WO2014068793A1 - 操舵制御装置 - Google Patents

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WO2014068793A1
WO2014068793A1 PCT/JP2012/078655 JP2012078655W WO2014068793A1 WO 2014068793 A1 WO2014068793 A1 WO 2014068793A1 JP 2012078655 W JP2012078655 W JP 2012078655W WO 2014068793 A1 WO2014068793 A1 WO 2014068793A1
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vibration
braking
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steering
frequency band
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PCT/JP2012/078655
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佳夫 工藤
鈴木 善昭
洋司 国弘
久代 育生
武志 後藤
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トヨタ自動車株式会社
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    • G16ZINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G16Z99/00Subject matter not provided for in other main groups of this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a steering control device for a steering device in which a steering wheel and a steered wheel are mechanically connected.
  • Patent Documents 1 to 4 listed below disclose techniques for suppressing vibrations transmitted to such a steering wheel in an electric power steering apparatus that performs assist control of the driver's steering torque using the assist torque of the electric motor. .
  • the technique of Patent Document 1 extracts a specific frequency component from the output signal (driver steering torque) of the torque sensor, and increases the compensation component based on the differential value of the steering torque when the frequency component is equal to or greater than a predetermined threshold value.
  • the vibration of the steering system is suppressed.
  • the vibration of the steering system is detected based on the force (vertical force, front-rear force) and rotational torque in the left and right front wheels detected by the wheel force detection sensor at a high vehicle speed, Transmission of the vibration to the steering wheel is suppressed by the output of the motor.
  • uncomfortable steering system vibration is detected based on the detection signal of the axial force sensor of the tie rod and a filter, and transmission of the vibration to the steering wheel is transmitted to the output signal of the steering angular velocity sensor (the steering shaft It is suppressed by the output of the electric motor based on the rotational angular velocity).
  • control correction amount corresponding to the steering acceleration is multiplied by the acceleration adaptive gain corresponding to the vehicle acceleration, and the output of the electric motor is controlled based on the multiplied value, so that sudden braking during straight traveling is performed.
  • the vibration of the steering system at the time (the vibration generated in the wheel by the braking force transmitted to the steering system) is suppressed.
  • the frequency band of the vibration of the steering system accompanying the braking force overlaps the frequency band of the vibration related to the road information.
  • steering torque, front wheel force or rotational torque, tie rod axial force or steering acceleration is used for vibration detection, so that vibration related to the braking force is detected and transmitted to the steering wheel. There is room for improvement in control.
  • the present invention has an object to provide a steering control device that improves the disadvantages of the conventional example and can accurately suppress the transmission of vibration related to the braking force to the steering wheel. To do.
  • the present invention includes a vibration suppression control unit that suppresses transmission of vibration to the steering wheel in a steering system in which a steering wheel and a steered wheel are mechanically connected, and the vibration suppression When a braking force is generated in the steered wheel, the control unit is configured to reduce a vibration during braking of the steering system accompanying the braking operation of the steered wheel based on a value in a predetermined frequency band of a brake fluid pressure of the steered wheel. It is characterized by executing suppression control.
  • the vibration suppression control unit executes the braking vibration suppression control when a value of the brake fluid pressure in a predetermined frequency band is a predetermined value or more.
  • the vibration suppression control unit counts the number of times that the value of the brake fluid pressure in a predetermined frequency band is equal to or greater than a predetermined value, and when the number of times exceeds the predetermined number, the predetermined value may be decreased. desirable.
  • the vibration suppression control unit changes a control gain for suppressing the braking vibration based on a value of the brake fluid pressure in a predetermined frequency band.
  • the vibration suppression control unit counts the number of times that the value of the brake fluid pressure in a predetermined frequency band is equal to or greater than a predetermined value, and when the number of times is equal to or greater than the predetermined number, It is desirable to change the control gain.
  • the vibration suppression control unit executes the suppression control of the braking vibration based on a differential value of a value of the brake fluid pressure in a predetermined frequency band.
  • the vibration suppression control unit executes the suppression control of the braking vibration when the differential value of the value in the predetermined frequency band of the brake fluid pressure is a predetermined value or more.
  • the vibration suppression control unit counts the number of times that the differential value of the value in the predetermined frequency band of the brake fluid pressure becomes a predetermined value or more, and when the number of times becomes the predetermined number or more, the predetermined value is decreased. It is desirable to do.
  • the vibration suppression control unit changes a control gain for suppressing the vibration during braking based on a differential value of a value of the brake fluid pressure in a predetermined frequency band.
  • the vibration suppression control unit counts the number of times that the differential value of the value in the predetermined frequency band of the brake fluid pressure is equal to or greater than a predetermined value, and when the number of times exceeds the predetermined number, It is desirable to change the control gain with respect to the differential value of the value.
  • the value of the brake fluid pressure in the predetermined frequency band is a value obtained by Fourier-transforming a brake fluid pressure detection signal in the predetermined frequency band.
  • the steering control device when a braking force is generated on the steered wheel, the steering system is braked according to the braking operation of the steered wheel based on the value of the brake fluid pressure of the steered wheel in a predetermined frequency band. Perform vibration suppression control. That is, the steering control device improves the accuracy of determining whether or not the braking vibration is generated by the value of the brake fluid pressure in the predetermined frequency band. Therefore, the braking control can be performed by executing the suppression control when the braking vibration is generated. Transmission of time vibration to the steering wheel can be accurately suppressed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a vehicle to which a steering control device according to the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a diagram showing a gain with respect to the frequency of the detection signal of the brake fluid pressure of the front wheels.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining suppression control of vibration during braking in the steering control device of the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between the FFT peak value and the vibration suppression control gain in the steering control device of the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between the FFT peak value and the vibration suppression control gain in the steering control device of the second modification.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an FFT peak value and a vibration suppression control gain in the steering control device of the third modification.
  • FIG. 7 is a diagram comparing the determination timing based on the FFT peak value and the determination timing based on the differential value of the FFT peak value in Modification 4.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the vehicle speed, the primary rotational frequency of the front wheels, the unsprung resonance frequency of the front wheels, and the region where vibration during braking can occur.
  • This steering control device performs its arithmetic processing operation by an electronic control device (hereinafter referred to as “steering ECU”) 1 mounted on the vehicle 10.
  • the braking control device performs the arithmetic processing operation by an electronic control device (hereinafter referred to as “braking ECU”) 2.
  • the Wfi represents the left front wheel Wfl and the right front wheel Wfr.
  • Wri represents the left rear wheel Wrl and the right rear wheel Wrr.
  • the vehicle 10 includes a power source such as an unillustrated engine (an engine such as an internal combustion engine) and a rotating machine (an electric motor or a motor generator), and a power transmission device such as a transmission (not illustrated) that transmits the power to driving wheels.
  • a power source such as an unillustrated engine (an engine such as an internal combustion engine) and a rotating machine (an electric motor or a motor generator)
  • a power transmission device such as a transmission (not illustrated) that transmits the power to driving wheels.
  • the vehicle 10 is provided with a steering device 20 that steers the front wheels Wfi and a braking device 30 that generates a braking force on each of the wheels Wfi and Wri.
  • the steering device 20 includes a steering wheel 21 as a steering operator operated by the driver, a rotating shaft (hereinafter referred to as “steering shaft”) 22 connected to the steering wheel 21, and rotation of the steering shaft 22. And a turning force transmission unit 23 for turning the front wheels Wfi.
  • the steering wheel 21 and the front wheel Wfi are mechanically connected. Therefore, the turning force transmission unit 23 includes a turning force transmission mechanism that converts the rotational torque of the steering shaft 22 into the turning force and transmits the turning force to the front wheels Wfi.
  • the steering force transmission mechanism is a so-called rack and pinion mechanism using a rack gear and a pinion gear (not shown), for example.
  • the steering device 20 is configured as an electric power steering (EPS) device that assists the steering operation of the driver. Therefore, the steering device 20 is provided with a steering assist unit 24 that reduces the steering torque of the driver's steering wheel 21 with the assist torque.
  • the steering assist unit 24 includes an electric motor 24a and a speed reducer 24b, and transmits output torque of the electric motor 24a to the steering shaft 22 via the speed reducer 24b. When the transmitted output torque is generated in the same direction as the steering direction of the driver (the rotation direction of the steering shaft 22), it acts as an assist torque that reduces the steering torque.
  • the steering ECU 1 calculates a target value of the assist torque based on the driver's steering torque detected by the torque sensor 25.
  • the steering ECU 1 controls the electric motor 24a so that the assist torque becomes a target value.
  • the torque sensor 25 is, for example, a resolver sensor or the like disposed on the steering shaft 22.
  • the braking device 30 includes a brake pedal 31, a braking booster (hereinafter referred to as “brake booster”) 32, a master cylinder 33, and a hydraulic pressure adjustment unit (hereinafter referred to as “brake actuator”) 34.
