JP2022026837A - Driver torque estimation device and steering device - Google Patents

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Abstract

To estimate a driver torque corresponding to an operating state of an operation member.SOLUTION: A driver torque estimation device 130 is applied to a steering device 100 for turning a turning wheel 210 in response to an operation of an operation member 200 held to be operable by a combination of a plurality of mechanical elements. The driver torque estimation device 130 includes: a torque acquisition unit 131 that acquires the torque generated in the mechanical elements; a driver torque estimation unit 132 that, based on non-linear calculation, estimates driver torque, which is a force to be applied to the operation member 200 by a driver, by using the torque acquired from the torque acquisition unit 131; an operating-state specifying unit 133 that, based on movement information indicating a movement of the operation member 200, specifies a driver's operating state of the operation member; and an update unit 134 that, based on a specifying result of the operating-state specifying unit 133, updates a parameter value to be applied to the non-linear calculation that is used by the driver torque estimation unit 132.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、運転者によって操作部材に加えられるドライバトルクを推定するドライバトルク推定装置、およびドライバトルク推定装置を備えたステアリング装置に関する。 The present invention relates to a driver torque estimation device that estimates a driver torque applied to an operating member by a driver, and a steering device including a driver torque estimation device.

複数の機械要素が連結されることにより操作部材と転舵輪とが接続されるステアリング装置において、ステアリング装置に発生するトルクをセンシングするためにトーションバーが連結される場合がある。前記トーションバーの捩れ量に基づき導出されるトルクには、運転者が操作部材を操作することにより発生するドライバトルク、アシストモーターから入力されるアシストトルク、転舵輪から入力される路面反力トルクなどが含まれる。 In a steering device in which an operating member and a steering wheel are connected by connecting a plurality of mechanical elements, a torsion bar may be connected in order to sense torque generated in the steering device. The torque derived based on the torsion amount of the torsion bar includes the driver torque generated by the driver operating the operating member, the assist torque input from the assist motor, the road surface reaction force torque input from the steering wheel, and the like. Is included.

従来、センシングされたトルクからアシストトルクを推定するために、種々の方法が提案されている(例えば特許文献1)。 Conventionally, various methods have been proposed for estimating the assist torque from the sensed torque (for example, Patent Document 1).

特開2002-154450号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-154450

ところが、ステアリング装置に取り付けられるステアリングホイールなどの操作部材を操作する運転者の操作状態は、様々であるため、運転者が操作部材に加える力を示すドライバトルクを様々な状況下で高精度に推定することは困難である。 However, since the operating state of the driver who operates the operating member such as the steering wheel attached to the steering device varies, the driver torque indicating the force applied to the operating member by the driver is estimated with high accuracy under various situations. It's difficult to do.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、様々な状況においてもドライバトルクを安定して推定できるドライバトルク推定装置、およびステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a driver torque estimation device and a steering device that can stably estimate driver torque even in various situations.

上記目的を達成するために、本発明の1つであるドライバトルク推定装置は、複数の機械要素の組み合わせにより操作可能に保持される操作部材の操作に応じて転舵輪を転舵するステアリング装置に適用されるドライバトルク推定装置であって、前記機械要素に発生するトルクを取得するトルク取得部と、運転者が前記操作部材に加える力であるドライバトルクを前記トルク取得部から取得したトルクを用いて非線形演算に基づき推定するドライバトルク推定部と、前記操作部材の動作を示す動作情報に基づき運転者の操作部材の操作状態を特定する操作状態特定部と、前記操作状態特定部の特定結果に基づき、前記ドライバトルク推定部に用いられる前記非線形演算に適用されるパラメータ値を更新する更新部と、を備える。 In order to achieve the above object, the driver torque estimation device, which is one of the present inventions, is a steering device that steers the steering wheel according to the operation of the operating member that is operably held by the combination of a plurality of mechanical elements. It is an applied driver torque estimation device, and uses a torque acquisition unit that acquires the torque generated in the mechanical element and a torque that acquires the driver torque, which is the force applied by the driver to the operation member, from the torque acquisition unit. The driver torque estimation unit that estimates based on the non-linear calculation, the operation state specification unit that specifies the operation state of the driver's operation member based on the operation information indicating the operation of the operation member, and the identification result of the operation state specification unit. Based on the above, the driver torque estimation unit includes an update unit for updating the parameter value applied to the non-linear calculation.

また、上記目的を達成するために、本発明の他の1つであるステアリング装置は、転舵輪を転舵する転舵機構と、運転者による操作部材の操作を前記転舵機構に伝達する伝達機構と、ドライバトルク推定装置と、を備え、前記ドライバトルク推定装置は、前記機械要素に発生するトルクを取得するトルク取得部と、運転者が前記操作部材に加える力であるドライバトルクを前記トルク取得部から取得したトルクを用いて非線形演算に基づき推定するドライバトルク推定部と、前記操作部材の動作を示す動作情報に基づき運転者の操作部材の操作状態を特定する操作状態特定部と、前記操作状態特定部の特定結果に基づき、前記ドライバトルク推定部に用いられる前記非線形演算に適用されるパラメータ値を更新する更新部と、を備える。 Further, in order to achieve the above object, the steering device, which is another one of the present invention, has a steering mechanism for steering the steering wheel and a transmission for transmitting the operation of the operating member by the driver to the steering mechanism. The driver torque estimation device includes a mechanism and a driver torque estimation device, and the driver torque estimation device obtains a torque acquisition unit for acquiring torque generated in the mechanical element and a driver torque which is a force applied by a driver to the operation member. The driver torque estimation unit that estimates based on non-linear calculation using the torque acquired from the acquisition unit, the operation state specification unit that specifies the operation state of the driver's operation member based on the operation information indicating the operation of the operation member, and the above. An update unit for updating a parameter value applied to the non-linear calculation used in the driver torque estimation unit based on a specific result of the operation state specifying unit is provided.

本発明によれば、運転者が操作部材を操作する状態に応じてドライバトルクを推定するためのパラメータ値を切り替えることで、ドライバトルクを安定して推定することができる。 According to the present invention, the driver torque can be stably estimated by switching the parameter value for estimating the driver torque according to the state in which the driver operates the operating member.

実施の形態1に係るステアリング装置を示す図である。It is a figure which shows the steering apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るドライバトルク推定装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the driver torque estimation apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る操作状態特定部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the operation state specifying part which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るノイズ状態特定部の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the noise state specifying part which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るドライバトルク推定装置の1周期における処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of processing in one cycle of the driver torque estimation apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態2に係るステアリング装置を示す図である。It is a figure which shows the steering apparatus which concerns on Embodiment 2. 実施の形態2に係るドライバトルク推定装置の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the driver torque estimation apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に係る更新部のシステムノイズの更新処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the system noise update process of the update part which concerns on Embodiment 2. 実施の形態2に係る更新部の観測ノイズの更新処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the update process of the observation noise of the update part which concerns on Embodiment 2.

