JP2007137283A - Steering device for vehicle - Google Patents

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Akira Ito
彰 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device for a vehicle capable of improving a convergence property of steering without spoiling a follow-up property in automatic steering angle control. <P>SOLUTION: A steering angle control computing part 24 is furnished with a position control computing part 25 to compute a position control component ε_L to make an actual steering angle of a steering wheel follow up a target steering angle and a damping control computing part 26 to compute a damping control component ε_D to damp rotation of the steering following a change of the steering angle, and the damping control computing part 26 computes the damping control component ε_D by multiplying rotating speed ωs of the steering with a damping gain Kd. Additionally, the damping control computing part 26 has a damping gain variable computing part 35, and the damping control computing part 26 practices damping control computation in accordance with the damping gain Kd computed at this damping gain variable computing part 35. Thereafter, the damping gain variable computing part 35 computes the damping gain Kd which becomes larger as target steering angle variation ωs* to be input becomes smaller. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両用操舵装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus.

近年、各種センサにより検出される車両状態量、或いは車間距離や白線検知信号等、車両周囲の状況信号に基づいて、ステアリング操作によらず操舵輪の舵角を自動制御、即ち車両の自動転舵を可能とする車両用操舵装置が提案されている。例えば、特許文献1に記載の車両用操舵装置では、ステアリングシャフトと同軸配置されたブラシレスモータの駆動力を、ステアリング操作により入力される操舵力と同様にステアリングシャフトを介して操舵輪に伝達する。そして、このような構成に限らず、例えば電動パワーステアリング装置(EPS)等、操舵系に操舵輪の舵角を変更するための駆動力を付与可能な駆動手段を有するものであれば、その位置制御を通じて上記自動転舵機能を実現することが可能である。
特開平10−264837号公報
In recent years, the steering angle of the steered wheels is automatically controlled regardless of the steering operation based on the vehicle state quantity detected by various sensors, or the situation signal around the vehicle such as the inter-vehicle distance and the white line detection signal. There has been proposed a vehicle steering apparatus that enables the above. For example, in the vehicle steering apparatus described in Patent Document 1, the driving force of a brushless motor arranged coaxially with the steering shaft is transmitted to the steering wheel via the steering shaft in the same manner as the steering force input by the steering operation. And if it has a drive means which can give drive force for changing the rudder angle of a steered wheel to a steering system, such as an electric power steering device (EPS) etc. The automatic steering function can be realized through control.
JP-A-10-264837

ところで、こうした自動転舵機能を有する車両用操舵装置には、操舵輪の実舵角を目標舵角に追従させるための位置制御成分と、操舵輪の舵角変更に伴うステアリングの回転を減衰させるための減衰制御成分とを重畳することにより、駆動手段の舵角制御指令を生成するものがある。即ち、こうした自動舵角制御の終了時には、操舵輪の舵角変更に伴い回転するステアリングもまた速やかに停止することが望ましい。そこで、上記のような減衰制御成分を位置制御成分に重畳することにより、その収束性の向上を図るのである。   By the way, in the vehicle steering device having such an automatic steering function, a position control component for causing the actual steering angle of the steered wheels to follow the target rudder angle, and the rotation of the steering accompanying the change of the steered angle of the steered wheels are attenuated. Some of them generate a steering angle control command for the driving means by superimposing a damping control component for the driving means. That is, at the end of such automatic steering angle control, it is desirable that the steering that rotates with the change of the steering angle of the steered wheels also stop immediately. Therefore, the convergence is improved by superimposing the attenuation control component as described above on the position control component.

しかしながら、本来、このようなステアリングの収束性と目標舵角に対する実舵角の追従性とは互いに背反する関係にあるため、その両立は極めて困難である。即ち、追従性を高めるべく位置制御演算においてそのゲイン(位置制御ゲイン)を大とすれば収束性が損なわれることとなり、反対に減衰制御演算においてそのゲイン(減衰ゲイン)を大とすれば追従性が損なわれることとなる。このため、従来は、追従性を重視して減衰ゲインを低めに設定せざるを得ず、これにより、例えば、目標舵角の変化の小さい比較的ゆっくりとした制御時、或いは舵角制御の一時的な停止により目標舵角が急に固定された場合等には、その収束性に課題の残るものとなっていた。   However, originally, the convergence of the steering and the followability of the actual steering angle with respect to the target steering angle are mutually contradictory, and it is extremely difficult to achieve both. That is, if the gain (position control gain) is increased in the position control calculation in order to improve the followability, the convergence is impaired. Conversely, if the gain (attenuation gain) is increased in the attenuation control calculation, the followability is increased. Will be damaged. For this reason, conventionally, it has been necessary to set the attenuation gain low with an emphasis on followability, and thus, for example, during relatively slow control with a small change in the target rudder angle, or temporarily during rudder angle control. When the target rudder angle is suddenly fixed due to a general stop, there remains a problem in the convergence.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、自動舵角制御における追従性を損なうことなく、ステアリングの収束性の向上を図ることの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 in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus capable of improving the convergence of the steering without impairing the followability in the automatic steering angle control. Is to provide.

上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、操舵系に操舵輪の舵角を変更するための駆動力を付与可能な駆動手段と、該駆動手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記操舵輪の実舵角を目標舵角に追従させるための位置制御成分と、前記操舵輪の舵角変更に伴うステアリングの回転を減衰させるための減衰制御成分とを重畳することにより、前記駆動手段の舵角制御指令を生成する車両用操舵装置であって、前記制御手段は、前記ステアリングの回転角速度に減衰ゲインを乗ずることにより前記減衰制御成分を演算するとともに、前記目標舵角の変化量、該変化量の微分値、及び前記目標舵角と前記実舵角との偏差の少なくとも一つが小となるほど、前記減衰ゲインを大とすること、を要旨とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a drive means capable of applying a drive force for changing a steering angle of a steered wheel to a steering system, and a control for controlling the operation of the drive means. A position control component for causing the actual steering angle of the steered wheel to follow a target rudder angle, and an attenuation control for attenuating the rotation of the steering accompanying the change of the steered angle of the steered wheel. A steering apparatus for a vehicle that generates a steering angle control command for the drive means by superimposing a component, wherein the control means calculates the attenuation control component by multiplying the rotational angular velocity of the steering by an attenuation gain. In addition, the attenuation gain is increased as at least one of a change amount of the target rudder angle, a differential value of the change amount, and a deviation between the target rudder angle and the actual rudder angle becomes smaller. And

即ち、ステアリング(の回転)の収束性が低下する比較的ゆっくりとした舵角制御時、或いは舵角制御の一時的な停止により目標舵角が急に固定された場合等に、これら各状態量は小となる。従って、上記構成によれば、こうした傾向の強い程、即ち、ステアリングの回転が停止する状態に近いほど、同ステアリングの収束性を高めることができ、併せて、これら各状態量の大きくなる通常時には、減衰ゲインを小とすることで、その高い追従性を確保することができる。そして、これら各状態量を組み合わせて用いることにより、より高い水準で追従性と収束性との両立を図ることができる。   That is, when the target steering angle is abruptly fixed due to a relatively slow steering angle control in which the convergence of the steering (rotation) is reduced, or when the steering angle control is temporarily stopped, these state quantities Becomes small. Therefore, according to the above configuration, the stronger the tendency, that is, the closer to the state in which the rotation of the steering is stopped, the higher the convergence of the steering can be. By making the attenuation gain small, it is possible to ensure high followability. Then, by using these state quantities in combination, it is possible to achieve both the followability and the convergence at a higher level.

請求項2に記載の発明は、前記制御手段は、前記変化量、前記微分値及び前記偏差の少なくとも一つがこれら各状態量にそれぞれ対応する閾値よりも小さい場合には、該閾値判定に用いた状態量以外の状態量の少なくとも一つに基づいて前記減衰ゲインの変更を行うこと、を要旨とする。   According to the second aspect of the present invention, the control means is used for the threshold determination when at least one of the change amount, the differential value, and the deviation is smaller than a threshold corresponding to each of the state quantities. The gist is to change the attenuation gain based on at least one of the state quantities other than the state quantity.

上記構成によれば、より効果的に、高い追従性の確保とステアリングの収束性の向上との両立を図ることができる。
請求項3に記載の発明は、操舵系に操舵輪の舵角を変更するための駆動力を付与可能な駆動手段と、該駆動手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記操舵輪の実舵角を目標舵角に追従させるための位置制御成分と、前記操舵輪の舵角変更に伴うステアリングの回転を減衰させるための減衰制御成分とを重畳することにより、前記駆動手段の舵角制御指令を生成する車両用操舵装置であって、前記制御手段は、前記ステアリングの回転角速度に減衰ゲインを乗ずることにより前記減衰制御成分を演算するとともに、前記目標舵角の変化量、該変化量の微分値、及び前記目標舵角と前記実舵角との偏差のうち少なくとも一つがこれら各状態量にそれぞれ対応する閾値よりも小さい場合には、前記減衰ゲインを大とすること、を要旨とする。
According to the above configuration, it is possible to more effectively achieve both high followability and improved steering convergence.
According to a third aspect of the present invention, there is provided drive means capable of applying a drive force for changing the steering angle of the steered wheels to the steering system, and control means for controlling the operation of the drive means. By superimposing a position control component for causing the actual steering angle of the steered wheel to follow a target rudder angle and an attenuation control component for attenuating the rotation of the steering accompanying the change of the steered angle of the steered wheel, A steering apparatus for a vehicle that generates a steering angle control command of a driving means, wherein the control means calculates the attenuation control component by multiplying the rotational angular velocity of the steering by an attenuation gain, and changes the target steering angle. When at least one of the amount, the differential value of the change amount, and the deviation between the target rudder angle and the actual rudder angle is smaller than a threshold corresponding to each of these state quantities, the attenuation gain is increased. thing, The gist.