  • Reference numeral 35fi denotes a brake hydraulic pressure pipe 35fl for the left front wheel Wfl and a brake hydraulic pressure pipe 35fr for the right front wheel Wfr.
  • Reference numeral 35ri denotes a brake hydraulic pressure pipe 35rl for the left rear wheel Wrl and a brake hydraulic pressure pipe 35rr for the right rear wheel Wrr.
  • 36fi represents a braking force generator 36fl of the left front wheel Wfl and a braking force generator 36fr of the right front wheel Wfr.
  • 36ri represents a braking force generator 36rl of the left rear wheel Wrl and a braking force generator 36rr of the right rear wheel Wrr.
  • the brake pedal 31 is a braking operator operated by the driver when performing a braking operation.
  • the brake booster 32 doubles the operation pressure (pedal depression force) accompanying the driver's braking operation input to the brake pedal 31 at a predetermined boost ratio.
  • the master cylinder 33 converts the pedal effort doubled by the brake booster 32 into a brake fluid pressure (hereinafter referred to as “master cylinder pressure”) corresponding to the operation amount of the brake pedal 31.
  • the brake actuator 34 adjusts the master cylinder pressure as it is or for each wheel and supplies the pressure to each wheel Wfi, Wri.
  • the brake fluid pressure pipes 35fi and 35ri transmit the brake fluid pressure that has passed through the brake actuator 34 to the wheels Wfi and Wri.
  • the braking force generators 36fi and 36ri are composed of, for example, a disc rotor, a caliper, and the like, and generate braking force on the respective wheels Wfi and Wri by supplying the brake fluid pressure of the respective brake fluid pressure pipes 35fi and 35ri.
  • the brake actuator 34 is provided with, for example, a normally open type pressure increasing valve and a normally closed type pressure reducing valve for each of the wheels Wfi and Wri.
  • the brake actuator 34 is provided with various control valves in addition to the pressure increasing valve and the pressure reducing valve.
  • the brake ECU 2 can generate a braking force with an individual magnitude for each wheel Wfi, Wri by controlling the brake actuator 34 by a predetermined opening / closing operation of each control valve.
  • the steering wheel 21 and the front wheel Wfi are mechanically connected as described above. For this reason, the vibration generated in the meantime and the vibration generated with the input from the road surface to the front wheel Wfi are transmitted to the steering wheel 21 via the steering shaft 22 and the like.
  • the vibration of the steering system is transmitted to the driver via the steering wheel 21.
  • the vibration of the steering system generated in the former apparatus is unpleasant for the driver, and can be said to be a useless vibration for the driver.
  • the latter vibration of the steering system accompanying the input from the road surface conveys the road surface condition and the state of the front wheels Wfi with respect to the road surface to the driver, and can be said to be useful vibration for the driver.
  • the steering ECU 1 is provided with a vibration suppression control unit that suppresses transmission of useless vibration to the steering wheel 21 while allowing transmission of useful vibration to the steering wheel 21.
  • the vibration suppression control unit transmits the beneficial vibration accompanying the input from the road surface to the steering wheel 21 by suppressing useless vibration in the steering system. That is, the steering control device of the present embodiment transmits such useful vibrations from the road surface to the steering wheel 21 and transmits information on the vibrations (so-called road information) to the driver. We are trying to improve.
  • the vibration suppression control can be performed by a method well known in this technical field. For example, this vibration suppression control is performed so as to leave vibration in the frequency band (about 10 to 40 Hz) related to the road information.
  • the frequency band includes vibration during braking (hereinafter referred to as “braking vibration”) (about 15 to 20 Hz).
  • the braking vibration is vibration generated when the braking force generator 36fi generates braking force on the front wheel Wfi, and is transmitted to the steering wheel 21 from the front wheel Wfi via the steering shaft 22 and the like. This is an unpleasant vibration. Therefore, the vibration suppression control unit of the present embodiment suppresses transmission of vibration during braking accompanying the braking operation of the front wheel Wfi to the steering wheel 21.
  • the frequency band is an example shown for convenience of explanation.
  • This braking vibration is generated when the disc rotor and the brake pad are unevenly worn in the braking force generator 36fi.
  • the fluctuation of the braking torque accompanying the uneven wear (normal braking torque without uneven wear).
  • the fluctuation of the braking torque can be detected as the fluctuation of the brake fluid pressure of the front wheels Wfi.
  • the vibration suppression control unit suppresses braking vibration based on the value of the brake fluid pressure of the front wheel Wfi in a predetermined frequency band.
  • the vibration suppression control unit determines the presence / absence and state of vibration during braking based on the value of the brake fluid pressure in a predetermined frequency band, and suppresses this if it is vibration during braking that requires suppression.
  • the state of vibration during braking refers to whether or not the vibration during braking is large enough to be transmitted to the driver.
  • Steering ECU 1 may directly receive a detection signal from a pressure sensor that detects the brake fluid pressure of front wheel Wfi, or may receive the detection signal from braking ECU 2.
  • information is exchanged between the steering ECU 1 and the brake ECU 2 via a communication device (not shown). Therefore, the steering ECU 1 receives a brake fluid pressure detection signal for the front wheels Wfi via the brake ECU 2.
  • the communication device may directly connect the steering ECU 1 and the braking ECU 2 or may use a vehicle-mounted network such as CAN or FlexRay.
  • the detection signal may be used.
  • the change in the brake fluid pressure of the front wheel Wfi due to the change in the braking torque is detected by being attenuated as the disposition of the pressure sensor becomes farther from the braking force generator 36fi of the front wheel Wfi.
  • the predetermined frequency band is a frequency band in which vibration occurs during braking.
  • the frequency is about 15 to 20 Hz.
  • the vibration suppression control unit executes braking vibration suppression control when the value of the brake fluid pressure of the front wheel Wfi in a predetermined frequency band is equal to or greater than a predetermined value. Specifically, the vibration suppression control unit causes the detection signal in the predetermined frequency band of the brake fluid pressure to undergo Fourier transform, and obtains the gain of the detection signal.
  • FIG. 2 shows a gain (hereinafter also referred to as “brake hydraulic pressure gain”) with respect to the frequency of the detection signal of the brake hydraulic pressure of the front wheels Wfi.
  • the solid line represents the brake fluid pressure gain of the front wheel Wfi during normal time when the braking force generator 36fi has no uneven wear, and it can be seen that vibration during braking does not occur.
  • the broken line represents the brake fluid pressure gain of the front wheel Wfi when the brake force generating portion 36fi is unevenly worn, and a peak gain (hereinafter referred to as “FFT peak value”) exists in a predetermined frequency band.
  • FFT peak value a peak gain
  • the vibration suppression control unit executes suppression control of vibration during braking when the FFT peak value in the predetermined frequency band is equal to or greater than a predetermined value (hereinafter referred to as “braking vibration determination threshold”) Gp0. .
  • the vibration during braking is transmitted to the driver via the steering wheel 21 because the vibration is large, and not all of it is necessarily transmitted to the driver. Therefore, here, the brake fluid pressure gain of the front wheels Wfi when the braking vibration transmitted to the driver is generated is set as a braking vibration determination threshold Gp0. Specifically, such a minimum value of the brake fluid pressure gain (a value considering the sensor detection error or calculation error if there is one) is set as the braking vibration determination threshold Gp0.
  • the vibration suppression control unit determines that uncomfortable braking vibration occurs when the FFT peak value is equal to or greater than the braking vibration determination threshold Gp0.
  • the calculation processing operation of the vibration suppression control unit will be described based on the flowchart of FIG. This calculation processing may be performed before suppressing the vibrations that are useless to the driver (excluding vibrations at the time of braking) as described above, and the vibrations in the frequency band related to road information remain while suppressing the useless vibrations. You may implement in the state. In the former case, the remaining useless vibration is suppressed after the braking vibration is suppressed or simultaneously with the suppression control.
  • the vibration suppression control unit determines whether or not a braking force is acting on the front wheel Wfi, that is, whether or not the front wheel Wfi is being braked (step ST1).
  • This determination can be made, for example, based on whether or not the brake fluid pressure of the front wheel Wfi detected by the pressure sensor 41fi is equal to or higher than a predetermined pressure.
  • the predetermined pressure is set higher than the detected value of the pressure sensor 41fi during non-braking. In this case, if the brake fluid pressure is equal to or higher than the predetermined pressure, it is determined that the braking force is acting on the front wheel Wfi. If the brake fluid pressure is lower than the predetermined pressure, the braking force is not acting on the front wheel Wfi. judge.
  • the determination in step ST1 can also be made based on whether or not the master cylinder pressure detected by the master pressure sensor 42 is equal to or higher than a predetermined pressure.
  • the predetermined pressure is set higher than the detected value of the master pressure sensor 42 during non-braking. In this case, if the master cylinder pressure is equal to or higher than the predetermined pressure, it is determined that the braking force is acting on the front wheel Wfi. If the master cylinder pressure is lower than the predetermined pressure, the braking force is not acting on the front wheel Wfi. judge. In this case, the detection signal of the master pressure sensor 42 may be transmitted from the braking ECU 2 to the steering ECU 1.