以下に、本発明に係るドライバトルク推定装置、およびステアリング装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の位置関係、および接続状態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として説明する場合があるが、請求項に記載されていない構成要素については、その請求項に係る発明に関しては任意の構成要素であるとして説明している。また、図面は、本発明を説明するために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the driver torque estimation device and the steering device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The numerical values, shapes, materials, components, positional relationships of the components, connection states, steps, the order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention. Further, in the following, a plurality of inventions may be described as one embodiment, but the components not described in the claims will be described as arbitrary components with respect to the claimed invention. ing. Further, the drawings are schematic views in which emphasis, omission, and ratio adjustment are appropriately performed in order to explain the present invention, and may differ from the actual shape, positional relationship, and ratio.

(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係るステアリング装置を示す図である。ステアリング装置100は、操作部材200の操作に応じて転舵輪210を転舵する装置であって、転舵機構110と、伝達機構120と、ドライバトルク推定装置130と、を備えている。実施の形態1の場合、ステアリング装置100は、いわゆる電動パワーステアリング装置であり、アシスト機構140をさらに備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a steering device according to the first embodiment. The steering device 100 is a device that steers the steering wheel 210 in response to the operation of the operating member 200, and includes a steering mechanism 110, a transmission mechanism 120, and a driver torque estimation device 130. In the case of the first embodiment, the steering device 100 is a so-called electric power steering device, and further includes an assist mechanism 140.

転舵機構110は、転舵輪210を転舵する機構であり、実施の形態1の場合、ラックシャフト111と、タイロッド112と、を備えている。 The steering mechanism 110 is a mechanism for steering the steering wheel 210, and in the case of the first embodiment, the steering mechanism 110 includes a rack shaft 111 and a tie rod 112.

ラックシャフト111は、車両の左右方向に沿って直線状に延在配置されている。ラックシャフト111の周面の一部には、伝達機構120の一部であるピニオンシャフト121の先端部に設けられたピニオン124に噛み合うラック113が形成されており、ピニオンシャフト121の回転がラックシャフト111の軸方向の移動に変換されるラック・アンド・ピニオン機構が構成されている。ラックシャフト111は、軸方向に移動することによって、タイロッド112、ナックルアーム(不図示)などを介して転舵輪210を転舵することができる。 The rack shaft 111 is arranged so as to extend linearly along the left-right direction of the vehicle. A rack 113 that meshes with the pinion 124 provided at the tip of the pinion shaft 121 that is a part of the transmission mechanism 120 is formed on a part of the peripheral surface of the rack shaft 111, and the rotation of the pinion shaft 121 rotates the rack shaft. A rack and pinion mechanism that is converted into an axial movement of 111 is configured. By moving the rack shaft 111 in the axial direction, the steering wheel 210 can be steered via a tie rod 112, a knuckle arm (not shown), and the like.

伝達機構120は、運転者による操作部材200の操作を転舵機構110に伝達する機構である。実施の形態1の場合、伝達機構120は、ユニバーサルジョイント125を介して連結されるピニオンシャフト121と、インタミディエイトシャフト122と、コラムシャフト123と、を備えている。 The transmission mechanism 120 is a mechanism that transmits the operation of the operation member 200 by the driver to the steering mechanism 110. In the case of the first embodiment, the transmission mechanism 120 includes a pinion shaft 121 connected via a universal joint 125, an intermediate shaft 122, and a column shaft 123.

ステアリング装置100は、伝達機構120に取り付けられた操作量センサ151、トルクセンサ152を備えている。 The steering device 100 includes an operation amount sensor 151 and a torque sensor 152 attached to the transmission mechanism 120.

操作量センサ151は、操作部材200の操作量を取得するセンサである。実施の形態1の場合、操作部材200は、環状のステアリングホイールであり、操作部材200の操作は、回転により行われる。操作量センサ151は、操作部材200の回転に伴って回転するコラムシャフト123の回転量を操作量として取得する回転角センサである。操作量センサ151が取得する回転角は、トルクセンサ152の入力軸側の回転角として把握される。 The operation amount sensor 151 is a sensor that acquires the operation amount of the operation member 200. In the case of the first embodiment, the operation member 200 is an annular steering wheel, and the operation of the operation member 200 is performed by rotation. The operation amount sensor 151 is a rotation angle sensor that acquires the rotation amount of the column shaft 123 that rotates with the rotation of the operation member 200 as the operation amount. The rotation angle acquired by the operation amount sensor 151 is grasped as the rotation angle on the input shaft side of the torque sensor 152.

トルクセンサ152は、複数の機械要素の組み合わせで構成された伝達機構120に発生するトルクを情報として取得する。トルクセンサ152の取り付け位置は、特に限定されるものではないが、実施の形態1の場合、トルクセンサ152は、ピニオンシャフト121に取り付けられている。トルクセンサ152の種類は特に限定されるものではないが、実施の形態1の場合、ピニオンシャフト121に介在配置されているトーションバー153の捩れ量に基づきトルクを取得する。トーションバー153の操作部材200側は、入力軸であり、トーションバー153のピニオン124側の端部は出力軸となる。入力軸も出力軸も共に回転するため、トルクセンサ152は、入力軸の回転量と出力軸の回転量の差分に基づきトルクを取得する。 The torque sensor 152 acquires the torque generated in the transmission mechanism 120 composed of a combination of a plurality of mechanical elements as information. The mounting position of the torque sensor 152 is not particularly limited, but in the case of the first embodiment, the torque sensor 152 is mounted on the pinion shaft 121. The type of the torque sensor 152 is not particularly limited, but in the case of the first embodiment, the torque is acquired based on the twist amount of the torsion bar 153 interposed above the pinion shaft 121. The operation member 200 side of the torsion bar 153 is an input shaft, and the end portion of the torsion bar 153 on the pinion 124 side is an output shaft. Since both the input shaft and the output shaft rotate, the torque sensor 152 acquires torque based on the difference between the rotation amount of the input shaft and the rotation amount of the output shaft.

