JP5025686B2 - 車両挙動制御装置 - Google Patents
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目標路面反力トルクと路面反力トルクに基づいて強い横風や轍、カントのような外乱の発生や、車両挙動の不安定状態、タイヤのグリップ力の低下などの車両状態を検出する車両状態検出装置において、目標路面反力トルクと実路面反力トルクに位相ずれがある場合、両トルクの周波数変化に伴い二つの信号の差分量が変化し、誤検出を起こす可能性があった。
また、目標路面反力トルクと実路面反力トルクの位相ずれは、車速だけでなく車両の搭乗者数や積載量の変化、タイヤ空気圧の変化、あるいは実路面反力トルクの計測若しくは推定に用いるセンサの経年変化等によるオフセットなどの原因でも生じる場合がある。
前記車両の車速を検出する車速検出手段、前記車両の車輪に生じる実路面反力トルク変化率を検出する路面反力トルク変化率検出手段、前記ハンドル角速度と前記車速に基づいて目標路面反力トルク変化率を演算する目標路面反力トルク変化率演算手段、前記検出された実路面反力トルク変化率と前記演算された目標路面反力トルク変化率に基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器、及び前記実路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率との位相ずれによる前記実路面反力トルク変化率前記目標路面反力トルクとの異符号状態に対応する不感帯を少なくとも一方が経た前記実路面反力トルク変化率及び前記目標路面反力トルク変化率に基づく前記車両状態検出信号が所定時間を継続すると車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を備え、前記車両状態検出確定手段により確定された車両状態検出信号に基づき前記実路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率との位相ずれによる誤制御を適正化するものである。
図1は、本発明の実施の形態1における車両用操舵制御装置の全体構成図である。車両用操舵制御装置は車両のステアリング機構(操舵機構とも言う)10に取り付けられる。ステアリング機構10は、ハンドル1と、ステアリング軸2と、ステアリングギアボックス3と、ラックアンドピニオン機構6、タイヤ7を含んでいる。
図1の車両用操舵制御装置は、ステアリング機構10に電気的に組み合わせたEPS(Electric Power Steering)用制御ユニット8を有する。この制御ユニット8には、トルクセンサ4からの操舵トルク検出信号Thdl(s)と、アシストモータ5からのモータ駆動電流検出信号Imtr(s)およびモータ駆動電圧検出信号Vmtr(s)とが入力される。この制御ユニット8は、アシストモータ5に対して、制御信号Imtr(t)を供給する。この制御信号Imtr(t)は、アシストモータ5に対する駆動目標電流である。
Ttran = Thdl + Tassist - J・dw/dt (1)
ただし、wはアシストモータ5の角速度であり、アシストモータ5の慣性トルクをJ・dw/dtとする。
Tassist = Ggear・Kt・Imtr (2)
ただし、Ggearはアシストモータ5とステアリング軸2との間の減速ギアの減速ギア比であり、Ktはアシストモータ5のトルク定数である。
Ttran = Talign + Tfric
= Talign + (Ggear・Tmfric + Tfrp) (3)
ただし、Tmfricはアシストモータ5における摩擦トルク、Tfrpはこのアシストモータ5における摩擦トルクTmfricを除く、ステアリング機構10の摩擦トルクであり、Tmfric・Gger + Tfrp = Tfricである。
込み、記憶する。
次に、ステップS702では、目標路面反力トルク信号Talign_ref(s)が予め設定された不感帯領域内であるかを判定する。
次に、ステップS705では、実路面反力トルク信号Talign_act(s)が予め設定された不感帯領域内であるかを判定する。
具体的には、一例として例えば、車速に応じて予め設定されたマップによって変更することとしてもよい。この場合は、例えば、推定路面反力トルクと実路面反力トルクの位相が最も一致する基準の車速から離れるほど不感帯a23、不感帯b24の不感帯領域や外乱トルク検出確定手段26の所定時間を大きくするようにマップを設定すればよい。
これにより、車速に応じた、より精度の高い外乱トルクの検出が可能となる。
本実施の形態2では、先の実施の形態1の車両用操舵制御装置に対して、ハンドル角検出器15を不要にし、より簡易な構成で実現したものについて説明する。簡易構成を実現するために、本実施の形態2では、先の実施の形態1における目標路面反力トルク演算手段17の代わりに、目標路面反力トルク変化率演算手段81を備えている。図9は、本発明の実施の形態2において、目標路面反力トルク変化率変算手段81を用いて車両状態を検出するための構成を示した図である。実施の形態1と同様、車両状態として外乱トルクの検出を行うことを例として説明する。
次に、ステップS902では、目標路面反力トルク信号dTalign_ref(s)が予め設定された不感帯領域内であるかを判定する。
次に、ステップS905では、実路面反力トルク変化率信号dTalign_act(s)が予め設定された不感帯領域内であるかを判定する。
具体的には、一例として例えば、車速に応じて予め設定されたマップによって変更することとしてもよい。この場合は、例えば、推定路面反力トルクと実路面反力トルクの位相が最も一致する基準の車速から離れるほど不感帯a23、不感帯b24の不感帯領域や外乱トルク検出確定手段26の所定時間を大きくするようにマップを設定すればよい。
