JP5231923B2 - 路面摩擦係数推定装置 - Google Patents
路面摩擦係数推定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5231923B2 JP5231923B2 JP2008256540A JP2008256540A JP5231923B2 JP 5231923 B2 JP5231923 B2 JP 5231923B2 JP 2008256540 A JP2008256540 A JP 2008256540A JP 2008256540 A JP2008256540 A JP 2008256540A JP 5231923 B2 JP5231923 B2 JP 5231923B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- road surface
- friction coefficient
- surface friction
- rack thrust
- sampling time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
図1〜図9は本発明の実施の一形態を示し、図1は操舵機構と路面摩擦係数推定装置の構成図、図2は路面摩擦係数推定装置の機能ブロック図、図3は路面摩擦係数推定プログラムのフローチャート、図4は図3から続くフローチャート、図5は前輪すべり角に応じた重み係数の説明図、図6は横加速度に応じた重み係数の説明図、図7はサンプリング時間に応じた第1の重み係数の説明図、図8はサンプリング時間に応じた第2の重み係数の説明図、図9は路面カントに応じた重み係数の説明図である。
βfe=β+(lf/V)・γs−δf …(1)
ここで、lfは前軸−重心間距離、δfは前輪実舵角(=θh/n:nはハンドル角θhと実舵角の比)、βは車体すべり角で以下の(2)式により求められ、γsはヨーレートで以下の(3)式により求められる。
β=((1−(m/(2・(lf+lr)))・(lf/(lr・kr))・V2)
/(1+A・V2))・(lr/(lf+lr))・δf …(2)
γs=(1/(1+A・V2))・(V/(lf+lr))・δf …(3)
ここで、mは車両質量、lrは後軸−重心間距離、krは後輪等価コーナリングパワーである。また、Aは車両のスタビリティファクタであり、例えば、以下の(4)式により演算される。
A=−(m/(2・(lf+lr)2))
・((lf・kf−lr・kr)/(kf・kr)) …(4)
ここで、kfは前輪等価コーナリングパワーである。
であり、新たに、前輪すべり角βfeが演算されると、
と更新される。上述のように演算される現在の前輪すべり角βfeは、路面μ推定判定部10b、重み関数演算部10eに出力され、前輪すべり角βfveは路面μ演算部10fに出力される。
Fmse=ζ1・(2・π/hs)・Tp …(7)
ここで、ζ1はラック&ピニオンの効率、hsはラック&ピニオンの比ストローク、Tpはピニオンギヤトルクであり、以下の(8)式により演算される。
Tp=Th+ζ2・ηw・Tm …(8)
ここで、ζ2はウォームギヤの効率、ηwはウォームギヤ比、Tmは電動パワーステアリングモータ7のモータトルクであり、以下の(9)式により演算される。
ここで、sign(Th)は、操舵トルクThの符号を、kmはモータトルク定数を示す。
であり、新たに、推定ラック推力Fmseが演算されると、
と更新される。上述のように演算される推定ラック推力Fmsveは、路面μ演算部10fに出力される。このように、推定ラック推力演算部10cは、推定ラック推力算出手段として設けられている。
θca=((d2y/dt2)−V・γ)/g …(12)
W1[1]=W14[1]・W15[1]・(W11[1]+W12[1]+W13[1])
:
W1[m]=W14[m]・W15[m]・(W11[m]+W12[m]+W13[m])
:
W1[18]=W14[18]・W15[18]・(W11[18]+W12[18]+W13[18])
W1[19]=W14[19]・W15[19]・(W11[19]+W12[19]+W13[19])
/(3・ln・Wf・μ[n-1]2))・((l+2・ζc)
−(((6・l+4・ζc)・kf・βf[0])
/(9・Wf・μ[n-1]))+((l・kf2・βf[0]2)
/(9・Wf2・μ[n-1]2)))
(∂Fmd[1]/∂μ[n-1])=((kf2・βf[1]2)
/(3・ln・Wf・μ[n-1]2))・((l+2・ζc)
−(((6・l+4・ζc)・kf・βf[1])
/(9・Wf・μ[n-1]))+((l・kf2・βf[1]2)
/(9・Wf2・μ[n-1]2)))
:
(∂Fmd[m]/∂μ[n-1])=((kf2・βf[m]2)
/(3・ln・Wf・μ[n-1]2))・((l+2・ζc)
−(((6・l+4・ζc)・kf・βf[m])
/(9・Wf・μ[n-1]))+((l・kf2・βf[m]2)
/(9・Wf2・μ[n-1]2)))
:
(∂Fmd[18]/∂μ[n-1])=((kf2・βf[18]2)
/(3・ln・Wf・μ[n-1]2))・((l+2・ζc)
−(((6・l+4・ζc)・kf・βf[18])
/(9・Wf・μ[n-1]))+((l・kf2・βf[18]2)
/(9・Wf2・μ[n-1]2)))
(∂Fmd[19]/∂μ[n-1])=((kf2・βf[19]2)
/(3・ln・Wf・μ[n-1]2))・((l+2・ζc)
−(((6・l+4・ζc)・kf・βf[19])
/(9・Wf・μ[n-1]))+((l・kf2・βf[19]2)
/(9・Wf2・μ[n-1]2)))
尚、Fmd[0]〜Fmd[19]は、基準ラック推力Fmdveの各成分(詳しくは後述する)、lnはナックルアーム長、Wfは前輪接地荷重(静止時)、lはタイヤ接地面の進行方向長さ、ζcはキャスタトレールである。
δμ=[Jve[n-1]TW1veJve[n-1]+W2]−1
Jve[n-1]TW1ve[Fmsve−Fmdve[n-1]] …(15)
ここで、W2は実験的に定める固定値である。
μ[n]=μ[n-1]+δμ …(16)
左右輪の横力が略等しいと仮定すれば、基準ラック推力Fmd[0][n]は、Fialaのタイヤモデルにより、以下の(18)式により、演算される。
Fmd[0][n]=2・(1/ln)・(SAT+ζc・Fy) …(18)
ここで、SATはセルフアライニングトルクであり、以下の(19)式により演算され、Fyはタイヤ横力であり、以下の(20)式により演算される。
+(1/18)・ψ3−(1/162)・ψ4) …(19)
Fy=μ[n]・Wf・(ψ−(1/3)・ψ2+(1/27)・ψ3) …(20)
ψ=(kf/(μ[n]・Wf))・tanβf[0] …(21)
