JP2005225354A - Steering device for vehicle - Google Patents

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裕之 古性
Masaaki Nawano
昌明 縄野
Yukito Iwata
幸人 岩田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent control interference between respective actuators in a steer-by-wire system steering device for a vehicle equipped with a plurality of actuators. <P>SOLUTION: The steering device is equipped with two motors driving a steering rack 3 and a controller 11 controlling the motors 6, 7. The controller 11 makes a total target torque to be generated by respective motors 6, 7 summation of the feedforward component excluding a front wheel turning angle and the feedback component except that, and determines distribution torque to respective motors 6, 7 so that the feedback component is distributed only to the motor 6. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ハンドルと前輪転舵用ステアリングギアが機械的に切り離された、いわゆるステアバイワイヤ方式による車両用操舵装置の技術分野に属する。   The present invention belongs to a technical field of a steering apparatus for a vehicle by a so-called steer-by-wire system in which a steering wheel and a steering gear for steering a front wheel are mechanically separated.

従来の操舵制御装置は、操舵ハンドルの操作量に応じて転舵軸を変位駆動しているが、この際の駆動源となる転舵軸モータを2台備えており、2台の転舵軸モータを同時に駆動させることで、転舵軸を変位駆動している。   The conventional steering control device is driven to displace the steered shaft according to the operation amount of the steering handle. However, the steered shaft motor includes two steered shaft motors serving as driving sources at this time. By driving the motors simultaneously, the steered shaft is displaced.

このように、駆動系を2系統備えることで、一方の転舵軸モータに故障が発生した場合にも、もう一方の転舵軸モータによって転舵軸を変位駆動することが可能であるため、操舵不能となる事態を回避している(例えば、特許文献1参照)。
特開平4−38270号公報
In this way, by providing two drive systems, even when a failure occurs in one of the steered shaft motors, the steered shaft can be driven to be displaced by the other steered shaft motor. The situation where steering becomes impossible is avoided (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-4-38270

しかしながら、上記従来の操舵制御装置にあっては、2台の転舵軸モータの制御には、双方の転舵軸モータに対し、操舵ハンドルの操作量と転舵軸の変位量とに基づいて演算された同一の制御量が与えられるため、機械的な変位誤差や電気的な検出誤差等の影響により、2台の転舵軸モータの目標位置のずれが発生し、互いが他の制御を干渉するという問題があった。   However, in the above-described conventional steering control device, the control of the two turning shaft motors is based on the operation amount of the steering handle and the displacement amount of the turning shaft for both the turning shaft motors. Since the same calculated control amount is given, the target position of the two steered shaft motors will shift due to the effects of mechanical displacement error, electrical detection error, etc., and each other will perform other controls. There was a problem of interference.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、複数のアクチュエータ間の制御干渉を防止できる車両用操舵装置を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus capable of preventing control interference between a plurality of actuators.

上述の目的を達成するため、本発明の車両用操舵装置では、操舵入力を受けるハンドルと機械的に切り離された前輪転舵用ステアリングギアと、この前輪転舵用ステアリングギアに連結され、前輪を操舵するトルクを発生する複数のアクチュエータと、少なくともハンドル角と前輪転舵角を含む信号に応じた目標転舵角に基づき、前記複数のアクチュエータの発生すべき合計目標トルクおよびそれに応じた各アクチュエータへの配分トルクを決定するトルク決定手段と、配分トルクに基づいて各アクチュエータの実トルクを制御するアクチュエータ駆動手段と、を備えた車両用操舵装置において、
前記トルク決定手段は、複数のアクチュエータの発生すべき合計目標トルクを、前輪転舵角を含まないフィードフォワード分とそれ以外のフィードバック分との合計とし、
かつ、フィードバック分が一つのアクチュエータのみに配分されるように、各アクチュエータへの配分トルクを決定することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, in the vehicle steering apparatus of the present invention, the front wheel steering steering gear mechanically separated from the steering wheel that receives the steering input, and the front wheel steering steering gear are connected to Based on a plurality of actuators that generate torque to be steered and a target turning angle corresponding to a signal including at least a steering wheel angle and a front wheel turning angle, to the total target torque to be generated by the plurality of actuators and to each actuator corresponding thereto In a vehicle steering apparatus comprising: torque determining means for determining the distribution torque of the actuator; and actuator driving means for controlling the actual torque of each actuator based on the distribution torque.
The torque determining means sets the total target torque to be generated by the plurality of actuators as the sum of the feedforward component not including the front wheel turning angle and the other feedback component,
In addition, the distribution torque to each actuator is determined so that the feedback amount is distributed to only one actuator.

