JP2011121444A - Power steering control device of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドライバの操舵力のアシスト力を適切に設定して制御する車両のパワーステアリング制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power steering control device that appropriately sets and controls an assist force of a steering force of a driver.
一般に、パワーステアリング装置は、操舵力の軽減を目的にドライバの操舵トルクに応じた操舵アシスト力を付加するシステムであり、据え切り等低速での操舵力低減に効果を発揮する。このような、パワーステアリング制御装置として、従来より様々なものが提案されており、例えば、特開2002−145099号公報(以下、特許文献1)では、転舵角に応じて車両に生じるヨーレート及び横加速度が比例的に増加し始めるときの設定操舵角までは操舵角の増加に伴って操舵反力を増大し、設定操舵角を越えてからは操舵角の増加に伴って操舵反力を減少するように操舵角に基づく制御量を設定する一方、ヨーレート及び横加速度の増加に伴って操舵反力が増大するようにヨーレートに基づく制御量及び横加速度に基づく制御量を設定して、これら制御量の組み合わせから操舵反力を設定する操舵制御装置の技術が開示されている。 Generally, a power steering device is a system that adds a steering assist force according to a driver's steering torque for the purpose of reducing the steering force, and is effective in reducing a steering force at a low speed such as a stationary stop. As such a power steering control device, various devices have been conventionally proposed. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-145099 (hereinafter referred to as Patent Document 1), the yaw rate generated in the vehicle according to the turning angle and The steering reaction force increases as the steering angle increases up to the set steering angle when the lateral acceleration starts to increase proportionally. After the set steering angle is exceeded, the steering reaction force decreases as the steering angle increases. The control amount based on the steering angle is set so that the steering reaction force increases as the yaw rate and the lateral acceleration increase, and the control amount based on the yaw rate and the control amount based on the lateral acceleration are set, and these controls are performed. A technique of a steering control device that sets a steering reaction force from a combination of amounts is disclosed.
しかしながら、上述の特許文献1に開示されるようなヨーレートや横加速度に応じて操舵反力を重くする制御の場合、タイヤのグリップ限界域まではヨーレートや横加速度が飽和し、基本的に操舵反力もそれ以上は増加しないが、車両がスピン傾向となって過剰なヨーレートが発生した場合には舵力が更に重くなるという状況も想定され、ドライバにとってはタイヤのグリップ限界が分かり難いという問題がある。
However, in the case of the control for increasing the steering reaction force according to the yaw rate and the lateral acceleration as disclosed in the above-mentioned
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両の走行状態に応じて操舵力の軽減を適切に行うと共に、タイヤのグリップ限界等のインフォメーションを確実にドライバに伝えることができ、信頼性が高く安心感に優れた車両のパワーステアリング制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and appropriately reduces the steering force in accordance with the traveling state of the vehicle, and can reliably convey information such as the grip limit of the tire to the driver, and is reliable. The object is to provide a power steering control device for a vehicle that is high in safety and excellent in safety.
本発明は、車両の運転状態に応じて操舵力のアシスト力を基本アシスト力として設定する基本アシスト力設定手段と、車両の運動モデルに基づいて車両に発生する横加速度を規範横加速度として演算する規範横加速度演算手段と、上記規範横加速と実際に発生している横加速度との偏差を演算する横加速度偏差演算手段と、少なくとも上記横加速度偏差とヨーレートに応じて上記基本アシスト力の補正量を演算するアシスト力補正量演算手段と、上記基本アシスト力設定手段で設定した上記基本アシスト力を上記アシスト力補正量演算手段で演算した上記アシスト力補正量で補正して該補正したアシスト力で操舵力をアシストするアクチュエータを駆動制御するステアリング制御手段とを備えたことを特徴としている。 The present invention calculates basic assist force setting means for setting an assist force of a steering force as a basic assist force according to a driving state of the vehicle, and calculates a lateral acceleration generated in the vehicle as a reference lateral acceleration based on a vehicle motion model. Reference lateral acceleration calculation means, lateral acceleration deviation calculation means for calculating a deviation between the reference lateral acceleration and the actually generated lateral acceleration, and a correction amount of the basic assist force according to at least the lateral acceleration deviation and the yaw rate The basic assist force set by the basic assist force setting unit is corrected by the assist force correction amount calculated by the assist force correction amount calculating unit, and the corrected assist force is used. And a steering control means for driving and controlling an actuator for assisting the steering force.