同様に、Fmd[1][n]〜Fmd[19][n]も演算される。
L[n]=[Fmsve−Fmdve[n]]TW1ve[Fmsve−Fmdve[n]]+W2・δμ2
…(22)
そして、この評価関数の前回値L[n-1]と今回値L[n]とを比較して、予め設定した値ε未満に収束しているか否か判定し、収束している場合は、そこで収束演算を止め、演算された路面μ推定値μ[n]を今回の路面μ推定値μ[z]として出力する。また、ε未満に収束していない場合は、再び、ヤコビアンJve[n-1]からの演算を繰り返す。
2 ハンドル
3 操舵軸
4 ピニオン
5 ラック
6 ホイール、タイヤ
7 電動パワーステアリングモータ
8 減速機
10 路面μ推定装置
10a 前輪すべり角演算部
10b 路面μ推定判定部(実行判定手段)
10c 推定ラック推力演算部(推定ラック推力算出手段)
10d カント演算部
10e 重み関数演算部(路面摩擦係数推定手段)
10f 路面μ演算部(基準ラック推力推定手段、路面摩擦係数推定手段)
11 ハンドル角センサ
12 操舵トルクセンサ
13 電動パワーステアリングモータ電流センサ
14 車速センサ
15 横加速度センサ
16 ヨーレートセンサ
Claims (8)
- 電動パワーステアリングを有する車両の路面摩擦係数推定装置において、
少なくとも操舵トルクに関するパラメータと上記電動パワーステアリングのモータのモータトルクに関するパラメータとに基づいて、サンプリング時間毎に推定ラック推力を算出する推定ラック推力算出手段と、
少なくとも車輪速に関するパラメータとハンドル角に関するパラメータとに基づいて、上記推定ラック推力の算出と同じタイミングで、路面摩擦係数をパラメータとして含むタイヤモデルにより基準ラック推力を算出する基準ラック推力算出手段と、
少なくとも上記サンプリング時間毎の上記推定ラック推力と上記基準ラック推力との偏差の二乗和が最小となるように上記路面摩擦係数の値を最適化計算により求める路面摩擦係数推定手段と、
を備えたことを特徴とする路面摩擦係数推定装置。 - 上記路面摩擦係数推定手段は、上記各サンプリング時間における上記偏差を二乗した値に、それぞれのサンプリング時間における計測条件に応じた重み関数を乗算した第1の評価関数と、前回算出した路面摩擦係数に対する今回の路面摩擦係数の修正量を二乗した値を含む第2の評価関数と、上記第1の評価関数と上記第2の評価関数との和である第3の評価関数とを求め、上記第3の評価関数を路面摩擦係数で偏微分した値が0となることを利用して上記路面摩擦係数の修正量を算出し、今回の路面摩擦係数を求めることを特徴とする請求項1記載の路面摩擦係数推定装置。
- 上記計測条件に応じた重み関数は、路面カントに応じて設定され、上記路面カントが大きい場合は小さく設定されることを特徴とする請求項2記載の路面摩擦係数推定装置。
- 上記重み関数は、前輪すべり角に応じて設定され、上記前輪すべり角の絶対値が大きいほど大きく設定されることを特徴とする請求項2記載の路面摩擦係数推定装置。
- 上記重み関数は、横加速度に応じて設定され、上記横加速度の絶対値が大きいほど大きく設定されることを特徴とする請求項2記載の路面摩擦係数推定装置。
- 上記重み関数は、サンプリング時間に応じて設定され、上記サンプリング時間が新しいほど大きく設定されることを特徴とする請求項2記載の路面摩擦係数推定装置。
- 上記重み関数は、サンプリング時間が一定時間経過している場合は該当するサンプリング時間における重み関数を0とすることを特徴とする請求項2記載の路面摩擦係数推定装置。
- 少なくとも操舵の切り増しが行われていない場合は、上記路面摩擦係数推定手段による上記路面摩擦係数の推定を禁止させる実行判定手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一つに記載の路面摩擦係数推定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008256540A JP5231923B2 (ja) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | 路面摩擦係数推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008256540A JP5231923B2 (ja) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | 路面摩擦係数推定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010083395A JP2010083395A (ja) | 2010-04-15 |
JP5231923B2 true JP5231923B2 (ja) | 2013-07-10 |
Family
ID=42247765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008256540A Expired - Fee Related JP5231923B2 (ja) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | 路面摩擦係数推定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5231923B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107499373A (zh) * | 2016-06-14 | 2017-12-22 | 操纵技术Ip控股公司 | 零到低车速下无转矩传感器提供辅助的修改静态轮胎模型 |
US10336363B2 (en) | 2015-09-03 | 2019-07-02 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Disabling controlled velocity return based on torque gradient and desired velocity error |
US10464594B2 (en) | 2015-09-03 | 2019-11-05 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Model based driver torque estimation |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6025273B2 (ja) | 2015-03-17 | 2016-11-16 | 富士重工業株式会社 | 車両の走行制御装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06266409A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-09-22 | Toshiba Corp | モデル予測制御装置 |
