JP5026036B2 - Rollover control device for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、ロールオーバの予兆を検出したときは操舵トルクをアシストするアシストアクチュエータの駆動により発生するアシストトルクを制限し、相対的に操舵トルクを増加させることでロールオーバを回避する車両のロールオーバ制御装置に関する。 According to the present invention, when a rollover sign is detected, the assist torque generated by driving an assist actuator that assists the steering torque is limited, and the rollover of the vehicle is avoided by relatively increasing the steering torque. The present invention relates to a control device.
一般に、走行中の車両が急旋回し、或いはコーナにオーバスピードで進入すると車両に大きな横加速度(遠心力)が作用するため、車両は旋回方向外側へ傾斜する。その際、横加速度が過大で、車両の傾斜姿勢を復帰させることが困難になるとロールオーバ(横転)に至る。 Generally, when a running vehicle turns sharply or enters a corner at an overspeed, a large lateral acceleration (centrifugal force) acts on the vehicle, and the vehicle tilts outward in the turning direction. At that time, if the lateral acceleration is excessive and it becomes difficult to return the vehicle tilt posture, rollover (rollover) is caused.
そのため、従来から旋回時のロールオーバを回避する技術が種々提案されている。例えば、特許文献1(特開2005−104340号公報)には、車両に装備されている制動システムを利用してロールオーバを回避する技術が開示されている。すなわち、同文献では、(1)旋回時の車速、横加速度、及びロールレートが基準値以上の場合、ロールレートに応じた制動力を旋回外輪へ付与する制御を行ってロールオーバを回避する(ロールレート制御)。 For this reason, various techniques for avoiding rollover during turning have been proposed. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-104340) discloses a technique for avoiding rollover by using a braking system installed in a vehicle. That is, in this document, (1) when the vehicle speed, lateral acceleration, and roll rate during turning are equal to or higher than a reference value, control is performed to apply a braking force corresponding to the roll rate to the turning outer wheel to avoid rollover ( Roll rate control).
(2)旋回時の車速、及び横加速度が他の基準値以上の場合は、横加速度に応じた制動力を旋回外輪に付与する制御を行ってロールオーバを回避する(横加速度制御)。 (2) When the vehicle speed and lateral acceleration at the turn are equal to or higher than other reference values, control is performed to apply a braking force corresponding to the lateral acceleration to the turning outer wheel to avoid rollover (lateral acceleration control).
(3)ロールレイト制御と横加速度制御との双方が作動した場合は、ロールレイト制御と横加速度制御とで算出した各制御量を重み付け加算した制御量を求め、当該制御量でロールオーバを回避する制御を行う。
しかし、上述した公報に開示されている技術では、制動システムを装備していない車両に適用することは出来ない。 However, the technique disclosed in the above publication cannot be applied to a vehicle that is not equipped with a braking system.
又、旋回時において旋回外輪に制動力を付与すると、旋回外輪のタイヤグリップ力が低下して車両挙動が不安定になり易い問題がある。 Further, when braking force is applied to the turning outer wheel during turning, there is a problem that the tire grip force of the turning outer wheel is reduced and the vehicle behavior is likely to become unstable.
本発明は、上記事情に鑑み、制動システムを装備していない車両に対しても適用でき、しかも旋回時のタイヤグリップ力を確保し、車両挙動を安定させた状態でロールオーバを回避することのできる車両のロールオーバ制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention can be applied to a vehicle that is not equipped with a braking system, and also ensures a tire grip force when turning and avoids rollover in a state where the vehicle behavior is stabilized. An object of the present invention is to provide a vehicle rollover control device.
上記目的を達成するため本発明による車両のロールオーバ制御装置は、ステアリングホイールに係る操舵トルクをアシストするアシストアクチュエータと、前記アシストアクチュエータの駆動により発生するアシストトルクの基本値を、少なくとも操舵トルクに基づいて設定する基本アシストトルク設定手段と、車両に作用する横方向挙動を示す物理量とロール方向挙動を示す物理量とに基づきロールオーバの予兆が検出されたか否かを判定するロールオーバ判定手段と、前記ロールオーバ判定手段でロールオーバの予兆が検出されたとき、前記ロール方向挙動を示す物理量に基づき該ロール方向挙動を示す物理量の加速度を求め、該加速度に基づいてロールオーバ条件を判定し、該ロールオーバ条件が成立した場合、前記ロール方向挙動を示す物理量に基づいて前記アシストトルクを減少させる方向へ補正するアシスト補正係数を設定するアシスト補正係数設定手段と、前記基本値を前記アシスト補正係数で補正して前記アシストトルクの目標値を設定する目標アシストトルク設定手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a rollover control device for a vehicle according to the present invention is based on at least a steering torque based on an assist actuator for assisting steering torque related to a steering wheel and a basic value of assist torque generated by driving the assist actuator. A basic assist torque setting means for setting a rollover, a rollover determination means for determining whether a rollover sign is detected based on a physical quantity indicating a lateral behavior acting on a vehicle and a physical quantity indicating a roll direction behavior, When a rollover sign is detected by the rollover determination means, an acceleration of the physical quantity indicating the roll direction behavior is obtained based on the physical quantity indicating the roll direction behavior, a rollover condition is determined based on the acceleration, and the rollover condition is determined. If over condition is satisfied, the roll direction behavior An assist correction coefficient setting means for setting an assist correction coefficient for correcting the assist torque in a direction to decrease the assist torque based on the physical quantity, and a target for setting the target value of the assist torque by correcting the basic value with the assist correction coefficient Assist torque setting means.