操作部材200が操作(回転)されると、この回転が、コラムシャフト123、およびインタミディエイトシャフト122を介して、ピニオンシャフト121に伝達される。そして、ピニオンシャフト121の回転は、ピニオン124とラック113との噛み合いによって、ラックシャフト111の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪210が転舵される。 When the operating member 200 is operated (rotated), this rotation is transmitted to the pinion shaft 121 via the column shaft 123 and the intermediate shaft 122. Then, the rotation of the pinion shaft 121 is converted into the axial movement of the rack shaft 111 by the engagement between the pinion 124 and the rack 113. As a result, the steering wheel 210 is steered.

アシスト機構140は、アシスト力を発生するための電動モータ141と、電動モータ141の出力トルクを増幅して転舵機構110に伝達するための減速機142とを備えている。実施の形態1では、電動モータ141は、三相ブラシレスモータであり、出力軸の回転量はレゾルバなどのモータ角度センサ144(図2参照)により出力されている。減速機142は、電動モータ141の出力軸に連結されるウォームギヤと、ウォームギヤと噛み合うウォームホイールとを備えるウォーム減速機である。ウォームホイールは第二ピニオンシャフト143が取り付けられており、第二ピニオンシャフト143は、ラックシャフト111に設けられた第二ラック114と噛み合う。 The assist mechanism 140 includes an electric motor 141 for generating an assist force and a speed reducer 142 for amplifying the output torque of the electric motor 141 and transmitting it to the steering mechanism 110. In the first embodiment, the electric motor 141 is a three-phase brushless motor, and the amount of rotation of the output shaft is output by a motor angle sensor 144 (see FIG. 2) such as a resolver. The speed reducer 142 is a worm speed reducer including a worm gear connected to the output shaft of the electric motor 141 and a worm wheel that meshes with the worm gear. A second pinion shaft 143 is attached to the worm wheel, and the second pinion shaft 143 meshes with the second rack 114 provided on the rack shaft 111.

電動モータ141は、運転者の操作状態に応じて駆動され、減速機142、および第二ピニオンシャフト143を介してアシストトルクがラックシャフト111に付与される。これにより、操作部材200から加えられるドライバトルクと電動モータ141からのアシストトルクに基づき転舵輪210は転舵するため、少ないドライバトルクで転舵輪210を転舵することが可能となる。 The electric motor 141 is driven according to the operating state of the driver, and assist torque is applied to the rack shaft 111 via the speed reducer 142 and the second pinion shaft 143. As a result, the steering wheel 210 is steered based on the driver torque applied from the operating member 200 and the assist torque from the electric motor 141, so that the steering wheel 210 can be steered with a small driver torque.

図2は、実施の形態1に係るドライバトルク推定装置の機能構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the driver torque estimation device according to the first embodiment.

ドライバトルク推定装置130は、ピニオンシャフト121、コラムシャフト123や、これを保持する軸受などの機械要素の組み合わせにより操作可能に保持される操作部材200の操作に応じて転舵輪210を転舵するステアリング装置100に適用され、運転者が操作部材200に入力するドライバトルクを推定する装置である。ドライバトルク推定装置130は、プログラムをコンピュータに実行させることにより実現される処理部として、トルク取得部131と、ドライバトルク推定部132と、操作状態特定部133と、更新部134とを備えている。実施の形態1の場合、ドライバトルク推定装置130は、さらに出力軸角度取得部136と、ノイズ状態特定部135を備えている。 The driver torque estimation device 130 steers the steering wheel 210 in response to the operation of the operating member 200 that is operably held by the combination of the pinion shaft 121, the column shaft 123, and the mechanical elements such as the bearing that holds the pinion shaft 121. It is a device applied to the device 100 and estimates the driver torque input to the operating member 200 by the driver. The driver torque estimation device 130 includes a torque acquisition unit 131, a driver torque estimation unit 132, an operation state specifying unit 133, and an update unit 134 as processing units realized by executing a program on a computer. .. In the case of the first embodiment, the driver torque estimation device 130 further includes an output shaft angle acquisition unit 136 and a noise state specifying unit 135.

トルク取得部131は、操作部材200と転舵輪210とを連結する機械要素に発生するトルクを取得する。実施の形態1の場合、トルク取得部131は、機械要素の一つであるピニオンシャフト121に発生するトルクをトルクセンサ152から取得する。トルクセンサ152から取得したトルクには、運転者が操作部材200を操作することにより発生するドライバトルク、アシスト機構140の電動モータ141から入力されるアシストトルク、転舵輪210から入力される路面反力トルクなどが含まれる。 The torque acquisition unit 131 acquires the torque generated in the mechanical element that connects the operating member 200 and the steering wheel 210. In the case of the first embodiment, the torque acquisition unit 131 acquires the torque generated in the pinion shaft 121, which is one of the mechanical elements, from the torque sensor 152. The torque acquired from the torque sensor 152 includes a driver torque generated by the driver operating the operating member 200, an assist torque input from the electric motor 141 of the assist mechanism 140, and a road surface reaction force input from the steering wheel 210. Includes torque and more.

実施の形態1の場合、トルク取得部131は、ドライバトルク推定装置130の周期毎にトルクセンサ152から一つの値としてトルクを取得する。 In the case of the first embodiment, the torque acquisition unit 131 acquires torque as one value from the torque sensor 152 for each cycle of the driver torque estimation device 130.

出力軸角度取得部136は、トルクセンサ152の出力軸側の角度をドライバトルク推定部に入力する入力変数として取得する。実施の形態1の場合、出力軸角度取得部136は、電動モータ141の出力軸の角度をモータ角度センサ144から取得し、減速機142のギア比、第二ピニオンシャフト143と第二ラック114とのギア比、ピニオンシャフト121とラック113とのギア比などに基づき出力軸角度を算出する。 The output shaft angle acquisition unit 136 acquires the angle on the output shaft side of the torque sensor 152 as an input variable to be input to the driver torque estimation unit. In the case of the first embodiment, the output shaft angle acquisition unit 136 acquires the angle of the output shaft of the electric motor 141 from the motor angle sensor 144, and the gear ratio of the speed reducer 142, the second pinion shaft 143 and the second rack 114. The output shaft angle is calculated based on the gear ratio of the pinion shaft 121, the gear ratio of the pinion shaft 121 and the rack 113, and the like.

