JP4720361B2 - Steering control device - Google Patents
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Description
本発明は、運転者の操舵トルクに基づいたアシストトルクを前記操舵系に付加する操舵制御装置に関する。 The present invention relates to a steering control device that adds an assist torque based on a steering torque of a driver to the steering system.
従来、この種の操舵制御装置としては、タイヤが路面から受ける路面反力トルクを算出し、その算出された路面反力をタイヤ空気圧に基づいて補正し、その補正された路面反力トルクに基づいてアシストトルクを算出するものがある(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記従来の操舵制御装置にあっては、操舵系の共振周波数及びその周辺の周波数でアシストトルクによって、共振動作を増大してしまう恐れがあった。
そのため、本発明の発明者は、操舵系の構成から操舵系の共振周波数及びその周辺の周波数を含む特定周波数帯を予め算出しておき、その特定周波数帯におけるアシストトルクを小さくすることで、共振動作(ハンドルの振動)を抑制することを考えた。
By the way, in the above-described conventional steering control device, there is a possibility that the resonance operation is increased by the assist torque at the resonance frequency of the steering system and its surrounding frequencies.
For this reason, the inventor of the present invention calculates a specific frequency band including the resonance frequency of the steering system and the surrounding frequency from the configuration of the steering system in advance, and reduces the assist torque in the specific frequency band, thereby reducing the resonance. We thought about suppressing the movement (vibration of the handle).
しかしながら、このようなアシストトルクに工夫をしたとしても、操向輪の空気圧が低下した場合に、操舵系のバネ定数が小さくなり、操舵系の共振周波数が低下して、予め設定された特定周波数帯から無視できないほどにずれてしまうことが判った。
これに対応するために、例えば、操舵系の共振周波数の低下を見越して、前記特定周波数帯として広い周波数領域を取っておくということも考えたが、逆に、共振周波数以外の周波数帯で、運転者の操舵操作に対する応答性が損なわれ、操舵フィーリングが悪化してしまうという別の不具合を生じる可能性があることが判った。
However, even if the assist torque is devised, when the steering wheel air pressure decreases, the spring constant of the steering system decreases, the resonance frequency of the steering system decreases, and a predetermined specific frequency is set. It was found that the band would shift to a level that could not be ignored.
In order to deal with this, for example, in anticipation of a decrease in the resonance frequency of the steering system, it was also considered to take a wide frequency range as the specific frequency band, but conversely, in a frequency band other than the resonance frequency, It has been found that the driver's responsiveness to the steering operation is impaired, and there is a possibility of causing another problem that the steering feeling is deteriorated.
本発明は、上記従来の技術の未解決の課題を解決することを目的とするものであって、タイヤ空気圧が変化しても、ハンドルが振動するのを防止することができ、且つ、操舵フィーリングの悪化を防止できる操舵制御装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and it is possible to prevent the steering wheel from vibrating even if the tire air pressure changes, and to improve the steering fee. It is an object to provide a steering control device that can prevent deterioration of the ring.
上記課題を解決するために、本発明の操舵制御装置は、運転者の操舵トルクに基づいたアシストトルクを操舵系に付加する操舵制御装置であって、前記操舵系の共振周波数及びその周辺の周波数を含む特定周波数帯で前記操舵トルクに基づいたアシストトルクを小さくするアシストトルク低減手段を備え、前記アシストトルク低減手段は、操向輪の空気圧が小さいほど低い前記特定周波数帯で前記操舵トルクに基づいたアシストトルクを小さくすることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a steering control device of the present invention is a steering control device that adds assist torque based on a driver's steering torque to a steering system, and the resonance frequency of the steering system and its surrounding frequencies. Assist torque reduction means for reducing the assist torque based on the steering torque in a specific frequency band including: the assist torque reduction means is based on the steering torque in the specific frequency band which is lower as the air pressure of the steering wheel is lower. The assist torque is reduced.
このような構成によれば、操向輪の空気圧が低下した場合に、アシストトルクを小さくする特定周波数帯を、タイヤ空気圧の低下に伴う共振周波数の変化に追従するように変化させることができるため、当該タイヤ空気圧の低下により、操舵系の共振周波数が低下しても、操舵系の応答を適切なものとすることができる。また、前記特定周波数帯として広い周波数領域を取らずに済むため、操舵系の応答性の低下を防止でき、操舵フィーリングの悪化を防止することができる。 According to such a configuration, when the air pressure of the steering wheel decreases, the specific frequency band for reducing the assist torque can be changed so as to follow the change in the resonance frequency accompanying the decrease in tire air pressure. Even if the resonance frequency of the steering system decreases due to the decrease in the tire air pressure, the response of the steering system can be made appropriate. Further, since it is not necessary to take a wide frequency range as the specific frequency band, it is possible to prevent a reduction in steering system response and to prevent deterioration in steering feeling.