  • the determination in step ST1 can also be made based on whether or not the operation amount (pedal depression amount or pedal depression force) of the brake pedal 31 is a predetermined value or more.
  • the predetermined value is for excluding the amount of pedal depression and the amount of pedal effort play.
  • the detection signal of the pedal depression amount and the pedal depression force may be transmitted from the braking ECU 2 to the steering ECU 1.
  • the vibration suppression control unit terminates this calculation process because vibration during braking does not occur when the front wheel Wfi is not braking. In this case, if useless steering system vibration other than the braking vibration is generated, it is desirable to execute suppression control of the vibration.
  • the vibration suppression control unit when the front wheel Wfi is braking, the vibration suppression control unit Fourier-transforms the detection signal in the predetermined frequency band of the brake hydraulic pressure of the front wheel Wfi received from the braking ECU 2, and detects the brake hydraulic pressure in the predetermined frequency band. It is determined whether or not the FFT peak value of the signal is equal to or greater than the braking vibration determination threshold (predetermined threshold) (step ST2).
  • the FFT peak value may be obtained based on, for example, an average value of detection signal gains in the predetermined frequency band.
  • the vibration suppression control unit When the FFT peak value in the predetermined frequency band is smaller than the braking vibration determination threshold value, the vibration suppression control unit does not generate braking vibration or is difficult to transmit to the steering wheel 21 even when braking vibration occurs. End the process. In this case, if useless steering system vibration other than the braking vibration is generated, it is desirable to execute suppression control of the vibration.
  • the vibration suppressing control unit may transmit the braking vibration to the steering wheel 21. Start (step ST3).
  • the suppression control of the vibration at the time of braking may use a method well known in this technical field.
  • the vibration suppression control unit suppresses the braking vibration transmitted to the steering shaft 22 in accordance with the vibration suppression control gain.
  • the vibration suppression control unit detects the axial torque of the steering shaft 22 from the torque sensor 25, and suppresses vibration during braking based on a differential value of the axial torque.
  • the vibration suppression control unit may suppress the vibration during braking by damping control based on the rotational angular velocity control of the electric motor 24a.
  • the vibration suppression control unit may use both control based on the differential value of the shaft torque and control based on the rotational angular velocity control of the electric motor 24a in order to increase the suppression effect of vibration during braking.
  • the vibration suppression control unit Fourier-transforms the detection signal in the predetermined frequency band of the brake fluid pressure of the front wheel Wfi newly received from the braking ECU 2, and the FFT peak value of the detection signal of the brake hydraulic pressure in the predetermined frequency band is the vibration during braking. It is determined whether or not the threshold value is smaller than the determination threshold value Gp0 (step ST4). In other words, here, the FFT peak value in the predetermined frequency band after the start of braking vibration suppression control is compared with the braking vibration determination threshold Gp0.
  • the vibration suppression control unit continues the suppression control of braking vibration and calculates in step ST4. Repeat the process. Then, when the FFT peak value in the predetermined frequency band after the start of the suppression control of the braking vibration becomes smaller than the braking determination threshold Gp0, the vibration suppression control unit ends the suppression control of the braking vibration ( Step ST5).
  • the steering control device can accurately extract the braking vibration to be suppressed based on the value of the brake fluid pressure of the front wheel Wfi in the predetermined frequency band. For this reason, this steering control device accurately suppresses the vibration during braking so that the vibration during braking is transmitted to the driver when the vibration is transmitted to the driver. Can do. Therefore, this steering control device can correctly transmit the road information to the driver via the steering wheel 21 unless the braking vibration is generated or the braking vibration is not a suppression target.
  • the vibration suppression control unit of the present modification counts the number of times that the FFT peak value in the predetermined frequency band is equal to or greater than the braking vibration determination threshold Gp0, and when the number of times exceeds the predetermined number, the control is performed. It is determined that the power generation unit 36fi is in a state where it is easy to generate vibration during braking.
  • the vibration suppression control unit stores this in the storage device of the steering ECU 1, for example, and the history in that case is predetermined. If the number of times is greater than or equal to the number of times, it is determined that the braking force generator 36fi is in a state where it is easy to generate vibration during braking.
  • the predetermined number of times or more means that the FFT peak value in the predetermined frequency band becomes equal to or greater than the braking vibration determination threshold Gp0 in several of the number of braking operations performed by the driver.
  • the predetermined number of times is for eliminating erroneous determination due to a sensor detection error or the like, and may be set from this viewpoint.
  • the vibration suppression control unit of the present modification when it is determined that the braking force generation unit 36fi is in a state in which it is easy to generate braking vibration, the above-described braking vibration determination threshold Gp0 is decreased.
  • the braking vibration determination threshold Gp0 when there is no uneven wear in the braking force generator 36fi, if the braking vibration determination threshold Gp0 is reduced, the determination accuracy of whether or not the braking vibration to be suppressed is low, and the braking target braking time is reduced. The possibility of causing an erroneous determination that the vibration is present increases.
  • this steering control device it can be determined from the past history that the braking force generation unit 36fi is in a state in which it is easy to generate braking vibration.
  • the steering control device does not reduce the determination accuracy as to whether the braking target vibration is to be suppressed. Since the suppression control of the vibration during braking can be executed at an early timing, the transmission suppression effect of the vibration during braking can be enhanced as compared with the case of the embodiment that does not look at the past history.
  • the control gain for suppressing the vibration is set in advance.
  • this vibration suppression control gain is set so that transmission of the braking vibration to the steering wheel 21 can be suppressed when the braking vibration occurs.
  • FIG. 5 is a map showing an example thereof.
  • the vibration suppression control gain is set to zero.
  • the FFT peak value P1 is, for example, an FFT peak value in a predetermined frequency band where vibration during braking does not occur, or a maximum value among FFT peak values in a predetermined frequency band that is difficult to be transmitted to the steering wheel 21 even when vibration during braking occurs ( If there is a sensor detection error or calculation error, this is a value that takes that into account. Therefore, when the FFT peak value in the predetermined frequency band is P1 or less, vibration suppression control during braking is not executed.
  • the control gain for vibration suppression is set to gradually increase (with a certain proportional coefficient).
  • the FFT peak value P2 is, for example, the minimum value of the FFT peak values in a predetermined frequency band when the maximum braking vibration occurs (if there is a sensor detection error or calculation error, a value that takes that into consideration). It is.
  • the control gain for vibration suppression is set to a constant value.
  • the vibration suppression control unit of this modification calculates a control gain for vibration suppression according to the FFT peak value in a predetermined frequency band, and suppresses vibration during braking based on the control gain. Execute control. In that case, if the map of FIG. 5 is used, when the FFT peak value is equal to or less than P1, the vibration suppression control gain becomes 0 and the braking vibration suppression control is not executed. On the other hand, when the FFT peak value is larger than P1, braking suppression vibration suppression control is executed with the vibration suppression control gain corresponding to the FFT peak value. Therefore, the steering control device according to the present modification can execute the suppression control of the vibration during braking that avoids hunting, so that the stability of the suppression control is improved.
  • the vibration suppression control unit of the present modified example has a brake fluid pressure value in the predetermined frequency band (the FFT peak value in the predetermined frequency band of the brake hydraulic pressure detection signal) as a braking vibration determination threshold value.
  • the number of times of Gp0 or more is counted, and when the number of times becomes equal to or greater than the predetermined number, it is determined that the braking force generation unit 36fi is in a state in which it is easy to generate vibration during braking.
  • the vibration suppression control unit determines the value of the brake fluid pressure in the predetermined frequency band (the brake fluid pressure) in the second modification.
  • the control gain for suppressing vibration with respect to the FFT peak value in the predetermined frequency band of the detection signal is changed.
  • FIG. 6 is obtained by changing the vibration suppression control gain in the map of FIG.
  • the solid line in FIG. 6 represents the vibration suppression control gain after the change.
  • a broken line is a control gain for vibration suppression before the change.
  • the steering control device when it is determined that the braking force generator 36fi is in a state in which it is easy to generate the braking vibration, the steering control device does not reduce the determination accuracy as to whether the braking target vibration is to be suppressed. Since the braking vibration suppression control can be executed at an early timing, the braking vibration transmission suppression effect can be enhanced as compared with the case of Modification 2 in which no past history is observed.
  • the presence or absence of occurrence of vibration during braking is determined using the value in the predetermined frequency band of the brake fluid pressure (the FFT peak value in the predetermined frequency band of the detection signal of the brake fluid pressure).
  • the brake vibration suppression control is activated after a certain amount of variation in the brake fluid pressure appears in the Fourier-transformed value. For this reason, in these steering control devices, there is a possibility that the braking vibration will be transmitted to the steering wheel 21 until the suppression control of the braking vibration is activated and depending on the dead time or the like. Further, as described above, simply reducing the braking vibration determination threshold Gp0 may cause an erroneous determination that the braking vibration is detected.