ここで、各アクチュエータに対するフォードフォワード分の配分は自由であり、フィードバック分が配分されるアクチュエータに配分してもよい。   Here, the Ford forward distribution to each actuator is free, and may be distributed to the actuator to which the feedback is distributed.

本発明にあっては、合計目標トルクのフィードバック分を、一つのアクチュエータのみが受け持つため、アクチュエータ間の目標位置ずれが発生せず、複数のアクチュエータ間の制御干渉を防止できる。   In the present invention, since only one actuator is responsible for the feedback of the total target torque, the target position shift between the actuators does not occur, and the control interference between the plurality of actuators can be prevented.

以下に、本発明の車両用操舵装置を実施するための最良の形態を、実施例1に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the vehicle steering system of the present invention will be described based on the first embodiment.

まず、構成を説明する。
図1は、実施例1のステアバイワイヤシステムを備えた車両の構成図である。
図1において、1はハンドル、2はハンドルの操舵量を検出するハンドル角センサ、3はステアリングラック、4はタイロッド、5はタイヤ(前輪)、6,7はモータ(アクチュエータ)、8,9はモータ6,7のトルクをステアリングラック3に伝達する変速機、10はモータ6の回転軸に取り付けた回転角センサ、11はモータ6,7の目標トルクを演算するコントローラ(トルク決定手段)、12,13は各モータ6,7の目標トルクにモータ6,7の実トルクを一致させるようにモータ電流を制御するドライバ(アクチュエータ駆動手段)である。モータ6とタイヤ5の回転の関係はあらかじめわかっているものとし、モータ6の回転角センサ10は、転舵角(転舵量)δのセンサであるとする。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle including the steer-by-wire system according to the first embodiment.
In FIG. 1, 1 is a handle, 2 is a handle angle sensor for detecting the steering amount of the handle, 3 is a steering rack, 4 is a tie rod, 5 is a tire (front wheel), 6 and 7 are motors (actuators), and 8 and 9 are A transmission for transmitting the torque of the motors 6 and 7 to the steering rack 3, 10 is a rotation angle sensor attached to the rotation shaft of the motor 6, 11 is a controller (torque determination means) for calculating a target torque of the motors 6 and 7, 12 , 13 are drivers (actuator driving means) for controlling the motor current so that the actual torques of the motors 6 and 7 coincide with the target torques of the motors 6 and 7, respectively. It is assumed that the relationship between the rotation of the motor 6 and the tire 5 is known in advance, and the rotation angle sensor 10 of the motor 6 is a sensor of a turning angle (steering amount) δ.

ハンドル1とステアリングラック3が機械的に連結していないことがステアバイワイヤの特徴であり、ステアリングラック3の変位、すなわちタイヤ5の実転舵角δは、ハンドル角θに基づいて制御される。   The steer-by-wire feature is that the steering wheel 1 and the steering rack 3 are not mechanically connected, and the displacement of the steering rack 3, that is, the actual turning angle δ of the tire 5 is controlled based on the steering wheel angle θ.

次に、作用を説明する。
[目標転舵角算出]
コントローラ11による制御手順は以下のようになる。
まず、ハンドル角θに基づき目標転舵角δ*が計算される。下記の式(1)にその例を示す。
δ*=G(v)・θ …(1)
Next, the operation will be described.
[Target turning angle calculation]
The control procedure by the controller 11 is as follows.
First, the target turning angle δ * is calculated based on the steering wheel angle θ. An example is shown in the following formula (1).
δ * = G (v) · θ (1)

ここで、G(v)はステアリングギア比に相当する。vは車速を表しており、車速可変を示す。低速ではG(v)を大きくして操舵応答をクイックにし、操縦性を向上させる試みが検討されている。一方、高速ではG(v)を小さくして操舵応答をスローとし、走行安定性の向上を図る。また、動特性を持たせ、ハンドルに対する車両挙動の改善をめざす手法も検討されている。   Here, G (v) corresponds to the steering gear ratio. v represents the vehicle speed and indicates variable vehicle speed. At low speeds, attempts are being made to increase G (v) to make the steering response quicker and improve maneuverability. On the other hand, at high speeds, G (v) is reduced to slow down the steering response, thereby improving running stability. In addition, a method for improving the vehicle behavior with respect to the steering wheel by giving dynamic characteristics is also being studied.

