JP2010254178A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus.
従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置(EPS)がある。そして、通常、このようなEPSでは、検出される操舵トルクに基づいて操舵系に付与するアシスト力の基礎成分(基本アシスト制御量)が演算される。 2. Description of the Related Art Conventionally, power steering apparatuses for vehicles include an electric power steering apparatus (EPS) using a motor as a drive source. Usually, in such EPS, the basic component (basic assist control amount) of the assist force applied to the steering system is calculated based on the detected steering torque.
ところで、実際の走行時には、直進状態であるにも関わらず、車両の偏向(リードプル)を抑えるためのステアリング操作が必要となる状況がある。例えば、図7に示すように、車両30の走行路31には、多くの場合、排水性向上等の理由から幅方向に傾斜(カント)が付けられており、このような所謂カント路を走行する際には、その重力による偏向を抑えるための操舵トルクが必要となる。そして、こうしたカント路走行が長時間に亘る場合には、その継続的な負荷が、疲労として運転者に蓄積されることになる。
By the way, during actual traveling, there is a situation in which a steering operation for suppressing the deflection (lead pull) of the vehicle is required even though the vehicle is in a straight traveling state. For example, as shown in FIG. 7, the
このような問題を解決すべく、従来、車両走行路のカント状態を判定し、その判定結果に基づいて車両の偏向を抑制するための制御成分を演算する方法が提案されている。例えば、特許文献1に記載の車両制御装置は、車速や横方向加速度、或いは操舵状態及び走行環境情報等、検出される複数の状態量に基づいて、車両走行路のカント状態を学習する。そして、その学習結果を用いたニューラルネットワーク演算を行なうことによりカント状態を判定し、そのカントの存在に起因する車両の偏向を抑制するための制御成分を演算する構成となっている。 In order to solve such problems, conventionally, a method has been proposed in which a cant state of a vehicle travel path is determined and a control component for suppressing the deflection of the vehicle is calculated based on the determination result. For example, the vehicle control device described in Patent Literature 1 learns a cant state of a vehicle travel path based on a plurality of detected state quantities such as vehicle speed, lateral acceleration, steering state, and travel environment information. A cant state is determined by performing a neural network calculation using the learning result, and a control component for suppressing the deflection of the vehicle due to the presence of the cant is calculated.
しかしながら、上記従来例のように精緻なカント状態判定を行なう構成では、その演算負荷の増大に伴うコスト上昇が不可避であり、また併せてその構成の複雑さを考慮するならば、これが現実的な解決手段であるとは言い難い。 However, in a configuration that performs precise cant state determination as in the above-described conventional example, an increase in cost due to an increase in the calculation load is unavoidable, and this is realistic if the complexity of the configuration is considered. It is hard to say that it is a solution.
そこで、車両が直進状態にあると判定される場合には、その操舵トルクを低減する補正成分を演算してステアリング操作を補助するための基礎成分に重畳する方法が考えられる。 Therefore, when it is determined that the vehicle is in the straight traveling state, a method of calculating a correction component for reducing the steering torque and superimposing the correction component on the basic component for assisting the steering operation can be considered.
具体的には、例えば、図8に示されるように、車両が直進状態にあると判定した場合には、その時点(同図中、時間t1)から、その操舵トルクを低減するための補正成分であるリードプル補正量を漸次増加させる。即ち、このリードプル補正量の増大により、車両の偏向を抑えるために運転者に要求される力(操舵トルク)は徐々に小さなものとなる。そして、その操舵トルクが最終的に「0」となるように制御することにより(同図中、時間t2に示される時点)、簡素な構成にて、運転者に違和感を与えることなく車両の偏向を抑制することができる。 Specifically, for example, as shown in FIG. 8, when it is determined that the vehicle is in a straight traveling state, a correction component for reducing the steering torque from that point (time t1 in the figure). The lead pull correction amount is gradually increased. That is, as the lead pull correction amount increases, the force (steering torque) required for the driver to suppress the deflection of the vehicle gradually decreases. Then, by controlling the steering torque to finally become “0” (at the time indicated by time t2 in the figure), the vehicle can be deflected with a simple configuration without causing the driver to feel uncomfortable. Can be suppressed.
尚、こうした車両の偏向を誘引する因子としては、上記のような走行路面の傾斜の他、例えば、横風、或いは車軸や車重のアンバランス等が挙げられるが、上記のリードプル補正は、これらを要因とした車両の偏向についても、効果的にこれを抑制することができる。 In addition to the inclination of the traveling road surface as described above, factors that induce such vehicle deflection include, for example, crosswinds or unbalance of axles and vehicle weights. This can effectively suppress the deflection of the vehicle as a factor.
ところで、通常、上記のようなカント路は、その幅方向中央部が最も高くなるような略山形(蒲鉾型)となっている(図7参照、同図中、一点鎖線示す付近が幅方向中央部)。このため、その幅方向中央部を挟んで隣り合う二つの車線(32,33)を跨いだレーンチェンジを行なう場合には、上記のようなリードプル補正制御が、車両挙動の安定性を妨げる要因となってしまう可能性がある。 By the way, normally, the cant road as described above has a substantially chevron shape (saddle shape) in which the central portion in the width direction is the highest (see FIG. 7, in FIG. Part). For this reason, when performing a lane change across two adjacent lanes (32, 33) across the center in the width direction, the lead pull correction control as described above is a factor that hinders the stability of the vehicle behavior. There is a possibility of becoming.