これにより、車速に応じた、より精度の高い外乱トルクの検出が可能となる。
特徴点2.路面反力トルクに基づいて車両挙動を制御する車両挙動制御装置であって、車両のハンドル角を検出するハンドル角検出手段、前記車両の車速を検出する車速検出手段、前記車両の車輪に生じる実路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段、前記ハンドル角と前記車速に基づいて目標路面反力トルクを演算する目標路面反力トルク演算手段、前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクに基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器、及び前記車両状態検出信号が所定時間を継続すると車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を備え、前記車両状態検出確定手段により確定された車両状態検出信号に基づき前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクとの位相ずれによる誤制御を適正化することを特徴とする車両挙動制御装置。
特徴点3.路面反力トルクに基づいて車両挙動を制御する車両挙動制御装置であって、車両のハンドル角を検出する角度検出手段、前記車両の車速を検出する車速検出手段、前記車両の車輪に生じる実路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段、前記ハンドル角と前記車速に基づいて目標路面反力トルクを演算する目標路面反力トルク演算手段、前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクに基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器、及び前記車両状態検出信号が所定時間を継続すると車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を備え、前記検出された実路面反力トルク及び前記演算された目標路面反力トルクの少なくとも一つに対する所定の不感帯を有しこの所定の不感帯及び前記車両状態検出確定手段により確定された車両状態検出信号に基づき前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクとの位相ずれによる誤制御を適正化することを特徴とする車両挙動制御装置。
特徴点4.特徴点1又は特徴点3に記載の車両挙動制御装置において、前記不感帯は、前記車速によって不感帯領域が補正されることを特徴とする車両挙動制御装置。
特徴点5.特徴点2又は特徴点3に記載の車両挙動制御装置において、前記車両状態検出確定手段は、前記車速によって前記所定時間が補正されることを特徴とする車両挙動制御装置。
特徴点6.路面反力トルクに基づいて車両挙動を制御する車両挙動制御装置であって、車両のハンドル角速度を検出する角速度検出手段、前記車両の車速を検出する車速検出手段、前記車両の車輪に生じる実路面反力トルクの変化率を検出する路面反力トルク変化率検出手段、前記ハンドル角速度と前記車速に基づいて目標路面反力トルクの変化率を演算する目標路面反力トルク変化率演算手段、及び前記実路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率に基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器を備え、前記検出された実路面反力トルク変化率及び前記演算された目標路面反力トルク変化率の少なくとも一つに対する所定の不感帯を有しこの所定の不感帯に基づき前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクとの位相ずれによる誤制御を適正化することを特徴とする車両挙動制御装置。
特徴点7.路面反力トルクに基づいて車両挙動を制御する車両挙動制御装置であって、車両のハンドル角速度を検出する角速度検出手段、前記車両の車速を検出する車速検出手段、前記車両の車輪に生じる実路面反力トルクの変化率を検出する路面反力トルク変化率検出手段、前記ハンドル角速度と前記車速に基づいて目標路面反力トルクの変化率を演算する目標路面反力トルク変化率演算手段、前記実路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率に基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器、及び前記車両状態検出信号が所定時間を継続すると車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を備え、前記車両状態検出確定手段により確定された車両状態検出信号に基づき前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクとの位相ずれによる誤制御を適正化することを特徴とする車両挙動制御装置。