  • a differential value of the value in the predetermined frequency band of the brake fluid pressure (the FFT peak value in the predetermined frequency band of the detection signal of the brake fluid pressure) is calculated, and braking is performed based on the differential value. Executes vibration suppression control.
  • the vibration suppression control unit of the present modified example compares the differential value of the FFT peak value in the predetermined frequency band with the braking vibration determination threshold value Gpd0, and the differential value of the FFT peak value is the braking vibration determination threshold value Gpd0.
  • the braking vibration determination threshold Gpd0 is, for example, the minimum value of the differential value of the brake fluid pressure gain of the front wheels Wfi when the braking vibration transmitted to the driver is generated (if there is a sensor detection error or a calculation error, Set the value in consideration of that amount).
  • the upper diagram of FIG. 7 is for determining whether or not the braking vibration is generated by comparing the FFT peak value in the predetermined frequency band and the braking vibration determination threshold Gp0 as in the embodiment.
  • the lower diagram of FIG. 7 determines whether or not the braking vibration has occurred by comparing the differential value of the FFT peak value in the predetermined frequency band with the braking vibration determination threshold Gpd0.
  • the steering control device of the present modification can determine the occurrence of vibration during braking faster than the determination using the FFT peak value by using the differential value of the FFT peak value. Therefore, this steering control device can achieve an earlier operation timing of the suppression control of vibration during braking than that of the embodiment, and can suppress transmission of vibration during braking to the steering wheel 21 with higher accuracy. it can.
  • the vibration suppression control unit of the present modification has a braking differential value of the brake fluid pressure in the predetermined frequency band (FFT peak value in the predetermined frequency band of the brake fluid pressure detection signal) equal to or greater than the braking vibration determination threshold Gpd0.
  • the vibration suppression control unit reduces the braking vibration determination threshold Gpd0 as in the first modification. .
  • the vibration suppression control unit of the present modification has a vibration suppression control gain according to the differential value of the brake fluid pressure in the predetermined frequency band (the FFT peak value in the predetermined frequency band of the brake hydraulic pressure detection signal).
  • the vibration suppression control control is executed with a vibration suppression control gain corresponding to the differential value.
  • the control gain for suppressing the vibration can suppress the transmission of the braking vibration to the steering wheel 21 when the braking vibration is generated, for example, as in the second modification. deep.
  • the suppression control of the braking vibration that avoids hunting can be executed as compared with the steering control device of the modified example 4. Therefore, the stability of the suppression control is improved. To do.
  • the vibration suppression control unit of the present modification has a braking differential value of the brake fluid pressure in the predetermined frequency band (FFT peak value in the predetermined frequency band of the brake fluid pressure detection signal) equal to or greater than the braking vibration determination threshold Gpd0.
  • the number of times becomes equal to or greater than a predetermined number, it is determined that the braking force generation unit 36fi is in a state in which it is easy to generate vibration during braking.
  • the vibration suppression control unit When it is determined that the braking force generator 36fi is in a state in which it is easy to generate vibration during braking, the vibration suppression control unit, as in the third modification, has a value in a predetermined frequency band of the brake fluid pressure (The control gain of vibration suppression with respect to the differential value of the FFT peak value in the predetermined frequency band of the brake fluid pressure detection signal is changed. Thereby, this steering control device can enhance the transmission suppression effect of the vibration at the time of braking, as compared with the case of the above-described example in the present modification that does not look at the past history.
  • FIG. 8 shows the primary rotation frequency of the front wheel Wfi with respect to the vehicle speed.
  • the primary rotational frequency of the front wheel Wfi during medium-high speed traveling substantially matches the unsprung resonance frequency of the front wheel Wfi.
  • the vehicle speed sensor 43 detects, for example, the rotation angle of the output shaft of the transmission.
  • the wheel speed sensors 44fi and 44ri detect the rotation angles of the respective axles of the wheels Wfi and Wri, for example.