本発明によれば、ロールオーバの予兆が検出されたとき、操舵トルクを増加させ、操舵反力を増加させることでロールオーバを回避させるようにしたので、制動システムを装備していない車両に対しても適用することができ、優れた経済性を得ることができるばかりでなく、既存のシステムにも取り入れることができるので、高い汎用性を得ることができる。 According to the present invention, when a rollover sign is detected, the steering torque is increased and the steering reaction force is increased to avoid the rollover. Can be applied, and not only can excellent economic efficiency be obtained, but also can be incorporated into existing systems, so that high versatility can be obtained.
又、車輪を制動することでロールオーバを回避する従来の技術に比し、旋回時のタイヤグリップ力を確保することができ、車両挙動を安定させた状態でロールオーバを回避することができる。 In addition, compared to the conventional technique of avoiding rollover by braking the wheel, it is possible to secure a tire grip force during turning and avoid rollover in a state where the vehicle behavior is stabilized.
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1にロールオーバ制御装置を備えた車両の概略図を示す。同図の符号1は電動パワーステアリング装置であり、この電動パワーステアリング装置1のステアリング軸2が、図示しない車体フレームにステアリングコラム3を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸2の運転席側端部にステアリングホイール4が固設され、又、エンジンルーム側へ延出する端部にピニオン軸5が連設されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a schematic diagram of a vehicle equipped with a rollover control device.
エンジンルームには、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス6が配設されており、このステアリングギヤボックス6にラック軸8が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸8に形成されたラック(図示せず)に、ピニオン軸5に形成されたピニオンが噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が形成される。又、ラック軸8の左右両端はステアリングギヤボックス6の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド9を介してフロントナックル10が連設されている。このフロントナックル10は、操舵輪としての左右輪11L,11Rを回動自在に支持すると共に、キングピン(図示せず)を介して車体フレームに転舵自在に支持されている。従って、ステアリングホイール4を操作し、ステアリング軸2、ピニオン軸5を回転させると、このピニオン軸5の回転によりラック軸8が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル10がキングピン(図示せず)を中心に回動して、左右輪11L,11Rが左右方向へ転舵される。
A
又、ピニオン軸5にアシスト伝達機構12を介して、アシストアクチュエータとしての電動モータ13が連設されており、この電動モータ13にてステアリングホイール4に係る操舵トルクがアシストされる。更に、ステアリング軸2に操舵トルクセンサ14が連設されており、この操舵トルクセンサ14にてステアリングホイール4に加えられる操舵トルクが検出される。
An
一方、符号21は電動モータ13の駆動制御を行うモータ制御ユニット(M_ECU)である。このM_ECU21の入力側に、ステアリングホイール4に加えられた操舵トルクTqを検出する操舵トルクセンサ14、車速Vspを検出する車速センサ15、車体に作用する、横方向挙動を示す物理量としての横加速度Gyを検出する横加速度センサ16、車体に作用するロールレートφvを検出するロールレートセンサ17が接続されている。尚、本実施形態では、左旋回時に発生する横加速度Gy、及びロールレートφvを正(+)値、右旋回時に発生する横加速度Gy、及びロールレートφvを負(−)値として現す。
On the other hand,
図2に示すように、このM_ECU21は、モータ制御部22とモータ駆動信号生成回路23とモータ駆動回路24と電流検出部25とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
モータ制御部22はマイクロコンピュータを主体に構成されており、周知のCPU、ROM、RAM、及びEEPROM等の不揮発性記憶手段を有している。このモータ制御部22は、ROMに記憶されているプログラムに従い、ロールオーバ判定手段としてのロールオーバ判定部22a、アシスト係数演算部22b、目標アシスト電流演算部22c、フィードバック(F/B)制御演算部22dの各機能を実行する。
The
ロールオーバ判定部22aは、先ず、車速センサ15で検出した車速Vspを読込む。そして、車速Vspが設定車速Va(例えば40[Km/h])以上の場合、横加速度センサ16で検出した横加速度Gyとロールレートセンサ17で検出したロールレートφvとを読込み、この横加速度Gyとロールレートφvとに基づきロールオーバ発生の予兆があるか否かを判定する。アシスト係数演算部22bはロールオーバ判定部22aでロールオーバ発生の予兆有りと判定された場合、ロールレートφvに基づきマップ検索により、後述する基本アシスト電流Ipを補正するアシスト補正係数iqを設定する。