本発明による車両のパワーステアリング制御装置によれば、車両の走行状態に応じて操舵力の軽減を適切に行うと共に、タイヤのグリップ限界等のインフォメーションを確実にドライバに伝えることができ、信頼性が高く安心感に優れるという効果を奏する。 According to the power steering control device for a vehicle according to the present invention, it is possible to appropriately reduce the steering force in accordance with the traveling state of the vehicle, and to reliably transmit information such as the grip limit of the tire to the driver. The effect is high and excellent in security.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図1乃至図9は本発明の実施の第1形態を示す。
図1において、符号1は電動パワーステアリング装置を示し、この電動パワーステアリング装置1は、ステアリング軸2が、図示しない車体フレームにステアリングコラム3を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸2の運転席側端部には、ステアリングホイール4が固設され、また、エンジンルーム側へ延出する端部には、ピニオン軸5が連設されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 9 show a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1,
エンジンルームには、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス6が配設されており、このステアリングギヤボックス6にラック軸7が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸7に形成されたラック(図示せず)に、ピニオン軸5に形成されたピニオン(図示せず)が噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が形成されている。
A steering gear box 6 extending in the vehicle width direction is disposed in the engine room, and a rack shaft 7 is inserted into and supported by the steering gear box 6 so as to be reciprocally movable. A rack (not shown) formed on the rack shaft 7 is engaged with a pinion (not shown) formed on the
また、ラック軸7の左右両端はステアリングギヤボックス6の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド8を介してフロントナックル9が連設されている。このフロントナックル9は、操舵輪としての左右輪10L,10Rを回動自在に支持すると共に、キングピン(図示せず)を介して車体フレームに転舵自在に支持されている。
The left and right ends of the rack shaft 7 protrude from the end of the steering gear box 6, and a
従って、ステアリングホイール4を操作し、ステアリング軸2、ピニオン軸5を回転させると、このピニオン軸5の回転によりラック軸7が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル9がキングピン(図示せず)を中心に回動して、左右輪10L,10Rが左右方向へ転舵される。
Accordingly, when the steering wheel 4 is operated and the
また、ピニオン軸5にアシスト伝達機構11を介して、電動モータ12が連設されており、この電動モータ12にてステアリングホイール4に加える操舵トルクをアシストする。電動モータ12は、後述する操舵制御部20で設定される制御量(アシスト指示値Ips(電流値))でモータ駆動部21を介して駆動制御される。
An
操舵制御部20には、車両の車速Vを検出する車速センサ31、ハンドル角θHを検出するハンドル角センサ32、横加速度(d2y/dt2)を検出する横加速度センサ33、ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ34、ステアリングホイール4に加えられた操舵トルクTqを検出する操舵トルクセンサ35が接続されている。
The
操舵制御部20は、例えば操舵トルクTqと車速Vとを基に基本アシスト指示値Ipを設定し、車両の運動モデルに基づいて車両に発生する横加速度を規範横加速度(d2y/dt2)0として演算し、この規範横加速(d2y/dt2)0と実際に発生している横加速度(d2y/dt2)との偏差Δ(d2y/dt2)を演算して、少なくとも横加速度偏差Δ(d2y/dt2)とヨーレートγに応じて基本アシスト指示値Ipの補正量(補正指示値)Isを演算し、基本アシスト指示値Ipを補正指示値Isで補正して該補正したアシスト指示値Ipsをモータ駆動部21に出力して電動モータ12を駆動して操舵力をアシストするように構成されている。
The
すなわち、操舵制御部20は、図2に示すように、基本アシスト指示値設定部20a、規範横加速度演算部20b、横加速度偏差演算部20c、横加速度偏差感応ゲイン設定部20d、車速感応ゲイン設定部20e、操舵トルク感応ゲイン設定部20f、アシストトルク補正値演算部20g、補正指示値演算部20h、アシスト指示値演算出力部20iから主要に構成されている。
That is, as shown in FIG. 2, the
基本アシスト指示値設定部20aは、車速センサ31から車速Vが入力され、操舵トルクセンサ35から操舵トルクTqが入力される。そして、予め設定しておいたマップ(例えば、図5に示す)を参照して基本アシスト指示値Ip(電流値)を設定して、アシスト指示値演算出力部20iに出力する。すなわち、本実施の形態では、基本アシスト指示値Ipが、図5に示すマップに基づいて、操舵トルクTqが大きいほど、車速Vが低速であるほど大きな値(アシスト力が大きくなるよう)に設定されるようになっている。尚、この基本アシスト指示値Ipの設定は、本実施の形態で示す設定に限るものではなく、他の公知の手法で設定するものであっても良い。このように、基本アシスト指示値設定部20aは、基本アシスト力設定手段として設けられている。
The basic assist instruction
規範横加速度演算部20bは、車速センサ31から車速Vが入力され、ハンドル角センサ32からハンドル角θHが入力される。そして、車両の運動モデルから導かれる、以下の(1)式に基づいて、車両に発生する横加速度を規範横加速度(d2y/dt2)0として演算し、横加速度偏差演算部20cに出力する。すなわち、規範横加速度演算部20bは、規範横加速度演算手段として設けられている。
(d2y/dt2)0=|θH・G1| …(1)
ここで、G1は、横加速度ゲインであり、以下の(2)式により演算される。
G1=(1/(1+A・V2))・(V2/(l・n)) …(2)
ここで、Aはスタビリティファクタ、lはホイールベース、nはステアリングギヤ比である。
The reference lateral
(D 2 y / dt 2 ) 0 = | θH · G1 | (1)
Here, G1 is a lateral acceleration gain, and is calculated by the following equation (2).
