JP2006082726A - Control method for vehicle moving condition - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両運動状態の制御方法に関するものである。 The present invention relates to a vehicle motion state control method.
従来、車両用操舵装置として電動式パワーステアリング装置が知られている。電動式パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに結合されたステアリングシャフトと転舵輪を転舵させる転舵機構とが機械的に連結されるとともに、操舵力を補助するための電動機が前記転舵機構に連係されていて、一般に、ステアリングシャフトに作用する操舵トルクが大きいほど補助操舵力が大きくなるように前記電動機の駆動トルク指令値(駆動電流値)を制御している。
そして、このような電動式パワーステアリング装置として、例えばワイパースイッチポジション、操舵トルク、車速、外気温等に基づき推定されるタイヤと路面との摩擦係数の変化に応じて駆動トルク指令値を変更することにより、路面状態に関わりなくステアリングホイールの操舵フィーリングが一定の状態となるように設定する電動式パワーステアリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, an electric power steering device has been known as a vehicle steering device. In the electric power steering apparatus, a steering shaft coupled to a steering wheel and a steering mechanism for steering the steered wheels are mechanically coupled, and an electric motor for assisting a steering force is linked to the steering mechanism. In general, the drive torque command value (drive current value) of the electric motor is controlled such that the auxiliary steering force increases as the steering torque acting on the steering shaft increases.
As such an electric power steering device, for example, a drive torque command value is changed according to a change in a friction coefficient between a tire and a road surface estimated based on, for example, a wiper switch position, a steering torque, a vehicle speed, an outside air temperature, and the like. Thus, there is known an electric power steering device that sets the steering feeling of the steering wheel to be in a constant state regardless of the road surface state (see, for example, Patent Document 1).
また、例えば車両の運動状態に応じて路面摩擦係数(路面μ)を推定する際に、車両が低μ路を走行している状態では路面μ推定値を、車両の走行状態の検出値に基づき推定した推定値に漸近させ、車両が高速走行の場合には路面状態の検出結果に応じて、路面μ推定値を、予め設定しておいたアスファルト路面の路面μ値、あるいは、車両の走行状態の検出値に基づき推定した推定値の何れかに漸近させる電動式パワーステアリング装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記従来技術に係る電動式パワーステアリング装置において、車両の走行状態量の検出値、例えば車速、ヨーレート、横加速度等に基づき路面μを推定する場合には、例えば車両の高速走行時等にように、路面μの僅かな変化であっても車両の走行状態が大きく変化する状態では、車速、ヨーレート、横加速度等の車両状態量の変化が小さく、これらの検出値に基づき精度良く路面μを算出することが困難であるという問題が生じる。
また、上記従来技術に係る電動式パワーステアリング装置において、車両が高速走行の場合に、路面μ推定値を、予め設定しておいたアスファルト路面の路面μ値に漸近させるだけでは、推定精度を向上させることができないという問題が生じる。
However, in the electric power steering apparatus according to the above prior art, when estimating the road surface μ based on the detected value of the running state amount of the vehicle, for example, the vehicle speed, the yaw rate, the lateral acceleration, etc. Thus, in a state where the running state of the vehicle greatly changes even if the road surface μ is slightly changed, the change in the vehicle state quantity such as the vehicle speed, the yaw rate, the lateral acceleration, etc. is small, and the road surface μ is accurately obtained based on these detected values. There arises a problem that it is difficult to calculate.
