舵角相当まで操舵角を戻したとしても、実際の車両の旋回状態は操舵角相当の旋回状態よりも切れ込んだ状態となる。したがって、この切れ込み分を考慮し、この切れ込み分相当だけより多く操舵補助トルクを低減し、切り増し方向への操舵をより行いにくくすることで、切れ込み分相当を含めて切り戻し方向に操舵を行うよう仕向けることができる。よって、速やかに目標の旋回状態に誘導することができ、切り戻し方向への車両の旋回状態の戻り量が不足傾向となりグリップ力が不足気味となることなく、的確なグリップ力に速やかに回復させることができる。 Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, even if the grip loss degree g is the same, the torque correction value ΔT OS in the oversteer state is the torque correction in the understeer state. They are set to be larger than the value [Delta] T US. Here, when the vehicle is in the oversteer state, the steering angle tends to cut inward, so that the steering angle is returned to the steering angle equivalent to the steering angle required to guide the target to the turning state where the grip can be secured from the current turning state. However, the actual turning state of the vehicle is cut more than the turning state corresponding to the steering angle. Therefore, in consideration of this notch, steering assist torque is reduced more by the amount corresponding to this notch, and steering in the direction of increasing cutting is made more difficult, and steering is performed in the reversing direction including the notch equivalent. Can be directed. Therefore, it can be quickly guided to the target turning state, and the return amount of the turning state of the vehicle in the turning-back direction tends to be insufficient, and the grip force does not become insufficient, and the accurate grip force is quickly recovered. be able to.
逆に、アンダーステア状態にあるときには、外側に膨らむ傾向にあることから、現在の旋回状態からグリップを確保可能な旋回状態に戻すために必要な操舵角相当まで操舵角を戻したとしても、実際の車両の旋回状態は操舵角相当の旋回状態よりも膨らんだ状態となる。したがって、この膨らみ分を考慮し、この膨らみ分相当だけ、操舵補助トルクの低減分を少なくし、切り増し方向への操舵を行いにくくすることで、膨らみ分相当を考慮して切り戻し方向に操舵を行うように仕向けることができる。よって、速やかに目標の旋回状態に誘導することができ、切り戻し方向への車両の旋回状態が戻し過ぎ傾向となり、ドライバに違和感を与えることなく、的確なグリップ力に速やかに回復させることができる。 Conversely, when the vehicle is in an understeer state, it tends to swell outward, so even if the steering angle is returned to the steering angle required to return to the turning state where the grip can be secured from the current turning state, The turning state of the vehicle is more swollen than the turning state corresponding to the steering angle. Therefore, considering this bulge, the steering assist torque is reduced by the amount corresponding to this bulge, and steering in the direction of additional turning is made difficult. Can be directed to do. Therefore, the vehicle can be quickly guided to the target turning state, and the turning state of the vehicle in the switchback direction tends to return too much, and the driver can quickly recover to an appropriate grip force without feeling uncomfortable for the driver. .
また、ここでは、操舵トルクＴ、アシストトルクＴｍ、電動モータ１２の角速度ω及び角加速度ω′に基づいて検出したＳＡＴ演算値ＳＡＴａと、車両に発生する横力Ｆｙに基づくＳＡＴ推定値ＳＡＴｂとの偏差からグリップロス度ｇを算出している。ここで、グリップが失われた場合、これに対するセルフアライニングトルクの応答性は、グリップが失われたことに対するヨーレートの応答性に比較して速い。したがって、セルフアライニングトルクを用いてグリップロス度ｇを算出することによって、ヨーレートを用いてグリップロス度ｇを算出する場合に比較してより早い段階で、グリップロス度ｇの変化を検出することができる。よって、セルフアライニングトルクを用いてグリップロス度ｇを算出することにより、グリップ状況をより高精度に検出することができ、このようにして検出したグリップ状況にしたがって電流指令値Ｉｔｖを補正し、操舵補助力を低減することによって、より的確に操舵補助力を発生させることができる。このため、グリップロス度ｇに応じて切り増しし過ぎることを回避し、グリップが失われることにより車両挙動が不安定となることを確実に回避することができ、車両走行安定性を向上させることができる。
Further, here, the SAT calculation value SATa detected based on the steering torque T, the assist torque Tm, the angular velocity ω and the angular acceleration ω ′ of the
なお、ここでは、グリップロス度ｇが正値である場合について説明したが、負値である場合も同様である。すなわち、グリップロス度ｇが負値、つまりグリップロス度ｇが正値である場合の操舵方向とは逆方向に操舵が行われたときには、電流指令値Ｉｔｖは負値の値として算出されると共に、電流トルク補正値ΔＴＵＳ、ΔＴＯＳとして負値の値が算出されることから、これらに基づき、操舵補助指令値Ｉｍを算出することで、電動モータ１２は逆方向に回転され、逆方向への操舵補助力が発生されることになる。
Although the case where the grip loss degree g is a positive value has been described here, the same applies to a case where the grip loss degree g is a negative value. That is, when steering is performed in a direction opposite to the steering direction when the grip loss degree g is a negative value, that is, when the grip loss degree g is a positive value, the current command value Itv is calculated as a negative value. Since negative values are calculated as the current torque correction values ΔT US and ΔT OS , the
また、上述のようにグリップロス度が不感帯幅内の値である場合には、電流指令値Ｉｔｖの補正は行わず、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた操舵補助力を発生させるようにしているから、グリップロスが発生していないか比較的グリップロスが小さく悪影響を及ぼすことのない状況であるにも関わらず操舵補助力が抑制され、十分な操舵補助力を発生されないことに起因してドライバに違和感を与えることを回避することができる。 Further, as described above, when the grip loss degree is a value within the dead band width, the current command value Itv is not corrected, and the steering assist force corresponding to the steering torque T and the vehicle speed V is generated. Therefore, the driver cannot control the steering assist force and does not generate a sufficient steering assist force despite the fact that the grip loss has not occurred or the grip loss is relatively small and does not adversely affect the driver. It is possible to avoid giving a sense of incongruity.
ここで、トルクセンサ３が操舵トルク検出手段に対応し、図９のステップＳ２の処理が電流指令値演算手段に対応し、ステップＳ４からステップＳ６の処理がグリップロス度検出手段に対応し、ステップＳ８の処理がステア状態判定手段に対応し、ステップＳ７、Ｓ９及びＳ１１の処理が補正手段に対応し、ステップＳ２からステップＳ１１の処理が操舵補助指令値演算手段に対応している。
また、ステップＳ４の処理がＳＡＴ演算部に対応し、ステップＳ５の処理がＳＡＴ推定部に対応し、ステップＳ６の処理がグリップロス度検出部に対応している。
Here, the
Further, the process of step S4 corresponds to the SAT calculation unit, the process of step S5 corresponds to the SAT estimation unit, and the process of step S6 corresponds to the grip loss degree detection unit.
