JP3374707B2 - 車両の操舵力推定装置 - Google Patents
車両の操舵力推定装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行する車両にお
けるハンドルの操舵力を推定する車両の操舵力推定装置
に関する。
けるハンドルの操舵力を推定する車両の操舵力推定装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両が走行する周囲の交通状況に
応じて車両の駆動や操舵、制動を自動的に制御すること
で、車両を自動走行させるシステムが開発されてきてい
る。このような車両の自動操舵制御装置にあっては、例
えば、車両の走行中にテレビカメラによって運転者の視
界に相当する前方の映像を入力し、その検出結果に基づ
いて自車に対する車線や他車などとの位置関係や交通状
況を把握し、自車の操舵方向、操舵力、制動力を演算
し、その演算結果に基づいて車両を自動操舵している。
この場合、走行する自車の操舵角や操舵力などは各種の
センサを用いて検出していた。
応じて車両の駆動や操舵、制動を自動的に制御すること
で、車両を自動走行させるシステムが開発されてきてい
る。このような車両の自動操舵制御装置にあっては、例
えば、車両の走行中にテレビカメラによって運転者の視
界に相当する前方の映像を入力し、その検出結果に基づ
いて自車に対する車線や他車などとの位置関係や交通状
況を把握し、自車の操舵方向、操舵力、制動力を演算
し、その演算結果に基づいて車両を自動操舵している。
この場合、走行する自車の操舵角や操舵力などは各種の
センサを用いて検出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この操舵力センサは、
一般的に、パワーステアリング装置内に設けられてステ
アリングホイールを操作したときのトーションバーのね
じれ角（操舵力に比例）をポテンションメータによって
電圧信号に変換して操舵力を求めている。このような操
舵力センサを用いたものとしては、例えば、特開平７−
１０４８５０号公報に開示されたものがあり、ステアリ
ングコラムシャフトにトルクセンサ（操舵力センサ）を
取り付けている。ところが、このように車両の操舵力を
得るためにトルクセンサを用いることで、製造コストを
増加させてしまうという問題がある。
一般的に、パワーステアリング装置内に設けられてステ
アリングホイールを操作したときのトーションバーのね
じれ角（操舵力に比例）をポテンションメータによって
電圧信号に変換して操舵力を求めている。このような操
舵力センサを用いたものとしては、例えば、特開平７−
１０４８５０号公報に開示されたものがあり、ステアリ
ングコラムシャフトにトルクセンサ（操舵力センサ）を
取り付けている。ところが、このように車両の操舵力を
得るためにトルクセンサを用いることで、製造コストを
増加させてしまうという問題がある。
【０００４】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、簡単な構成で車両の操舵力を精度良く推定する
ことを可能とした車両の操舵力推定装置を提供すること
を目的とする。
あって、簡単な構成で車両の操舵力を精度良く推定する
ことを可能とした車両の操舵力推定装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の車両の操舵力推定装置では、車速
検出手段と操舵角検出手段とヨーレイト検出手段とを設
けると共に、車速と操舵角に基づいて基準ヨーレイトを
算出する基準ヨーレイト算出手段を設け、横断勾配算出
手段が検出ヨーレイトと基準ヨーレイトに基づいて車両
が走行する路面の横断勾配を算出し、横すべり角推定手
段がこの路面の横断勾配と操舵角に基づいて車両の前輪
横すべり角を推定し、操舵力推定手段がこの前輪横すべ
り角に基づいて操舵力を推定するようにしてある。従っ
て、操舵力センサを用いずに車両の操舵力を高精度に推
定することができ、製造コストの増加を防止できる。
めの請求項１の発明の車両の操舵力推定装置では、車速
検出手段と操舵角検出手段とヨーレイト検出手段とを設
けると共に、車速と操舵角に基づいて基準ヨーレイトを
算出する基準ヨーレイト算出手段を設け、横断勾配算出
手段が検出ヨーレイトと基準ヨーレイトに基づいて車両
が走行する路面の横断勾配を算出し、横すべり角推定手
段がこの路面の横断勾配と操舵角に基づいて車両の前輪
横すべり角を推定し、操舵力推定手段がこの前輪横すべ
り角に基づいて操舵力を推定するようにしてある。従っ
て、操舵力センサを用いずに車両の操舵力を高精度に推
定することができ、製造コストの増加を防止できる。
【０００６】また、請求項２の発明の車両の操舵力推定
装置では、操舵力推定手段が予め記憶された補正マップ
から操舵力を求めるようにしてある。従って、この補正
マップから操舵力を推定することができ、制御が容易と
なる。
装置では、操舵力推定手段が予め記憶された補正マップ
から操舵力を求めるようにしてある。従って、この補正
マップから操舵力を推定することができ、制御が容易と
なる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【０００８】図１に本発明の一実施形態に係る車両の操