Further, in the electric power steering apparatus according to the above-described conventional technology, when the vehicle is traveling at a high speed, the estimation accuracy can be improved only by making the estimated value of the road surface μ asymptotic to the preset value of the road surface μ of the asphalt road surface. The problem that it cannot be made arises.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両状態に応じてタイヤと路面との路面摩擦係数を適切に推定し、この推定値に基づき車両の運動状態を適切に制御することが可能な車両運動状態の制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to appropriately estimate the road surface friction coefficient between the tire and the road surface according to the vehicle state, and to appropriately control the motion state of the vehicle based on the estimated value. An object of the present invention is to provide a method for controlling a vehicle motion state.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の本発明の車両運動状態の制御方法は、相対的に処理時間が短く設定された時間優先推定処理によって路面摩擦係数(例えば、実施の形態での推定路面μ1)を推定し、該路面摩擦係数に応じた第1ゲイン(例えば、実施の形態での第1制御ゲインμa,μb)を算出し、相対的に演算精度が高く設定された精度優先推定処理によって路面摩擦係数(例えば、実施の形態での推定路面μ2)を推定し、該路面摩擦係数に応じた第2ゲイン(例えば、実施の形態での第2制御ゲインμc)を算出し、前記第1ゲインと前記第2ゲインとを加算して得た加算ゲイン(例えば、実施の形態での加算ゲインgs)に基づき、所定の車両運動状態を制御する際の制御ゲイン(例えば、実施の形態での制御ゲインg2)を変更することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the vehicle motion state control method according to the first aspect of the present invention is a road surface friction coefficient (by a time priority estimation process in which a processing time is set relatively short. For example, the estimated road surface μ1) in the embodiment is estimated, the first gain (for example, the first control gains μa and μb in the embodiment) corresponding to the road surface friction coefficient is calculated, and the calculation accuracy is relatively high. The road surface friction coefficient (for example, the estimated road surface μ2 in the embodiment) is estimated by the accuracy priority estimation process set to be high, and the second gain (for example, the second control in the embodiment) according to the road surface friction coefficient is estimated. (Gain μc) is calculated, and a predetermined vehicle motion state is controlled based on an addition gain (for example, an addition gain gs in the embodiment) obtained by adding the first gain and the second gain. Control gain (eg, implementation form The control gain g2) in the state is changed.
上記の車両運動状態の制御方法によれば、相対的に短い処理時間で算出される第1ゲインと、相対的に高い演算精度で算出される第2ゲインとを加算して得た加算ゲインに基づき、所定の車両運動状態を制御する際の制御ゲインを設定することから、路面摩擦係数に係る路面状態等の外界状況の変化に対する応答性を損なうこと無しに、所定の車両運動状態に対する精度の良い適切な制御を実行することができる。 According to the vehicle motion state control method described above, the addition gain obtained by adding the first gain calculated in a relatively short processing time and the second gain calculated with relatively high calculation accuracy is used. Since the control gain for controlling the predetermined vehicle motion state is set based on this, the accuracy of the predetermined vehicle motion state can be improved without impairing the responsiveness to changes in the external environment such as the road surface state related to the road surface friction coefficient. Good and appropriate control can be performed.
さらに、請求項2に記載の本発明の車両運動状態の制御方法は、前記第1ゲインの最大値を、前記第2ゲインの最大値よりも小さな値に設定することを特徴としている。 Furthermore, the vehicle motion state control method according to the second aspect of the present invention is characterized in that the maximum value of the first gain is set to a value smaller than the maximum value of the second gain.
上記の車両運動状態の制御方法によれば、時間優先推定処理によって推定される路面摩擦係数の推定精度が悪化した場合であっても、制御ゲインの誤差が増大してしまうことを抑制することができる。 According to the vehicle motion state control method described above, it is possible to suppress an increase in the control gain error even when the estimation accuracy of the road surface friction coefficient estimated by the time priority estimation process deteriorates. it can.
さらに、請求項3に記載の本発明の車両運動状態の制御方法は、前記第1ゲインの最大値を、前記時間優先推定処理によって推定した路面摩擦係数の変化量(例えば、実施の形態での時間変化Δμ)が増大することに伴い、減少傾向に変化するように設定することを特徴としている。 Furthermore, in the vehicle motion state control method according to the third aspect of the present invention, the change amount of the road surface friction coefficient estimated by the time priority estimation process (for example, in the embodiment) It is characterized in that it is set so as to change in a decreasing trend as the time change Δμ) increases.
上記の車両運動状態の制御方法によれば、時間優先推定処理によって推定した路面摩擦係数の変化量に応じて第1ゲインの最大値が設定されることで、時間優先推定処理により路面摩擦係数に誤判定があったとしても、制御ゲインが急激に変動してしまうことを防止することができる。 According to the vehicle motion state control method described above, the maximum value of the first gain is set in accordance with the amount of change in the road surface friction coefficient estimated by the time priority estimation process, so that the road surface friction coefficient is obtained by the time priority estimation process. Even if there is an erroneous determination, it is possible to prevent the control gain from fluctuating rapidly.
以上説明したように、請求項1に記載の本発明の車両運動状態の制御方法によれば、路面摩擦係数に係る路面状態等の外界状況の変化に対する応答性を損なうこと無しに、所定の車両運動状態に対する精度の良い適切な制御を実行することができる。
請求項2に記載の本発明の車両運動状態の制御方法によれば、時間優先推定処理によって推定される路面摩擦係数の推定精度が悪化した場合であっても、制御ゲインの誤差が増大してしまうことを抑制することができる。
請求項3に記載の本発明の車両運動状態の制御方法によれば、時間優先推定処理により路面摩擦係数に誤判定があったとしても、制御ゲインが急激に変動してしまうことを防止することができる。
As described above, according to the vehicle motion state control method of the present invention as set forth in claim 1, a predetermined vehicle can be obtained without impairing responsiveness to changes in external conditions such as a road surface state related to a road surface friction coefficient. It is possible to execute appropriate control with high accuracy for the motion state.