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態は、コントロールユニット２０の構成が異なること以外は上記第１の実施の形態と同様であるので同一部には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
図１０は、第２の実施の形態におけるコントロールユニット２０の概略構成を示すブロック図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
Since the second embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of the
この第２の実施の形態におけるコントロールユニット２０では、指令値演算部４０で算出された電流指令値Ｉｔｖは、乗算部５６に入力され、選択部５３で選択された、後述のトルク補正係数ＫＯＳ又はＫＵＳと乗算されて補正電流指令値Ｉｔｖ′が算出され、この補正電流指令値Ｉｔｖ′が加算部６０Ａに入力される。そして、収れん性制御部４４で算出した収れん性制御信号ＣＭ２と慣性補償部４５で算出した慣性補償信号ＣＭ１とが加算部６０Ｂで加算され、この加算結果ＣＭ４が加算部６０Ａに入力され、この加算結果ＣＭ４と補正電流指令値Ｉｔｖ′とが加算されて操舵補助指令値Ｉｍが算出され、この操舵補助指令値Ｉｍに基づき電動モータ１２が駆動される。
また、グリップロス度検出部５０で検出したグリップロス度ｇは、ＵＳ用トルク補正係数演算部５１ａ及びＯＳ用トルク補正係数演算部５２ａに入力される。
In the
The grip loss degree g detected by the grip loss
このＵＳ用トルク補正係数演算部５１ａでは、グリップロス度ｇに基づいて、アンダーステア状態の車両においてグリップロス度ｇ相当だけ操舵補助力を補正するための“１”以下の値をとる、トルク補正係数ＫＵＳを算出する。このトルク補正係数ＫＵＳは、当該トルク補正係数ＫＵＳを用いて、電流指令値Ｉｔｖが小さくなる方向に補正することにより、このグリップロス度ｇ相当のグリップロスが生じている状態で操舵及び操舵補助が行われた場合に、アンダーステア状態の車両において、グリップが失われることを回避することの可能なトルク値相当に設定される。
In this US torque correction
例えば、図１１（ａ）の特性図に示すように、グリップロス度ｇが零近傍の不感帯幅内、すなわち“−ｇＵＳ３≦ｇ≦ｇＵＳ３”の範囲にあるときにはトルク補正係数ＫＵＳは“１”に設定され、グリップロス度ｇが“ｇＵＳ３”よりも大きいときにはグリップロス度ｇが大きいときほどこれに反比例してトルク補正係数ＫＵＳは小さくなり、グリップロス度ｇがしきい値“ｇＵＳ４”に達したとき零となり、グリップロス度ｇがしきい値“ｇＵＳ４”以上であるとき零を維持するように設定される。同様に、グリップロス度ｇが“−ｇＵＳ３”よりも小さいときにはグリップロス度ｇが小さいときほどこれに比例してトルク補正係数ＫＵＳも小さくなり、グリップロス度ｇがしきい値“−ｇＵＳ４”に達したとき零となり、グリップロス度ｇがしきい値“−ｇＵＳ４”以下であるときには零を維持するように設定される。 For example, as shown in the characteristic diagram of FIG. 11A, when the grip loss degree g is within the dead band width near zero, that is, in the range of “−g US3 ≦ g ≦ g US3 ”, the torque correction coefficient K US is “ When the grip loss degree g is larger than “g US3 ”, the torque correction coefficient K US becomes smaller in proportion to the larger grip loss degree g, and the grip loss degree g becomes the threshold value “1”. "becomes zero upon reaching, grip loss of g threshold" g US4 are set to maintain a zero time is g US4 "above. Similarly, when the grip loss degree g is smaller than “−g US3 ”, the smaller the grip loss degree g, the smaller the torque correction coefficient K US becomes proportional to the grip loss degree g. It is set to zero when reaching US4 ", and is maintained to be zero when the grip loss degree g is equal to or less than a threshold value" -g US4 ".
同様に、ＯＳ用トルク補正係数演算部５２ａでは、グリップロス度ｇに基づいて、オーバーステア状態の車両において、グリップロス度ｇ相当だけ操舵補助力を補正するための、“１”以下の値をとるトルク補正係数ＫＯＳを算出する。このトルク補正係数ＫＯＳは、当該トルク補正係数ＫＯＳを用いて、電流指令値Ｉｔｖが小さくなる方向に補正することにより、このグリップロス度ｇ相当のグリップロスが生じている状態で操舵及び操舵補助が行われた場合に、オーバーステア状態の車両において、グリップが失われることを回避することの可能なトルク値相当に設定される。
Similarly, the OS torque correction
例えば、図１１（ｂ）の特性図に示すように、グリップロス度ｇが零近傍の不感帯幅内、すなわち“−ｇＯＳ３≦ｇ≦ｇＯＳ３”の範囲にあるときにはトルク補正係数ＫＯＳは“１”に設定され、グリップロス度ｇが“ｇＯＳ３”よりも大きいときにはグリップロス度ｇが大きいときほどこれに反比例してトルク補正係数ＫＯＳは小さくなり、グリップロス度ｇがしきい値“ｇＯＳ４”に達したとき、トルク補正係数ＫＯＳは零となり、グリップロス度ｇがしきい値“ｇＯＳ４”以上であるときには零を維持するように設定される。
同様に、グリップロス度ｇが“−ｇＯＳ３”よりも小さいときにはグリップロス度ｇが小さいときほどこれに比例してトルク補正係数ＫＯＳも小さくなり、グリップロス度ｇがしきい値“−ｇＯＳ４”に達したとき零となり、グリップロス度ｇがしきい値“−ｇＯＳ４”以下である間は零を維持するように設定される。
For example, as shown in the characteristic diagram of FIG. 11B, when the grip loss degree g is within the dead band width near zero, that is, in the range of “−g OS3 ≦ g ≦ g OS3 ”, the torque correction coefficient K OS is “ When the grip loss degree g is larger than “g OS3 ”, the torque correction coefficient K OS becomes smaller in proportion to the larger grip loss degree g. When reaching g OS4 ″, the torque correction coefficient K OS is set to zero, and is set to maintain zero when the grip loss degree g is equal to or greater than the threshold value “g OS4 ”.
Similarly, when the grip loss degree g is smaller than “−g OS3 ”, the smaller the grip loss degree g, the smaller the torque correction coefficient K OS becomes proportional to the grip loss degree g. The value is set to zero when reaching OS4 ", and is maintained to be zero while the grip loss degree g is equal to or less than the threshold value" -g OS4 ".
そして、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、不感帯幅を決定するｇＵＳ３及びｇＯＳ３はｇＵＳ３＞ｇＯＳ３を満足するように設定される。また、しきい値ｇＵＳ４及びｇＯＳ４はｇＵＳ４＞ｇＯＳ４を満足するように設定され、グリップロス度ｇがｇＵＳ３からｇＵＳ４まで変化する間のトルク補正係数ＫＵＳの変化を表す直線の傾き“−ΔＫＵＳ”と、グリップロス度ｇがｇＯＳ３からｇＯＳ４まで変化する間のトルク補正係数ΔＫＯＳの変化を表す直線の傾き“−ΔＫＯＳ”とは、｜−ΔＫＵＳ｜＜｜−ΔＫＯＳ｜を満足するように設定される。つまり、グリップロス度がｇＯＳ３からｇＵＳ４の間は、同じグリップロス度ｇであっても、オーバーステア状態のトルク補正係数ＫＯＳの方が、トルク補正係数ＫＵＳよりも小さくなるように設定される。グリップロス度ｇが負値の場合も同様であって、不感帯幅を決定する“−ｇＵＳ３”及び“−ｇＯＳ３”は｜−ｇＵＳ３｜＞｜−ｇＯＳ３｜を満足するように設定される。 Then, as shown in FIGS. 11A and 11B, g US3 and g OS3 that determine the dead band width are set so as to satisfy g US3 > g OS3 . The threshold g US4 and g OS4 is set so as to satisfy g US4> g OS4, the straight line representing the change in the torque correction coefficient K US during grip loss of g is changed from g US3 to g US4 the slope "-ΔK US", the inclination "-ΔK OS" of the straight line representing a change in torque correction factor [Delta] K OS during grip loss of g is changed from g OS3 to g OS4, | -ΔK US | < | -ΔK OS | is set to be satisfied. That is, when the grip loss degree is between g OS3 and g US4 , the torque correction coefficient K OS in the oversteer state is set to be smaller than the torque correction coefficient K US even with the same grip loss degree g. Is done. The same applies to the case where the grip loss degree g is a negative value, and “−g US3 ” and “−g OS3 ” that determine the dead band width are set so as to satisfy | −g US3 |> | −g OS3 |. The
また、しきい値“−ｇＵＳ４”及び“−ｇＯＳ４”は｜−ｇＵＳ４｜＞｜−ｇＯＳ４｜を満足するように設定され、グリップロス度ｇが“−ｇＵＳ４”から“−ｇＵＳ３”まで変化する間のトルク補正係数ＫＵＳの変化を表す直線の傾きΔＫＵＳ（｜ΔＫＵＳ｜＝｜−ΔＫＵＳ｜）と、グリップロス度ｇが“−ｇＯＳ４”から“−ｇＯＳ３”まで変化する間のトルク補正係数ＫＯＳの変化を表す直線の傾きΔＫＯＳ（｜ΔＫＯＳ｜＝｜−ΔＫＯＳ｜）とは、｜ΔＫＵＳ｜＜｜ΔＫＯＳ｜を満足するように設定される。 Further, the threshold values “−g US4 ” and “−g OS4 ” are set so as to satisfy | −g US4 | >> | -g OS4 |, and the grip loss degree g is changed from “−g US4 ” to “−g US3 "to change the slope of the line representing the change in the torque correction coefficient K US during the ΔK US (| ΔK US | = | -ΔK US |) and, grip loss of g is" "the" -g OS4 -g OS3 The slope ΔK OS (| ΔK OS | = | −ΔK OS |) of the straight line representing the change of the torque correction coefficient K OS during the change to “” is set so as to satisfy | ΔK US | <| ΔK OS | Is done.