G1 = (1 / (1 + A · V 2 )) · (V 2 / (l · n)) (2)
Here, A is a stability factor, l is a wheel base, and n is a steering gear ratio.
横加速度偏差演算部20cは、横加速度センサ33から横加速度(d2y/dt2)が入力され、規範横加速度演算部20bから規範横加速度(d2y/dt2)0が入力される。そして、以下の(3)式により、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)を演算し、横加速度偏差感応ゲイン設定部20dに出力する。すなわち、横加速度偏差演算部20cは、横加速度偏差演算手段として設けられている。
Δ(d2y/dt2)=(d2y/dt2)0−|(d2y/dt2)| …(3)
Lateral
Δ (d 2 y / dt 2 ) = (d 2 y / dt 2 ) 0− | (d 2 y / dt 2 ) | (3)
横加速度偏差感応ゲイン設定部20dは、横加速度偏差演算部20cから横加速度偏差Δ(d2y/dt2)が入力される。そして、予め実験・計算等により設定しておいた図6に示すような、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)に対する横加速度偏差感応ゲインGyの特性マップを参照して横加速度偏差感応ゲインGyを設定してアシストトルク補正値演算部20gに出力する。ここで、本実施の形態による横加速度偏差感応ゲインGyは、図6に示すように、1以下の値で、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)が大きくなる程、小さくなる特性となっている。尚、横加速度偏差感応ゲインGyを、このような特性で設定することの意義は、後述のアシストトルク補正値演算部20gの説明で詳述する。
Lateral acceleration deviation sensitive
車速感応ゲイン設定部20eは、車速センサ31から車速Vが入力される。そして、予め実験・計算等により設定しておいた図7に示すような、車速Vに対する車速感応ゲインGvの特性マップを参照して車速感応ゲインGvを設定してアシストトルク補正値演算部20gに出力する。ここで、本実施の形態による車速感応ゲインGvは、図7に示すように、予め設定する高速走行領域で大きくなる特性となっている。尚、車速感応ゲインGvを、このような特性で設定することの意義は、後述のアシストトルク補正値演算部20gの説明で詳述する。
The vehicle speed sensitive
操舵トルク感応ゲイン設定部20fは、操舵トルクセンサ35から操舵トルクTqが入力される。そして、予め実験・計算等により設定しておいた図8に示すような、操舵トルクTqに対する操舵トルク感応ゲインGtの特性マップを参照して操舵トルク感応ゲインGtを設定してアシストトルク補正値演算部20gに出力する。ここで、本実施の形態による操舵トルク感応ゲインGtは、図8に示すように、1以下の値で、操舵トルクTqが0近傍の領域で0になるような特性となっている。尚、操舵トルク感応ゲインGtを、このような特性で設定することの意義は、後述のアシストトルク補正値演算部20gの説明で詳述する。
The steering torque sensitive gain setting unit 20 f receives the steering torque Tq from the
アシストトルク補正値演算部20gは、ヨーレートセンサ34からヨーレートγが入力され、横加速度偏差感応ゲイン設定部20dから横加速度偏差感応ゲインGyが入力され、車速感応ゲイン設定部20eから車速感応ゲインGvが入力され、操舵トルク感応ゲイン設定部20fから操舵トルク感応ゲインGtが入力される。そして、以下の(4)式により、アシストトルク補正値TSAを演算して、補正指示値演算部20hに出力する。
TSA=Gy・Gv・Gt・γ …(4)
The assist torque
TSA = Gy · Gv · Gt · γ (4)
すなわち、本実施の第1形態では、ヨーレートγに対し、各ゲインGy、Gv、Gtを乗算してアシストトルク補正値TSAを演算するものとなっており、このアシストトルク補正値TSAは、基本アシスト指示値Ipからの減算補正量の元となる値となっている。 In other words, in the first embodiment, the assist torque correction value TSA is calculated by multiplying the yaw rate γ by the respective gains Gy, Gv, and Gt. This is a value that is a source of the subtraction correction amount from the instruction value Ip.
従って、アシストトルク補正値TSAの値が大きくなればなるほど、基本アシスト指示値Ipが小さな値となり、アシスト量が少なくなって、ドライバの操舵力が多く必要とされることになる。 Therefore, as the assist torque correction value TSA increases, the basic assist instruction value Ip becomes smaller, the assist amount decreases, and the driver's steering force is required more.
逆に、アシストトルク補正値TSAの値が小さくなればなるほど、基本アシスト指示値Ipが大きな値となり、アシスト量が大きくなって、ドライバの操舵力が少なくなる。 Conversely, the smaller the assist torque correction value TSA, the larger the basic assist instruction value Ip, the greater the assist amount, and the smaller the driver's steering force.