舵力推定装置を表す制御ブロック、図２に操舵力を求め
るための補正マップを示す。
舵力推定装置を表す制御ブロック、図２に操舵力を求め
るための補正マップを示す。
【０００９】以下に説明する実施形態では、従来トルク
センサが操舵力に比例するトーションバーのねじれ角を
電気信号として検出し、この電気信号を変換して求めて
いた操舵力を、トルクセンサを用いずに推定している。
まず、本実施形態の車両の操舵力推定装置にて用いる横
断勾配について説明する。例えば、車両が道路の路面上
を走行するとき、この車両のほぼ中央部に搭載されたヨ
ーレイトセンサは車両の垂直軸まわりの回転速度を検出
しており、この道路が曲線路である場合、ヨーレイトセ
ンサが検出した検出値は、路面の横断勾配による成分と
道路の屈曲状態による成分とからなっている。即ち、 ヨーレイト検出値＝ 操舵角の成分によるヨーレイト＋横断勾配の成分によるヨーレイト となる。
センサが操舵力に比例するトーションバーのねじれ角を
電気信号として検出し、この電気信号を変換して求めて
いた操舵力を、トルクセンサを用いずに推定している。
まず、本実施形態の車両の操舵力推定装置にて用いる横
断勾配について説明する。例えば、車両が道路の路面上
を走行するとき、この車両のほぼ中央部に搭載されたヨ
ーレイトセンサは車両の垂直軸まわりの回転速度を検出
しており、この道路が曲線路である場合、ヨーレイトセ
ンサが検出した検出値は、路面の横断勾配による成分と
道路の屈曲状態による成分とからなっている。即ち、 ヨーレイト検出値＝ 操舵角の成分によるヨーレイト＋横断勾配の成分によるヨーレイト となる。
【００１０】このようなことを考慮に入れて、本実施形
態の車両の操舵力推定装置は、図１に示すように、車両
の速度Ｖを検出する車速検出手段としての車速センサ２
１と、車両の操舵角Ｈを検出する操舵角検出手段として
の操舵角センサ２２と、車両のヨーレイトγs を検出す
るヨーレイト検出手段としてのヨーレイトセンサ２３
と、車速Ｖと操舵角Ｈに基づいて基準ヨーレイトγb を
算出する基準ヨーレイト算出手段２４と、検出ヨーレイ
トγs と基準ヨーレイトγb に基づいて車両が走行する
路面の横断勾配θを算出する横断勾配算出手段２５、こ
の路面の横断勾配θと操舵角Ｈに基づいて車両の前輪横
すべり角βｆを推定する横すべり角推定手段２６と、こ
の前輪横すべり角βｆに基づいて操舵力Ｆを推定する操
舵力推定手段２７とを具えている。
態の車両の操舵力推定装置は、図１に示すように、車両
の速度Ｖを検出する車速検出手段としての車速センサ２
１と、車両の操舵角Ｈを検出する操舵角検出手段として
の操舵角センサ２２と、車両のヨーレイトγs を検出す
るヨーレイト検出手段としてのヨーレイトセンサ２３
と、車速Ｖと操舵角Ｈに基づいて基準ヨーレイトγb を
算出する基準ヨーレイト算出手段２４と、検出ヨーレイ
トγs と基準ヨーレイトγb に基づいて車両が走行する
路面の横断勾配θを算出する横断勾配算出手段２５、こ
の路面の横断勾配θと操舵角Ｈに基づいて車両の前輪横
すべり角βｆを推定する横すべり角推定手段２６と、こ
の前輪横すべり角βｆに基づいて操舵力Ｆを推定する操
舵力推定手段２７とを具えている。
【００１１】従って、車速センサ２１が車両の速度Ｖを
検出し、操舵角センサ２２が車両の操舵角Ｈを検出する
と、基準ヨーレイト算出手段２４はこの車速Ｖと操舵角
Ｈとから、下記数式（１）に基づいて基準ヨーレイトγ
b を算出する。この基準ヨーレイトγb は車両の操舵成
分によるものである。
検出し、操舵角センサ２２が車両の操舵角Ｈを検出する
と、基準ヨーレイト算出手段２４はこの車速Ｖと操舵角
Ｈとから、下記数式（１）に基づいて基準ヨーレイトγ
b を算出する。この基準ヨーレイトγb は車両の操舵成
分によるものである。
【００１２】
γb ＝ＶＨ／｛（１＋ＡＶ2 ）・Ｌ｝ ・・・（１）
Ａ：スタビリティファクタ
Ｌ：ホイールベース
【００１３】一方、ヨーレイトセンサ２３は車両のヨー
レイトγs を検出しており、このヨーレイトγs は操舵
角の成分によるヨーレイトと横断勾配の成分によるヨー
レイトを合わせたものであり、横断勾配算出手段２５
は、下記数式（２）のように、この検出ヨーレイトγs
から基準ヨーレイトγb を減算して偏差、即ち、横断勾
配の成分によるヨーレイトγc を算出する。 γc ＝γs −γb ・・・（２）
レイトγs を検出しており、このヨーレイトγs は操舵
角の成分によるヨーレイトと横断勾配の成分によるヨー
レイトを合わせたものであり、横断勾配算出手段２５
は、下記数式（２）のように、この検出ヨーレイトγs
から基準ヨーレイトγb を減算して偏差、即ち、横断勾
配の成分によるヨーレイトγc を算出する。 γc ＝γs −γb ・・・（２）
【００１４】そして、この横断勾配算出手段２５はヨー
レイトγc と車両の諸元及び車両状態量とから下記数式
（３）に基づいて路面の横断勾配θを算出する。
レイトγc と車両の諸元及び車両状態量とから下記数式
（３）に基づいて路面の横断勾配θを算出する。
【００１５】
sinθ＝（１／Ａｇ）・｛（１＋ＡＶ2 ）γc ／Ｖ｝ ・・・（３）