このようにすることによって、オーバーステア状態の場合には、アンダーステア状態の場合に比較して、グリップロス度ｇがより小さい段階から、グリップロス度ｇに応じた操舵補助トルクの低減が開始され、且つ、その低減度合がより大きくなるように設定されるため、速やかに解消すべき状態であるオーバーステア状態の解消を的確に図ることができ、逆に、アンダーステア状態の場合には、グリップロス度ｇが比較的大きくなった時点からグリップロス度ｇに応じた操舵補助トルクの低減を開始し、且つ、その低減度合をオーバーステア状態よりも少なくすることによって、ドライバの操舵操作を十分補助しつつ、且つ操舵補助トルクを低減しすぎることによって、却ってドライバに違和感を与えることを回避することができる。 By doing so, in the case of the oversteer state, the steering assist torque is reduced according to the grip loss degree g from the stage where the grip loss degree g is smaller than in the case of the understeer state. In addition, since the degree of reduction is set to be larger, it is possible to accurately eliminate the oversteer state, which is a state that should be quickly resolved. Conversely, in the case of the understeer state, the grip loss degree Starting from the point when g becomes relatively large, the steering assist torque is reduced according to the degree of grip loss g, and the degree of reduction is less than in the oversteer state, thereby sufficiently assisting the driver's steering operation. In addition, by reducing the steering assist torque too much, it is possible to avoid giving the driver a sense of incongruity.
このようにして、ＵＳ用トルク補正係数演算部５１ａ及びＯＳ用トルク補正係数演算部５２ａで算出されたトルク補正係数ＫＵＳ及びトルク補正係数ＫＯＳは、選択部５３に入力される。この選択部５３は、ステア状態判定部５４から入力されるステア状態に応じて選択を行い、アンダーステア状態にあると判定されたときにはトルク補正係数ＫＵＳを選択し、オーバーステア状態にあると判定されたときにはトルク補正係数ＫＯＳを選択し、選択したトルク補正係数ＫＵＳ又はトルク補正係数ＫＯＳを、乗算部５６に入力する。
この乗算部５６には、指令値演算部４０で演算された電流指令値Ｉｔｖと、選択部５３で選択されたトルク補正係数ＫＵＳ又はトルク補正係数ＫＯＳとが入力され、これらの乗算結果が補正電流指令値Ｉｔｖ′として出力される。
Thus, the torque correction coefficient K US and the torque correction coefficient K OS calculated by the US torque correction
The
次に、第２の実施の形態におけるコントロールユニット２０での動作を図１２のフローチャートを参照して説明する。
なお、図９に示す上記第１の実施の形態における処理と同一部には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
まず、各種センサから、操舵トルクＴ、車速Ｖ、ヨーレートγ、横加速度Ｇｙ、電動モータ１２の角度θ、操舵角δを入力し（ステップＳ１）、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた電流指令値Ｉｔｖを算出し（ステップＳ２）、電動モータ１２の角度θから電動モータ１２の角速度ω及び角加速度ω′を検出する（ステップＳ３）。
Next, the operation of the
In addition, the same code | symbol is provided to the same part as the process in the said 1st Embodiment shown in FIG. 9, The detailed description is abbreviate | omitted.
First, a steering torque T, a vehicle speed V, a yaw rate γ, a lateral acceleration Gy, an angle θ of the
次いで、操舵トルクＴ、電流指令値Ｉｔｖ、角速度ω及び角加速度ω′に基づいてＳＡＴ演算値ＳＡＴａを検出し（ステップＳ４）、ヨーレートγ及び横加速度Ｇｙに基づいて横力Ｆｙを検出しＳＡＴ推定値ＳＡＴｂを検出し（ステップＳ５）、ＳＡＴ演算値ＳＡＴａ及びＳＡＴ推定値ＳＡＴｂからグリップロス度ｇを算出する（ステップＳ６）。
続いて、ステップＳ７ａに移行し、ＵＳ用トルク補正係数演算部５１ａ及びＯＳ用トルク補正係数演算部５２ａで、グリップロス度ｇに応じたトルク補正係数ＫＵＳ及びＫＯＳを算出する。続いて、ステア状態判定部５４で車両の現在のステア状態を判定し（ステップＳ８）、ステア状態に応じたトルク補正係数ＫＵＳ又はＫＯＳを選択する（ステップＳ９ａ）。そして、慣性補償信号ＣＭ１及び収れん性制御信号ＣＭ２を算出し（ステップＳ１０）、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた電流指令値ＩｔｖにステップＳ９ａで選択したステア状態に応じたトルク補正係数ＫＵＳ又はＫＯＳを乗算して、電流指令値Ｉｔｖを補正し（ステップＳ１１ａ）、この補正した補正電流指令値Ｉｔｖ′に、ステップＳ１０で算出した慣性補償信号ＣＭ１及び収れん性制御信号ＣＭ２を加算して操舵補助指令値Ｉｍを算出し（ステップＳ１１ｂ）、この操舵補助指令値Ｉｍに応じて電動モータ１２を駆動する（ステップＳ１２）。
Next, the SAT calculation value SATa is detected based on the steering torque T, the current command value Itv, the angular velocity ω, and the angular acceleration ω ′ (step S4), and the lateral force Fy is detected based on the yaw rate γ and the lateral acceleration Gy to estimate the SAT. The value SATb is detected (step S5), and the grip loss degree g is calculated from the SAT calculation value SATa and the SAT estimated value SATb (step S6).
Subsequently, the process proceeds to step S7a, and the torque correction coefficients K US and K OS corresponding to the grip loss degree g are calculated by the US torque correction
したがって、グリップロスが生じていないかグリップロス度ｇが、現在のステア状態に応じて設定される不感帯幅“−ｇＵＳ３≦ｇ≦ｇＵＳ３”又は“−ｇＯＳ３≦ｇ≦ｇＯＳ３”の範囲内の値であればトルク補正係数ＫＵＳ又はトルク補正係数ＫＯＳは“１”を維持することから、電流指令値Ｉｔｖの補正は行われない。このため、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた操舵補助力が発生されることになって、ドライバの操舵操作を的確に補助することができる。 Accordingly, the dead band width “−g US3 ≦ g ≦ g US3 ” or “−g OS3 ≦ g ≦ g OS3 ” in which the grip loss is not generated or the grip loss degree g is set according to the current steering state. If the value is within the range, the torque correction coefficient K US or the torque correction coefficient K OS maintains “1”, so that the current command value Itv is not corrected. For this reason, a steering assist force corresponding to the steering torque T and the vehicle speed V is generated, and the driver's steering operation can be accurately assisted.