ここで、前述したように、横加速度偏差感応ゲイン設定部20dにより、横加速度偏差感応ゲインGyは、図6に示すように、1以下の値で、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)が大きくなる程、小さくなる特性となっている。このため、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)が大きくなる程、アシストトルク補正値TSAの値が小さくなり、基本アシスト指示値Ipが大きな値となって、アシスト量が大きくなって、ドライバの操舵力が少なくなる。すなわち、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)が大きくなることは、ステアリングホイールを転舵しても実際に発生する横加速度(d2y/dt2)が小さく、グリップ限界に近づいていることを意味し、このような状態になった場合には、ドライバの操舵力を小さくするようにして、操舵力の抜け感をドライバに感じさせ、グリップ限界に近いことをドライバに伝えるようにするのである。
Here, as described above, the lateral acceleration deviation sensitive
また、車速感応ゲイン設定部20eにより、車速感応ゲインGvは、図7に示すように、予め設定する高速走行領域で大きくなる特性となっている。これは、高速走行領域ではハンドル角θHに対して発生するヨーレートγが小さくなるため、この影響を排除するためである。
Further, as shown in FIG. 7, the vehicle speed sensitive gain Gv has a characteristic that increases in a preset high-speed traveling region by the vehicle speed sensitive
更に、操舵トルク感応ゲイン設定部20fにより、操舵トルク感応ゲインGtは、図8に示すように、1以下の値で、操舵トルクTqが0近傍の領域で0になるような特性となっている。これは、たとえ、手放し時等に、ヨーレートセンサ34等に異常が発生して信号が出力されるようなことがあっても、この異常な信号を基にアシストトルク補正値TSAの値が設定されて、電動モータ12によりステアリングホイールが回されることを確実に防止するためである。
Further, as shown in FIG. 8, the steering torque sensitive gain setting unit 20f has a characteristic that the steering torque sensitive gain Gt is a value of 1 or less and the steering torque Tq becomes 0 in the vicinity of 0, as shown in FIG. . This is because the assist torque correction value TSA is set based on the abnormal signal even if the
補正指示値演算部20hは、アシストトルク補正値演算部20gから基本アシスト指示値Ipからの減算補正量としてのアシストトルク補正値TSAが入力される。そして、このアシストトルク補正値TSAに所定のゲインを乗算する等の電流値への換算処理を行って補正指示値Isを演算してアシスト指示値演算出力部20iに出力する。このように、本実施の形態では、横加速度偏差感応ゲイン設定部20d、車速感応ゲイン設定部20e、操舵トルク感応ゲイン設定部20f、アシストトルク補正値演算部20g、補正指示値演算部20hで、アシスト力補正量演算手段が構成されている。
The correction instruction
アシスト指示値演算出力部20iは、ステアリング制御手段として設けられており、基本アシスト指示値設定部20aから基本アシスト指示値Ipが入力され、補正指示値演算部20hから補正指示値Isが入力される。そして、以下の(5)式により、アシスト指示値Ipsを演算し、モータ駆動部21に出力して電動モータ12を駆動し、操舵力をアシストする。
Ips=Ip−Is …(5)
次に、上述の操舵制御部20で実行される操舵支援制御を、図3のフローチャートで説明する。
まず、ステップ(以下、「S」と略称)101で、必要なパラメータ、すなわち、車速V、ハンドル角θH、横加速度(d2y/dt2)、ヨーレートγ、操舵トルクTqが読み込まれる。
The assist instruction value calculation output unit 20i is provided as a steering control unit. The basic instruction instruction value Ip is input from the basic assist instruction
Ips = Ip−Is (5)
Next, the steering assist control executed by the
First, in step (hereinafter abbreviated as “S”) 101, necessary parameters, that is, vehicle speed V, steering wheel angle θH, lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ), yaw rate γ, and steering torque Tq are read.
次いで、S102に進み、基本アシスト指示値設定部20aで、予め設定しておいたマップ(例えば、図5に示す)を参照して基本アシスト指示値Ip(電流値)を設定する。
Next, in S102, the basic assist instruction
次に、S103に進んで、補正指示値Isを、図4に示す補正指示値演算ルーチンのフローチャートに従って、後述の如く演算する。 Next, proceeding to S103, the correction instruction value Is is calculated as described later according to the flowchart of the correction instruction value calculation routine shown in FIG.
次いで、S104に進み、アシスト指示値演算出力部20iで、前述の(5)式により、アシスト指示値Ipsを演算し、モータ駆動部21に出力して電動モータ12を駆動し、操舵力をアシストする。
Next, the process proceeds to S104, where the assist instruction value calculation output unit 20i calculates the assist instruction value Ips according to the above-described equation (5) and outputs it to the
次に、上述のS103で実行される、補正指示値Isの演算処理を、図4のフローチャートにより説明する。
まず、S201で、規範横加速度演算部20bで、前述の(1)式により、規範横加速度(d2y/dt2)0を演算する。
Next, the calculation process of the correction instruction value Is executed in S103 described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in S201, the reference lateral
次いで、S202に進み、横加速度偏差演算部20cで、前述の(3)式により、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)を演算する。
Next, the process proceeds to S202, where the lateral acceleration
次に、S203に進んで、横加速度偏差感応ゲイン設定部20dで、予め実験・計算等により設定しておいた図6に示すような、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)に対する横加速度偏差感応ゲインGyの特性マップを参照して横加速度偏差感応ゲインGyを設定する。
Next, the process proceeds to S203, and the lateral acceleration deviation Δ (d 2 y / dt 2 ) as shown in FIG. 6 set in advance by experiments and calculations in the lateral acceleration deviation sensitive
次いで、S204に進み、車速感応ゲイン設定部20eで、予め実験・計算等により設定しておいた図7に示すような、車速Vに対する車速感応ゲインGvの特性マップを参照して車速感応ゲインGvを設定する。 Next, in S204, the vehicle speed sensitive gain Gv with reference to a characteristic map of the vehicle speed sensitive gain Gv with respect to the vehicle speed V as shown in FIG. Set.