[目標合計トルク算出]
次に、実転舵角δが目標転舵角δ*に一致するように、モータ6,7の発生すべきトルクの合計(転舵軸δまわり換算)を計算する。このサーボ系を実現するために、2自由度制御系を用いる。
[Target total torque calculation]
Next, the total torque to be generated by the motors 6 and 7 (converted around the turning axis δ) is calculated so that the actual turning angle δ matches the target turning angle δ * . In order to realize this servo system, a two-degree-of-freedom control system is used.

2自由度制御系の構成を図2に示す。P(s)は制御対象のモデル、F(s)は目標転舵角δ*に対する実転舵角δの目標値応答である。F(s)・δ*を目標転舵角補正値δ**と表記する。C(s)はフィードバック制御器を表す。 The configuration of the two-degree-of-freedom control system is shown in FIG. P (s) is the model to be controlled, and F (s) is the target value response of the actual turning angle δ to the target turning angle δ * . F (s) · δ * is expressed as a target turning angle correction value δ ** . C (s) represents a feedback controller.

まず、P(s)の導出法の一例を示す。 転舵軸まわりのモデルを下記の式(2)で近似する。
Td=Id・sδ+Cd・sδ+ξNf(s)/Df(s)・δ …(2)
ここで、sはラプラス演算子で微分を表し、Tdは、モータ6,7のトルクの合計(転舵軸まわり換算値)、Idはモータ6,7、変速機8,9、ステアリングラック3、タイロッド4、タイヤ5を含む前輪転舵装置の転舵軸まわりの慣性モーメント、Cdは転舵装置の転舵軸まわりの粘性係数である。また、ξはキャスタートレール、Nf(s)/Df(s)は転舵角δから前輪横力(左右2輪合計)までの伝達関数である。
First, an example of P (s) derivation method is shown. The model around the turning shaft is approximated by the following formula (2).
T d = I d · s 2 δ + C d · sδ + ξN f (s) / D f (s) · δ ... (2)
Here, s represents a differential with a Laplace operator, T d is the total torque of the motors 6 and 7 (converted value around the turning shaft), I d is the motors 6 and 7, the transmissions 8 and 9, and the steering rack. 3, tie rods 4, the moment of inertia, C d around the turning axis of the front wheel steering device including the tire 5 is viscosity coefficient around the turning axis of the turning device. Further, ξ is a caster rail, and N f (s) / D f (s) is a transfer function from the turning angle δ to the front wheel lateral force (total of left and right wheels).

これを伝達関数表現すると、下記の式(3)に現れるP(s)が得られる。
δ=[Df(s)/{Id・s+Cd・s+ξNf(s)}]・Td=P(s)・Td …(3)
F(s)は例えば、1次遅れ特性が上げられる。それを伝達関数で書くと、下記の式(4)となる。
F(s)=1/(Ta・s+1) …(4)
ここで、Taは遅れ時間を表す。目標転舵角δ*が時刻ゼロでステップ上に変化した時の目標転舵角補正値δ**の応答を図3に示す。
When this is expressed as a transfer function, P (s) appearing in the following equation (3) is obtained.
δ = [D f (s) / {I d · s 2 + C d · s + ξN f (s)}] · T d = P (s) · T d … (3)
For example, F (s) has a first-order lag characteristic. When it is written as a transfer function, the following equation (4) is obtained.
F (s) = 1 / (T a · s + 1) (4)
Here, Ta represents a delay time. FIG. 3 shows the response of the target turning angle correction value δ ** when the target turning angle δ * changes stepwise at time zero.