ドライバトルク推定部132は、トルク取得部131が取得したトルクを用いて非線形演算に基づきドライバトルクを推定する。ドライバトルク推定部132が採用しうる非線形の演算は、例えば非線形オブザーバ、パーティクルフィルタ、Moving Horizon推定器などを例示することができる。実施の形態1の場合、ドライバトルク推定部132は、トルク取得部131が取得したトルク、および出力軸角度取得部136がモータ角度センサ144から得られた情報を演算処理して取得した出力軸角度を入力とし、非線形カルマンフィルタを用いてドライバトルクを推定している。 The driver torque estimation unit 132 estimates the driver torque based on the nonlinear calculation using the torque acquired by the torque acquisition unit 131. Non-linear operations that can be adopted by the driver torque estimation unit 132 can be exemplified by, for example, a non-linear observer, a particle filter, a Moving Horizon estimator, and the like. In the case of the first embodiment, the driver torque estimation unit 132 calculates and processes the torque acquired by the torque acquisition unit 131 and the information acquired by the output shaft angle acquisition unit 136 from the motor angle sensor 144 to acquire the output shaft angle. Is used as an input, and the driver torque is estimated using a non-linear Kalman filter.

コラムシャフト123について、以下のモデルが成立する。 The following model is established for the column shaft 123.

Figure 2022026837000002
Figure 2022026837000002

上記式1のモデルを状態遷移方程式で表し、オイラー法(または、ルンゲクッタ法)で離散化する。 The model of Equation 1 above is represented by a state transition equation and discretized by the Euler method (or Runge-Kutta method).

Figure 2022026837000003
Figure 2022026837000003

式2の3行目のドライバートルクTd(k)は、ランダムウォークモデルである。 The driver torque Td (k) in the third line of the equation 2 is a random walk model.

ここで、非線形カルマンフィルタにおけるシステムノイズの共分散行列Q(k)は、下式3で表される Here, the covariance matrix Q (k) of the system noise in the nonlinear Kalman filter is expressed by the following equation 3.

Figure 2022026837000004
Figure 2022026837000004

入力軸の角度の分散と入力軸の角速度の分散とは、予め定められた一定値である。具体的には、角度、角速度が急峻に変化している状況でも問題なくドライバトルクが推定できるように試験、シミュレーションなどにより事前に入力軸の角度の分散と入力軸の角速度の分散とをチューニングしている。ドライバトルクの分散は、更新部134によって更新される。 The variance of the angle of the input shaft and the variance of the angular velocity of the input shaft are predetermined constant values. Specifically, the dispersion of the input shaft angle and the dispersion of the input shaft angular velocity are tuned in advance by testing, simulation, etc. so that the driver torque can be estimated without problems even in situations where the angle and angular velocity are changing sharply. ing. The driver torque distribution is updated by the update unit 134.

操作状態特定部133は、操作部材200の動作を示す動作情報に基づき運転者の操作部材の操作状態を特定する。実施の形態1の場合、操作状態特定部133は、図3に示すように、ローパスフィルタ部161と、第一統計処理部162と、を備えている。 The operation state specifying unit 133 specifies the operation state of the driver's operation member based on the operation information indicating the operation of the operation member 200. In the case of the first embodiment, the operation state specifying unit 133 includes a low-pass filter unit 161 and a first statistical processing unit 162, as shown in FIG.

ローパスフィルタ部161は、トルク取得部131から取得するトルクを動作情報として取得し、操作周波数帯域のトルクを抽出する。操作周波数帯域を決定するローパスフィルタ部161のカットオフ周波数は、特に限定されるものではないが、運転者が操作部材200を操作する周期を考慮し数Hz程度をカットオフ周波数として採用することが好ましい。つまり、操作周波数帯域は数Hz以下である。 The low-pass filter unit 161 acquires the torque acquired from the torque acquisition unit 131 as operation information, and extracts the torque in the operation frequency band. The cutoff frequency of the low-pass filter unit 161 that determines the operating frequency band is not particularly limited, but a few Hz may be adopted as the cutoff frequency in consideration of the cycle in which the driver operates the operating member 200. preferable. That is, the operating frequency band is several Hz or less.

第一統計処理部162は、ローパスフィルタ部161を通過した動作情報を所定の第一期間内において移動統計処理し、運転者が操作部材200を急峻に操作した度合い(緩慢に操作した度合い)を示す値を導出する。実施の形態1の場合、第一統計処理部162は、ローパスフィルタ部161により抽出された操作周波数帯域のトルクの移動分散を演算により取得する。移動分散を演算する際のウインドウサイズは特に限定されるものではない。実施の形態1の場合、ドライバトルク推定装置130の処理周期毎にトルクが一つ得られるため、ウインドウサイズを所定数(例えば10)に設定している。これにより、ドライバトルク推定装置130のメモリの負荷を抑制し、操作状態特定部133の特定のリアルタイム性の向上を図ることができる。 The first statistical processing unit 162 performs motion statistical processing on the operation information that has passed through the low-pass filter unit 161 within a predetermined first period, and determines the degree to which the driver has steeply operated the operating member 200 (the degree to which the operating member 200 has been slowly operated). Derive the value shown. In the case of the first embodiment, the first statistical processing unit 162 acquires the movement variance of the torque in the operation frequency band extracted by the low-pass filter unit 161 by calculation. The window size when calculating the movement variance is not particularly limited. In the case of the first embodiment, since one torque is obtained for each processing cycle of the driver torque estimation device 130, the window size is set to a predetermined number (for example, 10). As a result, it is possible to suppress the load on the memory of the driver torque estimation device 130 and improve the specific real-time performance of the operation state specifying unit 133.

ノイズ状態特定部135は、操作状態特定部133が取得する動作情報と同じ動作情報に基づきステアリング装置100が搭載される車両の電磁気的な環境によるノイズ状態などを特定する。実施の形態1の場合、ノイズ状態特定部135は、図4に示すように、ハイパスフィルタ部164と、第二統計処理部165と、を備えている。 The noise state specifying unit 135 specifies a noise state due to the electromagnetic environment of the vehicle on which the steering device 100 is mounted, based on the same operation information as the operation information acquired by the operation state specifying unit 133. In the case of the first embodiment, the noise state specifying unit 135 includes a high-pass filter unit 164 and a second statistical processing unit 165, as shown in FIG.

ハイパスフィルタ部164は、トルク取得部131から取得するトルクを動作情報として取得し、高周波数帯域のセンサノイズを抽出する。ハイパスフィルタ部164のカットオフ周波数は、特に限定されるものではないが、ステアリング装置100が搭載される車両が備えるECU(Electronic Control Unit)などから入力されるノイズの周波数を考慮し数百Hz程度をカットオフ周波数として採用することが好ましい。 The high-pass filter unit 164 acquires the torque acquired from the torque acquisition unit 131 as operation information, and extracts the sensor noise in the high frequency band. The cutoff frequency of the high-pass filter unit 164 is not particularly limited, but is about several hundred Hz in consideration of the frequency of noise input from an ECU (Electronic Control Unit) or the like provided in the vehicle equipped with the steering device 100. Is preferably adopted as the cutoff frequency.