具体的には、例えば、図9に示すように幅方向の中央部34Cが周縁部34L,34Rより高くなったカント路34において、その左車線(同図中、上側の車線)32を走行(直進)する車両30が、右車線(同図中、下側の車線)33に、その走行車線を変更する場合について考える。
Specifically, for example, as shown in FIG. 9, in a
このような場合、レーンチェンジ前の車両30では、その走行車線の傾斜による偏向を抑えるためのリードプル補正が行なわれている。即ち、進行方向に向って右側から左側(同図中、下側から上側)に傾斜する左車線32を走行する場合、運転者は、その傾斜により左側(同図中、上側)に向って偏向しようとする車両30の挙動を抑えるべく、右方向(同図中、下側)の操舵トルクをステアリングに加えことで、そのステアリング中立位置を保持しようとする。そして、その操舵トルクを軽減すべく、当該操舵トルクと同一方向、換言すると車両偏向方向とは反対方向のアシスト力を付与するリードプル補正が行なわれる。尚、同図中、車両偏向方向は実線の矢印に、またリードプル補正方向は一点鎖線の矢印に示されている。
In such a case, in the
次に、左車線32から右車線33へのレーンチェンジは、運転者がそのステアリングを中立位置から右側に切り込むことで開始される。ここで、一般に、レーンチェンジとは、比較的ゆっくりと車線幅分だけ横方向に移動する運転操作を指す。つまり、基本的に、レーンチェンジに要する舵角及び操舵トルクは極めて小さく、また同レーンチェンジ時に生ずる旋回方向(ヨー方向)の姿勢変化も極僅かである。そのため、その直進判定においては、このようなレーンチェンジもまた直進状態の範疇に含まれてしまう可能性が高い。従って、この例においてもまた、車両30は、上記のようなリードプル補正を継続したままの状態で、左車線32から右車線33へと移動することになる。
Next, the lane change from the
即ち、レーンチェンジを開始すべく運転者が行なうステアリング操作の方向は、車両の偏向を抑えるためのステアリング操作の方向と同一(この例においては、ともに右方向)であるため、車両30が直進状態であると判定されている間、そのリードプル補正は解除されない。 That is, the direction of the steering operation performed by the driver to start the lane change is the same as the direction of the steering operation for suppressing the deflection of the vehicle (both right in this example). While it is determined that the lead pull correction is not performed, the lead pull correction is not canceled.
しかしながら、図9に示されるように、この例では、レーンチェンジ前の左車線32とレーンチェンジ後の右車線33とでは、その路面の傾斜方向が逆向きとなっている。そのため、左車線32の走行時おけるリードプル補正を継続したままの状態で車両30が右車線33へ移動することにより、そのリードプル補正の方向が、傾斜による車両の偏向方向(右方向)と同一となってしまうのである。
However, as shown in FIG. 9, in this example, the slope of the road surface is opposite in the
つまり、上記のリードプル補正には、車両の偏向を誘引する因子(上記の例では、路面の傾斜)が反転した場合に、その偏向を助長する方向にアシスト力を付与してしまう可能性がある。そして、これが車両挙動の安定性を妨げる要因となるおそれがあり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。 That is, in the lead pull correction described above, when a factor that induces vehicle deflection (in the above example, the slope of the road surface) is reversed, there is a possibility that an assist force is applied in a direction that promotes the deflection. . And this may be a factor that hinders the stability of the vehicle behavior. In this respect, there is still room for improvement.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成にて効果的に車両の偏向を抑えつつ、その偏向を誘引する因子が反転した場合であっても車両の挙動を安定的に維持することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to effectively suppress the deflection of the vehicle with a simple configuration and reverse the factor that induces the deflection. However, an object of the present invention is to provide an electric power steering device that can stably maintain the behavior of the vehicle.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、車両の旋回運動に関連する状態量の大きさに基づいて該車両が直進状態にあるか否かを判定する判定手段とを備え、前記制御手段は、前記車両が直進状態にあると判定される場合には、ステアリングに入力される操舵トルクを低減する補正成分を演算して前記ステアリング操作を補助すべく演算される基礎成分に重畳することにより、前記操舵力補助装置に発生させるべき目標アシスト力を演算する電動パワーステアリング装置であって、前記車両の横方向加速度を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記横方向加速度の方向と前記補正成分の方向とが同一である場合には、該補正成分を初期化すること、を要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
即ち、車両の偏向を誘引する因子が「走行路面の傾斜」である場合、車両には、その重力の影響により、車両偏向方向と同一方向の横方向加速度が生ずる。従って、上記構成のように、その補正成分の方向と横方向加速度の方向とが同一方向となった場合に、当該補正成分を初期化することで、同補正成分に基づき車両の偏向を助長する方向のアシスト力が付与されることを防止することができる。その結果、簡素な構成にて効果的に車両の偏向を抑えつつ、例えばレーンチェンジ時等、その車両の偏向を誘引する因子である走行路面の傾斜が反転した場合であっても、車両の挙動を安定的に維持することができる。 That is, when the factor that induces the deflection of the vehicle is “inclination of the traveling road surface”, the lateral acceleration in the same direction as the vehicle deflection direction is generated in the vehicle due to the influence of the gravity. Therefore, as in the above configuration, when the direction of the correction component and the direction of the lateral acceleration are the same direction, initialization of the correction component facilitates vehicle deflection based on the correction component. It is possible to prevent the direction assist force from being applied. As a result, while suppressing the deflection of the vehicle effectively with a simple configuration, even when the slope of the traveling road surface, which is a factor that induces the deflection of the vehicle, is reversed, for example, during a lane change, Can be stably maintained.