次に、S205に進んで、操舵トルク感応ゲイン設定部20fで、予め実験・計算等により設定しておいた図8に示すような、操舵トルクTqに対する操舵トルク感応ゲインGtの特性マップを参照して操舵トルク感応ゲインGtを設定する。 Next, proceeding to S205, refer to the characteristic map of the steering torque sensitive gain Gt with respect to the steering torque Tq as shown in FIG. To set the steering torque sensitive gain Gt.
次いで、S206に進み、アシストトルク補正値演算部20gで、基本アシスト指示値Ipからの減算補正量の元となるアシストトルク補正値TSAを、前述の(4)式により演算する。
Next, the process proceeds to S206, where the assist torque correction
そして、S207に進んで、補正指示値演算部20hで、補正指示値Isを演算してルーチンを抜ける。
In step S207, the correction instruction
以上の操舵制御部20で実行される操舵支援制御により設定される各パラメータの一例を図9により説明する。
まず、図9(a)に示すように、ハンドル角θHに対して規範横加速度(d2y/dt2)0は、破線で示すように演算されるものの、グリップ限界に近づくと、実際に発生する横加速度(d2y/dt2)は、上昇が抑えられていく。而して、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)は、ハンドル角θHが大きくなるほど大きな値となる。
An example of each parameter set by the steering assist control executed by the
First, as shown in FIG. 9 (a), the reference lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ) 0 with respect to the steering wheel angle θH is calculated as shown by the broken line. The lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ) generated is suppressed from rising. Thus, the lateral acceleration deviation Δ (d 2 y / dt 2 ) increases as the steering wheel angle θH increases.
基本アシスト指示値Ipからの減算補正量の元となるアシストトルク補正値TSAの各ゲインGy、Gv、Gtを乗算した値は、図9(b)に示すようになり、特に、ハンドル角θHがθHl以下の領域では、操舵トルク感応ゲインGtの影響が表れ、ハンドル角θHが0近傍では、操舵トルクTqが0近傍となって、操舵トルク感応ゲインGtが0に設定されて、(Gy・Gv・Gt)の値が0となる。また、ハンドル角θHがθHh以上の領域では、横加速度偏差感応ゲインGyの影響が表れ、ハンドル角θHが大きくなるほど(Gy・Gv・Gt)の値が小さく設定される。 The value obtained by multiplying the gains Gy, Gv, and Gt of the assist torque correction value TSA that is the base of the subtraction correction amount from the basic assist instruction value Ip is as shown in FIG. In the region below θHl, the influence of the steering torque sensitive gain Gt appears, and when the steering wheel angle θH is near zero, the steering torque Tq is near zero, the steering torque sensitive gain Gt is set to zero, and (Gy · Gv -The value of Gt is 0. Further, in the region where the steering wheel angle θH is equal to or larger than θHh, the influence of the lateral acceleration deviation sensitive gain Gy appears, and the value of (Gy · Gv · Gt) is set smaller as the steering wheel angle θH increases.
一方、ヨーレートセンサ34で検出されるヨーレートγは、図9(c)の実線で示すように、上述の横加速度(d2y/dt2)と同様に、ハンドル角θHが大きくなってグリップ限界に近づくと、上昇が抑えられていく。
On the other hand, the yaw rate γ detected by the
こうして、図9(b)のように得られている各ゲインGy、Gv、Gtを乗算した値と、図9(c)のように検出されたヨーレートγとを乗算すると、図9(d)に示すように、基本アシスト指示値Ipからの減算補正量の元となるアシストトルク補正値TSAが演算される。 Thus, by multiplying the values obtained by multiplying the gains Gy, Gv, and Gt obtained as shown in FIG. 9B and the detected yaw rate γ as shown in FIG. 9C, FIG. As shown in FIG. 5, an assist torque correction value TSA that is a source of a subtraction correction amount from the basic assist instruction value Ip is calculated.