The rollover determination unit 22a first reads the vehicle speed Vsp detected by the
又、目標アシスト電流演算部22cは、電動モータ13に供給する目標アシスト電流Pを設定するもので、操舵トルクセンサ14で検出した操舵トルクTqと車速センサ15で検出した車速Vspとに基づきマップ検索により、アシストトルクの基本値である基本アシスト電流Ipを設定し、この基本アシスト電流Ipをアシスト補正係数iqで補正して、電動モータ13に供給する電流(アシストトルク)の目標値である目標アシスト電流Pを設定する。
The target assist
F/B制御演算部22dは、目標アシスト電流演算部22cで設定した目標アシスト電流Pと、電流検出部25で検出したモータ電流Isとの差分ΔPを算出し、この差分ΔPに基づき、この差分ΔPが0に収束するような制御信号(フィードバック制御信号)Dを、周知の比例積分制御演算等により生成する。
The F / B control calculation unit 22d calculates a difference ΔP between the target assist current P set by the target assist
モータ駆動信号生成回路23は、F/B制御演算部22dから出力される制御信号Dに応じたモータ駆動信号を生成する。尚、このモータ駆動信号しては、例えば制御信号Dに応じたデューティ比のパルス幅変調信号(PWM信号)がある。
The motor drive
モータ駆動回路24は、このモータ駆動信号に応じた電圧を電動モータ13へ出力する。電流検出部25は電動モータ13に供給される電流(モータ電流)Isを検出し、F/B制御演算部22dへ出力する。
The motor drive circuit 24 outputs a voltage corresponding to the motor drive signal to the
上述したロールオーバ判定部22aでの処理は、具体的には、図3に示すロールオーバ判定ルーチンに従って行われる。 Specifically, the process in the rollover determination unit 22a described above is performed according to a rollover determination routine shown in FIG.
このルーチンでは、先ず、ステップS1で車速センサ15で検出した車速Vspを読込み、ステップS2で車速Vspが設定車速Va(例えば40[Km/h])以上か否かを調べる。そして、車速Vspが設定車速Vaに達していないときは(Vsp<Va)、ロールオーバの可能性がないと判定して、ステップS12へジャンプする。
In this routine, first, the vehicle speed Vsp detected by the
又、車速Vspが設定車速Va以上のときは(Vsp≧Va)、無理なステアリング操作を行った場合、ロールオーバの可能性があると判定し、ステップS3へ進み、横加速度Gyとロールレートφvとを読込む。 When the vehicle speed Vsp is equal to or higher than the set vehicle speed Va (Vsp ≧ Va), it is determined that there is a possibility of rollover when an unreasonable steering operation is performed, and the process proceeds to step S3, where the lateral acceleration Gy and the roll rate φv And read.
次いで、ステップS4,S5でロールオーバの予兆があるか否かを判定する。すなわち、ステップS4では、横加速度Gyの絶対値|Gy|と、予め設定したしきい値αとを比較する。このしきい値αは、当該しきい値αを越えた後、所定時間経過後にロールオーバとなる可能性が高くなる値であり、予め実験などに基づいて求められている。 Next, in steps S4 and S5, it is determined whether or not there is a sign of rollover. That is, in step S4, the absolute value | Gy | of the lateral acceleration Gy is compared with a preset threshold value α. The threshold value α is a value that increases the possibility of a rollover after a predetermined time has elapsed after exceeding the threshold value α, and is obtained in advance based on experiments or the like.
そして、横加速度Gyの絶対値|Gy|がしきい値αを越えている場合(|Gy|≧α)、ステップS5へ進む。一方、横加速度Gyの絶対値|Gy|がしきい値α未満の場合(|Gy|<α)、所定時間が経過してもロールオーバの可能性がないため、ステップS12へジャンプする。 If the absolute value | Gy | of the lateral acceleration Gy exceeds the threshold value α (| Gy | ≧ α), the process proceeds to step S5. On the other hand, if the absolute value | Gy | of the lateral acceleration Gy is less than the threshold value α (| Gy | <α), there is no possibility of rollover even after a predetermined time has elapsed, and the process jumps to step S12.