特徴点8.路面反力トルクに基づいて車両挙動を制御する車両挙動制御装置であって、車両のハンドル角速度を検出する角速度検出手段、前記車両の車速を検出する車速検出手段、前記車両の車輪に生じる実路面反力トルク変化率を検出する路面反力トルク変化率検出手段、前記ハンドル角速度と前記車速に基づいて目標路面反力トルク変化率を演算する目標路面反力トルク変化率演算手段、前記検出された実路面反力トルク変化率と前記演算された目標路面反力トルク変化率に基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器、及び前記車両状態検出信号が所定時間を継続すると車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を備え、前記検出された実路面反力トルク及び前記演算された目標路面反力トルクの少なくとも一つに対する所定の不感帯を有しこの所定の不感帯及び前記車両状態検出確定手段により確定された車両状態検出信号に基づき前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクとの位相ずれによる誤制御を適正化することを特徴とする車両挙動制御装置。
特徴点9.特徴点6又は特徴点8に記載の車両挙動制御装置において、前記不感帯は、前記車速によって不感帯領域が補正されることを特徴とする車両挙動制御装置。
特徴点10.特徴点7又は特徴点8に記載の車両挙動制御装置において、前記車両状態検出確定手段は、前記車速によって前記所定時間が補正されることを特徴とする車両挙動制御装置。
特徴点11.車両のハンドル角を検出する角度検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車両の車輪に生じる路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、前記ハンドル角と前記車速に基づいて目標路面反力トルクを演算する目標路面反力トルク演算手段と、前記路面反力トルクと前記目標路面反力トルクに基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を出力する車両状態検出器を備え、前記車両状態検出器への入力に際し、前記路面反力トルクと前記目標路面反力トルクの少なくとも一つに不感帯を有することを特徴とする車両用操舵制御装置。
特徴点12.車両のハンドル角を検出する角度検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車両の車輪に生じる路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、前記ハンドル角と前記車速に基づいて目標路面反力トルクを演算する目標路面反力トルク演算手段と、前記路面反力トルクと前記目標路面反力トルクに基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を出力する車両状態検出器を備え、前記車両状態検出信号が予め設定した所定時間を継続したときに車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を有することを特徴とする車両用操舵制御装置。
特徴点13.車両のハンドル角を検出する角度検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車両の車輪に生じる路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、前記ハンドル角と前記車速に基づいて目標路面反力トルクを演算する目標路面反力トルク演算手段と、前記路面反力トルクと前記目標路面反力トルクに基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を出力する車両状態検出器を備え、前記車両状態検出器への入力に際し、前記路面反力トルクと前記目標路面反力トルクの少なくとも一つに不感帯を有するとともに、前記車両状態検出信号が予め設定した所定時間を継続したときに車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を有することを特徴とする車両用操舵制御装置。
特徴点14.前記不感帯は、前記車速によって不感帯領域を補正することを特徴とする特徴点11若しくは特徴点13に記載の車両用操舵制御装置。
特徴点15.前記車両状態検出確定手段は、前記車速によって前記所定時間を補正することを特徴とする特徴点12または特徴点13に記載の車両用操舵制御装置。
特徴点16.車両のハンドル角速度を検出する角速度検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車両の車輪に生じる路面反力トルク変化率を検出する路面反力トルク変化率検出手段と、前記ハンドル角速度と前記車速に基づいて目標路面反力トルク変化率を演算する目標路面反力トルク変化率演算手段と、前記路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率に基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を出力する車両状態検出器を備え、前記車両状態検出器への入力に際し、前記路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率の少なくとも一つに不感帯を有することを特徴とする車両用操舵制御装置。
特徴点17.車両のハンドル角速度を検出する角速度検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車両の車輪に生じる路面反力トルク変化率を検出する路面反力トルク変化率検出手段と、前記ハンドル角速度と前記車速に基づいて目標路面反力トルク変化率を演算する目標路面反力トルク変化率演算手段と、前記路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率に基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を出力する車両状態検出器を備え、前記車両状態検出信号が予め設定した所定時間を継続したときに車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を有することを特徴とする車両用操舵制御装置。