請求項2に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、車両の旋回運動に関連する状態量の大きさに基づいて該車両が直進状態にあるか否かを判定する判定手段とを備え、前記制御手段は、前記車両が直進状態にあると判定される場合には、ステアリングに入力される操舵トルクを低減する補正成分を演算して前記ステアリング操作を補助すべく演算される基礎成分に重畳することにより、前記操舵力補助装置に発生させるべき目標アシスト力を演算する電動パワーステアリング装置であって、前記制御手段は、前記操舵トルクの方向と前記補正成分の方向とが相違する場合には、該補正成分を初期化すること、を要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, a driving force is supplied to a steering force assisting device provided to apply an assisting force for assisting a steering operation to a steering system, and a motor which is a drive source of the steering force assisting device. Control means for controlling the operation of the steering force assisting device, and determination means for determining whether or not the vehicle is in a straight traveling state based on the magnitude of the state quantity related to the turning motion of the vehicle. When it is determined that the vehicle is in a straight traveling state, the control means calculates a correction component that reduces the steering torque input to the steering and calculates a basic component that is calculated to assist the steering operation. An electric power steering device that calculates a target assist force to be generated by the steering force assisting device by superimposing the steering force assisting device, wherein the control means includes the direction of the steering torque and the correction In the case where the minute directions are different it is to initialize the correction component, and the gist.
請求項3に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、車両の旋回運動に関連する状態量の大きさに基づいて該車両が直進状態にあるか否かを判定する判定手段とを備え、前記制御手段は、前記車両が直進状態にあると判定される場合には、ステアリングに入力される操舵トルクを低減する補正成分を演算して前記ステアリング操作を補助すべく演算される基礎成分に重畳することにより、前記操舵力補助装置に発生させるべき目標アシスト力を演算する電動パワーステアリング装置であって、前記ステアリングの舵角を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記舵角の方向と前記補正成分の方向とが相違する場合には、該補正成分を初期化すること、を要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, a driving force is supplied to a steering force assisting device provided to apply an assisting force for assisting a steering operation to a steering system, and a motor that is a drive source of the steering force assisting device. Control means for controlling the operation of the steering force assisting device, and determination means for determining whether or not the vehicle is in a straight traveling state based on the magnitude of the state quantity related to the turning motion of the vehicle. When it is determined that the vehicle is in a straight traveling state, the control means calculates a correction component that reduces the steering torque input to the steering and calculates a basic component that is calculated to assist the steering operation. An electric power steering device that calculates a target assist force to be generated by the steering force assisting device by superimposing the detector, and includes a detecting unit that detects a steering angle of the steering. The control unit, when the direction of the steering angle and direction of the correction component are different is to initialize the correction component, and the gist.
即ち、車両の偏向を誘引する因子が反転した場合であっても、運転者の修正舵により車両が非直進状態となることで、その補正成分は初期化される。しかしながら、その車両直進判定において非直進状態と判定されるまでのタイムラグが存在する。そして、このタイムラグの間、車両の偏向を助長する方向のアシスト力が付与されてしまう。 That is, even if the factor that induces the deflection of the vehicle is reversed, the correction component is initialized when the vehicle is in a non-straight running state by the driver's correction rudder. However, there is a time lag until it is determined that the vehicle is traveling straight in the straight traveling determination. And during this time lag, the assist force of the direction which promotes the deflection | deviation of a vehicle will be provided.
この点、上記構成によれば、運転者が修正舵を行なった瞬間に、補正成分は初期化される。その結果、その車両の偏向を誘引する因子が反転した場合であっても、車両の挙動を安定的に維持することができる。加えて、横風等、その偏向を誘引する因子が「走行路面の傾斜」以外の場合についても有効に機能するという利点がある。 In this regard, according to the above configuration, the correction component is initialized at the moment when the driver performs the correction rudder. As a result, even when the factor that induces the deflection of the vehicle is reversed, the behavior of the vehicle can be stably maintained. In addition, there is an advantage that it effectively functions even when a factor that induces the deflection, such as a crosswind, is other than “inclination of the traveling road surface”.
本発明によれば、簡素な構成にて効果的に車両の偏向を抑えつつ、その偏向を誘引する因子が反転した場合であっても車両の挙動を安定的に維持することが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。 According to the present invention, the electric power capable of stably maintaining the behavior of the vehicle even when the factor that induces the deflection is reversed while effectively suppressing the deflection of the vehicle with a simple configuration. A steering device can be provided.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態の電動パワーステアリング装置(EPS)1の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック5に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック5の往復直線運動に変換される。そして、このラック5の往復直線運動により転舵輪6の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両の進行方向が変更されるようになっている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus (EPS) 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the steering shaft 3 to which the
EPS1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのEPSアクチュエータ10と、該EPSアクチュエータ10の作動を制御する制御手段としてのECU11とを備えている。
The
本実施形態のEPSアクチュエータ10は、その駆動源であるモータ12がラック5と同軸に配置された所謂ラックアシスト型のEPSアクチュエータであり、モータ12が発生するモータトルクは、ボール送り機構(図示略)を介してラック5に伝達される。尚、本実施形態のモータ12は、ブラシレスモータであり、ECU11から三相(U,V,W)の駆動電力の供給を受けることにより回転する。
The
一方、ECU11には、トルクセンサ14、車速センサ15、及び操舵角センサ16が接続されており、同ECU11は、これらの各センサにより検出された操舵トルクτ及び車速V、並びに操舵角θsが入力される。また、本実施形態のEPS1は、ヨーレイトセンサ17及び検出手段としての横Gセンサ18が設けられており、ECU11には、車両のヨーレイトγ及び横方向加速度Fsが入力されるようになっている。そして、本実施形態のECU11は、これら各センサにより検出される車両状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、当該目標アシスト力をEPSアクチュエータ10に発生させるべく、その駆動源であるモータ12に駆動電力を供給することにより、該EPSアクチュエータ10の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する構成となっている。
On the other hand, a torque sensor 14, a
次に、本実施形態のEPSにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図2は、本実施形態のEPSの制御ブロック図である。同図に示すように、ECU11は、モータ制御信号を出力するマイコン21と、そのモータ制御信号に基づいて、EPSアクチュエータ10の駆動源であるモータ12に駆動電力を供給する駆動回路22とを備えている。
Next, an aspect of assist control in the EPS of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a control block diagram of the EPS of this embodiment. As shown in the figure, the
本実施形態では、ECU11には、モータ12に通電される実電流値Iを検出するための電流センサ23、及びモータ12の回転角θmを検出するための回転角センサ24が接続されている。そして、マイコン21は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ12の実電流値I及び回転角θm、並びに上記操舵トルクτ及び車速Vに基づいて、駆動回路22にモータ制御信号を出力する。
In the present embodiment, the
尚、以下に示す制御ブロックは、マイコン21が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、同マイコン21は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
The control blocks shown below are realized by a computer program executed by the
詳述すると、本実施形態のマイコン21は、EPSアクチュエータ10に発生させるべき目標アシスト力に対応した電流指令値Iq*を演算する電流指令値演算部25と、電流指令値演算部25により算出された電流指令値Iq*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部26とを備えている。
Specifically, the
電流指令値演算部25は、目標アシスト力の基礎成分である基本アシスト制御量Ias*を演算する基本アシスト制御部27を備えており、同基本アシスト制御部27には、操舵トルクτ及び車速Vが入力されるようになっている。そして、基本アシスト制御部27は、これら操舵トルクτ及び車速Vに基づいて、その操舵トルクτ(の絶対値)が大きいほど、また車速Vが小さいほど、より大きな基本アシスト制御量Ias*を演算する。
The current command
尚、本実施形態では、図3に示すように、検出される操舵トルクτ(の絶対値)が所定の閾値以下の領域(-τ0<τ<τ0)は、その操舵トルクτに関わらず基本アシスト制御量Ias*の値が「ゼロ」となる所謂不感帯として設定されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the region where the detected steering torque τ (absolute value) is equal to or smaller than a predetermined threshold (−τ0 <τ <τ0) is fundamental regardless of the steering torque τ. This is set as a so-called dead zone in which the value of the assist control amount Ias * is “zero”.
そして、電流指令値演算部25は、この基本アシスト制御部27において演算された基本アシスト制御量Ias*に基づく制御成分を、そのパワーアシスト制御における目標アシスト力となる電流指令値Iq*としてモータ制御信号出力部26に出力する。
Then, the current command
モータ制御信号出力部26には、電流指令値演算部25により演算された電流指令値Iq*とともに、電流センサ23により検出された実電流値I、及び回転角センサ24により検出されたモータ12の回転角θmが入力される。そして、モータ制御信号出力部26は、目標アシスト力に対応する電流指令値Iq*に実電流値Iを追従させるべく電流フィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を演算する。
The motor control
具体的には、本実施形態では、モータ制御信号出力部26は、実電流値Iとして検出されたモータ12の相電流値(Iu,Iv,Iw)をd/q座標系のd,q軸電流値に変換(d/q変換)することにより、上記電流フィードバック制御を行う。
Specifically, in the present embodiment, the motor control
即ち、電流指令値Iq*は、q軸電流指令値としてモータ制御信号出力部26に入力される。また、モータ制御信号出力部26は、回転角センサ24により検出された回転角θmに基づいて相電流値(Iu,Iv,Iw)をd/q変換し、そのd,q軸電流値及びq軸電流指令値に基づいてd,q軸電圧指令値を演算する。そして、そのd,q軸電圧指令値をd/q逆変換することにより相電圧指令値(Vu*,Vv*,Vw*)を演算し、当該相電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成する。
That is, the current command value Iq * is input to the motor control
そして、本実施形態のECU11は、上記のように生成されたモータ制御信号をマイコン21が駆動回路22に出力し、該駆動回路22がそのモータ制御信号に基づく三相の駆動電力をモータ12に供給することにより、EPSアクチュエータ10の作動を制御する構成となっている。
In the
(リードプル補正制御)
次に、本実施形態におけるリードプル補正制御の態様について説明する。
上述のように、カント路走行等、車両の偏向を誘引する因子、(例えば、走行路面の傾斜)を打ち消すための操舵トルクの入力が長時間に亘る場合、その継続的な負荷が、疲労として運転者に蓄積されることになる。
(Lead pull correction control)
Next, the aspect of the lead pull correction control in this embodiment will be described.
As described above, when the input of the steering torque for canceling the factor that induces the deflection of the vehicle, such as traveling on a cant road (for example, the inclination of the road surface), is continued for a long time as fatigue. It will be accumulated in the driver.
そこで、本実施形態では、マイコン21の電流指令値演算部25には、車両が直進状態にあると判定される場合に検出される操舵トルクτを低減するための補正成分としてリードプル補正量Ilp*を演算するリードプル補正制御部28が設けられている。そして、電流指令値演算部25は、このリードプル補正制御部28の演算するリードプル補正量Ilp*を、加算器29において基本アシスト制御部27の演算する基礎成分としての基本アシスト制御量Ias*に重畳することにより、そのパワーアシスト制御における目標アシスト力としての電流指令値Iq*を演算する。
Therefore, in the present embodiment, the current command
そして、本実施形態では、そのリードプル補正量Ilp*に基づき発生するアシスト力によって、車両の偏向を誘引する因子である走行路面の傾斜による影響(重力)を打ち消すことにより、その偏向を抑制して運転者の負担の軽減を図る構成となっている。 In this embodiment, the assist force generated based on the lead pull correction amount Ilp * suppresses the deflection by negating the influence (gravity) caused by the inclination of the traveling road surface, which is a factor that induces the deflection of the vehicle. It is designed to reduce the burden on the driver.
詳述すると、本実施形態のリードプル補正制御部28は、リードプル補正を実行すべきと判定した場合には、その検出される操舵トルクτの方向(符号)を判定し、該判定された方向と同一方向、即ち検出される操舵トルクτを低減する方向にリードプル補正量Ilp*を漸次増加させる(図8参照)。尚、本実施形態では、車両の進行方向に向って左方向が「+」、右方向が「−」と定義されている。そして、その操舵トルクτを徐々に低減して最終的に「0」とすることにより、運転者に違和感を与えることなく、そのリードプル補正を実行する構成となっている。
More specifically, when the lead pull
具体的には、図4のフローチャートに示すように、リードプル補正制御部28は、先ず検出される操舵トルクτの符号が「+」であるか否かを判定する(ステップ101)。そして、その操舵トルクτの符号が「+」である場合(τ>0、ステップ101:YES)には、リードプル補正量Ilp*の前回値に所定値αを加算することにより、「+」の方向に漸増する新たなリードプル補正量Ilp*を演算する(Ilp*(今回値)=Ilp*(前回値)+α、ステップ102)。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 4, the lead pull
一方、上記ステップ101において、検出される操舵トルクτの符号が「+」ではないと判定した場合(τ≦0、ステップ101:NO)には、続いて操舵トルクτの符号が「−」であるか否かを判定する(ステップ103)。そして、その操舵トルクτの符号が「−」である場合(τ<0、ステップ103:YES)には、リードプル補正量Ilp*の前回値から所定値αを減算することにより、「−」の方向に漸増する新たなリードプル補正量Ilp*を演算する(Ilp*(今回値)=Ilp*(前回値)−α、ステップ104)。
On the other hand, when it is determined in
また、上記ステップ103において、操舵トルクτの符号が「−」ではない、即ち操舵トルクτの値が「0」であると判定した場合(τ=0、ステップ103:NO)には、リードプル補正量Ilp*の前回値を新たなリードプル補正量Ilp*とすることで、その値を保持する(Ilp*(今回値)=Ilp*(前回値)、ステップ105)。
When it is determined in
そして、本実施形態のリードプル補正制御部28は、このように上記ステップ102,104,105の何れかにおいて演算された新たなリードプル補正量Ilp*を加算器29に出力する構成となっている。
The read pull
さて、このようにしてリードプル補正制御を実行することにより、簡素な構成にて、且つ運転者に違和感を与えることなく効果的に車両の偏向を抑制することができる。しかしながら、上述のように、このリードプル補正制御には、その車両の偏向を誘引する因子である走行路面の傾斜が反転した場合には、その偏向を助長する方向にアシスト力を付与してしまう可能性があり、ひいてはこれが車両挙動の安定性を妨げる要因となってしまうおそれがある。 By executing the lead pull correction control in this way, it is possible to effectively suppress the deflection of the vehicle with a simple configuration and without causing the driver to feel uncomfortable. However, as described above, in this lead pull correction control, when the inclination of the traveling road surface that is a factor that induces the deflection of the vehicle is reversed, an assist force may be applied in a direction that promotes the deflection. There is a possibility that this may become a factor that hinders the stability of the vehicle behavior.
この点を踏まえ、本実施形態では、上記リードプル補正制御部28は、上記のようなリードプル補正量Ilp*の演算に先立って、当該リードプル補正量Ilp*の方向と上記横Gセンサ18により検出される横方向加速度Fsの方向とが相違するか否かを判定する。そして、両者の方向が相違しない、つまり同一であると判定された場合には、上記のようなリードプル補正量Ilp*の漸増演算(図4参照)を実行することなく、当該リードプル補正量Ilp*を初期化、具体的には、その値をクリアして「0」とする。
In view of this point, in this embodiment, the lead pull
即ち、上記のように、車両の偏向を誘引する因子が「走行路面の傾斜」である場合、車両には、その重力の影響により、車両偏向方向と同一方向の横方向加速度Fsが生ずる。従って、上記のように、そのリードプル補正量Ilp*の方向と横方向加速度Fsの方向とが同一方向となった場合には、当該リードプル補正量Ilp*の値を「0」とすることで、そのリードプル補正制御により車両の偏向を助長する方向のアシスト力が付与されることを防止することができる。そして、本実施形態では、これにより、例えばレーンチェンジ時等(図9参照)、その走行路面の傾斜が反転した場合であっても、車両の挙動を安定的に維持することが可能な構成となっている。 That is, as described above, when the factor that induces the deflection of the vehicle is “inclination of the traveling road surface”, the vehicle has a lateral acceleration Fs in the same direction as the vehicle deflection direction due to the influence of the gravity. Therefore, as described above, when the direction of the lead pull correction amount Ilp * is the same as the direction of the lateral acceleration Fs, the value of the lead pull correction amount Ilp * is set to “0”. By the lead pull correction control, it is possible to prevent an assist force in a direction that promotes the deflection of the vehicle from being applied. And in this embodiment, by this, even if it is a case where the inclination of the driving | running | working road surface reverses, for example at the time of a lane change etc. (refer FIG. 9), It has become.