ｇ：重力加速度
【００１６】このように路面の横断勾配θが算出される
と、横すべり角推定手段２６はこの横断勾配θと操舵角
Ｈと車両の諸元及び車両状態量とから下記数式（４）に
基づいて車両の前輪横すべり角βｆを演算する。
と、横すべり角推定手段２６はこの横断勾配θと操舵角
Ｈと車両の諸元及び車両状態量とから下記数式（４）に
基づいて車両の前輪横すべり角βｆを演算する。
【００１７】
βｆ＝（sinθ・ｇＬ−Ｈ）／｛（１＋ＡＶ2 ）・ｇ｝ ・・・（４）
【００１８】そして、操舵力推定手段２７はこの前輪横
すべり角βｆに基づいて操舵力Ｆを推定するが、この場
合、図２に示す補正マップを用いる。図２に示すよう
に、この補正マップは横すべり角βｆに対する操舵力Ｆ
を表すものであって、横すべり角βｆが小さいときに
は、この横すべり角βｆの増加に伴って操舵力Ｆも比例
して増加するが、横すべり角βｆが所定値以上になる
と、横すべり角βｆの増加に伴って操舵力Ｆは減少して
しまうという関係にある。但し、実際には、横すべり角
βｆが小さい範囲にて、横すべり角βｆの増加に伴って
操舵力Ｆが比例して増加する関係を利用しており、補正
マップに代えて、横すべり角βｆと操舵力Ｆとの関係を
表す計算式を用いてもよい。従って、操舵力推定手段２
７はこの補正マップを用いて前輪横すべり角βｆから操
舵力Ｆを求めることができる。
すべり角βｆに基づいて操舵力Ｆを推定するが、この場
合、図２に示す補正マップを用いる。図２に示すよう
に、この補正マップは横すべり角βｆに対する操舵力Ｆ
を表すものであって、横すべり角βｆが小さいときに
は、この横すべり角βｆの増加に伴って操舵力Ｆも比例
して増加するが、横すべり角βｆが所定値以上になる
と、横すべり角βｆの増加に伴って操舵力Ｆは減少して
しまうという関係にある。但し、実際には、横すべり角
βｆが小さい範囲にて、横すべり角βｆの増加に伴って
操舵力Ｆが比例して増加する関係を利用しており、補正
マップに代えて、横すべり角βｆと操舵力Ｆとの関係を
表す計算式を用いてもよい。従って、操舵力推定手段２
７はこの補正マップを用いて前輪横すべり角βｆから操
舵力Ｆを求めることができる。
【００１９】このように本実施形態の車両の操舵力推定
装置にあっては、横断勾配算出手段２５が車速Ｖと操舵
角Ｈとヨーレイトγs とから路面の横断勾配θを算出
し、横すべり角推定手段２６がこの横断勾配θと操舵角
Ｈから車両の前輪横すべり角βｆを推定し、操舵力推定
手段２７が前輪横すべり角βｆから補正マップを用いて
操舵力Ｆを推定するようにしている。従って、操舵力セ
ンサを用いずに車両の操舵力を高精度に推定することが
でき、製造コストの増加を防止できる。
装置にあっては、横断勾配算出手段２５が車速Ｖと操舵
角Ｈとヨーレイトγs とから路面の横断勾配θを算出
し、横すべり角推定手段２６がこの横断勾配θと操舵角
Ｈから車両の前輪横すべり角βｆを推定し、操舵力推定
手段２７が前輪横すべり角βｆから補正マップを用いて
操舵力Ｆを推定するようにしている。従って、操舵力セ
ンサを用いずに車両の操舵力を高精度に推定することが
でき、製造コストの増加を防止できる。
【００２０】
【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の車両の操舵力推定装置によれ
ば、車速検出手段と操舵角検出手段とヨーレイト検出手
段とを設け、基準ヨーレイト算出手段によって検出車速
と検出操舵角に基づいて基準ヨーレイトを算出し、横断
勾配算出手段が検出ヨーレイトと基準ヨーレイトとに基
づいてこの車両が走行する路面の横断勾配を算出し、横
すべり角推定手段がこの路面の横断勾配と操舵角に基づ
いて車両の前輪横すべり角を推定し、操舵力推定手段が
この前輪横すべり角に基づいて操舵力を推定するように
したので、操舵力センサを用いずに簡単な構成で車両の
操舵力を高精度に推定することができ、製造コストの増
加を防止することができる。
ように請求項１の発明の車両の操舵力推定装置によれ
ば、車速検出手段と操舵角検出手段とヨーレイト検出手
段とを設け、基準ヨーレイト算出手段によって検出車速
と検出操舵角に基づいて基準ヨーレイトを算出し、横断
勾配算出手段が検出ヨーレイトと基準ヨーレイトとに基
づいてこの車両が走行する路面の横断勾配を算出し、横
すべり角推定手段がこの路面の横断勾配と操舵角に基づ
いて車両の前輪横すべり角を推定し、操舵力推定手段が
この前輪横すべり角に基づいて操舵力を推定するように
したので、操舵力センサを用いずに簡単な構成で車両の
操舵力を高精度に推定することができ、製造コストの増
加を防止することができる。
【００２１】また、請求項２の発明の車両の操舵力推定
装置によれば、操舵力推定手段が予め記憶された補正マ
ップから操舵力を求めるようにしたので、この補正マッ
プから操舵力を推定することができ、制御を容易とする
ことができる。
装置によれば、操舵力推定手段が予め記憶された補正マ
ップから操舵力を求めるようにしたので、この補正マッ
プから操舵力を推定することができ、制御を容易とする
ことができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の操舵力推定装
置を表す制御ブロック図である。