この状態から、グリップロス度ｇが正方向に増加し、ステア状態判定部５４でアンダーステア状態にあると判定された場合には、グリップロス度ｇが“ｇＵＳ３”を上回った時点で、アンダーステア状態用のトルク補正係数演算部５１ａで算出されるトルク補正係数ＫＵＳが“１”より小さくなる。そして、このトルク補正係数ＫＵＳ相当だけ電流指令値Ｉｔｖが小さくなるように補正されて操舵補助指令値Ｉｍが算出され、これに基づき電動モータ１２が駆動される。したがって、グリップロスが発生していないときよりも、トルク補正係数ＫＵＳに応じた補正量だけ低減された操舵補助力が発生されることになり、操舵補助力が低減されることになるから、ドライバは切り増し方向への操舵をしにくくなり、すなわち、ドライバがグリップ力を越えて切り増しすることを抑制し、グリップが失われることにより車両挙動が不安定となることを回避することができる。
From this state, when the grip loss degree g increases in the positive direction and the steering
このとき、グリップロス度ｇが“ｇＵＳ３”を上回るときには、グリップロス度ｇが大きいときほどトルク補正係数ＫＵＳは小さくなることから、グリップロス度ｇが大きいとき、すなわち、グリップが失われることにより車両挙動が不安定となる可能性が高いときほど、操舵補助力の低減度合が大きくなり、ドライバは切り増し方向への操舵をより行いにくくなることから、グリップロス度ｇに応じてつまり車両挙動が不安定となる可能性に応じて、ドライバの操舵操作を的確に誘導することができる。 At this time, when the grip loss degree g exceeds “g US3 ”, the torque correction coefficient K US decreases as the grip loss degree g increases, so that when the grip loss degree g is large, that is, the grip is lost. As the vehicle behavior is more likely to become unstable, the degree of reduction in the steering assist force increases, and the driver becomes more difficult to steer in the increasing direction. The driver's steering operation can be accurately guided according to the possibility that the behavior becomes unstable.
一方、ステア状態が、オーバーステア状態にあると判定された場合には、グリップロス度ｇが“ｇＯＳ３”を上回った時点で、オーバーステア状態用のトルク補正係数演算部５２ａで算出されるトルク補正係数ＫＯＳが“１”より小さくなる。そして、このトルク補正係数ＫＯＳに応じた補正量だけ電流指令値Ｉｔｖが小さくなるように補正されて操舵補助指令値Ｉｍが算出され、これに基づき電動モータ１２が駆動される。そして、グリップロス度ｇが“ｇＯＳ３”を上回るときには、グリップロス度ｇが大きいときほどトルク補正係数ＫＯＳは小さくなることから、グリップロス度ｇが大きいとき、すなわち、グリップが失われることにより車両挙動が不安定となる可能性が高いときほど、操舵補助力の低減度合が大きくなり、ドライバは切り増し方向への操舵をより行いにくくなることから、グリップロス度ｇに応じてすなわち車両挙動が不安定となる可能性に応じて、ドライバの操舵操作を的確に誘導することができる。
On the other hand, when it is determined that the steer state is in the oversteer state, the torque calculated by the oversteer state torque correction
さらに、オーバーステア状態にある場合には、その不感帯幅“−ｇＯＳ３≦ｇ≦ｇＯＳ３”はアンダーステア状態における不感帯幅“−ｇＵＳ３≦ｇ≦ｇＵＳ３”よりも狭くなるように設定され、すなわち、グリップロス度ｇがより小さい時点から、電流指令値Ｉｔｖの抑制が開始されることになるから、グリップロス度ｇに応じてグリップを速やかに確保することができると共にオーバーステア状態をより速やかに解消させることができる。 Furthermore, when in the oversteer state, the dead zone width "-g OS3 ≦ g ≦ g OS3 " is set to be narrower than the dead zone width "-g US3 ≦ g ≦ g US3 " in understeer condition, i.e. Since the suppression of the current command value Itv is started from the time when the grip loss degree g is smaller, the grip can be quickly secured according to the grip loss degree g and the oversteer state can be made more quickly. It can be eliminated.
また、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、同じグリップロス度ｇであっても、オーバーステア状態にある場合のトルク補正係数ＫＯＳの方が、トルク補正係数ＫＵＳよりも小さくなるように設定され、すなわち補正量がより大きくなるように設定されている。したがって、この場合も上記第１の実施の形態と同様に、オーバーステア状態にあるときには、旋回内側への切り込み分相当を含めて切り戻し方向に操舵を行うよう仕向けることができ、速やかに目標の旋回状態に誘導することができ、切り戻し方向への車両の旋回状態の戻り量が不足傾向となりグリップ力が不足気味となることなく、的確なグリップ力に速やかに回復させることができる。 Further, as shown in FIGS. 11A and 11B, even with the same grip loss degree g, the torque correction coefficient K OS in the oversteer state is smaller than the torque correction coefficient K US. In other words, the correction amount is set to be larger. Accordingly, in this case as well, as in the first embodiment, when the vehicle is in the oversteer state, steering can be directed to the return direction including the amount corresponding to the inward turning inside, and the target can be quickly obtained. The vehicle can be guided to the turning state, and the return amount of the turning state of the vehicle in the switchback direction tends to be insufficient, so that the grip force does not become insufficient and can be promptly recovered to an accurate grip force.
逆に、アンダーステア状態にあるときには、旋回外側への膨らみ分相当を考慮して切り戻し方向に操舵を行うように仕向けることができ、速やかに目標の旋回状態に誘導することができ、切り戻し方向への車両の旋回状態が戻し過ぎ傾向となり、ドライバに違和感を与えることなく、的確なグリップ力に速やかに回復させることができる。
なお、ここでは、グリップロス度ｇが正値である場合について説明したが、負値である場合も同様である。
ここで、第２の実施の形態において、図１２のステップＳ７ａ、Ｓ９ａ及びＳ１１ａの処理が補正手段に対応し、ステップＳ２からステップＳ１１ｂの処理が操舵補助指令値演算手段に対応している。
Conversely, when the vehicle is in an understeer state, it can be directed to steer in the return direction in consideration of the amount of bulge outward to the turn, and can be quickly guided to the target turning state, and the return direction. The turning state of the vehicle toward the vehicle tends to return too much, and the driver can quickly recover to an appropriate grip force without giving the driver a sense of incongruity.
Although the case where the grip loss degree g is a positive value has been described here, the same applies to a case where the grip loss degree g is a negative value.
Here, in the second embodiment, the processes in steps S7a, S9a and S11a in FIG. 12 correspond to the correcting means, and the processes in steps S2 to S11b correspond to the steering assist command value calculating means.
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
この第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、トルク補正値を、グリップロス度ｇだけでなく、ステアリングホイール１の操舵速度にも基づいて設定するようにしたものである。上記第１の実施の形態と同一部には同一符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, the torque correction value is set based not only on the grip loss degree g but also on the steering speed of the
この第３の実施の形態では、図１３に示すように、角速度検出部６３で検出された角速度ωは、収れん性制御部４４、ＳＡＴ検出部４６及び角加速度検出部６４のそれぞれに入力されると共に、さらに、乗算部５８に入力される。
また、上記第１の実施の形態における、ＵＳ用トルク補正値演算部５１及びＯＳ用トルク補正値演算部５２に代えて、ＵＳ用トルク補正値演算部５１ｂ及びＯＳ用トルク補正値演算部５２ｂを備える。
In the third embodiment, as shown in FIG. 13, the angular velocity ω detected by the angular
Further, instead of the US torque correction
このＵＳ用トルク補正値演算部５１ｂは、第１の実施の形態におけるＵＳ用トルク補正値演算部５１と同様に、グリップロス度ｇに応じたトルク補正値ΔＴｖＵＳを設定するが、トルク補正値ΔＴｖＵＳはグリップロス度ｇが正値及び負値の場合共に、正値の値に設定される。つまり、図１４（ａ）に示すように、グリップロス度ｇが零近傍の不感帯幅内、すなわち“−ｇＵＳ５≦ｇ≦ｇＵＳ５”の範囲にあるときにはトルク補正値ΔＴｖＵＳは零に設定され、グリップロス度ｇが“ｇＵＳ５”よりも大きいときにはグリップロス度ｇが大きいときほどこれに比例してトルク補正値ΔＴｖＵＳも大きくなり、グリップロス度ｇがしきい値“ｇＵＳ６”を上回ると、トルク補正値ΔＴｖＵＳはその最大値ΔＴｖmaxに維持される。同様に、グリップロス度ｇが“−ｇＵＳ５”よりも小さいときにはグリップロス度ｇが小さいときほどこれに反比例してトルク補正値ΔＴｖＵＳは正値方向に大きくなり、グリップロス度ｇがしきい値“−ｇＵＳ６”を下回ると、トルク補正値ΔＴｖＵＳは最大値ΔＴｖmaxに維持される。
Similar to the US torque correction
同様に、ＯＳ用トルク補正値演算部５２ｂは、第１の実施の形態におけるＵＳ用トルク補正値演算部５２と同様に、グリップロス度ｇに応じたトルク補正値ΔＴｖＯＳを設定するが、グリップロス度ｇが正値及び負値に関わらずトルク補正値ΔＴｖＯＳは正値に設定され、図１４（ｂ）に示すように、グリップロス度ｇが零近傍の不感帯幅内、すなわち“−ｇＯＳ５≦ｇ≦ｇＯＳ６”の範囲にあるときにはトルク補正値ΔＴｖＯＳは零に設定され、グリップロス度ｇが“ｇＯＳ５”よりも大きいときにはグリップロス度ｇが大きいときほどこれに比例してトルク補正値ΔＴｖＯＳも大きくなり、グリップロス度ｇがしきい値“ｇＯＳ６”を上回ると、トルク補正値ΔＴｖＯＳはその最大値ΔＴｖmaxに維持される。同様に、グリップロス度ｇが“−ｇＯＳ５”よりも小さいときにはグリップロス度ｇが小さいときほどこれに反比例してトルク補正値ΔＴｖＯＳは正値方向に大きくなり、グリップロス度ｇがしきい値“−ｇＵＳ６”を下回ると、トルク補正値ΔＴｖＯＳは最大値ΔＴｖmaxに維持される。
Similarly, the OS torque correction value calculation unit 52b sets the torque correction value ΔTv OS according to the grip loss degree g, similarly to the US torque correction
また、グリップロス度ｇが正値にあるときのトルク補正値ΔＴｖＵＳの変化の傾き“ΔＵＳｖ”と、グリップロス度ｇが負値にあるときのトルク補正値ΔＴｖＵＳの変化の傾き“−ΔＵＳｖ”とは同一の大きさに設定され、同様に、グリップロス度ｇが正値にあるときのトルク補正値ΔＴｖＯＳの変化の傾き“ΔＯＳｖ”と、グリップロス度ｇが負値にあるときのトルク補正値ΔＴｖＯＳの変化の傾き“−ΔＯＳｖ”とは同一の大きさに設定され、ΔＵＳｖ＜ΔＯＳｖを満足するように設定される。
なお、ここでは、トルク補正値ΔＴｖＵＳ及びΔＴｖＯＳの最大値は共にΔＴｖmaxとした場合について説明したが、必ずしもこれに限るものではなく、それぞれ異なる値に設定してもよく、この場合には、トルク補正値ΔＴｖＵＳの最大値よりもトルク補正値ΔＴｖＯＳの最大値の方がより大きくなるように設定すればよい。
The torque correction value .DELTA.TV the inclination "ΔUSv" change in US, the torque correction value .DELTA.TV US of the slope of variation when the grip loss of g is a negative value "-DerutaUSv when grip loss of g is in the positive "" Is set to the same magnitude, and similarly, the gradient "ΔOSv" of the change in the torque correction value ΔTv OS when the grip loss degree g is positive and the grip loss degree g is negative. The gradient “−ΔOSv” of the change in the torque correction value ΔTv OS is set to the same magnitude, and is set so as to satisfy ΔUSv <ΔOSv.
Here, the case where the maximum values of the torque correction values ΔTv US and ΔTv OS are both assumed to be ΔTvmax is not limited to this, and may be set to different values. In this case, The maximum value of torque correction value ΔTv OS may be set to be larger than the maximum value of torque correction value ΔTv US .
そして、これらＵＳ用トルク補正値演算部５１ｂ及びＯＳ用トルク補正値演算部５２ｂで算出されたトルク補正値ΔＴｖＵＳ及びトルク補正値ΔＴｖＯＳは、選択部５３に入力され、ここで、ステア状態判定部５４で判定されたステア状態に応じたトルク補正値ΔＴｖＵＳ又はトルク補正値ΔＴｖＯＳが選択されて、これが乗算部５８に入力される。
この乗算部５８では、角速度検出部６３からの角速度ωと、選択部５３で選択されたトルク補正値ΔＴｖＵＳ又はトルク補正値ΔＴｖＯＳとが乗算され、乗算結果が、トルク補正値ΔＴωとして、減算部６０Ｃに減算入力されて慣性補償部４５で算出された慣性補正値ＣＭ１から減算され、この演算結果ＣＭ３として出力される。
The torque correction value ΔTv US and the torque correction value ΔTv OS calculated by the US torque correction value calculation unit 51b and the OS torque correction value calculation unit 52b are input to the
The
次に、コントロールユニット２０での動作を図１５のフローチャートを参照して説明する。
上記第１の実施の形態と同様にまず、各種センサからの検出値を読み込み（ステップＳ１）、指令値演算部４０で、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた電流指令値Ｉｔｖを算出し（ステップＳ２）、電動モータ１２の角速度ω及び角加速度ω′を算出する（ステップＳ３）。
Next, the operation of the
As in the first embodiment, first, detection values from various sensors are read (step S1), and the command
次いで、ＳＡＴ演算値ＳＡＴａを算出すると共に（ステップＳ４）及びＳＡＴ推定値ＳＡＴｂを推定し（ステップＳ５）、グリップロス度ｇを検出する（ステップＳ６）。続いてステップＳ７ｂに移行し、このグリップロス度ｇに応じたトルク補正値ΔＴｖＵＳ及びトルク補正値ΔＴｖＯＳを、ＵＳ用トルク補正値演算部５１ｂ及びＯＳ用トルク補正値演算部５２ｂで算出する。そして、ステップＳ８に移行し、ステア状態判定部５４で現在の車両のステア状態を判定し、判定したステア状態に対応するトルク補正値ΔＴｖＵＳ又はトルク補正値ΔＴｖＯＳを選択する（ステップＳ９）。続いてステップＳ９ｂに移行し、選択したトルク補正値ΔＴｖＵＳ又はトルク補正値ΔＴｖＯＳと角速度ωとを、角速度検出部６３で乗算してトルク補正値ΔＴωを算出する（ステップＳ９ｂ）。
Next, the SAT calculation value SATa is calculated (step S4), the SAT estimated value SATb is estimated (step S5), and the grip loss degree g is detected (step S6). Subsequently, the process proceeds to step S7b, and the torque correction value ΔTv US and the torque correction value ΔTv OS corresponding to the grip loss degree g are calculated by the US torque correction value calculation unit 51b and the OS torque correction value calculation unit 52b. Then, the process proceeds to step S8, where the steering
次いで、慣性補償信号ＣＭ１及び収れん性制御信号ＣＭ２を算出し（ステップＳ１０）、ステップＳ９ｂで算出したトルク補正値ΔＴωを、慣性補償信号ＣＭ１から減算し、この減算して得たＣＭ３に、収れん性制御信号ＣＭ２を加算して加算結果ＣＭ４を獲得し、この加算結果ＣＭ４を加算部６０Ａに入力する。そして、指令値演算部４０で算出した電流指令値Ｉｔｖと加算結果ＣＭ４とを加算部６０Ａで加算して電流指令値Ｉｔｖを補正し、この補正した電流指令値を操舵補助指令値Ｉｍとし（ステップＳ１１）これに基づき電動モータ１２を駆動する（ステップＳ１２）。
Next, the inertia compensation signal CM1 and the convergence control signal CM2 are calculated (step S10), and the torque correction value ΔTω calculated in step S9b is subtracted from the inertia compensation signal CM1, and the convergence is obtained in CM3 obtained by the subtraction. The control signal CM2 is added to obtain the addition result CM4, and this addition result CM4 is input to the
したがって、グリップロスが生じていないかグリップロス度ｇが不感帯幅内の値であればトルク補正値ΔＴｖＵＳ及びトルク補正値ΔＴｖＯＳは略零に設定されることから、角速度ωの大きさに関わらずトルク補正値ΔＴは略零となり、電流指令値Ｉｔｖの補正は行われない。このため、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた操舵補助力が発生されることになって、ドライバの操舵操作を的確に補助することができる。 Therefore, if the grip loss does not occur or the grip loss degree g is a value within the dead band width, the torque correction value ΔTv US and the torque correction value ΔTv OS are set to substantially zero, and therefore, regardless of the magnitude of the angular velocity ω. The torque correction value ΔT becomes substantially zero, and the current command value Itv is not corrected. For this reason, a steering assist force corresponding to the steering torque T and the vehicle speed V is generated, and the driver's steering operation can be accurately assisted.