又、ステップS5へ進むと、ロールレートφvの絶対値|φv|としきい値βとを比較する。このしきい値βも、上述したしきい値αと同様、このしきい値βを越えた後、所定時間経過後にロールオーバの可能性が高くなる値であり、予め実験などに基づいて求められている。 In step S5, the absolute value | φv | of the roll rate φv is compared with the threshold value β. Similarly to the threshold value α described above, this threshold value β is a value that increases the possibility of rollover after a predetermined time has elapsed after exceeding the threshold value β. ing.
そして、ロールレートφvの絶対値|φv|がしきい値βを越えている場合(|φv|≧β)、ステップS6へ進む。一方、ロールレートφvの絶対値|φv|がしきい値β未満の場合(|φv|<β)、所定時間が経過してもロールオーバの可能性がないため、ステップS12へジャンプする。 If the absolute value | φv | of the roll rate φv exceeds the threshold value β (| φv | ≧ β), the process proceeds to step S6. On the other hand, if the absolute value | φv | of the roll rate φv is less than the threshold value β (| φv | <β), there is no possibility of rollover even after a predetermined time has elapsed, and the process jumps to step S12.
又、ステップS4,S5において、|Gy|≧α、且つ|φv|≧βと判定されたときは、所定時間経過後にロールオーバの発生が予兆されるため、ステップS6以下で、ロールレートφvの変化を示すロール角加速度φaに基づきロールオーバの可能性があるか否かを精緻に調べる。 If it is determined in steps S4 and S5 that | Gy | ≧ α and | φv | ≧ β, the occurrence of rollover is predicted after a predetermined time has elapsed. Whether or not there is a possibility of rollover is examined in detail based on the roll angular acceleration φa indicating the change.
先ず、ステップS6では、ロールレートφvを時間微分してロール角加速度φaを演算し、ステップS7で、ロール角加速度φaの絶対値|φa|と予め設定したロールオーバ判定しきい値τとを比較する。このロールオーバ判定しきい値τは、それを越えると所定時間経過後にはロールオーバの発生する確率が高くなる値であり、予め実験などから求めて設定されている。尚、この所定時間は、後述するディレー値Zよりも長い時間である。 First, in step S6, the roll rate φv is time-differentiated to calculate the roll angular acceleration φa, and in step S7, the absolute value | φa | of the roll angular acceleration φa is compared with a preset rollover determination threshold τ. To do. The rollover determination threshold value τ is a value that increases the probability that a rollover will occur after a predetermined time has elapsed, and is set in advance by experiments. The predetermined time is longer than a delay value Z described later.
そして、ロール角加速度φaの絶対値|φa|がロールオーバ判定用しきい値τを越えている場合(|φa|≧τ)、ステップS8へ進む。又、ロール角加速度φaの絶対値|φa|がロールオーバ判定用しきい値τ未満の場合(|φa|<τ)、ロールオーバ条件不成立、すなわち、ロールオーバなしと判定し、ステップS12へジャンプする。 If the absolute value | φa | of the roll angular acceleration φa exceeds the rollover determination threshold value τ (| φa | ≧ τ), the process proceeds to step S8. If the absolute value | φa | of the roll angular acceleration φa is less than the rollover determination threshold τ (| φa | <τ), it is determined that the rollover condition is not satisfied, that is, there is no rollover, and the process jumps to step S12. To do.
ステップS8へ進むと、ディレータイマのカウント値Cをインクリメントし(C←C+1)、ステップS9へ進み、ディレータイマのカウント値Cと予め設定したディレー値Zとを比較する。このディレー値Zはロールオーバ条件が成立した状態が設定時間継続されているか否かを調べるもので1〜2[sec]程度に設定されている。 In step S8, the count value C of the delay timer is incremented (C ← C + 1). In step S9, the count value C of the delay timer is compared with a preset delay value Z. This delay value Z is set to about 1 to 2 [sec] for checking whether or not the state where the rollover condition is satisfied continues for a set time.
そして、C<Zのときは、ステップS10へ進み、現在のロールレートφvを読込んだ後、ステップS6へ戻り、このロールレートφvを時間微分してロール角加速度φaを算出する。 When C <Z, the process proceeds to step S10, the current roll rate φv is read, and then the process returns to step S6. The roll rate φv is time-differentiated to calculate the roll angular acceleration φa.
一方、C≧Zのときはロールオーバ条件成立、すなわち、ロールオーバの予兆が検出されたと判定し、ステップS11へ進み、ロールオーバフラグFroをセットして(Fro←1)、ルーチンを抜ける。又、ロールオーバ条件不成立と判定されて、ステップS2,S4,S5,S7の何れかからステップS12へジャンプすると、ロールオーバフラグFroをクリアして(Fro←0)、ルーチンを抜ける。 On the other hand, when C ≧ Z, it is determined that the rollover condition is satisfied, that is, the rollover sign has been detected, the process proceeds to step S11, the rollover flag Fro is set (Fro ← 1), and the routine is exited. If it is determined that the rollover condition is not satisfied and the process jumps from any of steps S2, S4, S5, and S7 to step S12, the rollover flag Fro is cleared (Fro ← 0), and the routine is exited.