  • 44fi represents the wheel speed sensor 44fl of the left front wheel Wfl and the wheel speed sensor 44fr of the right front wheel Wfr.
  • 44ri represents the wheel speed sensor 44rl of the left rear wheel Wrl and the wheel speed sensor 44rr of the right rear wheel Wrr.
  • whether or not the vehicle is traveling with gentle braking uses, for example, vehicle deceleration information from the longitudinal acceleration sensor 45 and an output signal (brake ON signal) of the stop lamp switch 46.
  • This steering control device determines that vibration during braking is generated in the steering control devices of the above-described embodiments and modifications 1 to 5, and is traveling in a medium and high speed vehicle speed range and with slow braking. Is determined, it is finally determined that vibration during braking is generated, and suppression control for the vibration during braking is executed. On the other hand, this steering control device is used in the case where it is determined in the steering control devices of the above-described embodiments and modifications 1 to 5 that no vibration is generated during braking, or in the middle and high-speed vehicle speed range and in slow braking. If it is determined that the vehicle is not running, the brake vibration suppression control is not executed.
  • the steering control device of the present modification can improve the accuracy of determining whether or not the vibration at the time of braking is generated, compared to the embodiment and the modifications 1 to 5, so that the vibration at the time of braking can be improved with higher accuracy. Transmission to the steering wheel 21 can be suppressed.

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Abstract

 ステアリングホイール21と転舵輪Wfl,Wfrとの間が機械的に繋がれた操舵系における振動のステアリングホイール21への伝達を抑制する振動抑制制御部を操舵ECU1に備え、振動抑制制御部は、転舵輪Wfl,Wfrに制動力が発生している場合、転舵輪Wfl,Wfrのブレーキ液圧の所定周波数帯域における値に基づいて、転舵輪Wfl,Wfrの制動動作に伴う制動時振動の抑制制御を実行すること。例えば、振動抑制制御部は、ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値が所定値以上の場合、制動時振動の抑制制御を実行する。

Description

操舵制御装置
 本発明は、ステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に繋がれた操舵装置に対する操舵制御装置に関する。
 従来、ステアリングホイールと転舵輪とを機械的に繋いだ操舵装置が知られており、この種の操舵装置においては、装置内で振動が生じる又は装置内に振動が伝わると、その操舵系の振動がステアリングシャフトを介してステアリングホイールに伝達される。例えば、下記の特許文献1~4には、運転者の操舵トルクのアシスト制御を電動機のアシストトルクで行う電動パワーステアリング装置において、その様なステアリングホイールに伝わる振動を抑制させる技術が開示されている。特許文献1の技術は、トルクセンサの出力信号(運転者の操舵トルク)から特定の周波数成分を抽出し、その周波数成分が所定の閾値以上の場合、操舵トルクの微分値に基づく補償成分を増大させることで、操舵系の振動の抑制を図るものである。特許文献2の技術では、高車速時に車輪力検出センサで検出された左右夫々の前輪における力(上下方向の力、前後方向の力)と回転トルクとに基づいて操舵系の振動を検知し、その振動のステアリングホイールへの伝達を上記の電動機の出力で抑制する。特許文献3の技術では、タイロッドの軸力センサの検出信号とフィルタとに基づいて不快な操舵系の振動を検知し、その振動のステアリングホイールへの伝達を操舵角速度センサの出力信号(ステアリングシャフトの回転角速度)に基づいた上記の電動機の出力で抑制する。特許文献4の技術では、操舵加速度に応じた制御補正量を車両加速度に応じた加速度適応ゲインで乗算し、その乗算値に基づき上記の電動機の出力を制御することで、直進走行中における急制動時の操舵系の振動(制動力によって車輪に発生した振動が操舵系に伝わったもの)を抑制する。
特開2009-090953号公報 特開2005-219539号公報 特開2010-036846号公報 特開2007-186064号公報
 ここで、制動力に伴う操舵系の振動の周波数帯域は、ロードインフォメーションに係る振動の周波数帯域に重なっている。しかしながら、従来は、振動検知に操舵トルク又は前輪の車輪力や回転トルク又はタイロッドの軸力又は操舵加速度を利用しているので、その制動力に係る振動の検知と当該振動のステアリングホイールへの伝達抑制に改善の余地がある。
 そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、ステアリングホイールに対しての制動力に係る振動の伝達を精度良く抑制することが可能な操舵制御装置を提供することを、その目的とする。
 上記目的を達成する為、本発明は、ステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に繋がれた操舵系における振動の前記ステアリングホイールへの伝達を抑制する振動抑制制御部を備え、前記振動抑制制御部は、前記転舵輪に制動力が発生している場合、該転舵輪のブレーキ液圧の所定周波数帯域における値に基づいて、前記転舵輪の制動動作に伴う前記操舵系の制動時振動の抑制制御を実行することを特徴としている。
 ここで、前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値が所定値以上の場合、前記制動時振動の抑制制御を実行することが望ましい。
 また、前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値が所定値以上となった回数をカウントし、該回数が所定回数以上になった場合、前記所定値を小さくすることが望ましい。
 また、前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値に基づいて、前記制動時振動を抑制する為の制御ゲインを変更することが望ましい。
 また、前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値が所定値以上となった回数をカウントし、該回数が所定回数以上になった場合、前記所定周波数帯域の前記値に対する前記制御ゲインを変更することが望ましい。
 また、前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値の微分値に基づいて、前記制動時振動の抑制制御を実行することが望ましい。
 また、前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値の微分値が所定値以上の場合、前記制動時振動の抑制制御を実行することが望ましい。
 また、前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値の微分値が所定値以上となった回数をカウントし、該回数が所定回数以上になった場合、前記所定値を小さくすることが望ましい。
 また、前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値の微分値に基づいて、前記制動時振動を抑制する為の制御ゲインを変更することが望ましい。
 また、前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値の微分値が所定値以上となった回数をカウントし、該回数が所定回数以上になった場合、前記所定周波数帯域の前記値の微分値に対する前記制御ゲインを変更することが望ましい。
 また、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値は、該所定周波数帯域におけるブレーキ液圧の検出信号をフーリエ変換した値であることが望ましい。
 本発明に係る操舵制御装置は、転舵輪に制動力が発生している場合、この転舵輪のブレーキ液圧の所定周波数帯域における値に基づいて、転舵輪の制動動作に伴う操舵系の制動時振動の抑制制御を実行する。つまり、この操舵制御装置は、そのブレーキ液圧の所定周波数帯域における値によって制動時振動の発生の有無の判定精度が向上するので、制動時振動の発生の際の抑制制御の実行によって、この制動時振動のステアリングホイールへの伝達を精度良く抑制することができる。
図1は、本発明に係る操舵制御装置の適用される車両の一例を示す図である。 図2は、前輪のブレーキ液圧の検出信号の周波数に対するゲインを示す図である。 図3は、実施例の操舵制御装置における制動時振動の抑制制御について説明するフローチャートである。 図4は、実施例の操舵制御装置におけるFFTピーク値と振動抑制の制御ゲインとの関係を示す図である。 図5は、変形例2の操舵制御装置におけるFFTピーク値と振動抑制の制御ゲインとの関係を示す図である。 図6は、変形例3の操舵制御装置におけるFFTピーク値と振動抑制の制御ゲインとの関係を示す図である。 図7は、FFTピーク値による判定タイミングと変形例4におけるFFTピーク値の微分値による判定タイミングとを比較する図である。 図8は、車速と前輪の回転1次周波数と前輪のバネ下共振周波数と制動時振動が発生し得る領域との関係を示す図である。