この状態から、グリップロス度ｇが正値方向に増加し、ステア状態判定部５４でアンダーステア状態であると判断されている場合には、選択部５３でＵＳ用のトルク補正値演算部５１ｂで算出されたトルク補正値ΔＴｖＵＳが選択されることから、グリップロス度ｇが“ｇＵＳ５”を上回った時点で、トルク補正値ΔＴｖＵＳが零よりも大きくなる。このとき、角速度検出部６３で検出される角速度ωが一定であるものとすると、グリップロス度ｇが正値方向に大きくなるほど、トルク補正値ΔＴｖＵＳは大きな値に設定されることから、トルク補正値ΔＴｖＵＳと角速度ωとの乗算値であるトルク補正値ΔＴωも増加し、電流指令値Ｉｔｖの低減量が増加することから、発生される操舵補助トルクがより小さく抑制される。さらに、このとき、角速度ωが大きいとき、すなわち、ドライバの操舵速度が大きいときほど、トルク補正値ΔＴωは増加し、操舵補助トルクがより小さく抑制される。このため、ドライバの操舵速度が大きく切り増し過ぎの状態となる可能性が高いときほど操舵補助力を小さくし、切り増ししにくくすることができることから、より確実にグリップが失われる状態となることを回避することができ、すなわち、車両走行安定性を向上させることができる。
From this state, when the grip loss degree g increases in the positive value direction and the steering
そして、この場合も、オーバーステア状態であると判断された場合には、ＯＳ用のトルク補正値演算部５２ｂで算出されたトルク補正値ΔＴｖＯＳに基づいてトルク補正値ΔＴωが算出され、トルク補正値ΔＴｖＯＳは、図１４（ｂ）に示すように、アンダーステア状態にあるときよりも、グリップロス度ｇがより小さい時点で操舵補助トルクの抑制が開始され、且つより小さく抑制するようにしているから、上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。 Also in this case, when it is determined that the vehicle is in the oversteer state, the torque correction value ΔTω is calculated based on the torque correction value ΔTv OS calculated by the OS torque correction value calculation unit 52b, and the torque correction is performed. As shown in FIG. 14B, the value ΔTv OS starts to suppress the steering assist torque at a time when the grip loss degree g is smaller than that in the understeer state, and suppresses it to a smaller value. Thus, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
また、グリップロス度ｇが負値である場合、つまり、グリップロス度ｇが正値である場合とは逆方向に操舵が行われた場合には、トルク補正値ΔＴｖＵＳ及びΔＴｖＯＳは正値の値に設定されるが、この場合、操舵方向が逆であることから操舵角ωは負値の値となるため、トルク補正値ΔＴωは負値の値となる。したがって、この場合もグリップロス度ｇが正値の場合と同等の作用効果を得ることができる。 When the grip loss degree g is a negative value, that is, when steering is performed in the opposite direction to the case where the grip loss degree g is a positive value, the torque correction values ΔTv US and ΔTv OS are positive values. In this case, since the steering direction is opposite, the steering angle ω is a negative value, so the torque correction value ΔTω is a negative value. Accordingly, in this case as well, it is possible to obtain the same effect as when the grip loss degree g is a positive value.
また、トルク補正値ΔＴωを、グリップロス度ｇだけでなく電動モータ１２の角速度ω、すなわちドライバの操舵速度にも基づいて算出している。そして、電動モータ１２の角速度ωが大きいときほど、すなわちドライバの操舵速度が大きいときほどトルク補正値ΔＴωが大きな値となるように算出しているから、ドライバの操舵速度が大きく切り増し過ぎの状態となる可能性が高いときほど操舵補助力を小さくし、切り増ししにくくすることができることから、より確実にグリップが失われる状態となることを回避することができ、すなわち、車両走行安定性を向上させることができる。
Further, the torque correction value ΔTω is calculated based on not only the grip loss degree g but also the angular speed ω of the
ここで、第３の実施の形態において、図１５のステップＳ３で、電動モータ１２の角速度ωを算出する処理が操舵角速度検出手段に対応し、ステップＳ７ｂ、Ｓ９、Ｓ９ｂ及びＳ１１の処理が補正手段に対応し、ステップＳ２からステップＳ１１の処理が操舵補助指令値演算手段に対応している。
なお、この第３の実施の形態においては、上記第１の実施の形態において、電動モータ１２の角速度ω、つまりドライバの操舵速度に応じてトルク補正値ΔＴωを算出する場合について説明したが、上記第２の実施の形態に適用することも可能である。この場合には、例えば、図１６に示すように、角速度検出部６３で検出した電動モータ１２の角速度ωを絶対値演算部９１に入力し、この絶対値演算部９１で絶対値化した角速度ωをもとに、ゲイン設定部９２で、この角速度ωに応じたゲインＫωを設定する。
Here, in the third embodiment, the processing for calculating the angular velocity ω of the
In the third embodiment, the case where the torque correction value ΔTω is calculated according to the angular speed ω of the
例えば、ゲイン設定部９２で、角速度ωの絶対値が大きいときほど小さな値となる、角速度に応じた補正ゲインＫωを算出し、この補正ゲインＫωと、選択部５３で選択されたトルク補正係数ＫＵＳ又はＫＯＳとを乗算部で乗算し、この乗算結果と電流指令値Ｉｔｖとを乗算部９３で乗算し、この乗算部９３で乗算した結果をトルク補正係数値Ｋｖとし、このトルク補正係数Ｋｖと指令値演算部４０で算出した電流指令値Ｉｔｖとを乗算して、補正電流指令値Ｉｔｖ′を算出すればよく、この場合も同等の作用効果を得ることができる。
For example, the gain setting unit 92 calculates a correction gain Kω corresponding to the angular velocity that decreases as the absolute value of the angular velocity ω increases, and this correction gain Kω and the torque correction coefficient K selected by the
なお、ここでは、トルク補正係数ＫＵＳ、ＫＯＳを、第２の実施の形態と同様の特性図を用いて算出する場合について説明したが、これに限るものではなく、角速度ωに応じたゲインＫωを設定するための特性を考慮した、グリップロス度ｇに応じたトルク補正係数ＫＵＳ、ＫＯＳを設定するための特性図を生成し、これに基づいて算出するようにしてもよい。 Although the case where the torque correction coefficients K US and K OS are calculated using the same characteristic diagram as in the second embodiment has been described here, the present invention is not limited to this, and the gain corresponding to the angular velocity ω is used. A characteristic diagram for setting torque correction coefficients K US and K OS corresponding to the grip loss degree g in consideration of the characteristic for setting Kω may be generated and calculated based on this.