フィードバック制御器C(s)は、P(s)に基づいて最適レギュレータ等を用いて設計される。この設計法は公知技術であり、ここでの説明を省略する。   The feedback controller C (s) is designed using an optimal regulator or the like based on P (s). This design method is a well-known technique and will not be described here.

次に、上記2自由度制御系の動作を説明する。実際の制御対象をP(s)で表し、それを含むシステム全体を示すブロック図を、図4に示す。 Next, the operation of the two-degree-of-freedom control system will be described. A block diagram showing the entire system including the actual control target represented by P 0 (s) is shown in FIG.

今、P(s)がP(s)に完全に一致したと仮定する。そのとき、実転舵角δは下記の式(5)を満たすことが判る。
y=F(s)/P(s)・P(s)・δ*=F(s)・δ* …(5)
その結果、フィードバック制御器C(s)の入力はゼロとなる。まとめると、プラントのモデル化が正確であると、フィードバック分はかからないことになる。逆に述べると、フィードバック分はプラントのモデル化誤差を補償していることになる。
Suppose now that P 0 (s) completely matches P (s). At that time, it can be seen that the actual turning angle δ satisfies the following formula (5).
y = F (s) / P (s) · P 0 (s) · δ * = F (s) · δ * (5)
As a result, the input of the feedback controller C (s) becomes zero. In summary, if the plant modeling is accurate, there will be no feedback. In other words, the feedback component compensates for the modeling error of the plant.

モータ6,7の目標トルク(転舵軸δまわり換算)の合計は、F(s)/P(s)の出力と、C(s)の出力の和となる。前者をフィードフォワード分、後者をフィードバック分と呼ぶことにする。   The sum of the target torques (converted around the turning axis δ) of the motors 6 and 7 is the sum of the output of F (s) / P (s) and the output of C (s). The former will be referred to as feedforward and the latter as feedback.

[目標トルク配分]
次に、目標トルク(合計値)の配分について説明する。配分例を図5に示す。図5中のαはモータ6(回転角センサ有り)が受け持つフィードフォワード分の割合を表す。
[Target torque distribution]
Next, the distribution of the target torque (total value) will be described. An example of distribution is shown in FIG. In FIG. 5, α represents the ratio of the feed-forward for the motor 6 (with the rotation angle sensor).

図6に示すように、このαを車速によって変えてもよい。この割合の設定例を示す。
ある車速でフィードバック分の電力とフィードフォワード分の電力の比が、
x:1−x(ただしx>0.5)
であり、フィードフォワード分の分担が多いとあらかじめ試運転等により判っているとする。
As shown in FIG. 6, this α may be changed depending on the vehicle speed. An example of setting this ratio is shown below.
The ratio of feedback power and feedforward power at a certain vehicle speed
x: 1-x (where x> 0.5)
It is assumed that it is known in advance by trial operation that the share of feed forward is large.

そのとき、フィードフォワード分の割合αを、下記の式(6)のように設定する。
α=(1−2・x)/(2−2・x) …(6)
また、フィードバック分の分担が多いときには、αをゼロに設定する。
At that time, the feed forward ratio α is set as shown in the following equation (6).
α = (1-2 · x) / (2-2 · x) (6)
Also, when the feedback share is large, α is set to zero.

[目標トルク配分作用]
図2に示したように、フィードフォワード分は、F(s)/P(s)・δ*で与えられる。目標転舵角δ*は、式(1)に示したように、ドライバのハンドル操作により得られるものであり、転舵角が変化しても変わらない。よって、図5のように、モータ7の配分トルクをフィードフォワード分の一部のみとすることで、モータ7の目標回転角が存在しなくなるため、従来のようなモータ間の目標回転角のずれが発生せず、干渉が発生しない。
[Target torque distribution function]
As shown in FIG. 2, the feedforward component is given by F (s) / P (s) · δ * . The target turning angle δ * is obtained by the driver's steering operation as shown in the equation (1), and does not change even when the turning angle changes. Therefore, as shown in FIG. 5, since the target rotational angle of the motor 7 does not exist when the distribution torque of the motor 7 is only a part of the feedforward, the deviation of the target rotational angle between the motors as in the conventional case is eliminated. Will not occur and no interference will occur.