第二統計処理部165は、ハイパスフィルタ部164を通過した動作情報を所定の第二期間内において移動統計処理し、観測ノイズを特定する指標を導出する。実施の形態1の場合、第二統計処理部165は、ハイパスフィルタ部164により抽出された高周波数帯域のセンサノイズの移動分散を演算により取得する。移動分散を演算する際のウインドウサイズは特に限定されるものではない。実施の形態1の場合、ウインドウサイズは、第一統計処理部162と同じ数(例えば10)に設定している。これにより、ドライバトルク推定装置130のメモリの負荷を抑制し、操作状態特定部133の特定のリアルタイム性の向上を図ることができる。 The second statistical processing unit 165 performs motion statistical processing on the operation information that has passed through the high-pass filter unit 164 within a predetermined second period, and derives an index for specifying the observed noise. In the case of the first embodiment, the second statistical processing unit 165 acquires the movement dispersion of the sensor noise in the high frequency band extracted by the high-pass filter unit 164 by calculation. The window size when calculating the movement variance is not particularly limited. In the case of the first embodiment, the window size is set to the same number (for example, 10) as that of the first statistical processing unit 162. As a result, it is possible to suppress the load on the memory of the driver torque estimation device 130 and improve the specific real-time performance of the operation state specifying unit 133.

更新部134は、操作状態特定部133の特定結果に基づき、ドライバトルク推定部132に用いられる非線形演算に適用されるパラメータ値を更新する。実施の形態1の場合、更新部134は、操作状態特定部133が導出した操作周波数帯域におけるトルクの分散を取得し、取得したトルクの分散を共分散行列Q(k)におけるドライバトルクの分散としてドライバトルク推定部132に入力する。 The update unit 134 updates the parameter value applied to the nonlinear calculation used in the driver torque estimation unit 132 based on the specific result of the operation state specifying unit 133. In the case of the first embodiment, the update unit 134 acquires the torque distribution in the operation frequency band derived by the operation state specifying unit 133, and the acquired torque distribution is used as the driver torque dispersion in the covariance matrix Q (k). Input to the driver torque estimation unit 132.

また実施の形態1の場合、更新部134は、ノイズ状態特定部135の特定結果に基づき、ドライバトルク推定部132に用いられる非線形演算に適用されるパラメータ値を更新する。更新部134は、ノイズ状態特定部135が導出した高周波数帯域におけるトルクの分散を取得し、取得したトルクの分散を観測ノイズの分散としてドライバトルク推定部132に入力する。 Further, in the case of the first embodiment, the updating unit 134 updates the parameter value applied to the nonlinear calculation used in the driver torque estimation unit 132 based on the specific result of the noise state specifying unit 135. The update unit 134 acquires the torque dispersion in the high frequency band derived by the noise state specifying unit 135, and inputs the acquired torque dispersion to the driver torque estimation unit 132 as the observed noise dispersion.

ドライバトルク推定部132は、更新部134により更新されたパラメータ値に基づきドライバトルクを推定し、例えば運転者が操作部材200に触れているか否か、車両を操向するために積極的に操作部材200に触れているか否かなどを判定する操作状態判定装置220等に推定したドライバトルクを提供する。 The driver torque estimation unit 132 estimates the driver torque based on the parameter value updated by the update unit 134, and actively controls the operation member to steer the vehicle, for example, whether or not the driver is touching the operation member 200. The estimated driver torque is provided to the operation state determination device 220 or the like for determining whether or not the 200 is touched.

図5は、ドライバトルク推定装置の1周期における処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing a processing flow in one cycle of the driver torque estimation device.

ドライバトルク推定装置130は、所定の周期でドライバトルクの推定を繰り返す。ドライバトルク推定装置130の処理の1周期において、トルク取得部131、出力軸角度取得部136などは各センサから測定値を取得する(S101)。操作状態特定部133は、トルクセンサ152の測定値に基づきパラメータ値の一つであるトルクの分散を特定する。またノイズ状態特定部135は、パラメータ値の他の一つである観測ノイズの分散を特定する(S102)。 The driver torque estimation device 130 repeats the estimation of the driver torque at a predetermined cycle. In one cycle of processing of the driver torque estimation device 130, the torque acquisition unit 131, the output shaft angle acquisition unit 136, and the like acquire measured values from each sensor (S101). The operation state specifying unit 133 specifies the distribution of torque, which is one of the parameter values, based on the measured value of the torque sensor 152. Further, the noise state specifying unit 135 specifies the variance of the observed noise, which is one of the other parameter values (S102).

更新部134は、操作状態特定部133からトルクの分散をドライバトルクの分散として取得し、ドライバトルク推定部132に取得したドライバトルクの分散を出力してドライバトルクの分散を更新させる。また、ノイズ状態特定部135からノイズの分散を観測ノイズの分散として取得し、ドライバトルク推定部132に取得した観測ノイズの分散を出力して観測ノイズの分散を更新させる(S103)。 The update unit 134 acquires the torque distribution as the driver torque distribution from the operation state specifying unit 133, outputs the acquired driver torque distribution to the driver torque estimation unit 132, and updates the driver torque distribution. Further, the variance of the noise is acquired from the noise state specifying unit 135 as the variance of the observed noise, and the variance of the acquired observed noise is output to the driver torque estimation unit 132 to update the variance of the observed noise (S103).

ドライバトルク推定部132は、トルク取得部131が取得したトルク、出力軸角度取得部136が取得した出力軸角度に基づき更新されたパラメータ値に基づき非線形カルマンフィルタを計算し、ドライバトルクを推定する(S104)。 The driver torque estimation unit 132 calculates the nonlinear Kalman filter based on the parameter values updated based on the torque acquired by the torque acquisition unit 131 and the output shaft angle acquired by the output shaft angle acquisition unit 136, and estimates the driver torque (S104). ).

ドライバトルク推定部132は、例えば操作状態判定装置220に推定したドライバトルクを出力する(S105)。 The driver torque estimation unit 132 outputs the estimated driver torque to, for example, the operation state determination device 220 (S105).

(実施の形態2)
続いて、ドライバトルク推定装置、およびステアリング装置の他の実施の形態について説明する。なお、前記実施の形態1と同様の作用や機能、同様の形状や機構や構造を有するもの(部分)には同じ符号を付して説明を省略する場合がある。また、以下では実施の形態1と異なる点を中心に説明し、同じ内容については説明を省略する場合がある。
(Embodiment 2)
Subsequently, another embodiment of the driver torque estimation device and the steering device will be described. In addition, the same reference numerals may be given to those having the same functions and functions as those in the first embodiment, and the same shapes, mechanisms and structures, and the description thereof may be omitted. Further, in the following, the points different from those of the first embodiment will be mainly described, and the same contents may be omitted.