According to the vehicle motion state control method of the second aspect of the present invention, even when the estimation accuracy of the road surface friction coefficient estimated by the time priority estimation process is deteriorated, the error of the control gain increases. Can be suppressed.
According to the vehicle motion state control method of the present invention, it is possible to prevent the control gain from fluctuating rapidly even if the road surface friction coefficient is erroneously determined by the time priority estimation process. Can do.
以下、本発明の一実施形態に係る車両運動状態の制御方法を、例えば電動パワーステアリング装置における反力制御に適用した態様で説明する。
この実施形態に係る電動式パワーステアリング装置は、例えば図1に示すように、手動操舵力発生機構1を備えており、この手動操舵力発生機構1は、ステアリングホイール3に一体結合されたステアリングシャフト4が、ユニバーサルジョイントを有する連結軸5を介してラック&ピニオン機構のピニオン6に連結されて構成されている。ピニオン6は、車幅方向に往復動し得るラック軸7のラック7aに噛合し、ラック軸7の両端には、タイロッド8,8を介して転舵輪としての左右の前輪9,9が連結されている。この構成により、ステアリングホイール3の操舵時に通常のラック&ピニオン式の転舵操作が可能であり、前輪9,9を転舵させて車両の向きを変えることができる。ラック軸7とタイロッド8,8は転舵機構を構成する。
Hereinafter, a vehicle motion state control method according to an embodiment of the present invention will be described in a mode applied to, for example, reaction force control in an electric power steering apparatus.
The electric power steering apparatus according to this embodiment includes a manual steering force generation mechanism 1 as shown in FIG. 1, for example. This manual steering force generation mechanism 1 is a steering shaft integrally coupled to a
また、ラック軸7と同軸上に、手動操舵力発生機構1による操舵力を軽減するための補助操舵力を供給する電動機10が配設されている。この電動機10により供給される補助操舵力は、ラック軸7に対してほぼ平行に設けられたボールねじ機構12を介して推力に変換され、ラック軸7に作用せしめられる。そのために、ラック軸7を挿通させた電動機10のロータに駆動側ヘリカルギヤ11を一体的設け、この駆動側ヘリカルギヤ11に噛合する従動側ヘリカルギヤ13を、ボールねじ機構12のスクリューシャフト12aの一端に設け、ボールねじ機構12のナット14をラック7に固定している。
In addition, an
ステアリングシャフト4には、ステアリングシャフト4の操舵速度(角速度)を検出するための操舵速度センサ15が設けられ、前記ラック&ピニオン機構(6,7a)を収容するステアリングギアボックス(図示略)内には、ピニオン6に作用する操舵トルクを検出するための操舵トルクセンサ16が設けられている。操舵速度センサ15は検出した操舵速度に対応する電気信号を、操舵トルクセンサ16は検出した操舵トルクに対応する電気信号を、それぞれステアリング制御装置20に出力する。
また、車体の適所には、車両のヨーレートを検出するためのヨーレートセンサ18と、車速に対応した電気信号を出力する車速センサ19とが取り付けられている。ヨーレートセンサ18は検出したヨーレートに対応する電気信号を、車速センサ19は車速に対応した電気信号を、それぞれステアリング制御装置20に出力する。
The steering shaft 4 is provided with a
Further, a
そして、ステアリング制御装置20は、これらセンサ15,16,18,19からの入力信号を処理して得られる制御信号により電動機10に供給すべき目標電流を決定し、駆動回路21を介して電動機10に供給することにより電動機10の出力トルクを制御し、ステアリング操作における補助操舵力を制御する。
The
次に、図2の制御ブロック図を参照して、この実施例における電動機10に対する電流制御を説明する。
ステアリング制御装置20は、ベース電流決定部31、イナーシャ補正部32、反力補正部(反力成分制御手段)33、制御ゲイン算出部40を備えている。