さらに、フィードバック分は回転角センサ(転舵角センサ)10を有するモータ6で行われているため、フィードバックゲインを大きく設定しても発散しにくい。これはセンサ10とアクチュエータであるモータ6の間に、ギア等によるガタがないためである。   Furthermore, since the feedback is performed by the motor 6 having the rotation angle sensor (steering angle sensor) 10, it is difficult for the feedback to diverge even if the feedback gain is set large. This is because there is no backlash due to gears or the like between the sensor 10 and the motor 6 which is an actuator.

また、目標転舵角δ*は、式(1)で明らかなように、ハンドル操作によって生成されるため、フィードフォワード成分F(s)/P(s)・δ*には正負を繰り返すノイズ成分は含まれない。そのため、たとえ、フィードフォワード成分を担当するモータ7とステアリングラック3にガタが存在したとしても、往き返りが少ない分、ガタの影響を抑えることができる。 In addition, since the target turning angle δ * is generated by the steering operation as is apparent from the equation (1), the feedforward component F (s) / P (s) · δ * is a noise component that repeats positive and negative. Is not included. Therefore, even if there is play in the motor 7 and the steering rack 3 that are in charge of the feedforward component, the influence of play can be suppressed by the amount of back and forth.

[車速に応じたフィードフォーワード分の配分作用]
フィードフォワード分のモータ6への配分αを、車速によって変える効果を説明する。フィードバック分はモデル化誤差によって発生する。式(2)にモデルの例を示したが、一般に低速据え切りや車体持ち上げによるセンタリングトルク等、モデル化は困難であり、かつ、車速に依存して変化するものが多い。
[Distribution of feed forward according to vehicle speed]
The effect of changing the distribution α to the motor 6 for the feedforward according to the vehicle speed will be described. The feedback component is caused by modeling errors. Although an example of a model is shown in Equation (2), in general, modeling such as low-speed stationary and centering torque due to vehicle body lifting is difficult, and many models vary depending on the vehicle speed.

よって、モデル化誤差によって発生するフィードバック分は、車速依存性があると言える。今、フィードバック分がフィードフォワード分よりも小さいのであれば、フィードフォワード分の一部(割合α)をモータ6に分担させた方が、モータの小型化、発熱防止、耐久性の面でメリットがあると言える。すなわち、車速毎にフィードバック分とフィードフォワード分の比率をあらかじめ試運転等で求め、それに基づいて図5のように配分αを車速vにより変えることはメリットがあると言える。   Therefore, it can be said that the feedback generated by the modeling error is dependent on the vehicle speed. Now, if the feedback amount is smaller than the feed forward amount, it is better to share a part of the feed forward (ratio α) to the motor 6 in terms of miniaturization of the motor, prevention of heat generation, and durability. It can be said that there is. That is, it can be said that it is advantageous to obtain the ratio of the feedback and the feed-forward for each vehicle speed in advance by trial operation or the like and change the distribution α according to the vehicle speed v as shown in FIG.

次に、式(6)の意味を説明する。今、式6にもとづくモータ6の電力配分βを計算する。図5と式(6)より、
β=(1−x)・α+x=(1−x)・(1-2・x)/(2−2・x)+x=0.5 …(7)
すなわち、モータ6とモータ7の配分が等しくなる。これにより、より一層、モータの有効利用が図れることになる。
Next, the meaning of equation (6) will be described. Now, the power distribution β of the motor 6 based on Equation 6 is calculated. From Figure 5 and Equation (6),
β = (1-x) · α + x = (1-x) · (1-2 · x) / (2-2 · x) + x = 0.5 (7)
That is, the distribution of the motor 6 and the motor 7 is equal. As a result, the motor can be used more effectively.

次に、効果を説明する。
実施例1の車両用操舵装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the vehicle steering apparatus according to the first embodiment, the following effects can be obtained.

(1) コントローラ11は、合計目標トルクを、前輪転舵角を含まないフィードフォワード分とそれ以外のフィードバック分とから決定し、かつ、フィードバック分がモータ6のみに配分されるように各モータ6,7への配分トルクを決定するため、モータ6,7間の制御干渉を防止できる。   (1) The controller 11 determines the total target torque from the feedforward amount not including the front wheel turning angle and the other feedback amount, and distributes the feedback amount only to the motor 6. , 7 is determined, control interference between the motors 6 and 7 can be prevented.