 以下に、本発明に係る操舵制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
[実施例]
 本発明に係る操舵制御装置の実施例を図1から図3に基づいて説明する。
 本実施例の操舵制御装置は、図1に示す車両10の転舵輪(前輪)Wfi(i=l,r)の転舵制御等を行うものである。この操舵制御装置は、その演算処理動作を車両10に搭載された電子制御装置(以下、「操舵ECU」と云う。)1によって実施する。また、その車両10には、図1に示す車両10の各車輪Wfi,Wri(i=l,r)の制動力制御を行う制動制御装置が設けられている。その制動制御装置は、その演算処理動作を電子制御装置(以下、「制動ECU」と云う。)2によって実施する。そのWfiは、左側前輪Wflと右側前輪Wfrを表している。また、Wriは、左側後輪Wrlと右側後輪Wrrを表している。
 先ず、その操舵ECU1や制動ECU2が搭載された車両10の一例を説明する。この車両10は、図示しない機関(内燃機関等のエンジン)や回転機(電動機や電動発電機)などの動力源と、その動力を駆動輪に伝える図示しない変速機等の動力伝達装置と、を備える。また、この車両10には、前輪Wfiを転舵させる操舵装置20と、各車輪Wfi,Wriに制動力を発生させる制動装置30と、が設けられている。
 操舵装置20は、運転者が操作する操舵操作子としてのステアリングホイール21と、このステアリングホイール21に連結された回転軸(以下、「ステアリングシャフト」と云う。)22と、このステアリングシャフト22の回転に基づいて前輪Wfiを転舵させる転舵力伝達部23と、を備える。この操舵装置20は、ステアリングホイール21と前輪Wfiとの間が機械的に繋がれたものである。従って、その転舵力伝達部23は、ステアリングシャフト22の回転トルクを転舵力に変換して前輪Wfiに伝える転舵力伝達機構を備える。その転舵力伝達機構とは、例えば図示しないラックギヤやピニオンギヤによる所謂ラック&ピニオン機構のことである。
 また、この操舵装置20は、運転者の操舵操作を補助する電動パワーステアリング(EPS:Electronic Power Steering)装置として構成されている。従って、この操舵装置20には、アシストトルクで運転者のステアリングホイール21の操舵トルクを軽減させる操舵アシスト部24が設けられている。その操舵アシスト部24は、電動機24aと減速機24bとを備え、減速機24bを介して電動機24aの出力トルクをステアリングシャフト22に伝達する。その伝達された出力トルクは、運転者の操舵方向(ステアリングシャフト22の回転方向)と同じ向きに生じている場合、操舵トルクを軽減させるアシストトルクとして作用する。操舵ECU1は、トルクセンサ25で検出した運転者の操舵トルク等に基づいて、そのアシストトルクの目標値の演算を行う。そして、この操舵ECU1は、アシストトルクが目標値となるように電動機24aの制御を行う。トルクセンサ25は、ステアリングシャフト22上に配置された例えばレゾルバセンサ等である。
 制動装置30は、ブレーキペダル31と、制動倍力部(以下、「ブレーキブースタ」と云う。)32と、マスタシリンダ33と、液圧調整部(以下、「ブレーキアクチュエータ」と云う。)34と、ブレーキ液圧配管35fi,35ri(i=l,r)と、制動力発生部36fi,36ri(i=l,r)と、を備える。35fiは、左側前輪Wflのブレーキ液圧配管35flと右側前輪Wfrのブレーキ液圧配管35frを表している。35riは、左側後輪Wrlのブレーキ液圧配管35rlと右側後輪Wrrのブレーキ液圧配管35rrを表している。また、36fiは、左側前輪Wflの制動力発生部36flと右側前輪Wfrの制動力発生部36frを表している。36riは、左側後輪Wrlの制動力発生部36rlと右側後輪Wrrの制動力発生部36rrを表している。
 ブレーキペダル31は、制動操作を行う際に運転者が操作する制動操作子である。ブレーキブースタ32は、ブレーキペダル31に入力された運転者の制動操作に伴う操作圧力(ペダル踏力)を所定の倍力比で倍化させる。マスタシリンダ33は、ブレーキブースタ32により倍化されたペダル踏力をブレーキペダル31の操作量に応じたブレーキ液圧(以下、「マスタシリンダ圧」と云う。)へと変換する。ブレーキアクチュエータ34は、マスタシリンダ圧をそのまま又は車輪毎に調圧して各車輪Wfi,Wriに供給する。ブレーキ液圧配管35fi,35riは、ブレーキアクチュエータ34を経たブレーキ液圧を各車輪Wfi,Wriに伝える。制動力発生部36fi,36riは、例えばディスクロータやキャリパ等からなり、各々のブレーキ液圧配管35fi,35riのブレーキ液圧が供給されることで夫々の車輪Wfi,Wriに制動力を発生させる。
 ブレーキアクチュエータ34には、例えば夫々の車輪Wfi,Wri毎に常開式の増圧弁と常閉式の減圧弁とが設けられている。また、このブレーキアクチュエータ34には、その増圧弁や減圧弁の他にも各種の制御弁が設けられている。制動ECU2は、その各制御弁の所定の開閉動作によるブレーキアクチュエータ34の制御を行うことで、夫々の車輪Wfi,Wriに対して個別の大きさで制動力を発生させることができる。
 ところで、この車両10の操舵装置20は、前述した様にステアリングホイール21と前輪Wfiとの間が機械的に繋がれている。これが為、ステアリングホイール21には、その間で発生した振動や路面から前輪Wfiへの入力に伴い発生した振動がステアリングシャフト22等を介して伝わってくる。そして、その操舵系の振動は、ステアリングホイール21を介して運転者に伝わる。ここで、前者の装置内で発生した操舵系の振動は、運転者にとって不快なものであり、運転者に無益な振動と云える。これに対して、後者の路面からの入力に伴う操舵系の振動は、路面の状況や路面に対する前輪Wfiの状態を運転者に伝えるものであり、運転者にとって有益な振動と云える。そこで、操舵ECU1には、無益な振動のステアリングホイール21への伝達を抑制させる一方で、有益な振動のステアリングホイール21への伝達を許容する振動抑制制御部が設けられている。その振動抑制制御部は、操舵系における無益な振動を抑制することで、路面からの入力に伴う有益な振動をステアリングホイール21に伝達させる。つまり、本実施例の操舵制御装置は、その様な有益な路面からの振動をステアリングホイール21に伝達させ、その振動の情報(所謂ロードインフォメーション)を運転者に伝えることで、運転者の操舵感の向上を図っている。
 その振動抑制制御は、この技術分野において周知の手法により実施することができる。例えば、この振動抑制制御は、ロードインフォメーションに係る周波数帯域(約10~40Hz)の振動を残す様に実施される。しかしながら、その周波数帯域には、制動時における振動(以下、「制動時振動」と云う。)も含まれている(約15~20Hz)。その制動時振動とは、前輪Wfiで制動力発生部36fiが制動力を発生させた際に生じる振動のことであり、前輪Wfiからステアリングシャフト22等を介してステアリングホイール21に伝達される運転者にとって不快な振動のことである。従って、本実施例の振動抑制制御部には、その前輪Wfiの制動動作に伴う制動時振動のステアリングホイール21への伝達を抑制させる。尚、その周波数帯域は、説明の便宜上示した一例である。
 この制動時振動は、制動力発生部36fiにおいてディスクロータやブレーキパッドが偏磨耗している状態で発生するものであり、その偏磨耗に伴う制動トルクの変動(偏磨耗の無い通常時の制動トルクに対する変動)と前輪Wfiのバネ下共振周波数(約15~20Hz)との乗算値として表すことができる。ここで、その制動トルクの変動は、前輪Wfiのブレーキ液圧の変動として検知することができる。
 そこで、振動抑制制御部には、前輪Wfiに制動力が発生している場合、この前輪Wfiのブレーキ液圧の所定周波数帯域における値に基づいて制動時振動を抑制させる。この振動抑制制御部は、そのブレーキ液圧の所定周波数帯域における値に基づいて制動時振動の有無及び状態を判定し、抑制を必要とする制動時振動であれば、これの抑制を図る。尚、その制動時振動の状態とは、制動時振動が運転者に伝達されるほどの大きさのものであるのか否かのことを云う。
 操舵ECU1は、前輪Wfiのブレーキ液圧を検出する圧力センサから検出信号を直接受信してもよく、その検出信号を制動ECU2から受信してもよい。この例示では、操舵ECU1と制動ECU2との間で通信装置(図示略)を介して情報の授受ができる様に構成している。これが為、操舵ECU1は、制動ECU2を介して前輪Wfiのブレーキ液圧の検出信号を受信する。尚、その通信装置は、操舵ECU1と制動ECU2との間を直接繋ぐものであってもよく、CANやFlexRay等の車載ネットワークを利用したものであってもよい。
 その前輪Wfiのブレーキ液圧については、例えば、ブレーキアクチュエータ34の具備する圧力センサの検出信号で把握できるのであれば、その検出信号を利用すればよい。但し、制動トルクの変動に伴う前輪Wfiのブレーキ液圧の変動は、その圧力センサの配置が前輪Wfiの制動力発生部36fiから離れるほど減衰して検出される。これが為、この例示では、圧力センサ41fi(i=l,r)を構造上で可能な限り制動力発生部36fiに近づけて配置する。つまり、その圧力センサ41fiには、前輪Wfiのブレーキ液圧配管35fiにおける制動力発生部36fiに近い位置のブレーキ液圧を検出させる。
 所定周波数帯域とは、制動時振動の発生する周波数帯域のことである。上記の具体例においては、約15~20Hzとなる。
 本実施例の振動抑制制御部には、その前輪Wfiのブレーキ液圧の所定周波数帯域における値が所定値以上になっている場合に、制動時振動の抑制制御を実行させる。具体的に、振動抑制制御部には、そのブレーキ液圧の所定周波数帯域における検出信号をフーリエ変換させ、その検出信号のゲインを求めさせる。図2は、前輪Wfiのブレーキ液圧の検出信号の周波数に対するゲイン(以下、「ブレーキ液圧ゲイン」とも云う。)を表したものである。実線は、制動力発生部36fiに偏磨耗の無い通常時における前輪Wfiのブレーキ液圧ゲインであり、制動時振動が発生していないことが判る。一方、破線は、制動力発生部36fiに偏磨耗が生じているときの前輪Wfiのブレーキ液圧ゲインであり、所定周波数帯域にピークゲイン(以下、「FFTピーク値」と云う。)が存在していることが判る。振動抑制制御部には、その所定周波数帯域におけるFFTピーク値が所定値(以下、「制動時振動判定閾値」と云う。)Gp0以上になっている場合に、制動時振動の抑制制御を実行させる。
 ここで、制動時振動は、振動の大きいものがステアリングホイール21を介して運転者に伝わるのであり、その全てが必ずしも運転者に伝わるわけではない。そこで、ここでは、運転者に伝わる制動時振動が発生している場合の前輪Wfiのブレーキ液圧ゲインを制動時振動判定閾値Gp0とする。具体的には、その様なブレーキ液圧ゲインの最小値(センサ検出誤差や演算誤差があるならば、その分を考慮した値)を制動時振動判定閾値Gp0とする。振動抑制制御部は、FFTピーク値が制動時振動判定閾値Gp0以上の場合に、不快な制動時振動が発生するとの判定を行う。
 この振動抑制制御部の演算処理動作を図3のフローチャートに基づいて説明する。この演算処理は、上述した運転者に無益な振動(制動時振動を除く)を抑制する前に実施してもよく、その無益な振動を抑制してロードインフォメーションに係る周波数帯域の振動が残っている状態で実施してもよい。尚、前者の場合には、制動時振動を抑制した後で又は当該抑制制御と同時に残りの無益な振動を抑制する。
 振動抑制制御部は、前輪Wfiに制動力が働いているのか否か、つまり前輪Wfiが制動中か否かを判定する(ステップST1)。