図6に、車両挙動による横加速度Gy、ロールレートφv、ロール角加速度φaの検出状態、及びロールオーバフラグFroの状態を示す。同図に示すように、横加速度Gyの絶対値|Gy|、及びロールレートφvの絶対値|φv|が共にしきい値α,βを越えていても、ロール角加速度φaの絶対値|φa|がしきい値τを越えておらず、或いはこのロール角加速度φaの絶対値|φa|がしきい値τを越えていてもその状態が設定時間(ディレー値Z)の間継続していない場合は、ロールオーバ条件不成立と判定され、ロールオーバフラグFroはクリアされる。一方、ロール角加速度φaの絶対値|φa|がしきい値τを越えており、しかもその状態が設定時間(ディレー値Z)の間継続してる場合は、ロールオーバ条件成立と判定され、ロールオーバフラグFroはセットされる。 FIG. 6 shows the detection state of the lateral acceleration Gy, the roll rate φv, the roll angular acceleration φa, and the state of the rollover flag Fro due to the vehicle behavior. As shown in the figure, even if the absolute value | Gy | of the lateral acceleration Gy and the absolute value | φv | of the roll rate φv both exceed the threshold values α and β, the absolute value of the roll angular acceleration φa | φa | Does not exceed the threshold value τ, or even if the absolute value | φa | of the roll angular acceleration φa exceeds the threshold value τ, the state does not continue for the set time (delay value Z). In this case, it is determined that the rollover condition is not satisfied, and the rollover flag Fro is cleared. On the other hand, when the absolute value | φa | of the roll angular acceleration φa exceeds the threshold value τ and the state continues for the set time (delay value Z), it is determined that the rollover condition is satisfied, and the roll The over flag Fro is set.
尚、各しきい値α,β,τは、車種毎に相違しており、例えばワンボックス車のような高重心車では、スポーツカーのような低重心車に比しロールオーバが発生し易いため、比較的低い値に設定される。 The threshold values α, β, and τ are different for each vehicle type. For example, in a high center of gravity vehicle such as a one-box vehicle, rollover is more likely to occur than in a low center of gravity vehicle such as a sports car. Therefore, it is set to a relatively low value.
上述したロールオーバフラグFroの値は、アシスト係数演算部22bで読込まれる。このアシスト係数演算部22bでの処理は、具体的には、図4に示すアシスト補正係数設定ルーチンに従って行われる。このルーチンでは、先ず、ステップS21でロールオーバフラグFroの値を調べ、Fro=1のロールオーバ条件成立のときはステップS22へ進み、Fro=0のロールオーバ条件不成立のときはステップS23へ進む。 The value of the rollover flag Fro described above is read by the assist coefficient calculator 22b. Specifically, the processing in the assist coefficient calculator 22b is performed according to an assist correction coefficient setting routine shown in FIG. In this routine, first, the value of the rollover flag Fro is checked in step S21. If the rollover condition of Fro = 1 is satisfied, the process proceeds to step S22. If the rollover condition of Fro = 0 is not satisfied, the process proceeds to step S23.
ステップS22では、ロールレートφvの絶対値|φv|に基づき、アシスト補正係数テーブルを補間計算付きで参照してアシスト補正係数iqを設定して、ルーチンを抜ける。 In step S22, based on the absolute value | φv | of the roll rate φv, the assist correction coefficient iq is set by referring to the assist correction coefficient table with interpolation calculation, and the routine is exited.
図7にアシスト補正係数テーブルの特性を示す。同図に示すように、アシスト補正係数iqは、+1.0〜−1.0の範囲で設定されており、ロールレートφvの絶対値|φv|が増加するに従い、アシスト補正係数iqが+1.0の値から比例的に減少され、0>iqの領域では負の値に設定され、更に、絶対値|φv|が0〜βの間では、アシスト補正係数iqが+1.0に固定される不感帯が設定されている。従って、+1.0>iq≧0の範囲では、ステアリングホイール4に付与するアシストトルクが減少されるアシスト減の状態となる。又、0>iq≧−1.0の範囲では、ステアリングホイール4に操舵方向とは逆向きのアシストトルクが付与される逆アシスト状態となる。
FIG. 7 shows the characteristics of the assist correction coefficient table. As shown in the figure, the assist correction coefficient iq is set in the range of +1.0 to −1.0, and the assist correction coefficient iq is a value of +1.0 as the absolute value | φv | of the roll rate φv increases. Is set to a negative value in the range of 0> iq, and a dead zone is set in which the assist correction coefficient iq is fixed to +1.0 when the absolute value | φv | is between 0 and β. Has been. Therefore, in the range of +1.0> iq ≧ 0, the assist torque applied to the
尚、このアシスト補正係数テーブルに格納されているアシスト補正係数iqの特性は車種毎に相違しており、例えばワンボックス車のような高重心車では、スポーツカーのような低重心車に比しロールオーバが発生し易いため、重心が高くなるに従い、傾きが次第に大きく設定され、且つ不感帯(β)が次第に狭く設定される。 The characteristics of the assist correction coefficient iq stored in the assist correction coefficient table differ for each vehicle type. For example, a high center of gravity vehicle such as a one-box vehicle is different from a low center of gravity vehicle such as a sports car. Since rollover is likely to occur, the inclination is gradually set larger and the dead zone (β) is gradually narrowed as the center of gravity increases.