このアシストトルク補正値TSAに相当する電流値を基本アシスト指示値Ipから減算してアシスト指示値Ipsを演算し、モータ駆動部21に出力して電動モータ12を駆動し、操舵力をアシストする。これにより、ドライバに必要な操舵力は、図9(e)に示すように、従来の必要な操舵力(図中、破線で示す)と比較して、グリップ限界近くで急激に小さくなり、ステアリングホイール4の手応え抜けとしてドライバに分かりやすくインフォメーションを与えるようになっている。
A current value corresponding to the assist torque correction value TSA is subtracted from the basic assist instruction value Ip to calculate an assist instruction value Ips, which is output to the
このように、本発明の実施の第1形態によれば、操舵トルクTqと車速Vとを基に基本アシスト指示値Ipを設定し、車両の運動モデルに基づいて車両に発生する横加速度を規範横加速度(d2y/dt2)0として演算し、この規範横加速(d2y/dt2)0と実際に発生している横加速度(d2y/dt2)との偏差Δ(d2y/dt2)を演算して、少なくとも横加速度偏差Δ(d2y/dt2)とヨーレートγに応じて基本アシスト指示値Ipの補正量(補正指示値)Isを演算し、基本アシスト指示値Ipを補正指示値Isで補正して該補正したアシスト指示値Ipsをモータ駆動部21に出力して電動モータ12を駆動して操舵力をアシストするようになっている。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the basic assist instruction value Ip is set based on the steering torque Tq and the vehicle speed V, and the lateral acceleration generated in the vehicle is determined based on the vehicle motion model. The lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ) is calculated as 0, and the deviation Δ () between the standard lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ) 0 and the actually generated lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ) d 2 y / dt 2 ) is calculated, and the correction amount (correction instruction value) Is of the basic assist instruction value Ip is calculated according to at least the lateral acceleration deviation Δ (d 2 y / dt 2 ) and the yaw rate γ. The assist instruction value Ip is corrected with the correction instruction value Is, and the corrected assist instruction value Ips is output to the
このため、ハンドル角θHに対する横加速度(d2y/dt2)の線形性が保たれている走行状態では、ヨーレートγに応じた操舵力を付加してステアリングホイール4の手応えを向上させる一方、タイヤのグリップ限界によってハンドル角θHに対する横加速度(d2y/dt2)の非線形性が大きくなった場合には、上述の付加舵力を低減補正し、ステアリングホイール4の手応え抜けとしてドライバにインフォメーションを与えることができる。こうして、車両の走行状態に応じて操舵力の軽減を適切に行うと共に、タイヤのグリップ限界等のインフォメーションを確実にドライバに伝えることができ、信頼性が高く安心感に優れるものとなっている。 For this reason, in the traveling state in which the linearity of the lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ) with respect to the steering wheel angle θH is maintained, a steering force corresponding to the yaw rate γ is added to improve the response of the steering wheel 4, If the nonlinearity of the lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ) with respect to the steering wheel angle θH increases due to the grip limit of the tire, the above-mentioned additional steering force is reduced and corrected, and the driver is informed of the steering wheel 4 being missed. Can be given. Thus, the steering force can be appropriately reduced according to the running state of the vehicle, and information such as the grip limit of the tire can be reliably transmitted to the driver, so that the reliability is high and the sense of security is excellent.
次に、図10及び図11は本発明の実施の第2形態を示す。
尚、前述の実施の第1形態では、アシストトルク補正値演算部20gで、基本アシスト指示値Ipからの減算補正量の元となるアシストトルク補正値TSAを演算して補正指示値Isを演算するようになっているが、本実施の第2形態では、基本アシスト指示値Ipに対する加算補正量の元となるアシストトルク補正値TSBを演算して補正指示値Isを演算するようにしたことが第1形態と異なり、他の構成作用は、第1形態と同様であり、同じ構成には同じ符号を記し、説明は省略する。
Next, FIGS. 10 and 11 show a second embodiment of the present invention.
In the first embodiment described above, the assist torque correction
すなわち、本実施の第2形態による、アシストトルク補正値演算部20gは、第1形態と同様、ヨーレートセンサ34からヨーレートγが入力され、横加速度偏差感応ゲイン設定部20dから横加速度偏差感応ゲインGyが入力され、車速感応ゲイン設定部20eから車速感応ゲインGvが入力され、操舵トルク感応ゲイン設定部20fから操舵トルク感応ゲインGtが入力される。そして、以下の(6)式により、アシストトルク補正値TSBを演算して、補正指示値演算部20hに出力する。
TSB=(1−Gy)・Gv・Gt・γ …(6)
That is, as in the first embodiment, the assist torque correction
TSB = (1-Gy) · Gv · Gt · γ (6)
すなわち、本実施の第2形態では、ヨーレートγに対し、(1−Gy)、及び、各ゲインGv、Gtを乗算してアシストトルク補正値TSBを演算するものとなっており、このアシストトルク補正値TSBは、基本アシスト指示値Ipに対する加算補正量の元となる値となっている。 That is, in the second embodiment, the assist torque correction value TSB is calculated by multiplying the yaw rate γ by (1−Gy) and the gains Gv and Gt. The value TSB is a value that is a source of the addition correction amount with respect to the basic assist instruction value Ip.
従って、アシストトルク補正値TSBの値が大きくなればなるほど、基本アシスト指示値Ipが大きな値となり、アシスト量が大きくなって、ドライバの操舵力が少なくなる。 Therefore, as the assist torque correction value TSB increases, the basic assist instruction value Ip increases, the assist amount increases, and the driver's steering force decreases.
逆に、アシストトルク補正値TSBの値が小さくなればなるほど、基本アシスト指示値Ipが小さな値となり、アシスト量が小さくなって、ドライバの操舵力が多く必要とされることになる。 Conversely, the smaller the assist torque correction value TSB is, the smaller the basic assist instruction value Ip is, the smaller the assist amount, and the greater the driver's steering force is required.
ここで、前述したように、横加速度偏差感応ゲイン設定部20dにより、横加速度偏差感応ゲインGyは、図6に示すように、1以下の値で、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)が大きくなる程、小さくなる特性となっており、(1−Gy)は大きくなる。このため、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)が大きくなる程、アシストトルク補正値TSBの値が大きくなり、基本アシスト指示値Ipが大きな値となって、アシスト量が大きくなって、ドライバの操舵力が少なくなる。すなわち、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)が大きくなることは、ステアリングホイールを転舵しても実際に発生する横加速度(d2y/dt2)が小さく、グリップ限界に近づいていることを意味し、このような状態になった場合には、ドライバの操舵力を小さくするようにして、操舵力の抜け感をドライバに感じさせ、グリップ限界に近いことをドライバに伝えるようにするのである。
Here, as described above, the lateral acceleration deviation sensitive
補正指示値演算部20hは、アシストトルク補正値演算部20gから基本アシスト指示値Ipに対する加算補正量としてのアシストトルク補正値TSBが入力される。そして、このアシストトルク補正値TSBに所定のゲインを乗算する等の電流値への換算処理を行って補正指示値Isを演算してアシスト指示値演算出力部20iに出力する。
The correction instruction
次に、前述のS103で実行される、本実施の第2形態による、補正指示値Isの演算処理を、図10のフローチャートにより説明する。
前述の第1形態と同様、S201で規範横加速度(d2y/dt2)0を演算し、S202で横加速度偏差Δ(d2y/dt2)を演算し、S203で横加速度偏差感応ゲインGyを設定し、S204で車速感応ゲインGvを設定し、S205で操舵トルク感応ゲインGtを設定する。
Next, the calculation process of the correction instruction value Is according to the second embodiment executed in S103 described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
As in the first embodiment, the normal lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ) 0 is calculated in S201, the lateral acceleration deviation Δ (d 2 y / dt 2 ) is calculated in S202, and the lateral acceleration deviation response is detected in S203. A gain Gy is set, a vehicle speed sensitive gain Gv is set in S204, and a steering torque sensitive gain Gt is set in S205.
そして、S301に進み、アシストトルク補正値演算部20gで、基本アシスト指示値Ipに対する加算補正量の元となるアシストトルク補正値TSBを、前述の(6)式により演算する。
In step S301, the assist torque correction
その後、S207に進んで、補正指示値演算部20hで、補正指示値Isを演算してルーチンを抜ける。
Thereafter, the process proceeds to S207, where the correction instruction
本実施の第2形態において、操舵制御部20で実行される操舵支援制御により設定される各パラメータの一例を図11により説明する。
図11(a)に示すように、ハンドル角θHが大きくなり、グリップ限界に近づくと、横加速度偏差Δ(d2y/dt2)が大きくなって、横加速度偏差感応ゲインGyが小さくなるため、(1−Gy)は、大きくなる。
In the second embodiment, an example of each parameter set by the steering assist control executed by the
As shown in FIG. 11A, when the handle angle θH increases and approaches the grip limit, the lateral acceleration deviation Δ (d 2 y / dt 2 ) increases and the lateral acceleration deviation sensitive gain Gy decreases. , (1-Gy) becomes larger.
このため、前述の(6)式で演算されるアシストトルク補正値TSBは、図11(b)に示すように、ハンドル角θHが大きくなって、グリップ限界に近づくと、(1−Gy)の影響を受けて、大きな値となる。 For this reason, as shown in FIG. 11B, the assist torque correction value TSB calculated by the above-described equation (6) becomes (1-Gy) when the handle angle θH increases and approaches the grip limit. A large value is affected.