次に、本実施形態におけるリードプル補正制御の処理手順について説明する。
図5のフローチャートに示すように、リードプル補正制御部28は、先ず、車両の旋回運動に関連する状態量の大きさに基づいて車両が直進状態にあるか否かを判定する。具体的には、判定手段としてのリードプル補正制御部28は、検出される車両のヨーレイトγ(の絶対値)が所定の閾値γ以下であり(|γ|≦γ0,ステップ201:YES)、且つ検出される車両の横方向加速度Fs(の絶対値)が所定の閾値F0以下である場合(|Fs|≦F0,ステップ202:YES)に、車両は直進状態にあると判定する。そして、ヨーレイトγ又は横方向加速度Fsの何れかが、その対応する閾値γ0,F0を超える場合(|γ|>γ0,ステップ201:NO、又は|Fs|>F0,ステップ202:NO)には、車両は直進状態にはない、つまり非直線状態であると判定する。
Next, the processing procedure of the lead pull correction control in this embodiment will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 5, the lead pull
次に、上記の車両直進判定において、車両が直進状態にあると判定した場合(ステップ202:YES)、リードプル補正制御部28は、続いて、検出される車速Vが所定速度V0を超えるか否かを判定する(ステップ203)。そして、車速Vが所定速度V0を超える場合(V>V0,ステップ203:YES)には、更に、リードプル補正量Ilp*の方向と横方向加速度Fsの方向とが相違するか否かを判定する(ステップ204)。
Next, in the vehicle straight-ahead determination, when it is determined that the vehicle is in a straight-ahead state (step 202: YES), the lead pull
そして、両者の方向が相違する場合(Ilp*,Fs方向相違,ステップ204:YES)には、上記のように操舵トルクτと同一方向に漸増するリードプル補正量Ilp*を演算し(ステップ205)、両者の方向が同一である場合(Ilp*,Fs方向同一,ステップ204:NO)には、リードプル補正量Ilp*の値をクリアする(Ilp*=0,ステップ206)。 If the two directions are different (Ilp *, Fs direction difference, step 204: YES), the lead pull correction amount Ilp * that gradually increases in the same direction as the steering torque τ is calculated as described above (step 205). If both directions are the same (Ilp *, Fs direction is the same, step 204: NO), the value of the lead pull correction amount Ilp * is cleared (Ilp * = 0, step 206).
尚、上記の車両直進判定において、車両が直進状態にはないと判定した場合(ステップ201:NO又はステップ202:NO)、リードプル補正量Ilp*の値は、ステップ206の実行によりクリアされる。また、本実施形態では、上記ステップ203において、車速Vが所定速度V0以下であると判定した場合(V≦V0,ステップ203:YES)には、リードプル補正を必要としない定速走行状態にあると判断して、ステップ206の実行によりリードプル補正量Ilp*の値をクリアする。
If it is determined in the above vehicle straight-ahead determination that the vehicle is not in a straight-ahead state (step 201: NO or step 202: NO), the value of the lead pull correction amount Ilp * is cleared by executing
そして、リードプル補正制御部28は、このように上記ステップ205において演算され、又は上記ステップにおいてその値がクリアされた新たなリードプル補正量Ilp*を加算器29に出力する構成となっている。
The lead pull
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)電流指令値演算部25は、車両が直進状態にあると判定される場合に検出される操舵トルクτを低減すべくリードプル補正制御を実行するリードプル補正制御部28を備え、同リードプル補正制御部28は、リードプル補正を実行すべきと判定した場合には、その検出される操舵トルクτの方向と同一方向のリードプル補正量Ilp*を演算する。そして、電流指令値演算部25は、そのリードプル補正量Ilp*を、基礎成分としての基本アシスト制御量Ias*に重畳することにより電流指令値Iq*を演算する。また、リードプル補正制御部28は、リードプル補正量Ilp*の方向と横方向加速度Fsの方向とが相違するか否かを判定する。そして、両者の方向が同一である場合には、リードプル補正量Ilp*の値をクリアする(Ilp*=0)。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) The current command
即ち、車両の偏向を誘引する因子が「走行路面の傾斜」である場合、車両には、その重力の影響により、車両偏向方向と同一方向の横方向加速度Fsが生ずる。従って、上記構成のように、そのリードプル補正量Ilp*の方向と横方向加速度Fsの方向とが同一方向となった場合には、当該リードプル補正量Ilp*の値を「0」とすることで、そのリードプル補正制御により車両の偏向を助長する方向のアシスト力が付与されることを防止することができる。その結果、簡素な構成にて効果的に車両の偏向を抑えつつ、例えばレーンチェンジ時等、その車両の偏向を誘引する因子である走行路面の傾斜が反転した場合であっても、車両の挙動を安定的に維持することができる。 That is, when the factor that induces the deflection of the vehicle is “inclination of the traveling road surface”, the vehicle has a lateral acceleration Fs in the same direction as the vehicle deflection direction due to the influence of gravity. Accordingly, when the direction of the lead pull correction amount Ilp * and the direction of the lateral acceleration Fs are the same as in the above configuration, the value of the lead pull correction amount Ilp * is set to “0”. Further, it is possible to prevent the assist force in the direction of promoting the deflection of the vehicle from being applied by the lead pull correction control. As a result, while suppressing the deflection of the vehicle effectively with a simple configuration, even when the slope of the traveling road surface, which is a factor that induces the deflection of the vehicle, is reversed, for example, during a lane change, Can be stably maintained.