ところで、上述したステップS22ではロールレートφvの絶対値|φv|の大きさに基づいてアシスト補正係数iqを設定しているが、不感帯(β)を越えた後のロールレートφvの積分値の絶対値に基づいてアシスト補正係数iqを設定するようにしても良い。ロールレートφvの積分値の絶対値に基づいてアシスト補正係数iqを設定することで、急激なロールオーバが発生する場合以外に、ロールレートφvが一定の場合であって横加速度Gyが増加するような走行条件に対しても、ロールオーバを有効に回避することが可能となる。 Incidentally, in step S22 described above, the assist correction coefficient iq is set based on the magnitude of the absolute value | φv | of the roll rate φv, but the absolute value of the integrated value of the roll rate φv after exceeding the dead zone (β). The assist correction coefficient iq may be set based on the value. By setting the assist correction coefficient iq based on the absolute value of the integral value of the roll rate φv, the lateral acceleration Gy is increased when the roll rate φv is constant, in addition to the case where a sudden rollover occurs. It is possible to effectively avoid rollover even under difficult driving conditions.
又、ステップS23へ進むと、アシスト補正係数iqを1.0に設定して(iq←1.0)、ルーチンを抜ける。 In step S23, the assist correction coefficient iq is set to 1.0 (iq ← 1.0), and the routine is exited.
このアシスト補正係数iqは、目標アシスト電流演算部22cで読込まれる。この目標アシスト電流演算部22cでの処理は、具体的には、図5に示す目標アシスト電流設定ルーチンに従って行われる。このルーチンでは、先ず、ステップS31で、操舵トルクセンサ14で検出した操舵トルクTq、及び車速センサ15で検出した車速Vspを読込み、続く、ステップS32で、操舵トルクTqと車速Vspとに基づき基本アシスト電流マップを参照して基本アシスト電流Ipを設定する。尚、このステップS32での処理が基本アシストトルク設定手段に相当する。
The assist correction coefficient iq is read by the target assist
図8に示すように、基本アシスト電流マップは、車速Vspが小さいほど、又、操舵トルクTqが大きいほど基本アシスト電流Ipが大きくなるような特性に設定されていると共に、操舵トルクTqが0近傍には基本アシスト電流Ipを0とする不感帯が設定されている。従って、この基本アシスト電流マップは、操舵トルクTqが大きくなるに従い、換言すればステアリングホイール4が重くなるに従い、操舵アシスト力が増加され操舵が容易になる。
As shown in FIG. 8, the basic assist current map is set to have such characteristics that the basic assist current Ip increases as the vehicle speed Vsp decreases or the steering torque Tq increases, and the steering torque Tq is near zero. Is set to a dead zone where the basic assist current Ip is zero. Therefore, in this basic assist current map, as the steering torque Tq increases, in other words, as the
次いで、ステップS33へ進み、アシスト補正係数iqを読込み、ステップS34で、基本アシスト電流Ipにアシスト補正係数iqを乗算して目標アシスト電流Pを設定し(P←Ip・iq)、ルーチンを抜ける。 Next, the process proceeds to step S33, where the assist correction coefficient iq is read. In step S34, the basic assist current Ip is multiplied by the assist correction coefficient iq to set the target assist current P (P ← Ip · iq), and the routine is exited.