また、上記第３の実施の形態においては、電動モータ１２の角速度ωを、ステアリングホイール１の操舵速度相当の値として用い、角速度ωとグリップロス度ｇとに基づいて操舵補助力を補正する場合について説明したが、例えばステアリングシャフト２に、操舵角速度を検出するための操舵角速度センサを設け、この操舵角速度センサの検出信号を用いてもよく、また、ステアリングシャフト２に舵角センサ６８の検出信号を時間微分して操舵角速度を算出し、この算出した操舵角速度を用いてもよい。
In the third embodiment, the angular velocity ω of the
また、上記各実施の形態においては、ヨーレートγ、横加速度Ｇｙ及び車両運動モデルに基づいて横力Ｆｙを推定し、この横力Ｆｙに基づいて実際に車両に作用するセルフアライニングトルクを推定する場合について説明したが、ハブ等に横力センサを設け、この横力センサで直接横力を検出し、これを用いてＳＡＴ推定値ＳＡＴｂを算出してもよい。
また、横力Ｆｙを用いずに、水平面における車両運動モデルと、車速Ｖ及び操舵角δとを用いてセルフアライニングトルクを推定してもよい。
In each of the above embodiments, the lateral force Fy is estimated based on the yaw rate γ, the lateral acceleration Gy, and the vehicle motion model, and the self-aligning torque that actually acts on the vehicle is estimated based on the lateral force Fy. Although the case has been described, a lateral force sensor may be provided in a hub or the like, and the lateral force may be directly detected by the lateral force sensor, and the SAT estimated value SATb may be calculated using this.
Alternatively, the self-aligning torque may be estimated using the vehicle motion model in the horizontal plane, the vehicle speed V, and the steering angle δ without using the lateral force Fy.
つまり、ヨーレートγとスリップ角βと車速Ｖと操舵角δとの関係は、次式（８）及び（９）で表すことができる。
ｍＶ・(ｄβ／ｄｔ)
＝−{ｍＶ＋[(Ｋｆ・Ｌｆ−Ｋｒ・Ｌｒ)/Ｖ]}・γ−(Ｋｆ＋Ｋｒ)・β＋Ｋｆ・δ/ｎ
……（８）
Ｉ・(ｄγ／ｄｔ)
＝−[(Ｋｆ・Ｌｆ２＋Ｋｒ・Ｌｒ２)/Ｖ]・γ＋(−Ｋｆ・Ｌｆ＋Ｋｒ・Ｌｒ)・β
＋Ｋｆ・Ｌｆ・δ/ｎ
……（９）
That is, the relationship among the yaw rate γ, the slip angle β, the vehicle speed V, and the steering angle δ can be expressed by the following equations (8) and (9).
mV · (dβ / dt)
= − {MV + [(Kf · Lf−Kr · Lr) / V]} · γ− (Kf + Kr) · β + Kf · δ / n
...... (8)
I · (dγ / dt)
= − [(Kf · Lf 2 + Kr · Lr 2 ) / V] · γ + (− Kf · Lf + Kr · Lr) · β
+ Kf · Lf · δ / n
...... (9)
なお、（８）及び（９）式中の、ｍは車両重量、Ｉは車両重心を通るＺ軸回りの慣性モーメント、Ｌはホイールベース（Ｌ＝Ｌｆ＋Ｌｒ）、Ｌｆ，Ｌｒは、前，後車軸から重心までの水平距離、Ｋｆ，Ｋｒは、前，後タイヤのコーナリングパワー、ｎはオーバーオールステアリングギア比、δ／ｎは前輪実舵角、βは車体重心のスリップ角、Ｖは車速、γはヨーレートである。 In the equations (8) and (9), m is the vehicle weight, I is the moment of inertia about the Z axis passing through the center of gravity of the vehicle, L is the wheel base (L = Lf + Lr), and Lf and Lr are the front and rear axles. The horizontal distance from the center of gravity to the center of gravity, Kf and Kr are the cornering power of the front and rear tires, n is the overall steering gear ratio, δ / n is the actual steering angle of the front wheels, β is the slip angle of the center of gravity of the vehicle body, V is the vehicle speed, and γ is Yaw rate.
セルフアライニングトルクはヨーレートγとスリップ角βの関数として表すことができることから、ヨーレートγとスリップ角βとを車速Ｖと操舵角δとの関数として整理すれば、ＳＡＴ推定値ＳＡＴｂを求めることができる。車速Ｖと操舵角δよりＳＡＴｂを求めると、図１７に示すようになる。この特性は実験によって車両毎の特性値を測定してから、車両運動モデルを用いてシミュレーションによって作成してもよい。 Since the self-aligning torque can be expressed as a function of the yaw rate γ and the slip angle β, the estimated SAT value SATb can be obtained by arranging the yaw rate γ and the slip angle β as a function of the vehicle speed V and the steering angle δ. it can. FIG. 17 shows SATb obtained from the vehicle speed V and the steering angle δ. This characteristic may be created by simulation using a vehicle motion model after measuring a characteristic value for each vehicle by experiment.
したがって、この場合には、例えば第１の実施の形態の場合に、図１８に示すように、車速センサ（車速検出手段）２１で検出した車速Ｖと、舵角センサ６８（操舵角検出手段）で検出した操舵角δとをＳＡＴ推定部４７に入力し、このＳＡＴ推定部４７で、図１７の特性図にしたがってＳＡＴ推定値ＳＡＴｂを算出すればよい。
また、上記各実施形態においては、トレールεｎが変化すると仮定してＳＡＴ推定値ＳＡＴｂとＳＡＴ演算値ＳＡＴａとを比較する場合について説明したが、前述のように、トレールεｎが一定の場合には、横力ＦｙはＳＡＴ推定値ＳＡＴｂ相当の値とみなすことができることから、ＳＡＴ演算値ＳＡＴａと横力検出部６５で検出した横力Ｆｙとからグリップロス度ｇを算出するようにしてもよい。
Therefore, in this case, for example, in the case of the first embodiment, as shown in FIG. 18, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor (vehicle speed detection means) 21 and the steering angle sensor 68 (steering angle detection means). The steering angle δ detected in step S1 is input to the
Further, in each of the above embodiments, the case where the estimated SAT value SATb is compared with the SAT calculation value SATa on the assumption that the trail εn changes is described. However, as described above, when the trail εn is constant, Since the lateral force Fy can be regarded as a value corresponding to the SAT estimated value SATb, the grip loss degree g may be calculated from the SAT calculation value SATa and the lateral force Fy detected by the
また、上記各実施形態においては、トルク補正値ΔＴＵＳ及びΔＴＯＳ、ΔＴｖＵＳ及びΔＴｖＯＳ、トルク補正係数ＫＵＳ及びＫＯＳを、グリップロス度ｇに応じて所定量ずつ変化させることにより、操舵補助力をグリップロス度ｇに応じて所定量ずつ変化させる場合について説明したが、これに限るものではなく、これらトルク補正値及びトルク補正係数を、グリップロス度ｇが小さいときほど急峻に増加させ、グリップロス度ｇが大きいときほど増加量を小さくしてもよい。このようにすることによって、グリップロス度ｇが比較的小さい段階でグリップロス度ｇのさらなる増加を確実に抑制することができ、特に、比較的滑りやすい特性を有する車両に有効である。逆に、これらトルク補正値及びトルク補正係数を、グリップロス度ｇが小さいときほど増加量を小さくし、グリップロス度ｇが大きいときほど急峻に変化させてもよく、この場合には、グリップロス度ｇがある程度の大きさとなった段階で、グリップロス度ｇのさらなる増加を確実に抑制することができ、特に、比較的滑りにくい特性を有する車両に有効である。要は、グリップロス度ｇが大きいときほど、発生される操舵補助力の低減量が大きくなるような特性であれば、どのような特性であってもよい。 In each of the above embodiments, the torque correction values ΔT US and ΔT OS , ΔTv US and ΔTv OS , and the torque correction coefficients K US and K OS are changed by a predetermined amount according to the grip loss degree g, thereby steering. Although the case where the auxiliary force is changed by a predetermined amount according to the grip loss degree g has been described, the present invention is not limited to this, and the torque correction value and the torque correction coefficient are increased more rapidly as the grip loss degree g is smaller. The amount of increase may be reduced as the grip loss degree g increases. By doing so, it is possible to reliably suppress further increase in the grip loss degree g when the grip loss degree g is relatively small, and it is particularly effective for a vehicle having a relatively slippery characteristic. Conversely, the torque correction value and the torque correction coefficient may be decreased as the grip loss degree g is smaller, and may be changed more rapidly as the grip loss degree g is larger. When the degree g reaches a certain level, further increase in the grip loss degree g can be reliably suppressed, and this is particularly effective for a vehicle having a characteristic that is relatively difficult to slip. In short, any characteristic may be used as long as the grip loss degree g is larger as long as the reduction amount of the generated steering assist force is larger.