特徴点18.車両のハンドル角速度を検出する角速度検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車両の車輪に生じる路面反力トルク変化率を検出する路面反力トルク変化率検出手段と、前記ハンドル角速度と前記車速に基づいて目標路面反力トルク変化率を演算する目標路面反力トルク変化率演算手段と、前記路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率に基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を出力する車両状態検出器を備え、前記車両状態検出器への入力に際し、前記路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率の少なくとも一つに不感帯を有するとともに、前記車両状態検出信号が予め設定した所定時間を継続したときに車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を有することを特徴とする車両用操舵制御装置。
特徴点19.前記不感帯は、前記車速によって不感帯領域を補正することを特徴とする特徴点16若しくは特徴点18に記載の車両用操舵制御装置。
特徴点20.前記車両状態検出確定手段は、前記車速によって前記所定時間を補正することを特徴とする特徴点7または特徴点8に記載の車両用操舵制御装置。
3 ステアリングギアBOX、 4 トルクセンサ、
5 モータ、 6 ラックアンドピニオン軸、
7 タイヤ、 8 制御装置、
9 ハンドル角センサ(ハンドル角検出手段)、
10 ステアリング機構、
11 車速検出器(車速検出手段)、 12 …操舵トルク検出器、
13 モータ角速度検出器、 14 モータ角加速度検出器、
15 ハンドル角検出器(ハンドル角検出手段)、
16 実路面反力トルク検出器(路面反力トルク検出手段)、
17 目標路面反力トルク演算手段、
18 アシストトルク決定ブロック(車両状態検出器)、
19 モータ電流決定器、 20 モータ電流比較器、
21 モータ駆動器、 22 モータ電流検出器、
23 不感帯a、 24 不感帯b、
25 外乱トルク検出手段、
26 外乱トルク検出確定手段(車両状態検出確定手段)。
Claims (10)
- 路面反力トルクに基づいて車両挙動を制御する車両挙動制御装置であって、
車両のハンドル角を検出するハンドル角検出手段、
前記車両の車速を検出する車速検出手段、
前記車両の車輪に生じる実路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段、
前記ハンドル角と前記車速に基づいて目標路面反力トルクを演算する目標路面反力トルク演算手段、
前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクに基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器、及び
前記実路面反力トルクと前記目標路面反力トルクとの位相ずれによる前記実路面反力トルクと前記目標路面反力トルクとの異符号状態に対応する不感帯を少なくとも一方が経た前記実路面反力トルク及び前記目標路面反力トルクに基づいて車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を備え、
前記車両状態検出確定手段により確定された車両状態検出信号に基づき前記実路面反力トルクと前記目標路面反力トルクとの位相ずれによる誤制御を適正化する
ことを特徴とする車両挙動制御装置。 - 路面反力トルクに基づいて車両挙動を制御する車両挙動制御装置であって、
車両のハンドル角を検出するハンドル角検出手段、
前記車両の車速を検出する車速検出手段、
前記車両の車輪に生じる実路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段、
前記ハンドル角と前記車速に基づいて目標路面反力トルクを演算する目標路面反力トルク演算手段、
前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクに基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器、及び
前記車両状態検出信号が所定時間を継続すると車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を備え、
前記車両状態検出確定手段により確定された車両状態検出信号に基づき前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクとの位相ずれによる誤制御を適正化する
ことを特徴とする車両挙動制御装置。 - 路面反力トルクに基づいて車両挙動を制御する車両挙動制御装置であって、
車両のハンドル角を検出するハンドル角検出手段、
前記車両の車速を検出する車速検出手段、
前記車両の車輪に生じる実路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段、
前記ハンドル角と前記車速に基づいて目標路面反力トルクを演算する目標路面反力トルク演算手段、