図6は、実施の形態2に係るステアリング装置を示す図である。同図に示すように、実施の形態2に係るステアリング装置100は、トルクセンサ152を備えていない。 FIG. 6 is a diagram showing a steering device according to the second embodiment. As shown in the figure, the steering device 100 according to the second embodiment does not include the torque sensor 152.

図7は、実施の形態2に係るドライバトルク推定装置の機能構成を示すブロック図である。ドライバトルク推定装置130は、操作量取得部137と、トルク取得部131と、ドライバトルク推定部132と、操作状態特定部133と、更新部134と、出力軸角度取得部136と、ノイズ状態特定部135を備えている。 FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of the driver torque estimation device according to the second embodiment. The driver torque estimation device 130 includes an operation amount acquisition unit 137, a torque acquisition unit 131, a driver torque estimation unit 132, an operation state specification unit 133, an update unit 134, an output shaft angle acquisition unit 136, and a noise state specification. It has a part 135.

操作量取得部137は、操作量センサ151から操作部材200の操作量を取得する。実施の形態2の場合、操作量取得部137は、操作部材200の回転に伴って回転するコラムシャフト123の回転量(回転角)を入力軸角度として取得する。 The operation amount acquisition unit 137 acquires the operation amount of the operation member 200 from the operation amount sensor 151. In the case of the second embodiment, the operation amount acquisition unit 137 acquires the rotation amount (rotation angle) of the column shaft 123 that rotates with the rotation of the operation member 200 as the input shaft angle.

トルク取得部131は、出力軸角度取得部136が取得した出力軸角度と、操作量取得部137が取得した入力軸角度に基づきトルクを算出して取得する。トルクを算出する方法は、特に限定されるものではなく、線形演算、非線形演算のいずれでも構わない。実施の形態2の場合、トルク取得部131は、線形のトーションバーモデルに基づきトルクを算出している。具体的には、入力軸角度と出力軸角度の差分に係数を乗算することによりトルクを算出している。 The torque acquisition unit 131 calculates and acquires the torque based on the output shaft angle acquired by the output shaft angle acquisition unit 136 and the input shaft angle acquired by the operation amount acquisition unit 137. The method for calculating the torque is not particularly limited, and either linear calculation or non-linear calculation may be used. In the case of the second embodiment, the torque acquisition unit 131 calculates the torque based on the linear torsion bar model. Specifically, the torque is calculated by multiplying the difference between the input shaft angle and the output shaft angle by a coefficient.

更新部134は、操作状態特定部133の第一統計処理部162が算出したトルクの分散に対し第一閾値を含む段階的な閾値を設け、隣り合う閾値で区切られた領域のそれぞれに異なるドライバトルクの分散が設定されたシステムノイズ分散マップを備えている。システムノイズ分散マップは、第一統計情報であるトルクの分散が第一閾値以上の各領域に対しては、段階的にドライバトルク推定部132の応答性が高くなるように段階的に大きくなるドライバトルクの分散が設定される。一方、トルクの分散が第一閾値未満の各領域に対しては、ドライバトルク推定部132の応答性が低くなるように段階的に小さくなるドライバトルクの分散が設定される。 The update unit 134 provides a stepwise threshold value including a first threshold value for the torque dispersion calculated by the first statistical processing unit 162 of the operation state specifying unit 133, and different drivers are provided for each of the regions separated by the adjacent threshold values. It has a system noise distribution map with torque distribution set. The system noise dispersion map is a driver that gradually increases in response to the driver torque estimation unit 132 for each region where the torque dispersion, which is the first statistical information, is equal to or greater than the first threshold value. Torque distribution is set. On the other hand, for each region where the torque distribution is less than the first threshold value, the driver torque distribution that is gradually reduced is set so that the responsiveness of the driver torque estimation unit 132 becomes low.

図8は、実施の形態2に係る更新部のシステムノイズの更新処理の流れを示すフローチャートである。実施の形態2の場合、更新部134は、第一閾値と第一閾値よりも大きな第三閾値で区切られた三つの領域のそれぞれに段階的に大きくなる第一システムノイズ、第二システムノイズ、第三システムノイズが設定されたシステムノイズ分散マップを備えている。 FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the system noise update process of the update unit according to the second embodiment. In the case of the second embodiment, the update unit 134 gradually increases the first system noise and the second system noise in each of the three regions separated by the first threshold value and the third threshold value larger than the first threshold value. It has a system noise distribution map with a third system noise set.

更新部134は、操作状態特定部133からトルクの分散を取得すると(S201)、システムノイズ分散マップに照らし合わせ、トルクの分散が第一閾値未満の場合(S202:YES)、第一システムノイズを決定する(S203)。トルクの分散が第一閾値以上、かつ第三閾値未満の場合(S204:YES)、第二システムノイズを決定する(S205)。トルクの分散が第三閾値以上の場合(S204:No)、第三システムノイズを決定する(S205)。更新部134は、決定したシステムノイズを用いてドライバトルク推定部132のパラメータ値を更新する(S207)。 When the update unit 134 acquires the torque dispersion from the operation state specifying unit 133 (S201), it compares the torque distribution with the system noise distribution map, and when the torque distribution is less than the first threshold value (S202: YES), the first system noise is generated. Determine (S203). When the torque dispersion is equal to or greater than the first threshold value and less than the third threshold value (S204: YES), the second system noise is determined (S205). When the torque dispersion is equal to or greater than the third threshold value (S204: No), the third system noise is determined (S205). The update unit 134 updates the parameter value of the driver torque estimation unit 132 using the determined system noise (S207).

また更新部134は、ノイズ状態特定部135の第二統計処理部165が算出したノイズの分散に対し第二閾値を含む段階的な閾値を設け、隣り合う閾値で区切られた領域のそれぞれに異なる観測ノイズの分散が設定された観測ノイズ分散マップを備えている。観測ノイズ分散マップは、第二統計情報であるノイズの分散が第二閾値以上の各領域に対しては、段階的にドライバトルク推定部132の応答性が低くなるように段階的に大きくなる観測ノイズの分散が設定される。一方、ノイズの分散が第二閾値未満の各領域に対しては、ドライバトルク推定部132の応答性が高くなるように段階的に小さくなる観測ノイズの分散が設定される。 Further, the update unit 134 provides a stepwise threshold value including a second threshold value for the noise dispersion calculated by the second statistical processing unit 165 of the noise state specifying unit 135, and is different for each of the regions delimited by the adjacent threshold values. It is equipped with an observation noise dispersion map in which the variance of the observation noise is set. The observation noise variance map is an observation that the driver torque estimation unit 132 gradually increases in response to each region where the noise variance, which is the second statistical information, is equal to or higher than the second threshold value. Noise distribution is set. On the other hand, for each region where the noise dispersion is less than the second threshold value, the observation noise dispersion that is gradually reduced is set so that the responsiveness of the driver torque estimation unit 132 becomes high.