ベース電流決定部31においては、操舵トルクセンサ16および車速センサ19の出力信号に基づき、ベース電流テーブル(図示略)を参照して、操舵トルクと車速に応じたベース電流値が決定される。ここで、ベース電流テーブルは、操舵トルクが大きくなるにしたがってベース電流が大きくなり、車速が大きくなるにしたがってベース電流が小さくなるように設定されている。
イナーシャ補正部32においては、ベース電流決定部31で決定したベース電流に対し、電動機10の慣性マス補償が行われる。
Next, with reference to the control block diagram of FIG. 2, the current control for the
The
The base
In the
反力補正部33は、前記慣性マス補償後の電流から反力成分に応じた補正電流を減算して、電動機10に対する目標電流を算出し、この目標電流を駆動回路21に出力する。駆動回路21は、電動機10への供給電流が目標電流となるように制御して、電動機10に電流供給を行い、電動機10の出力トルクを制御する。
したがって、この実施例の電動パワーステアリング装置においては、反力補正部33において設定される補正電流は操舵アシスト力に対する反力成分ということができ、ベース電流決定部31において設定されるベース電流はこの反力成分を相殺する前の操舵アシスト力ということができる。
反力補正部33は、ダンパ補正部34とヨーレート反力補正部35とからなる。
ダンパ補正部34は操舵速度に基づいて第1反力補正電流を算出し、前記慣性マス補償後の電流から第1反力補正電流を減算する。
The reaction
Therefore, in the electric power steering apparatus of this embodiment, the correction current set in the reaction
The reaction
The
ヨーレート反力補正部35は、ヨーレートに基づいて第2反力補正電流Im2を算出し、ダンパ補正部34から出力される電流から第2反力補正電流Im2を減算して、目標電流を算出する。
ヨーレート反力補正部35における第2反力補正電流Im2の算出について詳述する。
ヨーレート補正電流算出部36において、ヨーレートセンサ18の出力信号に基づき、ヨーレート補正電流テーブル(図示略)を参照して、基準ヨーレート補正電流Imbを算出する。ここで、ヨーレート補正電流テーブルは、ヨーレートが大きくなるにしたがって基準ヨーレート補正電流Imbが大きくなるように(換言すると、反力成分が大きくなるように)設定されている。
The yaw rate reaction
The calculation of the second reaction force correction current Im2 in the yaw rate reaction
The yaw rate correction
一方、車速センサ19の出力信号に基づき、オフセットテーブル37を参照して、車速に応じたオフセットトルクを算出する。オフセットテーブル37は、車速が低い領域ではオフセットトルクが一定でその値は十分に大きく、所定の車速以上になると、車速の増大にしたがってオフセットトルクが徐々に減少していき、最終的には「0」になるように設定されている。
そして、操舵トルクセンサ16で検出した操舵トルクからオフセットトルクを減算してレシオ算出用の操舵トルク(以下、オフセット操舵トルクと称す)を求め、操舵トルクレシオテーブル38を参照して、オフセット操舵トルクに応じたレシオRを算出する。なお、操舵トルクからオフセットトルクを減算した値(すなわち、オフセット操舵トルク)が負の場合は、オフセット操舵トルクを「0」とする。
操舵トルクレシオテーブル38は、オフセット操舵トルクがT1よりも小さい領域ではレシオRが1.0で一定であり、オフセット操舵トルクがT1以上T2以下ではオフセット操舵トルクが増加するにしたがってレシオRが徐々に低下していき、オフセット操舵トルクがT2以上になるとレシオRが下限値RL(1.0>RL>0)で一定になるように設定されている。
そして、基準ヨーレート補正電流算出部36で算出した基準ヨーレート補正電流Imbに、操舵トルクレシオテーブル38から算出したレシオRと、後述する制御ゲインg2とを乗じて得た積を第2反力補正電流Im2とする(Im2=Imb・R・g2)。
On the other hand, based on the output signal from the
Then, the offset torque is subtracted from the steering torque detected by the
In the steering torque ratio table 38, the ratio R is constant at 1.0 when the offset steering torque is smaller than T1, and the ratio R gradually increases as the offset steering torque increases when the offset steering torque is T1 or more and T2 or less. The ratio R is set to be constant at the lower limit value RL (1.0>RL> 0) when the offset steering torque becomes T2 or more.