JP3047762B2 (ja) * | 1995-01-30 | 2000-06-05 | トヨタ自動車株式会社 | 車両状態推定装置 |
JP3344648B2 (ja) * | 1998-07-29 | 2002-11-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 車両用走行状態判定装置 |
JP3271945B2 (ja) * | 1998-08-27 | 2002-04-08 | 富士重工業株式会社 | 車両の路面摩擦係数推定装置 |
JP2001334921A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-04 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両の路面摩擦係数推定装置 |
JP3839248B2 (ja) * | 2000-11-24 | 2006-11-01 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
JP2002373159A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | 状態推定方式 |
JP5096725B2 (ja) * | 2006-11-01 | 2012-12-12 | 富士重工業株式会社 | 車両の路面摩擦係数推定装置 |
JP4926729B2 (ja) * | 2007-01-15 | 2012-05-09 | 富士重工業株式会社 | 車両の路面摩擦係数推定装置 |
-
2008
- 2008-10-01 JP JP2008256540A patent/JP5231923B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10336363B2 (en) | 2015-09-03 | 2019-07-02 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Disabling controlled velocity return based on torque gradient and desired velocity error |
US10464594B2 (en) | 2015-09-03 | 2019-11-05 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Model based driver torque estimation |
CN107499373A (zh) * | 2016-06-14 | 2017-12-22 | 操纵技术Ip控股公司 | 零到低车速下无转矩传感器提供辅助的修改静态轮胎模型 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010083395A (ja) | 2010-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8682599B2 (en) | Road surface friction coefficient estimating device and road surface friction coefficient estimating method | |
US20050216155A1 (en) | Steering device | |
JP5293814B2 (ja) | センサオフセット量推定装置 | |
JP2002012160A (ja) | 車両の路面摩擦係数推定装置 | |
JP5995040B2 (ja) | 路面摩擦係数推定装置及び方法 | |
CN109941342B (zh) | 估计转向力矩的方法和装置、用于车辆的横向控制的方法 | |
EP2964502B1 (en) | Method for calculating a desired yaw rate for a vehicle | |
US20050161279A1 (en) | Steering device | |
CN103279675A (zh) | 轮胎-路面附着系数与轮胎侧偏角的估计方法 | |
JP5231923B2 (ja) | 路面摩擦係数推定装置 | |
JP5206490B2 (ja) | 車両接地面摩擦状態推定装置及びその方法 | |
JP5251177B2 (ja) | 車両走行状態推定装置 | |
JP4568996B2 (ja) | 操舵装置と操舵装置の抗力算出装置 | |
KR20170136765A (ko) | 조향 제어 장치와 조향 제어 방법 및 그를 위한 조향상태 판단장치 | |
JP4319164B2 (ja) | 車両挙動状態推定装置 | |
JP5271209B2 (ja) | 路面摩擦係数推定装置 | |
JP5237035B2 (ja) | ラック推力推定装置 | |
US11834108B2 (en) | Dynamic vehicle model based assist without torque sensor | |
JP5304171B2 (ja) | 路面μ推定装置及びその方法 | |
JP5251176B2 (ja) | 車両走行状態推定装置 | |
KR102263187B1 (ko) | 차량의 후륜 조향장치 및 그 제어방법 | |
JP7497603B2 (ja) | 車体すべり角推定装置 | |
KR100892480B1 (ko) | 조향 복원토크 추정 시스템 | |
JP5428390B2 (ja) | 車両接地面摩擦状態推定装置及びその方法 | |
JP2008056048A (ja) | 車両用操舵装置、自動車及び車両用操舵方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110922 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121219 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130226 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130322 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5231923 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |