JP2014098591A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動パワーステアリング装置は、ピニオンギアの位置における回転トルクTとピニオンギアの回転角度θに基づき操舵系の摩擦特性を推定する(S6,S7,S8)。また、ピニオンギアの位置における回転トルクと車両応答に基づき車両全体の操舵に関する摩擦特性を推定することができる。また、ピニオンギアの位置における回転トルクとピニオンギアの回転角度に基づき回転角度に依存した操舵系の摩擦特性を推定することができる。
【選択図】図1
Description
図1から図13を参照して、第1実施形態について説明する。本実施形態は、電動パワーステアリング装置に関する。図1は、本発明の第1実施形態に係る電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャート、図2は、第1実施形態に係る車両の概略構成図、図3は、第1実施形態に係るECUのブロック図、図4は、第一補正制御部の詳細を示すブロック図である。
まず、ステップS1では、第一補正制御部53により、初期値の設定がなされる。第一補正制御部53は、各計測信号用変数の初期化(0セット)を行う。また、第一補正制御部53は、保存された摩擦補償量を読み出す。また、第一補正制御部53は、保存された指標の経時情報を読み出す。ステップS1が実行されると、ステップS2に進む。
T=操舵トルクTh
+モータ電流値×(トルク換算係数)×ウォームギア比×ギア効率…(1)
θ=モータ回転角/ウォームギア比+ピニオン回転角中点…(2)
SWV=(ピニオン回転角θ)’…(3)
ピニオン位置トルクT、ピニオン回転角θおよび操舵角速度SWVが算出されると、ステップS4に進む。
ここで、下限車速V1は、車両100が直進する車速以上に設定されるものであり、例えば、30km/hである。上限車速V2は、高速となって路面振動が大きくなる速度よりも小さい値に設定されるものであり、例えば120km/hである。
ここで、所定操舵角速度は、安定したプレロードを測定できる操舵角速度の範囲で設定される。
ここで、所定操舵トルクは、中立付近の操舵である範囲に設定されるものであり、例えば2Nmである。所定操舵トルクは、路面スラント角が大きい路面でトルクが出ている状況を除外できるように定められる。
ここで、所定ヨーレートは、車両100が直進している範囲の値に設定されるものであり、例えば1deg/sである。
ここで、所定横Gは、車両が直進している範囲の値に設定されるものであり、例えば2m/s2である。
ここで、下限温度は、プレロードが増加する低温の範囲を除外するように設定されるものであり、例えば0℃である。上限温度は、EPSモータ301のモータ特性が変化する高温の範囲を除外するように設定されるものであり、例えば120℃である。
ステアリングシステムの異常が検出されておらず、通常のステアリング制御を行っている場合、ステアリングシステムが正常である。例えば、EPSモータ301の過熱保護などの電流制限がなされている場合は、ステアリングシステムは正常でない。
所定操舵周波数は、安定的に摩擦測定することができるように、ステアリングシステムの共振周波数域や車両100の共振周波数域よりも十分に小さい値に設定されるものであり、例えば、5Hzである。
(操舵条件1):中立領域Rnから左操舵後領域Rpあるいは右操舵後領域Rmに移行したこと。
(操舵条件2):中立領域Rnから左操舵後領域Rpに移行する場合(矢印Y1参照)にあっては、ピニオン回転角θおよびピニオン位置トルクTが単調増加であること。中立領域Rnから右操舵後領域Rmに移行する場合(矢印Y2参照)にあっては、ピニオン回転角θおよびピニオン位置トルクTが単調減少であること。
(操舵条件3):中立領域Rnから左操舵後領域Rpあるいは右操舵後領域Rmへの移行に際し、ピニオン回転角θおよびピニオン位置トルクTが連続であること、言い換えると一部データが途切れていないこと。
次に、第二補正制御部54の動作について説明する。第二補正制御部54は、操舵系を除く車両100の操舵に関する摩擦特性を推定し、車両100の操舵に関する摩擦特性変化を検知すると、摩擦補償制御を行う。本実施形態の第二補正制御部54は、ピニオン位置トルクTと車両応答に基づき車両100全体の操舵に関する摩擦特性を推定する。第二補正制御部54は、操舵系を含む車両100全体の操舵に関する摩擦特性と、操舵系の摩擦特性とに基づいて、操舵系を除く車両100の操舵に関する摩擦特性を推定する。
θ2=タイヤ切れ角×回転角換算係数K1+ピニオン回転角中点…(4)
θ2=ヨーレート×回転角換算係数K2+ピニオン回転角中点…(5)
θ2=横G×回転角換算係数K3+ピニオン回転角中点…(6)
上記第1実施形態では、操舵系の摩擦特性および操舵系を除く車両100の操舵に関する摩擦特性のそれぞれに基づいて摩擦特性変化の検出や摩擦補償制御等が実行されたが、これに代えて、操舵系を含む車両100全体の操舵に関する摩擦特性に基づいて摩擦特性変化の検知や摩擦補償制御が実行されてもよい。この場合、第一補正制御部53が省略されてもよい。
図14および図15を参照して、第2実施形態について説明する。第2実施形態については、上記第1実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図14は、第2実施形態における指標抽出の説明図、図15は、回転角に依存した摩擦特性を示す図である。
14 ピニオンギア
50 ECU
53 第一補正制御部
54 第二補正制御部
61 摩擦特性検出部
62 指標化部
63 経年劣化判定部
64 必要摩擦量演算部
65 摩擦付与制御部
θ ピニオン回転角
θ2 換算後ピニオン回転角
T ピニオン位置トルク
Tcom 摩擦補償量
Claims (6)
- ピニオンギアの位置における回転トルクと前記ピニオンギアの回転角度に基づき操舵系の摩擦特性を推定する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - ピニオンギアの位置における回転トルクと車両応答に基づき車両全体の操舵に関する摩擦特性を推定する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - ピニオンギアの位置における回転トルクおよび前記ピニオンギアの回転角度に基づき推定した操舵系の摩擦特性と、前記ピニオンギアの位置における回転トルクおよび車両応答に基づき推定した車両全体の操舵に関する摩擦特性と、に基づき前記操舵系を除く前記車両の操舵に関する摩擦特性を推定する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記ピニオンギアの位置における回転トルクと前記ピニオンギアの回転角度に基づき回転角度に依存した操舵系の摩擦特性を推定する
請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記ピニオンギアの位置における回転トルクと車両応答に基づき回転角に依存した車両全体の操舵に関する摩擦特性を推定する
請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置。 - 出力トルクが、推定した前記摩擦特性に応じて変化する
請求項1から5のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
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