置を表す制御ブロック図である。
【図２】操舵力を求めるための補正マップを表すグラフ
である。
である。
２１ 車速センサ（車速検出手段）
２２ 操舵角センサ（操舵角検出手段）
２３ ヨーレイトセンサ（ヨーレイト検出手段）
２４ 基準ヨーレイト検出手段
２５ 横断勾配算出手段
２６ 横すべり角推定手段
２７ 操舵力推定手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B62D 6/00 - 6/06
Claims (2)
- 【請求項１】 車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記車両の操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記車
両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、前記
車速検出手段が検出した車速及び前記操舵角検出手段が
検出した操舵角に基づいて基準ヨーレイトを算出する基
準ヨーレイト算出手段と、前記ヨーレイト検出手段が検
出した検出ヨーレイト及び前記基準ヨーレイト算出手段
が算出した基準ヨーレイトに基づいて前記車両が走行す
る路面の横断勾配を算出する横断勾配算出手段と、前記
横断勾配算出手段が算出した路面の横断勾配と前記操舵
角検出手段が検出した操舵角に基づいて前記車両の前輪
横すべり角を推定する横すべり角推定手段と、該横すべ
り角推定手段が推定した前記車両の前輪横すべり角に基
づいて操舵力を推定する操舵力推定手段とを具えたこと
を特徴とする車両の操舵力推定装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の車両の操舵力推定装置に
おいて、前記操舵力推定手段は、予め記憶された補正マ
ップから前記操舵力を求めることを特徴とする車両の操
舵力推定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18096997A JP3374707B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 車両の操舵力推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18096997A JP3374707B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 車両の操舵力推定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1120725A JPH1120725A (ja) | 1999-01-26 |
| JP3374707B2 true JP3374707B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=16092452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18096997A Expired - Fee Related JP3374707B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 車両の操舵力推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3374707B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4123158B2 (ja) * | 2004-02-06 | 2008-07-23 | 三菱自動車工業株式会社 | 車両用パワーステアリング装置及び車両用外乱推定装置 |
| JP4217900B2 (ja) * | 2004-03-04 | 2009-02-04 | 三菱自動車工業株式会社 | 車両走行制御装置 |
| JP5011757B2 (ja) * | 2005-08-02 | 2012-08-29 | 日産自動車株式会社 | 車両用操舵装置 |
| JP6478318B2 (ja) * | 2014-12-25 | 2019-03-06 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 車両運動パラメータ推定装置 |
| JP6478743B2 (ja) * | 2015-03-23 | 2019-03-06 | 本田技研工業株式会社 | 移動体 |
| JP6450267B2 (ja) | 2015-06-23 | 2019-01-09 | 本田技研工業株式会社 | 移動体 |
-
1997
- 1997-07-07 JP JP18096997A patent/JP3374707B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1120725A (ja) | 1999-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20021029 |
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