この目標アシスト電流演算部22cで求めた目標アシスト電流Pは、F/B制御演算部22dで読込まれる。F/B制御演算部22dは、目標アシスト電流Pと電流検出部25で検出した、電動モータ13に供給されるモータ電流Isとの差分ΔP(ΔP←P−Is)を算出し、この差分ΔPが0に収束するような制御信号(フィードバック制御信号)Dを比例積分制御等により生成し、モータ駆動信号生成回路23へ出力する。モータ駆動信号生成回路23は、F/B制御演算部22dから出力される制御信号Dに応じたモータ駆動信号(例えばPWM信号)を生成し、モータ駆動回路24へ出力する。
The target assist current P obtained by the target assist
モータ駆動回路24は、モータ駆動信号生成回路23で生成したモータ駆動信号に応じた電圧によって流れる電流に応じた大きさ、及び方向の電圧を電動モータ13へ供給する。すると、この電動モータ13の駆動力がピニオン軸5にアシスト伝達機構12を介して伝達される。
The motor drive circuit 24 supplies the
ロールオーバ条件不成立時(Fro=0)は、アシスト補正係数iqがiq=1.0に固定されているため、P=Ipとなり、電動モータ13は目標アシスト電流Pに応じた駆動力で駆動されるため、この電動モータ13にてステアリングホイール4に係る操舵トルクがアシストされ、操舵時における運転者の負荷が軽減される。
When the rollover condition is not satisfied (Fro = 0), since the assist correction coefficient iq is fixed to iq = 1.0, P = Ip, and the
一方、例えば走行中の車両が急旋回し、或いはコーナにオーバスピードで進入した結果、ロールオーバ判定部22aでロールオーバ条件が成立してロールオーバフラグFroがセットされると(Fro←1)、アシスト係数演算部22bでは、ロールレートφvの絶対値|φv|に基づきアシスト補正係数iqが設定される。このアシスト補正係数iqは、図7に示すように、ロールレートφvの絶対値|φv|が不快帯(β)を越えると、絶対値|φv|の増加に従い次第に減少する値に設定され、0>iqでは負の値に設定される。 On the other hand, for example, when the running vehicle suddenly turns or enters the corner at an overspeed, the rollover determination unit 22a satisfies the rollover condition and the rollover flag Fro is set (Fro ← 1). In the assist coefficient calculator 22b, an assist correction coefficient iq is set based on the absolute value | φv | of the roll rate φv. As shown in FIG. 7, when the absolute value | φv | of the roll rate φv exceeds the discomfort zone (β), the assist correction coefficient iq is set to a value that gradually decreases as the absolute value | φv | increases. > Iq is set to a negative value.
目標アシスト電流演算部22cは、基本アシスト電流Ipにアシスト補正係数iqを乗算し目標アシスト電流Pを設定するため、ロールレートφvの絶対値|φv|の増加に従いステアリングホイール4に印加されるアシストトルクが減少する。その結果、運転者がステアリングホイール4を旋回方向へ操舵しようとする際の操舵反力が相対的に大きくなり、ロールオーバを有効に回避することが出来る。又、ロールレートφvの絶対値|φv|が大きくなり、アシスト補正係数iqが0>iqとなると、電動モータ13がピニオン軸5に対して操舵方向とは逆向きのアシストトルク(逆アシストトルク)を付与することで、ステアリングホイール4に係る操舵反力が増大し、旋回方向への操舵を積極的に制限することでロールオーバを確実に回避させることが出来る。
The target assist
このように、本実施形態では、ロールオーバ判定部22aにおいてロールオーバの予兆を検出したときは、電動モータ13の駆動により発生するアシストトルクを制限し、相対的に操舵反力を大きくすることで、ロールオーバを抑制するようにしたので、制動システムを装備しておらず、制動システムによりロールオーバを回避することが出来ない車両であっても、電動パワーステアリング装置1が搭載されている車両であれば、本実施形態を適用することで容易にロールオーバを回避することが出来る。
As described above, in this embodiment, when the rollover determination unit 22a detects a rollover sign, the assist torque generated by driving the
又、ロールオーバを電動パワーステアリング装置1による操舵にて回避するようにしたので、制動システムにより旋回時の旋回外輪に制動力を付与してロールオーバを回避する場合に比し、旋回外輪のタイヤグリップ力を確保することができるので、車両挙動を安定させた状態でロールオーバを回避することが出来る。
Further, since rollover is avoided by steering by the electric
尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば本発明によるシステムを制動システムを搭載する車両に適用することも可能で、制動システム搭載車に本システムを採用することで、制動システムによるロールオーバの回避動作に先駆けて、操舵によりロールオーバを回避させることができる。その結果、異なるシステムの制御によりロールオーバを段階的に回避させることが可能となる。アシストアクチュエータは電動モータ13に限らず油圧モータであっても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the system according to the present invention can be applied to a vehicle equipped with a braking system. By adopting this system in a vehicle equipped with a braking system, braking can be performed. Prior to the rollover avoiding operation by the system, the rollover can be avoided by steering. As a result, rollover can be avoided in stages by controlling different systems. The assist actuator is not limited to the
1…電動パワーステアリング装置、
4…ステアリングホイール、
11L,11R…左右輪、
12…アシスト伝達機構、
13…電動モータ、
14…操舵トルクセンサ、
15…車速センサ、
16…横加速度センサ、
17…ロールレートセンサ、
21…モータ制御ユニット、
22…モータ制御部、
22a…ロールオーバ判定部、
22b…アシスト係数演算部、
22c…目標アシスト電流演算部、
22d…制御演算部、
23…モータ駆動信号生成回路、
24…モータ駆動回路、
Gy…横加速度、
φv…ロールレート、
φa…ロール角加速度、
α,β,τ…しきい値、
Ip…基本アシスト電流、
iq…アシスト補正係数、
Is…モータ電流、
P…目標アシスト電流、
Tq…操舵トルク、
Vsp…車速、
Z…ディレー値
1 ... Electric power steering device,
4 ... Steering wheel,
11L, 11R ... left and right wheels,