図9は、実施の形態2に係る更新部の観測ノイズの更新処理の流れを示すフローチャートである。実施の形態2の場合、更新部134は、第二閾値と第二閾値よりも大きな第四閾値で区切られた三つの領域のそれぞれに段階的に大きくなる第一観測ノイズ、第二観測ノイズ、第三観測ノイズが設定された観測ノイズ分散マップを備えている。 FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the observation noise update process of the update unit according to the second embodiment. In the case of the second embodiment, the update unit 134 gradually increases the first observation noise and the second observation noise in each of the three regions separated by the second threshold value and the fourth threshold value larger than the second threshold value. It is equipped with an observation noise distribution map in which the third observation noise is set.

更新部134は、ノイズ状態特定部135からノイズの分散を取得すると(S301)、観測ノイズ分散マップに照らし合わせ、ノイズの分散が第二閾値未満の場合(S302:YES)、第一観測ノイズを決定する(S303)。ノイズの分散が第二閾値以上、かつ第四閾値未満の場合(S304:YES)、第二観測ノイズを決定する(S305)。ノイズの分散が第四閾値以上の場合(S304:No)、第三観測ノイズを決定する(S305)。更新部134は、決定した観測ノイズを用いてドライバトルク推定部132のパラメータ値を更新する(S307)。 When the update unit 134 acquires the noise variance from the noise state specifying unit 135 (S301), it compares it with the observed noise dispersion map, and when the noise variance is less than the second threshold value (S302: YES), the first observed noise is obtained. Determine (S303). When the noise dispersion is equal to or greater than the second threshold value and less than the fourth threshold value (S304: YES), the second observed noise is determined (S305). When the noise dispersion is equal to or greater than the fourth threshold value (S304: No), the third observed noise is determined (S305). The update unit 134 updates the parameter value of the driver torque estimation unit 132 using the determined observation noise (S307).

以上の実施の形態にかかるドライバトルク推定装置130、およびドライバトルク推定装置130を備えたステアリング装置100によれば、運転者が操作部材を操作する状態、例えば操作部材を急峻に操作している状態と、緩慢に操作している状態とを適切に検出することができる。そして検出された操作状態に応じて例えば非線形カルマンフィルタに適応されるシステムノイズ共分散行列に含まれるパラメータ値を更新して応答性を調整している。これにより、ドライバトルクを安定した状態で高精度に推定することができる。 According to the driver torque estimation device 130 and the steering device 100 including the driver torque estimation device 130 according to the above embodiment, a state in which the driver operates the operating member, for example, a state in which the operating member is steeply operated. And the state of slow operation can be detected appropriately. Then, the parameter values included in the system noise covariance matrix applied to the nonlinear Kalman filter are updated according to the detected operation state to adjust the responsiveness. As a result, the driver torque can be estimated with high accuracy in a stable state.

また、ドライバトルクを推定するために入力される情報から観測ノイズを抽出し、これに基づきパラメータ値を更新してドライバトルク推定部132の応答性を調整している。これにより、車両における電気的、磁気的な環境の変化に適切に対応して高精度にドライバトルクを推定することができる。また、センサの個体差を吸収することもできるためドライバトルク推定装置130の汎用性、信頼性を高めることが可能となる。 Further, the observed noise is extracted from the information input for estimating the driver torque, and the parameter value is updated based on the observed noise to adjust the responsiveness of the driver torque estimation unit 132. As a result, the driver torque can be estimated with high accuracy in response to changes in the electrical and magnetic environment of the vehicle. Further, since it is possible to absorb individual differences of the sensor, it is possible to improve the versatility and reliability of the driver torque estimation device 130.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in the present specification and excluding some of the components may be an embodiment of the present invention. The present invention also includes modifications obtained by making various modifications that can be conceived by those skilled in the art within the scope of the gist of the present invention, that is, the meaning indicated by the wording described in the claims, with respect to the above-described embodiment. Will be.

例えば、操作状態特定部133は、トルクセンサ152から得られるトルク、または操作部材200の回転角を動作情報として取得して操作状態を特定したが、これ以外の動作情報を用いて操作状態を特定しても構わない。また、複数のセンサからそれぞれ得られる複数の動作情報を組み合わせて操作状態を特定しても構わない。 For example, the operation state specifying unit 133 acquires the torque obtained from the torque sensor 152 or the rotation angle of the operation member 200 as operation information to specify the operation state, but specifies the operation state by using other operation information. It doesn't matter. Further, the operation state may be specified by combining a plurality of operation information obtained from each of the plurality of sensors.

また、更新部134がシステムノイズ分散マップなどの操作状態とパラメータ値とが対応付けられたマップを備えている場合などにおいて、操作状態特定部133は、操作状態を示す値として2乗平均などの統計結果を操作状態として導出しても構わない。 Further, when the update unit 134 includes a map in which the operation state and the parameter value are associated with each other, such as a system noise distribution map, the operation state specifying unit 133 uses a squared average or the like as a value indicating the operation state. The statistical result may be derived as an operation state.

また、システムノイズの分散、および観測ノイズの分散を更新対象のパラメータとして説明したが、観測ノイズの分散については、事前の試験でチューニングした一定値でも構わない。また、ドライバトルクを推定するモデルに応じて更新対象のパラメータを選定しても構わない。 Further, although the variance of the system noise and the variance of the observed noise have been described as the parameters to be updated, the dispersion of the observed noise may be a constant value tuned in the preliminary test. Further, the parameter to be updated may be selected according to the model for estimating the driver torque.