 この判定は、例えば、圧力センサ41fiで検出された前輪Wfiのブレーキ液圧が所定圧以上になっているのか否かで行うことができる。その所定圧は、非制動時の圧力センサ41fiの検出値よりも高圧側に設定しておく。この場合には、ブレーキ液圧が所定圧以上であれば、前輪Wfiに制動力が働いていると判定し、ブレーキ液圧が所定圧よりも低ければ、前輪Wfiに制動力が働いていないと判定する。また、このステップST1の判定は、マスタ圧センサ42で検出されたマスタシリンダ圧が所定圧以上になっているのか否かで行うこともできる。その所定圧は、非制動時のマスタ圧センサ42の検出値よりも高圧側に設定しておく。この場合には、マスタシリンダ圧が所定圧以上であれば、前輪Wfiに制動力が働いていると判定し、マスタシリンダ圧が所定圧よりも低ければ、前輪Wfiに制動力が働いていないと判定する。この場合には、そのマスタ圧センサ42の検出信号も制動ECU2から操舵ECU1に送信させればよい。また、このステップST1の判定は、ブレーキペダル31の操作量(ペダル踏み込み量又はペダル踏力)が所定値以上になっているのか否かで行うこともできる。その所定値は、ペダル踏み込み量やペダル踏力の遊びの分を除く為のものである。この場合には、操作量が所定値以上であれば、前輪Wfiに制動力が働いていると判定し、操作量が所定値よりも小さければ、前輪Wfiに制動力が働いていないと判定する。この場合には、ペダル踏み込み量やペダル踏力の検出信号も制動ECU2から操舵ECU1に送信させればよい。
 振動抑制制御部は、前輪Wfiが制動中でない場合、制動時振動が発生しないので、この演算処理を終了させる。尚、この場合には、その制動時振動以外の無益な操舵系の振動が発生しているならば、その振動の抑制制御を実行させることが望ましい。
 一方、この振動抑制制御部は、前輪Wfiが制動中の場合、制動ECU2から受信した前輪Wfiのブレーキ液圧の所定周波数帯域における検出信号をフーリエ変換し、その所定周波数帯域におけるブレーキ液圧の検出信号のFFTピーク値が制動時振動判定閾値(所定の閾値)以上になっているのか否かを判定する(ステップST2)。ここで、そのFFTピーク値は、例えば、その所定周波数帯域における検出信号ゲインの平均値等に基づき求めればよい。
 振動抑制制御部は、その所定周波数帯域におけるFFTピーク値が制動時振動判定閾値よりも小さい場合、制動時振動が発生しない又は制動時振動が発生したとしてもステアリングホイール21に伝わり難いので、この演算処理を終了させる。尚、この場合には、その制動時振動以外の無益な操舵系の振動が発生しているならば、その振動の抑制制御を実行させることが望ましい。
 一方、この振動抑制制御部は、その所定周波数帯域におけるFFTピーク値が制動時振動判定閾値以上の場合、制動時振動がステアリングホイール21に伝わる可能性があるので、その制動時振動の抑制制御を開始する(ステップST3)。
 その制動時振動の抑制制御は、この技術分野において周知の手法を用いればよい。振動抑制制御部は、振動抑制の制御ゲインに応じてステアリングシャフト22に伝わる制動時振動を抑制させる。例えば、この振動抑制制御部は、ステアリングシャフト22の軸トルクをトルクセンサ25から検出し、その軸トルクの微分値に基づいて制動時振動を抑制させる。また、この振動抑制制御部は、電動機24aの回転角速度制御によるダンピング制御で制動時振動を抑制させてもよい。また、この振動抑制制御部は、制動時振動の抑制効果を高めるべく、その軸トルクの微分値に基づいた制御と電動機24aの回転角速度制御による制御とを併用してもよい。
 振動抑制制御部は、制動ECU2から新たに受信した前輪Wfiのブレーキ液圧の所定周波数帯域における検出信号をフーリエ変換し、その所定周波数帯域におけるブレーキ液圧の検出信号のFFTピーク値が制動時振動判定閾値Gp0よりも小さくなったのか否かを判定する(ステップST4)。つまり、ここでは、制動時振動の抑制制御開始後の所定周波数帯域におけるFFTピーク値と制動時振動判定閾値Gp0とを比較している。
 振動抑制制御部は、その制動時振動の抑制制御開始後の所定周波数帯域におけるFFTピーク値が未だ制動時振動判定閾値Gp0以上の場合、制動時振動の抑制制御を継続したままでステップST4の演算処理を繰り返す。そして、この振動抑制制御部は、その制動時振動の抑制制御開始後の所定周波数帯域におけるFFTピーク値が制動時振動判定閾値Gp0よりも小さくなった場合、制動時振動の抑制制御を終了する(ステップST5)。
 この様に、本実施例の操舵制御装置は、前輪Wfiのブレーキ液圧の所定周波数帯域における値に基づいて、抑制対象となる制動時振動を精度良く抽出することができる。これが為、この操舵制御装置は、制動時振動が発生しており、この制動時振動が運転者に伝わってしまう大きさの場合、運転者に伝わらない様に制動時振動を精度良く抑制することができる。従って、この操舵制御装置は、制動時振動が発生していなければ又は制動時振動が抑制対象でなければ、ステアリングホイール21を介してロードインフォメーションを運転者に正しく伝えることができる。
[変形例1]
 ところで、その所定周波数帯域におけるFFTピーク値が制動時振動判定閾値Gp0以上の場合とは、上述した様に抑制が必要な大きさの制動時振動が発生している状態であり、制動力発生部36fiに偏磨耗が生じている状態との判断が可能である。そこで、本変形例の振動抑制制御部には、その所定周波数帯域におけるFFTピーク値が制動時振動判定閾値Gp0以上となった回数をカウントさせ、その回数が所定回数以上になった場合に、制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定させる。例えば、この振動抑制制御部には、その所定周波数帯域におけるFFTピーク値が制動時振動判定閾値Gp0以上になった場合、これを例えば操舵ECU1の記憶装置等に記憶させ、その場合の履歴が所定回数以上になったならば、制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定させる。例えば、その所定回数以上とは、運転者の制動操作回数の内の数回において所定周波数帯域におけるFFTピーク値が制動時振動判定閾値Gp0以上になることを云う。その所定回数は、センサ検出誤差等による誤判定を排除する為のものであり、この観点で設定しておけばよい。
 本変形例の振動抑制制御部には、制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定した場合、上記の制動時振動判定閾値Gp0を小さくさせる。ここで、制動力発生部36fiに偏磨耗が生じていないときには、制動時振動判定閾値Gp0を小さくすると、抑制対象の制動時振動であるのか否かの判定精度が低くなり、抑制対象の制動時振動であるとの誤判定を引き起こす可能性が高くなる。しかしながら、この操舵制御装置においては、過去の履歴から制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定できるので、その判定が行われたならば、制動時振動判定閾値Gp0を小さくしても、抑制対象の制動時振動であるとの誤判定を引き起こす可能性が低い。従って、この操舵制御装置は、制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定した場合、抑制対象の制動時振動であるのか否かの判定精度を低下させることなく、早いタイミングで制動時振動の抑制制御を実行することができるので、過去の履歴を観ない実施例の場合と比較して、制動時振動の伝達抑制効果を高めることができる。
[変形例2]
 前述した実施例や変形例1の操舵制御装置は、1つの制動時振動判定閾値Gp0を境にして制動時振動の抑制制御の要否を判定していることから、ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値(ブレーキ液圧の検出信号の所定周波数帯域におけるFFTピーク値)が制動時振動判定閾値Gp0に近い場合、制動時振動の抑制制御がオンとオフの間でハンチングしてしまう可能性がある(図4)。そこで、本変形例の操舵制御装置では、ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値(ブレーキ液圧の検出信号の所定周波数帯域におけるFFTピーク値)に応じて振動抑制の制御ゲインを変更し、この値に応じた振動抑制の制御ゲインで制動時振動の抑制制御を行うことで、ハンチングが起こらないようにする。
 その振動抑制の制御ゲインは、予め設定しておく。例えば、この振動抑制の制御ゲインは、制動時振動が発生するときに、その制動時振動のステアリングホイール21への伝達を抑えることができる様に設定する。図5は、その一例を示したマップである。
 このマップにおいては、所定周波数帯域におけるFFTピーク値がP1以下であれば、振動抑制の制御ゲインを0に設定している。そのFFTピーク値P1は、例えば、制動時振動が発生しない所定周波数帯域におけるFFTピーク値又は制動時振動が発生したとしてもステアリングホイール21に伝わり難い所定周波数帯域におけるFFTピーク値の内の最大値(センサ検出誤差や演算誤差があるならば、その分を考慮した値)である。従って、所定周波数帯域におけるFFTピーク値がP1以下の場合には、制動時振動の抑制制御が実行されない。
 また、このマップにおいては、所定周波数帯域におけるFFTピーク値がP1よりも大きく且つP2よりも小さい場合、振動抑制の制御ゲインが徐々に(或る一定の比例係数で)大きくなる様に設定している。そのFFTピーク値P2は、例えば、最大の制動時振動が発生するときの所定周波数帯域におけるFFTピーク値の内の最小値(センサ検出誤差や演算誤差があるならば、その分を考慮した値)である。このマップにおいては、所定周波数帯域におけるFFTピーク値がP2以上の場合、振動抑制の制御ゲインを一定の値に設定している。
 例えば、本変形例の振動抑制制御部は、前輪Wfiが制動中の場合、所定周波数帯域におけるFFTピーク値に応じた振動抑制の制御ゲインを演算し、その制御ゲインに基づいて制動時振動の抑制制御を実行する。その際には、上記の図5のマップを用いるのであれば、FFTピーク値がP1以下のときに、振動抑制の制御ゲインが0になり、制動時振動の抑制制御が実行されない。一方、FFTピーク値がP1よりも大きいときには、そのFFTピーク値に応じた振動抑制の制御ゲインで制動時振動の抑制制御が実行される。従って、本変形例の操舵制御装置は、ハンチングを回避した制動時振動の抑制制御の実行が可能になるので、その抑制制御の安定性が向上する。
[変形例3]
 本変形例は、前述した変形例1の内容を変形例2の操舵制御装置に適用したものである。本変形例の振動抑制制御部には、変形例1と同じ様に、ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値(ブレーキ液圧の検出信号の所定周波数帯域におけるFFTピーク値)が制動時振動判定閾値Gp0以上となった回数をカウントさせ、その回数が所定回数以上になった場合に、制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定させる。そして、この振動抑制制御部には、制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定した場合、変形例2におけるブレーキ液圧の所定周波数帯域の値(ブレーキ液圧の検出信号の所定周波数帯域におけるFFTピーク値)に対する振動抑制の制御ゲインを変更させる。例えば、図6は、図5のマップにおける振動抑制の制御ゲインを変更したものである。図6の実線は、変更後の振動抑制の制御ゲインである。破線は、変更前の振動抑制の制御ゲインである。