12 ... assist transmission mechanism,
13: Electric motor,
14: Steering torque sensor,
15 ... Vehicle speed sensor
16 ... Lateral acceleration sensor,
17 ... Roll rate sensor,
21 ... Motor control unit,
22 ... motor control unit,
22a ... Rollover determination unit,
22b ... assist coefficient calculation unit,
22c ... Target assist current calculation unit,
22d ... control operation part,
23 ... Motor drive signal generation circuit,
24 ... Motor drive circuit,
Gy ... Lateral acceleration,
φv: Roll rate,
φa: Roll angular acceleration,
α, β, τ ... threshold,
Ip: Basic assist current,
iq ... assist correction coefficient,
Is ... motor current,
P: Target assist current,
Tq: Steering torque,
Vsp ... Vehicle speed,
Z: Delay value
Claims (4)
前記アシストアクチュエータの駆動により発生するアシストトルクの基本値を、少なくとも操舵トルクに基づいて設定する基本アシストトルク設定手段と、
車両に作用する横方向挙動を示す物理量とロール方向挙動を示す物理量とに基づきロールオーバの予兆が検出されたか否かを判定するロールオーバ判定手段と、
前記ロールオーバ判定手段でロールオーバの予兆が検出されたとき、前記ロール方向挙動を示す物理量に基づき該ロール方向挙動を示す物理量の加速度を求め、該加速度に基づいてロールオーバ条件を判定し、該ロールオーバ条件が成立した場合、前記ロール方向挙動を示す物理量に基づいて前記アシストトルクを減少させる方向へ補正するアシスト補正係数を設定するアシスト補正係数設定手段と、
前記基本値を前記アシスト補正係数で補正して前記アシストトルクの目標値を設定する目標アシストトルク設定手段と
を備えることを特徴とする車両のロールオーバ制御装置。 An assist actuator for assisting steering torque related to the steering wheel;
Basic assist torque setting means for setting a basic value of assist torque generated by driving the assist actuator based on at least steering torque;
Rollover determining means for determining whether or not a sign of rollover has been detected based on a physical quantity indicating a lateral behavior acting on a vehicle and a physical quantity indicating a roll direction behavior;
When a rollover sign is detected by the rollover determining means, an acceleration of the physical quantity indicating the roll direction behavior is obtained based on the physical quantity indicating the roll direction behavior, a rollover condition is determined based on the acceleration, An assist correction coefficient setting means for setting an assist correction coefficient for correcting in a direction to decrease the assist torque based on a physical quantity indicating the roll direction behavior when a rollover condition is satisfied ;
A vehicle rollover control device comprising: a target assist torque setting unit that sets the target value of the assist torque by correcting the basic value with the assist correction coefficient.
ことを特徴とする請求項1記載の車両のロールオーバ制御装置。 The assist correction coefficient setting means sets the assist correction coefficient that decreases as the absolute value of the physical quantity increases, based on the absolute value of the physical quantity indicating the roll direction behavior. Vehicle rollover control device.
前記アシスト補正係数設定手段は、前記ロール方向挙動を示す物理量の絶対値が増加するに従い+1.0の値から-1.0の方向へ次第に減少された値の前記アシスト補正係数を設定し、
前記目標アシストトルク設定手段は、前記基本値に前記アシスト補正係数を乗算して前記アシストトルクの目標値を設定する
ことを特徴とする請求項2記載の車両のロールオーバ制御装置。 The maximum value of the assist correction coefficient is +1.0, the minimum value is -1.0,
The assist correction coefficient setting means sets the assist correction coefficient of a value gradually decreased from a value of +1.0 to a direction of −1.0 as the absolute value of the physical quantity indicating the roll direction behavior increases.
The vehicle rollover control device according to claim 2, wherein the target assist torque setting means sets the assist torque target value by multiplying the basic value by the assist correction coefficient.
ことを特徴とする請求項3記載の車両のロールオーバ制御装置。 4. The rollover control device for a vehicle according to claim 3, wherein when the absolute value of the physical quantity indicating the roll direction behavior is higher than a preset threshold value, the assist correction value is set to +1.0. .
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