また、上記各実施形態においては、指令値演算部４０で算出した電流指令値Ｉｔｖを補正する場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、ＰＷＭ制御部４２から出力されるパルス幅変調信号のデューティ比を補正するようにしてもよく、要は、電動モータ１２により発生される操舵補助力を補正することができればどの段階で補正を行ってもよい。
In each of the above embodiments, the case where the current command value Itv calculated by the command
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ トルクセンサ
１２ 電動モータ
２０ コントロールユニット
２１ 車速センサ
４０ 指令値演算部
４６ セルフアライニングトルク演算部
４７ セルフアライニングトルク推定部
５０ グリップロス度検出部
５１、５１ｂ ＵＳ用トルク補正値演算部
５１ａ ＵＳ用トルク補正係数演算部
５２、５２ｂ ＯＳ用トルク補正値演算部
５２ａ ＯＳ用トルク補正係数演算部
５３ 選択部
５４ ステア状態判定部
６５ 横力検出部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を算出する操舵補助指令値演算手段と、を有し、
前記操舵補助指令値に基づいて前記ステアリング機構に操舵補助力を付与するモータを駆動する電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記操舵補助指令値演算手段は、
車両のステア状態を判定するステア状態判定手段と、
タイヤのグリップが失われた度合を表すグリップロス度を検出するグリップロス度検出手段と、
前記操舵トルクに基づき前記モータの電流指令値を算出する電流指令値演算手段と、
前記ステア状態判定手段で判定したステア状態及び前記グリップロス度検出手段で検出したグリップロス度に基づいて前記電流指令値演算手段で算出した電流指令値を補正しこれを前記操舵補助指令値とする補正手段と、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。 Steering torque detection means for detecting steering torque input to the steering mechanism of the vehicle;
Steering assist command value calculating means for calculating a steering assist command value based on the steering torque,
In a control device for an electric power steering device that drives a motor that applies a steering assist force to the steering mechanism based on the steering assist command value,
The steering assist command value calculation means
Steer state determining means for determining the steer state of the vehicle;
A grip loss degree detecting means for detecting a grip loss degree indicating the degree of tire grip loss;
Current command value calculating means for calculating a current command value of the motor based on the steering torque;
Based on the steer state determined by the steer state determination means and the grip loss degree detected by the grip loss degree detection means, the current command value calculated by the current command value calculation means is corrected and used as the steering assist command value. And a control means for the electric power steering apparatus.
当該操舵速度検出手段で検出される操舵速度が大きいときほどより小さくなるように前記電流指令値を補正することを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The correction means includes a steering speed detection means for detecting a steering speed of the steering wheel,
The electric power steering according to any one of claims 1 to 6, wherein the current command value is corrected so as to decrease as the steering speed detected by the steering speed detection means increases. Control device for the device.
前記グリップロス度検出手段は、前記ラック上に生じる外力をセルフアライニングトルク演算値として算出するＳＡＴ演算部と、
路面から生じるセルフアライニングトルクを車両運動モデルに基づいてセルフアライニングトルク推定値として推定するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ演算部で算出されたセルフアライニングトルク演算値及び前記ＳＡＴ推定部で推定されたセルフアライニングトルク推定値の偏差に基づいて前記グリップロス度を算出するグリップロス度検出部と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The steering mechanism has a rack connected to a tie rod for steering the steered wheels,
The grip loss degree detection means includes a SAT calculation unit that calculates an external force generated on the rack as a self-aligning torque calculation value;
A SAT estimation unit that estimates a self-aligning torque generated from a road surface as a self-aligning torque estimated value based on a vehicle motion model;
A grip loss degree detecting unit that calculates the grip loss degree based on a deviation between the self aligning torque calculated value calculated by the SAT calculating unit and the self aligning torque estimated value estimated by the SAT estimating unit. The control device for an electric power steering device according to any one of claims 1 to 7, wherein the control device is an electric power steering device.
前記ＳＡＴ推定部は、前記車速検出手段で検出される車速と、前記操舵角検出手段で検出される操舵角とを前記車両運動モデルに代入して前記セルフアライニングトルク推定値を推定することを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed, and steering angle detection means for detecting the steering angle of the steering wheel,
The SAT estimation unit estimates the self-aligning torque estimated value by substituting the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means and the steering angle detected by the steering angle detecting means into the vehicle motion model. 9. The control device for an electric power steering apparatus according to claim 8, wherein the control apparatus is an electric power steering apparatus.
前記グリップロス度検出手段は、前記ラック上に生じる外力をセルフアライニングトルク演算値として算出するＳＡＴ演算部と、
車両に作用する横力を検出する横力検出部と、
前記ＳＡＴ演算部で算出されたセルフアライニングトルク演算値及び前記横力検出部で検出された横力に基づいて前記グリップロス度を算出するグリップロス度検出部と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The steering mechanism has a rack connected to a tie rod for steering the steered wheels,
The grip loss degree detection means includes a SAT calculation unit that calculates an external force generated on the rack as a self-aligning torque calculation value;
A lateral force detector that detects lateral force acting on the vehicle;
A grip loss degree detection unit that calculates the grip loss degree based on a self-aligning torque calculation value calculated by the SAT calculation unit and a lateral force detected by the lateral force detection unit. The control device for an electric power steering device according to any one of claims 1 to 7.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012011437A1 (en) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | 日産自動車株式会社 | Abnormal torque evaluation apparatus for electrically driven vehicle |
| JP2012029475A (en) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Nissan Motor Co Ltd | Torque abnormality determining apparatus of electric vehicle |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004352031A (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Toyota Motor Corp | Steering control device for vehicle |
| JP2005081924A (en) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Toyoda Mach Works Ltd | Device for estimating gripping degree of wheel and vehicle motion control device equipped with the same |
| JP2005088648A (en) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Toyoda Mach Works Ltd | Vehicular steering device |
| JP2006315634A (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Jtekt Corp | Steering device for vehicle |
| JP2007045205A (en) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Toyota Motor Corp | Control device for vehicle |
-
2007
- 2007-08-10 JP JP2007209885A patent/JP5034764B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004352031A (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Toyota Motor Corp | Steering control device for vehicle |
| JP2005081924A (en) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Toyoda Mach Works Ltd | Device for estimating gripping degree of wheel and vehicle motion control device equipped with the same |
| JP2005088648A (en) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Toyoda Mach Works Ltd | Vehicular steering device |
| JP2006315634A (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Jtekt Corp | Steering device for vehicle |
| JP2007045205A (en) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Toyota Motor Corp | Control device for vehicle |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012011437A1 (en) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | 日産自動車株式会社 | Abnormal torque evaluation apparatus for electrically driven vehicle |
| JP2012029475A (en) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Nissan Motor Co Ltd | Torque abnormality determining apparatus of electric vehicle |
| CN103025565A (en) * | 2010-07-23 | 2013-04-03 | 日产自动车株式会社 | Abnormal torque evaluation apparatus for electrically driven vehicle |
| US9050906B2 (en) | 2010-07-23 | 2015-06-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Abnormal torque evaluation apparatus for electrically driven vehicle |
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