 ここで、制動力発生部36fiに偏磨耗が生じていないときには、FFTピーク値に対する振動抑制の制御ゲインを変更すると、抑制対象の制動時振動であるのか否かの判定精度が低くなり、抑制対象の制動時振動であるとの誤判定を引き起こす可能性が高くなる。しかしながら、この操舵制御装置においては、過去の履歴から制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定できるので、その判定が行われたならば、FFTピーク値に対する振動抑制の制御ゲインを変更しても、抑制対象の制動時振動であるとの誤判定を引き起こす可能性が低い。従って、この操舵制御装置は、制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定した場合、抑制対象の制動時振動であるのか否かの判定精度を低下させることなく、早いタイミングで制動時振動の抑制制御を実行することができるので、過去の履歴を観ない変形例2の場合と比較して、制動時振動の伝達抑制効果を高めることができる。
[変形例4]
 前述した実施例の操舵制御装置は、ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値(ブレーキ液圧の検出信号の所定周波数帯域におけるFFTピーク値)を用いて制動時振動の発生の有無が判断されるので、或る程度ブレーキ液圧の変動がフーリエ変換された値に現れてから、制動時振動の抑制制御が作動する。これが為、これらの操舵制御装置では、制動時振動の抑制制御が作動するまでの間、また、むだ時間等によって、制動時振動がステアリングホイール21に伝達されてしまう可能性がある。また、前述した様に、単に制動時振動判定閾値Gp0を小さくするだけでは、制動時振動であるとの誤判定の虞もある。そこで、本変形例の操舵制御装置では、ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値(ブレーキ液圧の検出信号の所定周波数帯域におけるFFTピーク値)の微分値を演算し、その微分値に基づいて制動時振動の抑制制御を実行する。
 例えば、本変形例の振動抑制制御部には、その所定周波数帯域におけるFFTピーク値の微分値と制動時振動判定閾値Gpd0とを比較させ、そのFFTピーク値の微分値が制動時振動判定閾値Gpd0以上の場合に、制動時振動の抑制制御を実行させる。その制動時振動判定閾値Gpd0は、例えば、運転者に伝わる制動時振動が発生している場合の前輪Wfiのブレーキ液圧ゲインの微分値の最小値(センサ検出誤差や演算誤差があるならば、その分を考慮した値)に設定する。
 図7の上図は、実施例の如く所定周波数帯域におけるFFTピーク値と制動時振動判定閾値Gp0との比較によって制動時振動の発生の有無を判断するものである。図7の下図は、その所定周波数帯域におけるFFTピーク値の微分値と制動時振動判定閾値Gpd0との比較によって制動時振動の発生の有無を判断するものである。この様に、本変形例の操舵制御装置は、FFTピーク値の微分値を用いることで、FFTピーク値で判断するよりも制動時振動の発生を早く判断することができる。従って、この操舵制御装置は、実施例のものよりも制動時振動の抑制制御の作動タイミングの早期化を図ることができ、より精度良く制動時振動のステアリングホイール21への伝達を抑制することができる。
 ここで、本変形例の内容は、前述した変形例1の操舵制御装置に適用することもできる。つまり、本変形例の振動抑制制御部には、ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値(ブレーキ液圧の検出信号の所定周波数帯域におけるFFTピーク値)の微分値が制動時振動判定閾値Gpd0以上となった回数をカウントさせ、その回数が所定回数以上になった場合に、制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定させる。そして、この振動抑制制御部には、制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定した場合、変形例1の様に、その制動時振動判定閾値Gpd0を小さくさせる。これにより、この操舵制御装置は、過去の履歴を観ない本変形例における上記の例示の場合と比較して、制動時振動の伝達抑制効果を高めることができる。
[変形例5]
 本変形例は、前述した変形例4の内容を変形例2の操舵制御装置に適用したものである。つまり、本変形例の振動抑制制御部には、ブレーキ液圧の所定周波数帯域の値(ブレーキ液圧の検出信号の所定周波数帯域におけるFFTピーク値)の微分値に応じて振動抑制の制御ゲインを変更させ、この微分値に応じた振動抑制の制御ゲインで制動時振動の抑制制御を実行させる。その振動抑制の制御ゲインは、例えば変形例2と同じ様に、制動時振動が発生するときに、その制動時振動のステアリングホイール21への伝達を抑えることができるものであり、予め設定しておく。本変形例の操舵制御装置に依れば、変形例4の操舵制御装置と比較して、ハンチングを回避した制動時振動の抑制制御の実行が可能になるので、その抑制制御の安定性が向上する。
 ここで、本変形例の内容は、前述した変形例3の操舵制御装置に適用することもできる。つまり、本変形例の振動抑制制御部には、ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値(ブレーキ液圧の検出信号の所定周波数帯域におけるFFTピーク値)の微分値が制動時振動判定閾値Gpd0以上となった回数をカウントさせ、その回数が所定回数以上になった場合に、制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定させる。そして、この振動抑制制御部には、制動力発生部36fiが制動時振動を発生させ易い状態になっていると判定した場合、変形例3の様に、ブレーキ液圧の所定周波数帯域の値(ブレーキ液圧の検出信号の所定周波数帯域におけるFFTピーク値)の微分値に対する振動抑制の制御ゲインを変更させる。これにより、この操舵制御装置は、過去の履歴を観ない本変形例における上記の例示の場合と比較して、制動時振動の伝達抑制効果を高めることができる。
[変形例6]
 上述した制動時振動は、主に中高速の車速域で且つ緩制動での走行中に発生する可能性が高い。中高速走行時には、前輪Wfiの1回転を1周期として制動時振動が1回発生すると推定される。図8は、車速に対する前輪Wfiの回転1次周波数を表したものである。中高速走行時における前輪Wfiの回転1次周波数は、前輪Wfiのバネ下共振周波数に略合致する。これが為、本変形例の操舵制御装置では、前述した実施例や変形例1~5の操舵制御装置において、その走行条件の判定(中高速の車速域で且つ緩制動での走行中であるのか否かの判定)による制動時振動の発生の有無の判定を併用させる。
 中高速の車速域で走行しているのか否かは、例えば車速センサ43や車輪速センサ44fi,44ri(i=l,r)等による車速情報を用いる。車速センサ43は、例えば変速機の出力軸の回転角を検出するものである。車輪速センサ44fi,44riは、例えば各車輪Wfi,Wriの夫々の車軸の回転角を検出するものである。44fiは、左側前輪Wflの車輪速センサ44flと右側前輪Wfrの車輪速センサ44frを表している。44riは、左側後輪Wrlの車輪速センサ44rlと右側後輪Wrrの車輪速センサ44rrを表している。一方、緩制動で走行しているのか否かは、例えば前後加速度センサ45による車両減速度情報とストップランプスイッチ46の出力信号(ブレーキON信号)等を用いる。
 この操舵制御装置は、前述した実施例や変形例1~5の操舵制御装置で制動時振動が発生していると判断し、且つ、中高速の車速域で且つ緩制動での走行中であると判定した際に、制動時振動が発生しているとの最終的な判断を行い、その制動時振動の抑制制御を実行する。一方、この操舵制御装置は、前述した実施例や変形例1~5の操舵制御装置で制動時振動が発生していないと判断された場合、又は、中高速の車速域で且つ緩制動での走行中ではないと判定された場合、制動時振動の抑制制御を実行しない。これが為、本変形例の操舵制御装置は、その実施例や変形例1~5のものに対して、制動時振動の発生の有無の判定精度を高めることができるので、更に精度良く制動時振動のステアリングホイール21への伝達を抑えることができる。
 1 操舵ECU
 2 制動ECU
 10 車両
 20 操舵装置
 21 ステアリングホイール
 22 ステアリングシャフト
 23 転舵力伝達部
 24 操舵アシスト部
 30 制動装置
 31 ブレーキペダル
 34 ブレーキアクチュエータ
 41fi 圧力センサ
 42 マスタ圧センサ
 43 車速センサ
 44fi,44ri 車輪速センサ
 45 前後加速度センサ
 46 ストップランプスイッチ
 Wfi 前輪(転舵輪)

Claims (11)

  1.  ステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に繋がれた操舵系における振動の前記ステアリングホイールへの伝達を抑制する振動抑制制御部を備え、
     前記振動抑制制御部は、前記転舵輪に制動力が発生している場合、該転舵輪のブレーキ液圧の所定周波数帯域における値に基づいて、前記転舵輪の制動動作に伴う制動時振動の抑制制御を実行することを特徴とした操舵制御装置。
  2.  前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値が所定値以上の場合、前記制動時振動の抑制制御を実行する請求項1記載の操舵制御装置。
  3.  前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値が所定値以上となった回数をカウントし、該回数が所定回数以上になった場合、前記所定値を小さくする請求項2記載の操舵制御装置。
  4.  前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値に基づいて、前記制動時振動を抑制する為の制御ゲインを変更する請求項1記載の操舵制御装置。
  5.  前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値が所定値以上となった回数をカウントし、該回数が所定回数以上になった場合、前記所定周波数帯域の前記値に対する前記制御ゲインを変更する請求項4記載の操舵制御装置。
  6.  前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値の微分値に基づいて、前記制動時振動の抑制制御を実行する請求項1記載の操舵制御装置。
  7.  前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値の微分値が所定値以上の場合、前記制動時振動の抑制制御を実行する請求項1又は6に記載の操舵制御装置。
  8.  前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値の微分値が所定値以上となった回数をカウントし、該回数が所定回数以上になった場合、前記所定値を小さくする請求項7記載の操舵制御装置。
  9.  前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値の微分値に基づいて、前記制動時振動を抑制する為の制御ゲインを変更する請求項1又は6に記載の操舵制御装置。
  10.  前記振動抑制制御部は、前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値の微分値が所定値以上となった回数をカウントし、該回数が所定回数以上になった場合、前記所定周波数帯域の前記値の微分値に対する前記制御ゲインを変更する請求項9記載の操舵制御装置。
  11.  前記ブレーキ液圧の所定周波数帯域における値は、該所定周波数帯域におけるブレーキ液圧の検出信号をフーリエ変換した値である請求項1から10の内の何れか1つに記載の操舵制御装置。
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