以下、本発明の操舵制御装置を、車両に搭載した実施形態を図面に基づいて説明する。
<第1実施形態>
即ち、この車両は、本実施形態の操舵制御装置を搭載することで、操舵系に加えられた運転者の操舵トルクを検出し、その操舵トルクにゲインを乗じて、適切な応答が得られるように、操舵系にアシストトルクを付加するように構成されている。またその際、操舵トルクに乗じるゲインのうち、操舵系の共振周波数及びその周辺の周波数を含む特定周波数帯における周波数成分に乗じるゲインを、他の周波数帯の周波数成分に乗じるゲインに比べ、比較的小さくするように構成されている。
<操舵制御装置の構成>
図1は、本発明の操舵制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。この図1に示すように、操舵制御装置1は、トルクセンサ2、右タイヤ空気圧センサ3R、左タイヤ空気圧センサ3L、車速センサ4、ECU5、及びモータ6を含んで構成される。
Hereinafter, an embodiment in which a steering control device of the present invention is mounted on a vehicle will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
That is, this vehicle is equipped with the steering control device of the present embodiment, so that the driver's steering torque applied to the steering system is detected, and the steering torque is multiplied by a gain so that an appropriate response can be obtained. In addition, an assist torque is added to the steering system. At that time, among the gains multiplied by the steering torque, the gain multiplied by the frequency component in the specific frequency band including the resonance frequency of the steering system and the surrounding frequency is relatively smaller than the gain multiplied by the frequency component of the other frequency band. It is configured to be small.
<Configuration of steering control device>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the steering control device of the present invention. As shown in FIG. 1, the
トルクセンサ2は、ステアリングコラム101に配され、ステアリングホイール102から入力された運転者の操舵トルクを検出し、その検出結果をECU5に出力する。
右タイヤ空気圧センサ3Rは、操向輪である右タイヤ103Rに配され、当該右タイヤ103Rのタイヤ空気圧を検出し、その検出結果をECU5に出力する。
左タイヤ空気圧センサ3Lは、操向輪である左タイヤ103Lに配され、当該左タイヤ103Lのタイヤ空気圧を検出し、その検出結果をECU5に出力する。
The torque sensor 2 is disposed in the
The right
The left
車速センサ4は、ドライブシャフト(不図示)に配され、当該ドライブシャフトの回転速度に基づいて車速を検出し、その検出結果をECU5に出力する。
ECU5は、トルクセンサ2で検出された運転者の操舵トルクにゲインを乗じることで、適切な応答が得られるように、ステアリングコラム101にアシストトルクを付加させる電流値をモータ6に出力するアシスト処理を実行する。また、このアシスト処理では、操舵トルクに乗じるゲインのうち、操舵系の共振周波数及びその周辺の周波数を含む特定周波数帯における周波数成分に乗じるゲインを、他の周波数帯の周波数成分に乗じるゲインに比べ、比較的小さくするようになっている。
The
The ECU 5 outputs an electric current value for adding an assist torque to the
また、アシスト処理では、右タイヤ空気圧センサ3R、左タイヤ空気圧センサ3L、及び車速センサ4から出力される検出結果に基づいて制御用のタイヤ空気圧を算出し、そのタイヤ空気圧が低いほど前記特定周波数帯を低く算出するようになっている。
モータ6は、ステアリングコラム101に配され、ECU5から出力される電流で回転駆動することでステアリングコラム101にアシストトルクを付加する。
<ECUの動作>
図2は、ECU5で実行されるアシスト処理の機能構成を示すブロック図である。この図2に示すように、アシスト処理は、旋回状態算出部7、タイヤ空気圧算出部8、共振補正部9、アシスト量指令値演算部10、モータ電流指令値変換部11、及びモータ電流制御部12を含んで構成される。
Further, in the assist process, the control tire pressure is calculated based on the detection results output from the right
The
<Operation of ECU>
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the assist process executed by the ECU 5. As shown in FIG. 2, the assist process includes a turning