Then, the product obtained by multiplying the reference yaw rate correction current Imb calculated by the reference yaw rate correction
このようにヨーレート反力補正部35により第2反力補正電流Im2を決定しているので、ヨーレートに基づく反力成分は、基本的にはヨーレートの増大にしたがって大きくなるように制御される。しかしながら、操舵トルク(正確に言えばオフセット操舵トルク)の大きさに応じて変化するレシオRを乗じていることから、ヨーレートの大きさが同じ場合で比較すると、操舵トルクが大きいときは操舵トルクが小さいときよりも反力成分が小さく設定されることになる。ここで、操舵トルクと車両における横加速度は略線形の関係にあり、操舵トルクが大きいほど横加速度は大きく、操舵トルクが小さいほど横加速度は小さい。したがって、操舵トルクが大きいときは操舵トルクが小さいときよりも反力成分が小さく設定されるということは、換言すると、横加速度が大きいときは横加速度が小さいときよりも反力成分が小さく設定されることになる。つまり、横加速度が大きいときには通常時(横加速度が小さいとき)よりもヨーレートに基づく反力成分(第2反力補正電流Im2)が小さく設定されるので、電動機10の目標電流が大きくなり、電動機10の出力トルクが大きくなって、補助操舵力が大きくなる。これにより、高G旋回中などに必要以上にハンドルが重くなるのを防止することができ、通常の操舵から高G旋回まで適度な操舵力で操作することができるようになり、良好な操舵フィーリングを実現することができる。
特に、この実施例では、操舵トルクと横加速度の相関関係に着目し、横加速度の代わりに操舵トルクを用いているので、横加速度センサを用いずに済み、装置構成の簡略化が可能である。
As described above, since the second reaction force correction current Im2 is determined by the yaw rate reaction
In particular, in this embodiment, paying attention to the correlation between the steering torque and the lateral acceleration, the steering torque is used instead of the lateral acceleration, so that it is not necessary to use the lateral acceleration sensor, and the device configuration can be simplified. .
なお、操舵トルクセンサ16で検出した操舵トルクからオフセットトルクを減算して得たオフセット操舵トルクに基づいて、レシオRを算出するようにした理由は次の通りである。
操舵トルクレシオテーブル38においてオフセット操舵トルクがT1以下の領域ではレシオRが『1.0』に設定されており、したがって、この領域に対応する操舵トルクはヨーレートに基づく反力成分の設定に影響を及ぼさない。言ってみれば、T1以下のオフセット操舵トルク領域は不感帯である。
一方、オフセットトルクは車速に応じて設定される変数であるため、操舵トルクが同じであっても車速に応じてオフセット操舵トルクは変化することとなる。図3(A)、(B)は、横軸を操舵トルクとして示すレシオ特性図であり、図3(A)は車速が高い場合、図3(B)は車速が低い場合を示している。このようにオフセット操舵トルクを用いることにより、車速に応じて前記不感帯を可変にすることができる。つまり、低車速における不感帯(図3(B)参照)を高車速における不感帯(図3(A)参照)よりも大きくすることができる。
これにより、高車速では比較的に操舵トルクの小さいときから、ヨーレートに基づく反力成分に対する低減作用が発揮されることとなり、低車速では比較的に操舵トルクが大きくなるまで、ヨーレートに基づく反力成分に対する低減作用を生じにくくすることができる。このようにすると、例えば、低速で交差点を曲がるときなどにおいて、電動機10による補助操舵力を小さくすることができ、ステアリングホイール3を戻り易くすることができる。
The reason why the ratio R is calculated based on the offset steering torque obtained by subtracting the offset torque from the steering torque detected by the
In the steering torque ratio table 38, the ratio R is set to “1.0” in the region where the offset steering torque is T1 or less. Therefore, the steering torque corresponding to this region affects the setting of the reaction force component based on the yaw rate. Does not reach. In other words, the offset steering torque region below T1 is a dead zone.
On the other hand, since the offset torque is a variable set according to the vehicle speed, the offset steering torque changes according to the vehicle speed even if the steering torque is the same. FIGS. 3A and 3B are ratio characteristic diagrams in which the horizontal axis indicates the steering torque. FIG. 3A shows a case where the vehicle speed is high, and FIG. 3B shows a case where the vehicle speed is low. By using the offset steering torque in this way, the dead zone can be made variable according to the vehicle speed. That is, the dead zone at low vehicle speed (see FIG. 3B) can be made larger than the dead zone at high vehicle speed (see FIG. 3A).