(2)リードプル補正制御部28は、リードプル補正を実行すべきと判定した場合には、リードプル補正量Ilp*を漸次増加させる。これにより、操舵フィーリングの違和感を与えることなく、そのリードプル補正を実行することができる。
(2) When the lead pull
(3)基本アシスト制御部27は、操舵トルクτに基づいて基本アシスト制御量Ias*を演算する。そして、操舵トルクτ(の絶対値)が所定の閾値以下の領域(-τ0<τ<τ0)は、その操舵トルクτに関わらず基本アシスト制御量Ias*の値が「ゼロ」となる所謂不感帯として設定される。
(3) The basic
即ち、不感帯が存在することで、運転者は、そのパワーアシストの恩恵を受けられない状態で、微小なステアリング操作を継続し続けることを強いられる。従って、このようなものに、上記(1)の発明を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。 In other words, the presence of the dead zone forces the driver to continue the minute steering operation without receiving the benefits of the power assist. Therefore, by applying the invention of the above (1) to such a thing, a more remarkable effect can be obtained.
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、本発明をラックアシスト型のEPSに具体化したが、所謂コラムアシスト型等、その他の型式のEPSに適用してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the present invention is embodied in the rack assist type EPS, but may be applied to other types of EPS such as a so-called column assist type.
・上記実施形態では、リードプル補正量Ilp*の方向と横方向加速度Fsの方向とが相違するか否かを判定し(ステップ204)、両者の方向が同一である場合(Ilp*,Fs方向同一,ステップ204:NO)には、リードプル補正量Ilp*の値をクリアする(Ilp*=0,ステップ206)こととした。しかし、これに限らず、図6のフローチャートに示されるように、リードプル補正量Ilp*の方向と操舵トルクτの方向とが同一であるか否かを判定し(ステップ304)、両者の方向が相違する場合(Ilp*,τ方向相違,ステップ304:NO)には、リードプル補正量Ilp*の値をクリアする(Ilp*=0,ステップ206)構成としてもよい。 In the above embodiment, it is determined whether or not the direction of the lead pull correction amount Ilp * is different from the direction of the lateral acceleration Fs (step 204). If both directions are the same (Ilp * and Fs directions are the same) , Step 204: NO), the value of the lead pull correction amount Ilp * is cleared (Ilp * = 0, Step 206). However, the present invention is not limited to this, and as shown in the flowchart of FIG. 6, it is determined whether the direction of the lead pull correction amount Ilp * is the same as the direction of the steering torque τ (step 304). If they are different (Ilp *, τ direction difference, step 304: NO), the read pull correction amount Ilp * may be cleared (Ilp * = 0, step 206).
即ち、車両の偏向を誘引する因子が反転した場合であっても、運転者の修正舵により車両が非直進状態となることで、リードプル補正は解除される。しかしながら、その車両直進判定において非直進状態と判定されるまでのタイムラグが存在する。そのため、このタイムラグの間、車両の偏向を助長する方向のアシスト力が付与されてしまうのである。 That is, even if the factor that induces the deflection of the vehicle is reversed, the lead pull correction is canceled when the vehicle is brought into a non-straight running state by the driver's correction rudder. However, there is a time lag until it is determined that the vehicle is traveling straight in the straight traveling determination. Therefore, during this time lag, an assist force in a direction that promotes the deflection of the vehicle is applied.
この点、上記構成によれば、運転者が修正舵を行なった瞬間に、リードプル補正量Ilp*の値はクリア、即ちそのリードプル補正が解除される。その結果、その車両の偏向を誘引する因子が反転した場合であっても、車両の挙動を安定的に維持することができる。加えて、この構成には、横風等、その車両の偏向を誘引する因子が「走行路面の傾斜」以外である場合にも有効に機能するという利点がある。 In this regard, according to the above-described configuration, the value of the lead pull correction amount Ilp * is cleared, that is, the lead pull correction is canceled at the moment when the driver performs the correction rudder. As a result, even when the factor that induces the deflection of the vehicle is reversed, the behavior of the vehicle can be stably maintained. In addition, this configuration has an advantage that it functions effectively even when a factor that induces the deflection of the vehicle, such as a crosswind, is other than “inclination of the road surface”.
尚、この場合、操舵トルクτに代えて、ステアリング2の舵角、即ち操舵角θsを用いてもよい。また、図6中、ステップ301〜ステップ303、及びステップ305〜ステップ307の各処理は、図5中におけるステップ201〜ステップ203、及びステップ205〜ステップ207の各処理と同一であるため、その説明を省略する。
In this case, the steering angle of the
・上記実施形態では、直進判定にヨーレイトγ及び横方向加速度Fsを用いることとした。しかし、これに限らず、何れか一方のみを用いて判定する構成としてもよい。また、車両直進判定に用いる車両の旋回運動に関連する状態量として、例えば、左右の車輪速差等、その他の状態量を用いてもよく、さらに上記のヨーレイトγ及び横方向加速度Fsを含めた任意の組み合わせにより判定する構成としてもよい。 In the above embodiment, the yaw rate γ and the lateral acceleration Fs are used for the straight traveling determination. However, the configuration is not limited to this, and the determination may be made using only one of them. In addition, as the state quantity related to the turning motion of the vehicle used for the vehicle straight traveling determination, for example, other state quantities such as the left and right wheel speed difference may be used, and the yaw rate γ and the lateral acceleration Fs are included. It is good also as a structure determined by arbitrary combinations.
・上記実施形態では、リードプル補正量Ilp*を漸次増加させることとした。しかしこれに限らず、例えばリードプル補正量Ilp*として一定の値を演算する、或いは段階的に変更する等、その絶対値の演算方法については特に限定するものではない。 In the above embodiment, the lead pull correction amount Ilp * is gradually increased. However, the present invention is not limited to this, and there is no particular limitation on the method of calculating the absolute value, for example, calculating a constant value as the lead pull correction amount Ilp * or changing it stepwise.