旋回状態算出部7は、モータ6の出力トルク(アシスト量指令値演算部10から出力されるトルク指令(後述))と、車速センサ4から出力される車速の検出結果とに基づき、図3の制御マップに従って旋回状態(旋回方向、横Gの大きさ)を算出する。
なお、この図3の制御マップは、モータ6の出力トルクが操向輪を右方向に向けるものである場合には旋回方向が右であると判定し、モータ6の出力トルクが操向輪を左方向に向けるものである場合には旋回方向が左であると判定するように構成されている。
The turning
The control map of FIG. 3 determines that the turning direction is right when the output torque of the
また、図3の制御マップは、モータ6の出力トルクの絶対値の増加に伴って、算出される横Gの大きさが直線的に増加するように構成されている。さらに、車速が大きいほど、前記直線の傾き(前記算出される横Gの大きさ)が増加するように構成されている。
本実施形態では、旋回状態として、モータ6の出力トルクから横Gを算出する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、横Gを直接に検出してもよいし、旋回状態を示す他の物理量(例えば、ヨーレートや舵角)を用いるようにしてもよい。
In addition, the control map of FIG. 3 is configured such that the magnitude of the calculated lateral G increases linearly as the absolute value of the output torque of the
In the present embodiment, the example in which the lateral G is calculated from the output torque of the
タイヤ空気圧算出部8は、図4に示すように、右タイヤ空気圧リミッタ13R、左タイヤ空気圧リミッタ13L、比率設定部14、及び空気圧算出部15を含んで構成される。
右タイヤ空気圧リミッタ13Rは、右タイヤ空気圧センサ3Rから出力されるタイヤ空気圧の検出結果を、図5の制御マップに従って上下限値を制限する。
左タイヤ空気圧リミッタ13Lは、左タイヤ空気圧センサ3Lから出力されるタイヤ空気圧の検出結果を、図5の制御マップに従って上下限値を制限する。
As shown in FIG. 4, the tire air
The right
The left
なお、この図5の制御マップは、タイヤ空気圧が適正範囲(車両を適切に運転可能なタイヤ空気圧の範囲)内である場合には前記検出結果をそのまま出力し、タイヤ空気圧が前記適正範囲より小さい領域では前記検出結果を比較的小さい一定値とし、タイヤ空気圧が前記適正範囲より大きい領域では前記検出結果を比較的大きい一定値とする。
比率設定部14は、旋回状態算出部7で算出された旋回状態に基づき、図6の制御マップに従って、右タイヤ3Rの空気圧Prと左タイヤ3Lの空気圧Plとを所定比率で加算するときに用いる左タイヤ3Lの空気圧Plの比率Aを設定する。
Note that the control map of FIG. 5 outputs the detection result as it is when the tire pressure is within an appropriate range (the range of tire pressure at which the vehicle can be properly driven), and the tire pressure is smaller than the appropriate range. In the region, the detection result is a relatively small constant value, and in the region where the tire air pressure is larger than the appropriate range, the detection result is a relatively large constant value.
The
なお、この図6の制御マップは、旋回方向が右方向である場合には、横Gが0のときに左タイヤ3Lの空気圧Plの比率Aが0.5となり、横Gの絶対値の増加に伴って旋回外輪である左タイヤ3Lの空気圧Plの比率Aが直線的に増加するように構成されている。
また、図6の制御マップは、旋回方向が左方向である場合には、横Gが0のときに左タイヤ3Lの空気圧Plの比率Aが0.5となり、横Gの絶対値の増加に伴って、左タイヤ3Lの空気圧Plの比率Aの大きさが直線的に減少する(旋回外輪である右タイヤの空気圧Plの比率(1−A)が直線的に増加する)ように構成されている。
In the control map of FIG. 6, when the turning direction is the right direction, the ratio A of the air pressure Pl of the
Further, in the control map of FIG. 6, when the turning direction is the left direction, when the lateral G is 0, the ratio A of the air pressure Pl of the
即ち、図6の制御マップによれば、車両の旋回中には、旋回外輪であるタイヤの空気圧の比率A或いは(1−A)が大きくなるように構成されている。
なお、本実施形態では、横Gの絶対値の増加に伴って、左タイヤ3Lの空気圧Plの比率Aの大きさが直線的に減少する線形の制御マップを用いる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、非線形の制御マップを用いるようにしてもよい。
That is, according to the control map of FIG. 6, the ratio A or (1-A) of the air pressure of the tire that is the turning outer wheel is increased during the turning of the vehicle.
In the present embodiment, an example is shown in which a linear control map is used in which the magnitude of the ratio A of the air pressure Pl of the
空気圧算出部15は、右タイヤ空気圧リミッタ13Rを通った右タイヤ3Rの空気圧Prと左タイヤ空気圧リミッタ13Lを通った左タイヤ3Lの空気圧Plとを、比率設定部14で設定された比率Aに基づき、下記(1)式で加算して制御用のタイヤ空気圧Pを算出する。
P=Pr・(1−A)+Pl・A ・・・(1)
共振補正部9は、図7に示すように、第1〜第4のパラメータ設定部161〜164、及びフィルタ17を含んで構成される。
The air
P = Pr · (1−A) + Pl · A (1)
As shown in FIG. 7, the
第iのパラメータ設定部16i(i=1〜4)は、空気圧算出部15で算出された制御用のタイヤ空気圧Pと、車速センサ4から出力される車速の検出結果とに基づき、図8の制御マップに従って、検出された操舵トルクを共振補正するとき(当該操舵トルクの特定周波数帯の周波数成分に、他の周波数帯の周波数成分より比較的小さいゲインを乗じるとき)に用いる当該特定周波数帯の上下限値を示すパラメータ1/Tiを設定する。
The i-th parameter setting unit 16 i (i = 1 to 4) is based on the tire pressure P for control calculated by the air
なお、この図8の制御マップは、タイヤ空気圧Pの減少に伴って、1/Tiの大きさが直線的に減少するように構成されている。また、車速が大きいほど、前記直線の定数項(前記設定される1/Ti)が増大するように構成されている。
また、図8の制御マップは、図9に示すように、任意のタイヤ空気圧Pに対し、1/T1<1/T2<1/T3<1/T4となるように各Ti毎に設定されている。
The control map of FIG. 8 is configured such that the size of 1 / Ti decreases linearly as the tire air pressure P decreases. Further, the linear constant term (the
Further, as shown in FIG. 9, the control map of FIG. 8 is set for each Ti so that 1 / T1 <1 / T2 <1 / T3 <1 / T4 with respect to an arbitrary tire air pressure P. Yes.
即ち、図8の制御マップによれば、検出された操舵トルクの所定周波数成分に、他の周波数帯の周波数成分より比較的小さいゲインを乗じるときに、タイヤ空気圧Pが小さいほど当該所定周波数領域が低周波数側に設定されるように構成されている。
なお、本実施形態では、タイヤ空気圧Pの減少に伴って、1/Tiの大きさが直線的に減少する線形の制御マップを用いる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、非線形の制御マップを用いるようにしてもよい。
That is, according to the control map of FIG. 8, when the predetermined frequency component of the detected steering torque is multiplied by a gain that is relatively smaller than the frequency components of other frequency bands, the predetermined frequency region decreases as the tire air pressure P decreases. It is configured to be set to the low frequency side.
In the present embodiment, an example is shown in which a linear control map is used in which the size of 1 / Ti linearly decreases as the tire air pressure P decreases. However, the present invention is not limited to this. For example, a non-linear control map may be used.
フィルタ17は、トルクセンサ2から出力される操舵トルクの検出結果を、第iのパラメータ設定部16iで設定されたパラメータ1/Tiに基づき、下記(2)式でフィルタして制御用の操舵トルクを算出する。即ち、特定周波数帯1/T1〜1/T4の周波数成分については、単にトルクセンサ2から出力される操舵トルクに基づいて算出されるアシストトルクよりも小さいアシストトルクが算出されるように、制御用の操舵トルクの特定周波数帯1/T1〜1/T4の周波数成分を小さめに補正する。
The
F(s)=(1+T2・S)(1+T3・S)
/{(1+T1・S)(1+T4・S)}・・・(2)
アシスト量指令値演算部10は、共振補正部9で算出された操舵トルクと、車速センサ4から出力される車速とに基づいて、適切なアシストトルクが付加されるようにモータ6に出力させるトルクを示すトルク指令をモータ電流指令値変換部11に出力する。
F (s) = (1 + T2 · S) (1 + T3 · S)
/ {(1 + T1 · S) (1 + T4 · S)} (2)
Based on the steering torque calculated by the
モータ電流指令値変換部11は、アシスト量指令値演算部10から出力されるトルク指令に基づいて、当該トルク指令値が示すトルクが出力されるようにモータ6に入力する電流値を示すモータ電流指令値をモータ電流制御部12に出力する。
モータ電流制御部12は、モータ電流指令値変換部11から出力されるモータ電流指令値に基づいて、当該モータ電流指令値が示す電流値をモータ11に出力する。
The motor current command
The motor
<操舵制御装置の具体的な動作>
次に、本実施形態の操舵制御装置1の動作を具体的状況に基づいて詳細に説明する。
まず、技量の未熟な運転者が、右方向に曲がった曲線路に追従して走行するために、頻繁に修正操舵を行いつつ、ステアリングハンドル102を右方向に操作したとする。すると、ECU5で実行されるアシスト処理によって、図2に示すように、旋回状態算出部7で、モータ6の出力トルクと車速とに基づいて旋回方向(右)と横Gとが算出される。
また、タイヤ空気圧算出部8において、図4及び図6に示すように、比率設定部14で、その算出された旋回方向と横Gとに基づいて、旋回外輪である左タイヤ3Lの空気圧Plの比率Aが、右タイヤ3Rの空気圧Prの比率(1−A)より大きく設定される。
<Specific operation of steering control device>
Next, the operation of the
First, it is assumed that an unskilled driver operates the steering handle 102 in the right direction while frequently performing correction steering in order to follow the curved road that is bent in the right direction. Then, as shown in FIG. 2, the turning
Further, in the tire air
さらに、右タイヤ空気圧リミッタ13Rと左タイヤ空気圧リミッタ13Lとで、右タイヤ3R及び左タイヤ3Lの空気圧の検出結果の上下限値が制限される。また、空気圧算出部15で、それら右タイヤ空気圧リミッタ13R或いは左タイヤ空気圧リミッタ13Lを通過した右タイヤ3Rのタイヤ空気圧Prと左タイヤ3Lの空気圧Plとが、前記設定された比率(1−A)及びAで加算されて制御用のタイヤ空気圧Pが算出される。
Further, the upper and lower limit values of the detection results of the air pressure of the
即ち、制御用のタイヤ空気圧Pは、接地面積がより広く、操舵系の共振周波数への影響がより大きい旋回外輪のタイヤ空気圧の状態が大きく考慮される。
ここで、算出されたタイヤ空気圧Pが適正範囲内であったものの比較的小さかったとする。すると、共振補正部9において、図7に示すように、第1〜第4のパラメータ設定部161〜164で、その算出された制御用のタイヤ空気圧Pと車速の検出結果とに基づいて、特定周波数帯を示すパラメータ1/T1〜1/T4全てがそれぞれ小さく設定される。また、フィルタ17で、トルクセンサ2から出力された操舵トルクの検出結果にゲインが乗じられる。その際、操舵トルクの検出結果に乗じられるゲインのうち、前記設定されたパラメータ1/T1〜1/T4が示す特定周波数帯の周波数成分に乗じるゲインが、他の周波数帯の周波数成分に乗じるゲインに比べ、比較的小さく設定される。
That is, the control tire pressure P has a larger ground contact area, and the tire air pressure state of the turning outer wheel having a greater influence on the resonance frequency of the steering system is greatly considered.
Here, it is assumed that the calculated tire pressure P is within a proper range but relatively small. Then, in the
即ち、アシストトルクが操舵系の共振周波数域で小さくなるので、操舵系の共振がハンドル側に伝達するのを抑制することができる。
また、アシスト量指令値演算部10で、そのゲインが乗じられた操舵トルクと車速の検出結果とに基づいてトルク指令が出力され、モータ電流指令値変換部11で、そのトルク指令に基づいてモータ電流指令値が出力される。また、モータ電流制御部12で、その出力されたモータ電流指令値に基づいてモータ11に電流が出力される。
That is, since the assist torque is reduced in the resonance frequency range of the steering system, it is possible to suppress transmission of the steering system resonance to the steering wheel side.
Further, a torque command is output based on the steering torque multiplied by the gain and the detection result of the vehicle speed in the assist amount command
そして、モータ6によって、モータ電流制御部12(ECU5)から出力される電流で回転駆動することで、ステアリングコラム101にアシストトルクが付加される。
ここで、右タイヤ3R及び左タイヤ3Lの空気圧が小さいために、操向輪である右タイヤ3R及び左タイヤ3Lのバネ定数が低下し、操舵系の共振周波数が比較的小さくなったとすると、アシストトルクが操舵系の共振周波数で小さくなることで、操舵系の共振がハンドル側に伝達するのを抑制することができる。
The assist torque is applied to the
Here, since the air pressures of the
このように、本実施形態にあっては、操向輪のタイヤ空気圧Pが低下した場合に、アシストトルクの周波数成分の大きさを小さく算出する特定周波数帯1/T1〜1/T4を低く算出するようにした。そのため、タイヤ空気圧Pの低下により、操舵系の共振周波数が低下しても、ハンドルが振動するのを防止することができる。また、特定周波数帯1/T1〜1/T4として広い周波数領域を取らずに済むため、操舵系の応答性の低下を防止することができ、その結果、操舵フィーリングの悪化を防止することができる。
Thus, in the present embodiment, when the tire pressure P of the steered wheels decreases, the
また、旋回動作により、旋回外輪の接地面積が増大し、旋回外輪のタイヤ空気圧Pl、Prの操舵系の共振周波数への影響が大きくなった場合に、旋回外輪の比率を大きくするようにしたため、旋回中でも、共振周波数を適切に設定することができる。
さらに、横Gが大きくなり、旋回外輪の接地面積がより増大し、旋回外輪のタイヤ空気圧の操舵系の共振周波数への影響が大きくなった場合に、旋回外輪のタイヤ空気圧の比率をより大きくしたため、旋回中でも、共振周波数を適切に設定することができる。
Further, when the turning operation increases the ground contact area of the turning outer wheel and the influence of the tire air pressure Pl, Pr of the turning outer wheel on the resonance frequency of the steering system increases, the ratio of the turning outer wheel is increased. The resonance frequency can be set appropriately even during turning.
Furthermore, when the lateral G becomes larger, the ground contact area of the turning outer wheel increases, and the influence of the tire air pressure of the turning outer wheel on the resonance frequency of the steering system increases, the ratio of the tire pressure of the turning outer wheel is increased. Even during turning, the resonance frequency can be set appropriately.
また、車速が高くなった場合に、アシストトルクの周波数成分を小さく算出する特定周波数帯1/T1〜1/T4を低く算出するようにした。そのため、車速が高くなったことにより、タイヤの接地面積が減少し、タイヤのバネ定数が大きくなり、操舵系の共振周波数が高くなったとしても、車速が変化しても、共振周波数を適切に設定することができる。
Further, when the vehicle speed increases, the
さらに、操向輪のタイヤ空気圧Pr、Plが適正範囲外である場合には、右タイヤ空気圧リミッタ13R及び左タイヤ空気圧リミッタ13Lで一定値を出力し、制御用のタイヤ空気圧Pとして一定値が出力されるようにした。そのため、第1〜第4のパラメータ設定部161〜164に特定周波数帯1/T1〜1/T4として固定値を設定させることができ、操舵系の共振周波数の変動に応じた1/T1〜1/T4の変動を停止でき、操舵系に共振を発生させることで、タイヤ空気圧が適正範囲外にあることを運転者が気づかせることができる。また、タイヤ空気圧を誤検出した場合に、操舵への影響を減らすことができる。
Further, when the tire pressures Pr and Pl of the steered wheels are out of the proper range, a constant value is output by the right
なお、本実施形態では、フィルタ17で前記(2)式を用いて制御用の操舵トルクを算出する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、前記(2)式のT3をT2に置き換えた下記(3)式を用いて算出するようにしてもよい。
F(s)=(1+T2・S)2/{(1+T1・S)(1+T4・S)}・・(3)
また、タイヤ空気圧Pに基づいてT1〜T4全てを設定する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、T1とT4だけを設定するようにしてもよい。
In the present embodiment, the example in which the
F (s) = (1 + T2 · S) 2 / {(1 + T1 · S) (1 + T4 · S)} (3)
Moreover, although the example which sets all T1-T4 based on the tire air pressure P was shown, it is not restricted to this. For example, only T1 and T4 may be set.
さらに、共振補正部9をトルクセンサ2とアシスト量指令値演算部10との間に配する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図10に示すように、アシスト量指令値演算部10とモータ電流指令値変換部11との間に配するようにしてもよい。
また、操舵トルクと車速とに基づいてアシスト量指令値演算部10にトルク指令を出力させる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、慣性補償、ダンピング補償、ハンドル戻り制御等、一般的なアシスト補正制御を行わせるようにしてもよい。
Furthermore, although the example which distribute | arranges the
Moreover, although the example which outputs a torque command to the assist amount command
さらに、右タイヤ空気圧リミッタ13Rと左タイヤ空気圧リミッタ13Lでタイヤ空気圧が適正範囲より小さい領域では比較的小さい一定値とし、タイヤ空気圧が前記適正範囲より大きい領域では比較的大きい一定値とする例を示したが、これに限られるものではない。例えば、図11に示すように、タイヤ空気圧が適正範囲より小さい領域ではタイヤ空気圧が低下するに連れて前記適正範囲における中央値に戻るようにし、前記適正範囲より大きい領域ではタイヤ空気圧が増加するに連れて前記中央値に戻るようにしてもよいし、パラメータ1/T1と1/T4に上下限を設定するようにしてもよい。
Further, an example is shown in which the right
<第2実施形態>
次に、本発明の操舵制御装置の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
この第2実施形態は、操向輪である右タイヤ3R及び左タイヤ3Lの荷重が大きいほど特定周波数帯1/T1〜1/T4を低く算出する点が、前記第1実施形態と異なる。具体的には、特定周波数帯1/T1〜1/T4の算出に用いる制御マップが、前記第1実施形態の図8のものから図12のものに変更されている点が前記第1実施形態と異なる。
なお、この第2実施形態は、前記第1実施形態の構成と同等の構成を多く含んでおり、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, 2nd Embodiment of the steering control apparatus of this invention is described based on drawing.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the
In addition, this 2nd Embodiment includes many structures equivalent to the structure of the said 1st Embodiment, attaches | subjects an equivalent code | symbol to an equivalent structure, and abbreviate | omits the detailed description.
即ち、この図12の制御マップは、タイヤ空気圧Pの減少に伴って、1/Tiの大きさが直線的に減少するように構成されると共に、操向輪の荷重が大きいほど、前記直線の定数項(前記設定される1/Ti)が減少するように構成されている。
即ち、図12の制御マップによれば、検出された操舵トルクの所定周波数成分に、他の周波数帯の周波数成分より比較的小さいゲインを乗じるときに、操向輪の荷重が大きいほど当該所定周波数領域が低周波数側に設定されるように構成されている。
That is, the control map of FIG. 12 is configured such that the size of 1 / Ti decreases linearly as the tire air pressure P decreases, and as the steering wheel load increases, The constant term (the
That is, according to the control map of FIG. 12, when the predetermined frequency component of the detected steering torque is multiplied by a relatively smaller gain than the frequency components of other frequency bands, the predetermined frequency is increased as the steering wheel load increases. The region is configured to be set on the low frequency side.
このように、本実施形態の操舵制御装置1にあっては、操向輪の荷重が大きくなった場合に、アシストトルクの周波数成分の大きさを小さく算出する特定周波数帯1/T1〜1/T4を低く算出するようにした。そのため、操向輪の荷重が大きくなったことにより、タイヤの接地面積が増大し、タイヤのバネ定数が小さくなり、操舵系の共振周波数が低くなったとしても、ハンドルが振動するのを防止することができる。
Thus, in the
<第3実施形態>
次に、本発明の操舵制御装置の第3実施形態を図面に基づいて説明する。
この第3実施形態は、操舵トルクの高周波数成分に基づいてアシストトルクを補正して慣性補償すると共に、操向輪のタイヤ空気圧Pが高いほど前記高周波成分の周波数を高く算出するようにした点が、前記第1実施形態と異なる。
具体的には、図13に示すように、操舵トルクの高周波成分のみを通すハイパスフィルタ18と、その高周波成分をモータアシスト量指令値演算部10から出力されるトルク指令に加算する加算器19とを備えた点が前記第1実施形態と異なる。
<Third Embodiment>
Next, 3rd Embodiment of the steering control apparatus of this invention is described based on drawing.
In the third embodiment, the assist torque is corrected based on the high frequency component of the steering torque to compensate the inertia, and the higher the tire air pressure P of the steered wheel, the higher the frequency of the high frequency component is calculated. However, this is different from the first embodiment.