As a result, a reduction effect on the reaction force component based on the yaw rate is exhibited from a relatively small steering torque at a high vehicle speed, and a reaction force based on the yaw rate until the steering torque becomes relatively large at a low vehicle speed. It is possible to make it difficult to reduce the components. In this way, for example, when turning an intersection at a low speed, the auxiliary steering force by the
以下に、第2反力補正電流Im2を算出する際に用いる制御ゲインg2を算出する制御ゲイン算出部40について詳述する。
制御ゲイン算出部40は、相対的に処理時間が短く設定された推定速度優先処理部41(例えば、算出処理周期10ms等)と、相対的に演算精度が高く設定された推定精度優先処理部42(例えば、算出処理周期1s等)とを備えて構成されている。
そして、推定速度優先処理部41は、例えば路面μ簡易推定部51と、第1制御ゲイン算出部52と、μ推定値変化量算出部53、ゲイン変動制限部54と、制御ゲイン制限部55と、加算部56と、デバイス制御ゲイン制限算出部57とを備えて構成されている。
また、推定精度優先処理部42は、例えば路面μ高精度推定部61と、第2制御ゲイン算出部62とを備えて構成されている。
Hereinafter, the control
The control
The estimated speed
The estimation accuracy
路面μ簡易推定部51は、例えばワイパースイッチ(図示略)や外気温センサ(図示略)や雨滴センサ(図示略)等の路面状態の変化を検出する各センサから出力される検出信号に基づき簡易的に路面摩擦係数(路面μ)を推定し、推定した推定路面μ1を第1制御ゲイン算出部52およびμ推定値変化量算出部53へ出力する。
The road surface μ
第1制御ゲイン算出部52は、予め推定路面μ1と第1制御ゲインμaとの所定の関係を示す第1制御ゲインマップ(MAP1)を記憶しており、路面μ簡易推定部51から入力される推定路面μ1に基づき第1制御ゲインマップをマップ検索して第1制御ゲインμaを算出し、制御ゲイン制限部55へ出力する。
なお、この第1制御ゲインマップ(MAP1)においては、推定路面μ1が所定値(例えば、0.1等)未満である場合に、第1制御ゲインμaが最大値(例えば、0.25等)に設定され、推定路面μ1が所定値(例えば、0.1等)から1まで増大することに伴い第1制御ゲインμaが最大値(例えば、0.25等)から最大値(例えば、0等)まで減少傾向に変化するように設定されている。
The first control gain calculation unit 52 stores a first control gain map (MAP1) indicating a predetermined relationship between the estimated road surface μ1 and the first control gain μa in advance, and is input from the road surface μ
In the first control gain map (MAP1), when the estimated road surface μ1 is less than a predetermined value (for example, 0.1), the first control gain μa is a maximum value (for example, 0.25). As the estimated road surface μ1 increases from a predetermined value (for example, 0.1, etc.) to 1, the first control gain μa increases from the maximum value (for example, 0.25) to the maximum value (for example, 0, etc.). ) Is set to change to a decreasing trend.
μ推定値変化量算出部53は、路面μ簡易推定部51から入力される推定路面μ1の所定時間での時間変化Δμを算出し、ゲイン変動制限部54へ出力する。
ゲイン変動制限部54は、予め時間変化Δμと第1制御ゲインμaに対する上限値Gupとの所定の関係を示すゲイン変動制限マップを記憶しており、μ推定値変化量算出部53から入力される時間変化Δμに基づきゲイン変動制限マップをマップ検索して上限値Gupを算出し、制御ゲイン制限部55へ出力する。
なお、このゲイン変動制限マップにおいては、時間変化Δμが所定値(例えば、0.25等)未満である場合に、上限値Gupが最大値(例えば、0.25等)に設定され、時間変化Δμが所定値(例えば、0.25等)から1まで増大することに伴い上限値Gupが最大値(例えば、0.25等)から最小値(例えば、0.05等)まで減少傾向に変化するように設定されている。
The μ estimated value change
The gain
In the gain variation restriction map, when the time change Δμ is less than a predetermined value (for example, 0.25), the upper limit value Gup is set to the maximum value (for example, 0.25), and the time change. As Δμ increases from a predetermined value (for example, 0.25) to 1, the upper limit value Gup changes in a decreasing trend from the maximum value (for example, 0.25) to the minimum value (for example, 0.05). It is set to be.