・上記実施形態では、車速Vが所定速度V0以下であると判定した場合には、リードプル補正を必要としない定速走行状態にあると判断してリードプル補正量Ilp*の値をクリアすることとした(図5参照、ステップ204)。しかし、この車速Vに関する条件判定は必ずしも行なわなくともよい。 In the above embodiment, when it is determined that the vehicle speed V is equal to or less than the predetermined speed V0, it is determined that the vehicle is in a constant speed running state that does not require lead pull correction, and the value of the lead pull correction amount Ilp * is cleared. (See FIG. 5, step 204). However, the condition determination regarding the vehicle speed V is not necessarily performed.
・上記実施形態では、リードプル補正量Ilp*を初期化は、その値をクリアして「0」とすることにより行なわれることとしたが、初期化後のリードプル補正量Ilp*の値は、必ずしも「0」でなくともよい。具体的には、例えば、車両の偏向を誘引する因子として、車軸や車重のアンバランスが存在する場合には、これを打ち消すための値をリードプル補正量Ilp*の初期値とするとよい。 In the above embodiment, the initialization of the lead pull correction amount Ilp * is performed by clearing the value to “0”. However, the value of the read pull correction amount Ilp * after the initialization is not necessarily It may not be “0”. Specifically, for example, when there is an unbalance of the axle and the vehicle weight as a factor that induces the deflection of the vehicle, a value for canceling this may be set as the initial value of the lead pull correction amount Ilp *.
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想をその効果とともに記載する。
(付記1)請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御手段は、前記操舵トルクがゼロとなるまで漸次増大する補正成分を演算すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。これにより、操舵フィーリングの違和感を与えることなく、車両の偏向を抑制することができる。
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiments will be described together with the effects thereof.
(Appendix 1) In the electric power steering apparatus according to any one of
(付記2)請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記基礎成分は、前記操舵トルクに基づき演算されるとともに、該操舵トルクの微小領域には不感帯が設定されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。即ち、不感帯が存在することで、運転者は、そのパワーアシストの恩恵を受けられない状態で、微小なステアリング操作を継続し続けることを強いられる。従って、このようなものに、請求項1〜請求項3の何れかの発明を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。
(Appendix 2) In the electric power steering apparatus according to any one of
1…電動パワーステアリング装置(EPS)、2…ステアリング、6…転舵輪、10…EPSアクチュエータ、11…ECU、12…モータ、14…トルクセンサ、15…車速センサ、16…操舵角センサ、17…ヨーレイトセンサ、18…横Gセンサ、21…マイコン、22…駆動回路、25…電流指令値演算部、27…基本アシスト制御部、28…リードプル補正制御部、29…加算器、30…車両、Iq*…電流指令値、Ias*…基本アシスト制御量、Ilp*…リードプル補正量、γ…ヨーレイト、Fs…横方向加速度、γ0,F0…閾値、τ…操舵トルク、θs…操舵角。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記車両の横方向加速度を検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記横方向加速度の方向と前記補正成分の方向とが同一である場合には、該補正成分を初期化すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering force assisting device provided to apply an assisting force for assisting a steering operation to the steering system, and by supplying driving power to a motor that is a drive source of the steering force assisting device, Control means for controlling the operation, and determination means for determining whether or not the vehicle is in a straight traveling state based on the magnitude of the state quantity related to the turning motion of the vehicle, the control means comprising: When it is determined that the vehicle is in the straight traveling state, the steering force assist is calculated by superimposing the correction component for reducing the steering torque input to the steering and superimposing on the basic component calculated to assist the steering operation. An electric power steering device for calculating a target assist force to be generated in the device,
Detecting means for detecting a lateral acceleration of the vehicle;
The electric power steering apparatus, wherein the control means initializes the correction component when the direction of the lateral acceleration and the direction of the correction component are the same.
前記制御手段は、前記操舵トルクの方向と前記補正成分の方向とが相違する場合には、該補正成分を初期化すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering force assisting device provided to apply an assisting force for assisting a steering operation to the steering system, and by supplying driving power to a motor that is a drive source of the steering force assisting device, Control means for controlling the operation, and determination means for determining whether or not the vehicle is in a straight traveling state based on the magnitude of the state quantity related to the turning motion of the vehicle, the control means comprising: When it is determined that the vehicle is in a straight traveling state, the steering force assist is calculated by superimposing the correction component for reducing the steering torque input to the steering and superimposing on the basic component calculated to assist the steering operation. An electric power steering device for calculating a target assist force to be generated in the device,
The control means initializes the correction component when the direction of the steering torque is different from the direction of the correction component.
前記ステアリングの舵角を検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記舵角の方向と前記補正成分の方向とが相違する場合には、該補正成分を初期化すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering force assisting device provided to apply an assisting force for assisting a steering operation to the steering system, and by supplying driving power to a motor that is a drive source of the steering force assisting device, Control means for controlling the operation, and determination means for determining whether or not the vehicle is in a straight traveling state based on the magnitude of the state quantity related to the turning motion of the vehicle, the control means comprising: When it is determined that the vehicle is in a straight traveling state, the steering force assist is calculated by superimposing the correction component for reducing the steering torque input to the steering and superimposing on the basic component calculated to assist the steering operation. An electric power steering device for calculating a target assist force to be generated in the device,
Detecting means for detecting a steering angle of the steering,
The control means initializes the correction component when the direction of the steering angle is different from the direction of the correction component.
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