100…ステアリング装置、110…転舵機構、111…ラックシャフト、112…タイロッド、113…ラック、114…第二ラック、120…伝達機構、121…ピニオンシャフト、122…インタミディエイトシャフト、123…コラムシャフト、124…ピニオン、125…ユニバーサルジョイント、130…ドライバトルク推定装置、131…トルク取得部、132…ドライバトルク推定部、133…操作状態特定部、134…更新部、135…ノイズ状態特定部、136…出力軸角度取得部、137…操作量取得部、140…アシスト機構、141…電動モータ、142…減速機、143…第二ピニオンシャフト、144…モータ角度センサ、151…操作量センサ、152…トルクセンサ、153…トーションバー、161…ローパスフィルタ部、162…第一統計処理部、164…ハイパスフィルタ部、165…第二統計処理部、200…操作部材、210…転舵輪、220…操作状態判定装置 100 ... Steering device, 110 ... Steering mechanism, 111 ... Rack shaft, 112 ... Tie rod, 113 ... Rack, 114 ... Second rack, 120 ... Transmission mechanism, 121 ... Pinion shaft, 122 ... Intermediate shaft, 123 ... Column Shaft, 124 ... Pinion, 125 ... Universal joint, 130 ... Driver torque estimation device, 131 ... Torque acquisition unit, 132 ... Driver torque estimation unit, 133 ... Operation state specification unit, 134 ... Update unit, 135 ... Noise state specification unit, 136 ... Output shaft angle acquisition unit, 137 ... Operation amount acquisition unit, 140 ... Assist mechanism, 141 ... Electric motor, 142 ... Reducer, 143 ... Second pinion shaft, 144 ... Motor angle sensor, 151 ... Operation amount sensor, 152 ... Torque sensor, 153 ... Torque bar, 161 ... Low pass filter unit, 162 ... First statistical processing unit, 164 ... High pass filter unit, 165 ... Second statistical processing unit, 200 ... Operating member, 210 ... Steering wheel, 220 ... Operation Status judgment device

Claims (5)

複数の機械要素の組み合わせにより操作可能に保持される操作部材の操作に応じて転舵輪を転舵するステアリング装置に適用されるドライバトルク推定装置であって、
前記機械要素に発生するトルクを取得するトルク取得部と、
運転者が前記操作部材に加える力であるドライバトルクを前記トルク取得部から取得したトルクを用いて非線形演算に基づき推定するドライバトルク推定部と、
前記操作部材の動作を示す動作情報に基づき運転者の操作部材の操作状態を特定する操作状態特定部と、
前記操作状態特定部の特定結果に基づき、前記ドライバトルク推定部に用いられる前記非線形演算に適用されるパラメータ値を更新する更新部と、
を備えるドライバトルク推定装置。
A driver torque estimation device applied to a steering device that steers a steering wheel according to an operation of an operating member that is operably held by a combination of a plurality of mechanical elements.
A torque acquisition unit that acquires the torque generated in the machine element,
A driver torque estimation unit that estimates the driver torque, which is the force applied by the driver to the operating member, based on a non-linear calculation using the torque acquired from the torque acquisition unit.
An operation state specifying unit that specifies the operation state of the driver's operation member based on the operation information indicating the operation of the operation member, and the operation state specifying unit.
An update unit that updates the parameter value applied to the nonlinear operation used in the driver torque estimation unit based on the specific result of the operation state specifying unit, and an update unit.
A driver torque estimator equipped with.
前記操作部材の動作を示す動作情報に基づき前記ステアリング装置が搭載される車両のノイズ状態を特定するノイズ状態特定部をさらに備え、
前記更新部は、
前記ノイズ状態特定部の特定結果に基づき、前記ドライバトルク推定部に用いられる前記非線形演算に適用されるパラメータ値を更新する
請求項1に記載のドライバトルク推定装置。
Further provided with a noise state specifying unit for specifying the noise state of the vehicle on which the steering device is mounted based on the operation information indicating the operation of the operating member.
The update part
The driver torque estimation device according to claim 1, wherein the parameter value applied to the non-linear calculation used in the driver torque estimation unit is updated based on the specific result of the noise state specifying unit.
前記操作状態特定部は、
前記操作部材の操作量、および前記トルク取得部から取得するトルクの少なくとも一方を動作情報として取得し、ローパスフィルタに通した前記動作情報を所定の第一期間内において統計処理した結果である第一統計情報を特定し、
前記更新部は、
前記第一統計情報が第一閾値以上の場合、前記ドライバトルク推定部の応答性が高くなるように前記非線形演算に適用されるパラメータ値を更新し、前記第一統計情報が第一閾値未満の場合、前記ドライバトルク推定部の応答性が低くなるように前記非線形演算に適用されるパラメータ値を更新する
請求項1または2に記載のドライバトルク推定装置。
The operation state specifying unit is
It is the result of statistically processing the operation information obtained by acquiring at least one of the operation amount of the operation member and the torque acquired from the torque acquisition unit as operation information and passing the operation information through a low-pass filter within a predetermined first period. Identify the statistics and
The update part
When the first statistical information is equal to or more than the first threshold value, the parameter value applied to the nonlinear calculation is updated so that the responsiveness of the driver torque estimation unit becomes high, and the first statistical information is less than the first threshold value. The driver torque estimation device according to claim 1 or 2, wherein the parameter value applied to the non-linear calculation is updated so that the responsiveness of the driver torque estimation unit becomes low.
前記ノイズ状態特定部は、
前記操作部材の操作量、および前記トルク取得部から取得するトルクの少なくとも一方を動作情報として取得し、ハイパスフィルタに通した前記動作情報を所定の第二期間内において統計処理した結果である第二統計情報を特定し、
前記更新部は、
前記第二統計情報が第二閾値以上の場合、前記ドライバトルク推定部の応答性が低くなるように前記非線形演算に適用されるパラメータ値を更新し、前記第二統計情報が第二閾値未満の場合、前記ドライバトルク推定部の応答性が高くなるように前記非線形演算に適用されるパラメータ値を更新する
請求項2または請求項2を引用する請求項3に記載のドライバトルク推定装置。
The noise state specifying part is
It is the result of statistically processing the operation amount of the operation member and at least one of the torques acquired from the torque acquisition unit as operation information and passing the operation information through the high-pass filter within a predetermined second period. Identify the statistics and
The update part
When the second statistical information is equal to or more than the second threshold value, the parameter value applied to the nonlinear calculation is updated so that the responsiveness of the driver torque estimation unit becomes low, and the second statistical information is less than the second threshold value. The driver torque estimation device according to claim 2, wherein the parameter value applied to the non-linear calculation is updated so that the responsiveness of the driver torque estimation unit becomes high.
転舵輪を転舵する転舵機構と、
運転者による操作部材の操作を前記転舵機構に伝達する伝達機構と、
請求項1から4のいずれか一項に記載のドライバトルク推定装置と、
を備えるステアリング装置。
A steering mechanism that steers the steering wheel and
A transmission mechanism that transmits the operation of the operating member by the driver to the steering mechanism, and
The driver torque estimation device according to any one of claims 1 to 4, and the driver torque estimation device.
A steering device equipped with.
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