制御ゲイン制限部55は、第1制御ゲイン算出部52から入力される第1制御ゲインμaをゲイン変動制限部54から入力される上限値Gup以下の値に制限する。つまり、第1制御ゲインμaが上限値Gupを超える場合には、新たな第1制御ゲインμbとして上限値Gupを設定し、第1制御ゲインμaが上限値Gup以下である場合には、新たな第1制御ゲインμbとして第1制御ゲインμaを設定し、加算部56へ出力する。
加算部56は、制御ゲイン制限部55から入力される第1制御ゲインμbと、後述する推定精度優先処理部42から入力される第2制御ゲインμcとを加算して得た加算ゲインgsをデバイス制御ゲイン制限算出部57へ出力する。
The control
The adding
デバイス制御ゲイン制限算出部57は、加算部56から入力される加算ゲインgsを、車両運動状態を協調的に制御する各種の制御デバイス(例えば、電動式パワーステアリング装置や車両挙動安定化装置や四輪操舵装置や4輪駆動装置等)毎に設定した所定上限値以下に制限する。つまり、デバイス制御ゲイン制限算出部57は、予め各種の制御デバイス毎に設定した所定上限値を記憶しており、各制御デバイス毎に、加算ゲインgsが所定上限値を超える場合には、制御ゲインg2として所定上限値を設定し、加算ゲインgsが所定上限値以下である場合には、制御ゲインg2として加算ゲインgsを設定し、各制御デバイス(例えば、電動式パワーステアリング装置のヨーレート反力補正部35等)へ出力する。
The device control gain
また、路面μ高精度推定部61は、例えばカメラやレーダ等の外界センサから出力される検出信号に基づく路面状態等の外界状況に対する認識処理や、例えばヨーレートや速度や操舵トルク等の車両運動パラメータにより記述される適宜の車両運動モデルに適応制御やオブザーバ等を適応した推定処理等により路面μを推定し、推定した推定路面μ2を第2制御ゲイン算出部62へ出力する。
第2制御ゲイン算出部62は、予め推定路面μ2と第2制御ゲインμcとの所定の関係を示す第2制御ゲインマップ(MAP2)を記憶しており、路面μ高精度推定部61から入力される推定路面μ2に基づき第2制御ゲインマップをマップ検索して第2制御ゲインμcを算出し、加算部56へ出力する。
In addition, the road surface μ high-
The second control
なお、この第2制御ゲインマップ(MAP2)においては、推定路面μ2が所定値(例えば、0.1等)未満である場合に、第2制御ゲインμc(例えば、第2制御ゲインμc>第1制御ゲインμa)が最大値(例えば、2等)に設定され、推定路面μ2が所定値(例えば、0.1等)から1まで増大することに伴い第2制御ゲインμcが最大値(例えば、2等)から最大値(例えば、1等)まで減少傾向に変化するように設定されている。
また、第1制御ゲインμaの最大値は第2制御ゲインμcの最大値よりも小さな値に設定されている。
In the second control gain map (MAP2), when the estimated road surface μ2 is less than a predetermined value (for example, 0.1), the second control gain μc (for example, the second control gain μc> the first) The control gain μa) is set to a maximum value (for example, 2), and the second control gain μc is increased to a maximum value (for example, for example, as the estimated road surface μ2 increases from a predetermined value (for example, 0.1) to 1). 2) and the like (for example, 1 etc.).
The maximum value of the first control gain μa is set to a value smaller than the maximum value of the second control gain μc.
この電動パワーステアリング装置において、ヨーレートに基づく反力成分を算出する際の制御ゲインg2は、第1制御ゲインμbと第2制御ゲインμcとを加算して得た加算ゲインgsに基づき設定されることから、例えば、制御ゲインg2が第2制御ゲインμcの算出処理周期よりも短い第1制御ゲインμbの算出処理周期に応じて出力される場合には、第1制御ゲインμbのみに基づき即応性が重視されて制御ゲインg2が設定されるタイミングと、第1制御ゲインμbおよび第2制御ゲインμcに基づき精度が重視されて制御ゲインg2が設定されるタイミングとが、いわば連続的に切り替えられる。 In this electric power steering apparatus, the control gain g2 for calculating the reaction force component based on the yaw rate is set based on the addition gain gs obtained by adding the first control gain μb and the second control gain μc. Thus, for example, when the control gain g2 is output according to the calculation process cycle of the first control gain μb shorter than the calculation process cycle of the second control gain μc, the responsiveness is based only on the first control gain μb. The timing when the control gain g2 is emphasized and the control gain g2 is set and the timing when the accuracy is emphasized and the control gain g2 is set based on the first control gain μb and the second control gain μc are continuously switched.