(2) コントローラ11は、合計目標トルクのフィードフォワード分を、F(s)/P(s)δ*×とし、フィードバック分を、{F(s)×δ*−δ}×C(s)として各モータ6,7へのトルク配分を決定する。すなわち、目標転舵角δ*はドライバのハンドル操作により得られるものであり、転舵角δが変化しても変わらない。よって、モータ7の配分トルクをフィードフォワード分の一部のみとすることにより、モータ7の目標回転角が存在しなくなるため、従来のようなモータ間の目標回転角のずれが発生せず、制御干渉を防止できる。 (2) The controller 11 sets the feedforward amount of the total target torque to F (s) / P (s) δ * ×, and sets the feedback amount to {F (s) × δ * −δ} × C (s) The torque distribution to the motors 6 and 7 is determined as follows. That is, the target turning angle δ * is obtained by the driver's steering operation, and does not change even when the turning angle δ changes. Therefore, by setting the distribution torque of the motor 7 to only a part of the feedforward, the target rotation angle of the motor 7 does not exist, so that the deviation of the target rotation angle between the motors as in the conventional case does not occur and the control is performed. Interference can be prevented.

(3) 回転角センサ10を、合計目標トルクのフィードバック分が配分されるモータ6の回転軸に取り付け、回転角センサ10とモータ6の間にギア等によるガタを無くしたため、フィードバックゲインを大きく設定した場合でも、制御が発散しにくい。よって、フィードバックゲインを大きく設定して制御の応答性を高めることができる。   (3) Since the rotation angle sensor 10 is attached to the rotation shaft of the motor 6 to which the feedback of the total target torque is distributed, and there is no backlash due to gears between the rotation angle sensor 10 and the motor 6, a large feedback gain is set. Even in this case, the control is difficult to diverge. Therefore, it is possible to increase the control gain by setting a large feedback gain.

(4) コントローラ11は、車速に応じて各モータ6,7に対するフィードフォワード分を変化させるため、フィードバック分よりも大きなフィードフォワード分を各モータで分担することにより、モータの小型化、発熱防止および耐久性向上を達成できる。   (4) Since the controller 11 changes the feedforward amount for each of the motors 6 and 7 according to the vehicle speed, the motor 11 can reduce the size of the motor, prevent heat generation, and share the feedforward portion larger than the feedback amount. Improved durability can be achieved.

(5) コントローラ11は、各モータ6,7の配分が等しくなる方向にフィードフォワード分の配分を設定するため、各モータの負担を均等にすることで、より一層、モータの有効利用が図られる。   (5) Since the controller 11 sets the feed-forward distribution in the direction in which the distribution of the motors 6 and 7 becomes equal, the motor can be used more effectively by equalizing the load on each motor. .

(他の実施例)
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例1に限定されるものではなく、例えば、実施例1では、2つのモータを用いた例を説明したが、モータの個数は2つに限定されない。
(Other examples)
Although the best mode for carrying out the present invention has been described based on the first embodiment, the specific configuration of the present invention is not limited to the first embodiment. Although an example using two motors has been described, the number of motors is not limited to two.

実施例1のステアバイワイヤシステムを備えた車両の構成図である。1 is a configuration diagram of a vehicle including a steer-by-wire system according to a first embodiment. 実施例1の2自由度制御系の構成図である。1 is a configuration diagram of a two-degree-of-freedom control system of Embodiment 1. FIG. 実転舵角δの目標値応答を示す図である。It is a figure which shows the target value response of actual steering angle (delta). 2自由度系のシステム全体を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole system of a 2 degree-of-freedom system. 目標トルク(合計値)の配分例を示す図である。It is a figure which shows the example of allocation of target torque (total value). 車速に応じたフィードフォワード分配分の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the feedforward distribution part according to a vehicle speed.