このアシストトルク補正値TSBに相当する電流値を基本アシスト指示値Ipに対して加算してアシスト指示値Ipsを演算し、モータ駆動部21に出力して電動モータ12を駆動し、操舵力をアシストする。これにより、ドライバに必要な操舵力は、図11(c)に示すように、従来の必要な操舵力(図中、破線で示す)と比較して、グリップ限界近くで小さくなり、ステアリングホイール4の手応え抜けとしてドライバにインフォメーションを与えるようになっている。
A current value corresponding to the assist torque correction value TSB is added to the basic assist instruction value Ip to calculate an assist instruction value Ips, which is output to the
このため、本実施の第2形態によっても、前述の第1形態と同様に、ハンドル角θHに対する横加速度(d2y/dt2)の線形性が保たれている走行状態では、ヨーレートγに応じた操舵力を付加してステアリングホイール4の手応えを向上させる一方、タイヤのグリップ限界によってハンドル角θHに対する横加速度(d2y/dt2)の非線形性が大きくなった場合には、上述の付加舵力を低減補正し、ステアリングホイール4の急激な手応え抜けとしてドライバに分かりやすくインフォメーションを与えることができる。こうして、車両の走行状態に応じて操舵力の軽減を適切に行うと共に、タイヤのグリップ限界等のインフォメーションを確実にドライバに伝えることができ信頼性が高く安心感に優れるものとなっている。 Therefore, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the yaw rate γ is reduced in the traveling state in which the linearity of the lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ) with respect to the steering wheel angle θH is maintained. When the response of the steering wheel 4 is improved by adding a corresponding steering force, and the nonlinearity of the lateral acceleration (d 2 y / dt 2 ) with respect to the steering wheel angle θH increases due to the grip limit of the tire, The additional rudder force can be reduced and corrected, and information can be given to the driver in an easy-to-understand manner as the steering wheel 4 is suddenly missed. Thus, the steering force is appropriately reduced according to the running state of the vehicle, and information such as the grip limit of the tire can be reliably transmitted to the driver, so that the reliability is high and the sense of security is excellent.
尚、本実施の第1、第2形態では、アシストトルク補正値TSA、TSBを演算するにあたり、車速感応ゲインGv、操舵トルク感応ゲインGtも考慮するように説明しているが、車両の仕様によっては、アシストトルク補正値TSA、TSBの何れか一方、或いは、これらの両方のゲインを考慮せずに演算するようにしても良い。 In the first and second embodiments of the present invention, it is described that the vehicle speed sensitive gain Gv and the steering torque sensitive gain Gt are taken into account when calculating the assist torque correction values TSA and TSB. May be calculated without considering either of the assist torque correction values TSA and TSB or both of these gains.
1 電動パワーステアリング装置
4 ステアリングホイール
12 電動モータ(アクチュエータ)
20 操舵制御部
20a 基本アシスト指示値設定部(基本アシスト力設定手段)
20b 規範横加速度演算部(規範横加速度演算手段)
20c 横加速度偏差演算部(横加速度偏差演算手段)
20d 横加速度偏差感応ゲイン設定部(アシスト力補正量演算手段)
20e 車速感応ゲイン設定部(アシスト力補正量演算手段)
20f 操舵トルク感応ゲイン設定部(アシスト力補正量演算手段)
20g アシストトルク補正値演算部(アシスト力補正量演算手段)
20h 補正指示値演算部(アシスト力補正量演算手段)
20i アシスト指示値演算出力部(ステアリング制御手段)
21 モータ駆動部
31 車速センサ
32 ハンドル角センサ
33 横加速度センサ
34 ヨーレートセンサ
35 操舵トルクセンサ
DESCRIPTION OF
20
20b Standard lateral acceleration calculation unit (standard lateral acceleration calculation means)
20c Lateral acceleration deviation computing unit (lateral acceleration deviation computing means)
20d Lateral acceleration deviation sensitive gain setting unit (assist force correction amount calculation means)
20e Vehicle speed sensitive gain setting unit (assist force correction amount calculation means)
20f Steering torque sensitive gain setting unit (assist force correction amount calculation means)
20g assist torque correction value calculation unit (assist force correction amount calculation means)
20h Correction instruction value calculation unit (assist force correction amount calculation means)
20i Assist instruction value calculation output unit (steering control means)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
車両の運動モデルに基づいて車両に発生する横加速度を規範横加速度として演算する規範横加速度演算手段と、
上記規範横加速と実際に発生している横加速度との偏差を演算する横加速度偏差演算手段と、
少なくとも上記横加速度偏差とヨーレートに応じて上記基本アシスト力の補正量を演算するアシスト力補正量演算手段と、
上記基本アシスト力設定手段で設定した上記基本アシスト力を上記アシスト力補正量演算手段で演算した上記アシスト力補正量で補正して該補正したアシスト力で操舵力をアシストするアクチュエータを駆動制御するステアリング制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両のパワーステアリング制御装置。 Basic assist force setting means for setting the assist force of the steering force as a basic assist force according to the driving state of the vehicle;
A reference lateral acceleration calculating means for calculating a lateral acceleration generated in the vehicle as a reference lateral acceleration based on a vehicle motion model;
Lateral acceleration deviation calculating means for calculating a deviation between the reference lateral acceleration and the lateral acceleration actually generated;
Assist force correction amount calculating means for calculating a correction amount of the basic assist force according to at least the lateral acceleration deviation and the yaw rate;
Steering for driving and controlling the actuator for assisting the steering force with the corrected assist force by correcting the basic assist force set by the basic assist force setting means with the assist force correction amount calculated by the assist force correction amount calculating means. Control means;
A vehicle power steering control device.
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