上述したように、本実施の形態による車両運動状態の制御方法によれば、相対的に短い処理時間で算出される第1制御ゲインμbと、相対的に高い演算精度で算出される第2制御ゲインμcとを加算して得た加算ゲインgsに基づき、ヨーレートに基づく反力成分を算出する際の制御ゲインg2を設定することから、路面状態等の外界状況の変化に対する応答性を損なうこと無しに、精度の良い適切な反力補正を実行することができる。
特に、第1制御ゲインμbに対しては、先ず、推定路面μ1に対する第1制御ゲインμaの変化幅が、推定路面μ2に対する第2制御ゲインμcの変化幅よりも小さく設定されることで、推定路面μ1の推定精度が悪化した場合であっても、制御ゲインg2の誤差が増大してしまうことを抑制することができ、さらに、推定路面μ1の時間変化Δμに応じて上限値Gupが設定されることで、時間優先推定処理により路面摩擦係数に誤判定があったとしても、制御ゲインg2が急激に変動してしまうことを防止することができる。
As described above, according to the vehicle motion state control method of the present embodiment, the first control gain μb calculated in a relatively short processing time and the second control calculated in a relatively high calculation accuracy. Since the control gain g2 for calculating the reaction force component based on the yaw rate is set on the basis of the added gain gs obtained by adding the gain μc, the responsiveness to changes in external conditions such as road surface conditions is not impaired. In addition, it is possible to execute appropriate reaction force correction with high accuracy.
In particular, for the first control gain μb, first, the change width of the first control gain μa with respect to the estimated road surface μ1 is set to be smaller than the change width of the second control gain μc with respect to the estimated road surface μ2. Even when the estimation accuracy of the road surface μ1 is deteriorated, an increase in the error of the control gain g2 can be suppressed, and the upper limit value Gup is set according to the time change Δμ of the estimated road surface μ1. Thus, even if the road surface friction coefficient is erroneously determined by the time priority estimation process, it is possible to prevent the control gain g2 from fluctuating rapidly.
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、この発明に係る反力制御装置は、前述した電動パワーステアリング装置への適用に限るものではなく、ステアリング・バイ・ワイヤ・システムの車両用操舵装置(SBW)、アクティブ・ステアリング・システムの車両用操舵装置、バリアブル・ギヤ・レシオ・ステアリング・システムの車両用操舵装置(VGS)等にも適用可能である。
なお、ステアリング・バイ・ワイヤ・システムとは、操作子と転舵機構とが機械的に分離されていて、操作子に反力を作用させる反力モータと、転舵機構に設けられて転舵輪を転舵させる力を発生させるステアリングモータとを備えた操舵システムである。
アクティブ・ステアリング・システムとは、前輪舵角および後輪舵角を運転者のステアリング操作や車両の運動状況に応じて制御する操舵システムである。
バリアブル・ギヤ・レシオ・ステアリング・システムとは、操舵角の大きさに応じてステアリング・ギヤ・レシオを変更可能な操舵システムである。
The present invention is not limited to the embodiment described above.
For example, the reaction force control device according to the present invention is not limited to application to the above-described electric power steering device, but is a vehicle steering device (SBW) for a steering-by-wire system and a vehicle for an active steering system. The present invention can also be applied to a vehicle steering device (VGS) for a vehicle steering system, a variable gear ratio steering system, and the like.
Note that the steering-by-wire system means that the operating element and the steering mechanism are mechanically separated, a reaction force motor that applies a reaction force to the operating element, and a steering wheel provided in the steering mechanism. The steering system includes a steering motor that generates a force for turning the vehicle.
The active steering system is a steering system that controls the front wheel steering angle and the rear wheel steering angle in accordance with the steering operation of the driver and the motion state of the vehicle.
The variable gear ratio steering system is a steering system in which the steering gear ratio can be changed according to the magnitude of the steering angle.
20 ステアリング制御装置
40 制御ゲイン算出部
41 推定速度優先処理部
42 推定精度優先処理部
20
Claims (3)
相対的に演算精度が高く設定された精度優先推定処理によって路面摩擦係数を推定し、該路面摩擦係数に応じた第2ゲインを算出し、
前記第1ゲインと前記第2ゲインとを加算して得た加算ゲインに基づき、所定の車両運動状態を制御する際の制御ゲインを変更することを特徴とする車両運動状態の制御方法。 A road surface friction coefficient is estimated by a time priority estimation process in which the processing time is set relatively short, and a first gain corresponding to the road surface friction coefficient is calculated.
A road surface friction coefficient is estimated by an accuracy priority estimation process set with a relatively high calculation accuracy, and a second gain corresponding to the road surface friction coefficient is calculated.
A vehicle motion state control method, wherein a control gain for controlling a predetermined vehicle motion state is changed based on an addition gain obtained by adding the first gain and the second gain.
The maximum value of the first gain is set so as to change in a decreasing tendency as the amount of change in the road surface friction coefficient estimated by the time priority estimation process increases. Control method of vehicle motion state.
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2004
- 2004-09-16 JP JP2004270477A patent/JP2006082726A/en not_active Withdrawn
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