Specifically, as shown in FIG. 13, a high-
ハイパスフィルタ18は、トルクセンサ2から出力される操舵トルクから特定のカットオフ周波数以下の低周波成分を取り除き、高周波成分のみを加算器19に出力する。また、ハイパスフィルタ18は、空気圧算出部15で算出された制御用のタイヤ空気圧Pが大きいほど、前記カットオフ周波数を高く設定するように構成されている。
加算器19は、アシスト量指令値演算部10から出力されるトルク指令にハイパスフィルタ18を通った操舵トルクを加算してモータ電流指令値変換部11に出力する。
The
The
このように、本実施形態の操舵制御装置1にあっては、操向輪のタイヤ空気圧Pが増加した場合に、アシストトルクの補正に用いる操舵トルクの周波数を低く算出する周波数(カットオフ周波数)を高く算出するようにした。そのため、タイヤ空気圧の増加により、操舵系の転舵方向の共振周波数が増加しても、アシストトルクの補正でハンドルが振動することを防止することができる。
Thus, in the
以上、上記実施形態にあっては、図1のECU、図2のタイヤ空気圧算出部8、共振補正部9、図4の右タイヤ空気圧リミッタ13R、左タイヤ空気圧リミッタ13L、比率設定部14、空気圧算出部15、図7の第1〜第4のパラメータ設定部161〜164が特許請求の範囲に記載のアシストトルク低減手段を構成し、図13のハイパスフィルタ18、加算器19が慣性補正手段を構成する。
As described above, in the above embodiment, the ECU in FIG. 1, the tire air
なお、本発明の操舵制御装置は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The steering control device of the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
1は操舵制御装置、2はトルクセンサ、3Rは右タイヤ空気圧センサ、3Lは左タイヤ空気圧センサ、4は車速センサ、5はECU、6はモータ、7は旋回状態算出部、8はタイヤ空気圧算出部、9は共振補正部、10はアシスト量指令値演算部、11はモータ電流指令値変換部、12はモータ電流制御部、13Rは右タイヤ空気圧リミッタ、13Lは左タイヤ空気圧リミッタ、14は比率設定部、15は空気圧算出部、161〜164は第1〜第4のパラメータ設定部、17はフィルタ、18はハイパスフィルタ、19は加算器 1 is a steering control device, 2 is a torque sensor, 3R is a right tire pressure sensor, 3L is a left tire pressure sensor, 4 is a vehicle speed sensor, 5 is an ECU, 6 is a motor, 7 is a turning state calculation unit, and 8 is a tire pressure calculation. , 9 is a resonance correction unit, 10 is an assist amount command value calculation unit, 11 is a motor current command value conversion unit, 12 is a motor current control unit, 13R is a right tire pressure limiter, 13L is a left tire pressure limiter, and 14 is a ratio. Setting unit, 15 is an air pressure calculation unit, 16 1 to 16 4 are first to fourth parameter setting units, 17 is a filter, 18 is a high-pass filter, and 19 is an adder.
Claims (7)
前記操舵系の共振周波数及びその周辺の周波数を含む特定周波数帯で前記操舵トルクに基づく値よりもアシストトルクを小さくするアシストトルク低減手段を備え、
前記アシストトルク低減手段は、操向輪である左右輪の空気圧を特定比率で加算した加算値が小さいほど低い前記特定周波数帯で前記操舵トルクに基づく値よりもアシストトルクを小さくし、且つ、旋回中には、前記左右輪のうち旋回外輪の比率を大きくすることを特徴とする操舵制御装置。 A steering control device that adds assist torque based on a steering torque of a driver to a steering system,
An assist torque reducing means for reducing the assist torque in a specific frequency band including the resonance frequency of the steering system and the surrounding frequencies, than the value based on the steering torque;
The assist torque reduction means makes the assist torque smaller than the value based on the steering torque in the specific frequency band, which is lower as the added value obtained by adding the air pressures of the left and right wheels, which are steered wheels, at a specific ratio , and turns. A steering control device characterized in that a ratio of the turning outer wheel among the left and right wheels is increased.
前記操舵系の共振周波数及びその周辺の周波数を含む特定周波数帯で前記操舵トルクに基づく値よりもアシストトルクを小さくするアシストトルク低減手段を備え、An assist torque reducing means for reducing the assist torque in a specific frequency band including the resonance frequency of the steering system and the surrounding frequencies, than the value based on the steering torque;
前記アシストトルク低減手段は、操向輪のタイヤ空気圧が所定範囲内である場合には、前記操向輪の空気圧が小さいほど低い前記特定周波数帯で前記操舵トルクに基づく値よりもアシストトルクを小さくし、前記操向輪のタイヤ空気圧が所定範囲外である場合には、前記特定周波数帯として固定値とすることを特徴とする操舵制御装置。When the tire pressure of the steered wheel is within a predetermined range, the assist torque reducing means makes the assist torque smaller than a value based on the steering torque in the specific frequency band that is lower as the air pressure of the steered wheel is smaller. When the tire pressure of the steered wheel is out of a predetermined range, the steering control device is set to a fixed value as the specific frequency band.
前記慣性補正手段は、前記操向輪のタイヤ空気圧が高いほど前記高周波成分の周波数を高くすることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の操舵制御装置。 An inertia correction means for correcting the assist torque based on a high-frequency component of the steering torque;
The steering control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the inertia correction unit increases the frequency of the high-frequency component as the tire pressure of the steered wheel increases .
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