符号の説明Explanation of symbols

1 ハンドル
2 ハンドル角センサ
3 ステアリングラック
4 タイロッド
5 タイヤ
6,7 モータ
8,9 変速機
10 回転角センサ
11 コントローラ
12,13 ドライバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Handle 2 Handle angle sensor 3 Steering rack 4 Tie rod 5 Tire 6, 7 Motor 8, 9 Transmission 10 Rotation angle sensor 11 Controller 12, 13 Driver

Claims (5)

操舵入力を受けるハンドルと機械的に切り離された前輪転舵用ステアリングギアと、
この前輪転舵用ステアリングギアに連結され、前輪を操舵するトルクを発生する複数のアクチュエータと、
少なくともハンドル角と前輪転舵角を含む信号に応じた目標転舵角に基づき、前記複数のアクチュエータの発生すべき合計目標トルクおよびそれに応じた各アクチュエータへの配分トルクを決定するトルク決定手段と、
配分トルクに基づいて各アクチュエータの実トルクを制御するアクチュエータ駆動手段と、
を備えた車両用操舵装置において、
前記トルク決定手段は、複数のアクチュエータの発生すべき合計目標トルクを、前輪転舵角を含まないフィードフォワード分とそれ以外のフィードバック分との合計とし、
かつ、フィードバック分が一つのアクチュエータのみに配分されるように、各アクチュエータへの配分トルクを決定することを特徴とする車両用操舵装置。
A steering gear for steering the front wheels mechanically separated from the steering wheel that receives the steering input;
A plurality of actuators coupled to the front-wheel steering steering gear for generating torque for steering the front wheels;
Torque determining means for determining a total target torque to be generated by the plurality of actuators and a distribution torque to each actuator according to the target turning angle according to a signal including at least a steering wheel angle and a front wheel turning angle;
Actuator driving means for controlling the actual torque of each actuator based on the distributed torque;
In a vehicle steering apparatus comprising:
The torque determining means sets the total target torque to be generated by the plurality of actuators as the sum of the feedforward component not including the front wheel turning angle and the other feedback component,
In addition, the vehicle steering apparatus is characterized in that a distribution torque to each actuator is determined so that a feedback amount is distributed to only one actuator.
請求項1に記載の車両用操舵装置において、
目標転舵角をδ*、目標転舵角δ*に対する実転舵角δの目標値応答をF(s)、制御対象モデルをP(s)、フィードバック制御器をC(s)としたとき、
前記トルク決定手段は、
合計目標トルクのフィードフォワード分を、F(s)/P(s)δ*×とし、
フィードバック分を、{F(s)×δ*−δ}×C(s)として各アクチュエータへのトルク配分を決定することを特徴とする車両用操舵装置。
The vehicle steering apparatus according to claim 1,
When the target turning angle is δ * , the target value response of the actual turning angle δ to the target turning angle δ * is F (s), the controlled model is P (s), and the feedback controller is C (s) ,
The torque determining means includes
F (s) / P (s) δ * × is the total target torque feedforward,
A vehicle steering apparatus characterized in that a torque distribution to each actuator is determined with a feedback amount as {F (s) × δ * −Δ} × C (s).
請求項1または請求項2に記載の車両用操舵装置において、
前輪転舵角を検出する前輪転舵角センサを、フィードバック分が配分されるアクチュエータの近接位置、またはそのアクチュエータに取り付けたことを特徴とする車両用操舵装置。
The vehicle steering apparatus according to claim 1 or 2,
A vehicle steering apparatus, wherein a front wheel turning angle sensor for detecting a front wheel turning angle is attached to a proximity position of an actuator to which a feedback amount is distributed or to the actuator.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の車両用操舵装置において、
車両の車速を検出する車速検出手段を設け、
前記トルク決定手段は、車速に応じて各アクチュエータに対するフィードフォワード分の配分を変化させることを特徴とする、車両用操舵装置。
The vehicle steering apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed is provided;
The vehicle torque steering device according to claim 1, wherein the torque determination means changes a feed forward distribution to each actuator in accordance with a vehicle speed.
請求項4に記載の車両用操舵装置において、
前記トルク決定手段は、各アクチュエータの配分が等しくなる方向にフィードフォワード分の配分を設定することを特徴とする車両用操舵装置。
The vehicle steering device according to claim 4,
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the torque determination unit sets a feed-forward distribution in a direction in which the distribution of each actuator becomes equal.
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