前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクに基づいて車両
状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器、及び
前記実路面反力トルクと前記目標路面反力トルクとの位相ずれによる前記実路面反力トルクと前記目標路面反力トルクとの異符号状態に対応する不感帯を少なくとも一方が経た前記実路面反力トルク及び前記目標路面反力トルクに基づく前記車両状態検出信号が所定時間継続すると車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を備え、
前記車両状態検出確定手段により確定された車両状態検出信号に基づき前記実路面反力トルクと前記目標路面反力トルクとの位相ずれによる誤制御を適正化する
ことを特徴とする車両挙動制御装置。 - 請求項1又は請求項3に記載の車両挙動制御装置において、
前記不感帯は、前記車速によって不感帯領域が補正される
ことを特徴とする車両挙動制御装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の車両挙動制御装置において、
前記車両状態検出確定手段は、前記車速によって前記所定時間が補正される
ことを特徴とする車両挙動制御装置。 - 路面反力トルクに基づいて車両挙動を制御する車両挙動制御装置であって、
車両のハンドル角速度を検出する角速度検出手段、
前記車両の車速を検出する車速検出手段、
前記車両の車輪に生じる実路面反力トルクの変化率を検出する路面反力トルク変化率検出手段、
前記ハンドル角速度と前記車速に基づいて目標路面反力トルクの変化率を演算する目標路面反力トルク変化率演算手段、
前記実路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率に基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器、及び
前記実路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率との位相ずれによる前記実路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率との異符号状態に対応する不感帯を少なくとも一方が経た前記実路面反力トルク変化率及び前記目標路面反力トルク変化率に基づいて車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を備え、
前記車両状態検出確定手段により確定された車両状態検出信号に基づき前記実路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率との位相ずれによる誤制御を適正化する
ことを特徴とする車両挙動制御装置。 - 路面反力トルクに基づいて車両挙動を制御する車両挙動制御装置であって、
車両のハンドル角速度を検出する角速度検出手段、
前記車両の車速を検出する車速検出手段、
前記車両の車輪に生じる実路面反力トルクの変化率を検出する路面反力トルク変化率検出手段、
前記ハンドル角速度と前記車速に基づいて目標路面反力トルクの変化率を演算する目標路面反力トルク変化率演算手段、
前記実路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率に基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器、及び
前記車両状態検出信号が所定時間を継続すると車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を備え、
前記車両状態検出確定手段により確定された車両状態検出信号に基づき前記検出された実路面反力トルクと前記演算された目標路面反力トルクとの位相ずれによる誤制御を適正化する
ことを特徴とする車両挙動制御装置。 - 路面反力トルクに基づいて車両挙動を制御する車両挙動制御装置であって、
車両のハンドル角速度を検出する角速度検出手段、
前記車両の車速を検出する車速検出手段、
前記車両の車輪に生じる実路面反力トルク変化率を検出する路面反力トルク変化率検出手段、
前記ハンドル角速度と前記車速に基づいて目標路面反力トルク変化率を演算する目標路面反力トルク変化率演算手段、
前記検出された実路面反力トルク変化率と前記演算された目標路面反力トルク変化率に基づいて車両状態を検出し車両状態検出信号を前記車両挙動を制御するための出力とする車両状態検出器、及び
前記実路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率との位相ずれによる前記
実路面反力トルク変化率前記目標路面反力トルクとの異符号状態に対応する不感帯を少なくとも一方が経た前記実路面反力トルク変化率及び前記目標路面反力トルク変化率に基づく前記車両状態検出信号が所定時間を継続すると車両状態検出を確定する車両状態検出確定手段を備え、
前記車両状態検出確定手段により確定された車両状態検出信号に基づき前記実路面反力トルク変化率と前記目標路面反力トルク変化率との位相ずれによる誤制御を適正化する
ことを特徴とする車両挙動制御装置。 - 請求項6又は請求項8に記載の車両挙動制御装置において、
前記不感帯は、前記車速によって不感帯領域が補正される
ことを特徴とする車両挙動制御装置。 - 請求項7又は請求項8に記載の車両挙動制御装置において、
前記車両状態検出確定手段は、前記車速によって前記所定時間が補正される
ことを特徴とする車両挙動制御装置。
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