上記構成によれば、ステアリングの回転が停止する状態に近い場合にのみ、同ステアリングの収束性を高めることができる。従って、追従性を損なうことなくステアリングの収束性を高めることができる。   According to the above configuration, it is possible to improve the convergence of the steering only when the rotation of the steering is close to the stop state. Therefore, the convergence of the steering can be improved without impairing the followability.

本発明によれば、自動舵角制御における追従性を損なうことなく、ステアリングの収束性の向上を図ることの可能な車両用操舵装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steering apparatus for vehicles which can aim at the improvement of the convergence property of steering can be provided, without impairing the followable | trackability in automatic steering angle control.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態の車両用操舵装置1の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック5に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック5の往復直線運動に変換される。そして、このラック5の往復直線運動により操舵輪6の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両の進行方向が変更されるようになっている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle steering apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the steering shaft 3 to which the steering wheel 2 is fixed is connected to a rack 5 via a rack and pinion mechanism 4, and the rotation of the steering shaft 3 accompanying the steering operation is performed by the rack and pinion mechanism 4. Is converted into a reciprocating linear motion of the rack 5. The steering angle of the steered wheels 6, that is, the turning angle is varied by the reciprocating linear motion of the rack 5, thereby changing the traveling direction of the vehicle.

本実施形態の車両用操舵装置1は、モータ9を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するEPSアクチュエータ10と、該EPSアクチュエータ10の作動を制御する制御手段としてのEPSECU11とを備えた電動パワーステアリング装置(EPS)である。   The vehicle steering apparatus 1 according to this embodiment includes an EPS actuator 10 that applies an assist force for assisting a steering operation to a steering system using a motor 9 as a drive source, and a control unit that controls the operation of the EPS actuator 10. An electric power steering apparatus (EPS) including an EPS ECU 11.

本実施形態のEPSアクチュエータ10は、モータ9とラック5とが同軸に配置された所謂ラックアシスト型のEPSアクチュエータであり、モータ9の発生するアシストトルクは、ボール送り機構(図示略)を介してラック5に伝達される。尚、本実施形態のモータ9は、ブラシレスモータであり、EPSECU11から三相(U,V,W)の駆動電力の供給を受けることにより回転する。一方、EPSECU11には、トルクセンサ14及び車速センサ15が接続されている。そして、EPSECU11は、これらトルクセンサ14及び車速センサ15によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Vに基づいて、モータ9の発生するアシストトルク、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する(パワーアシスト制御)。   The EPS actuator 10 of this embodiment is a so-called rack assist type EPS actuator in which the motor 9 and the rack 5 are coaxially arranged, and the assist torque generated by the motor 9 is transmitted via a ball feed mechanism (not shown). It is transmitted to the rack 5. Note that the motor 9 of the present embodiment is a brushless motor, and rotates by receiving supply of three-phase (U, V, W) driving power from the EPS ECU 11. On the other hand, a torque sensor 14 and a vehicle speed sensor 15 are connected to the EPSECU 11. The EPS ECU 11 controls the assist torque generated by the motor 9, that is, the assist force applied to the steering system, based on the steering torque τ and the vehicle speed V detected by the torque sensor 14 and the vehicle speed sensor 15, respectively (power assist). control).

また、本実施形態の車両用操舵装置1は、EPSアクチュエータ10が操舵系に付与する駆動力を用いて操舵輪6の舵角(転舵角)を自動的に制御する自動転舵機能を有している。ここで、本実施形態の車両用操舵装置1では、転舵角と操舵角θsとは所定のギヤ比を有しており、ステアリング2の回転に基づいて転舵角が変更されるとともに、ステアリング2もまた、操舵輪6の舵角変更に伴い回転する。従って、本実施形態では、ステアリング側(操舵角ベース)の位置制御により、操舵輪6の実舵角(転舵角)を目標舵角に追従させるべく、その自動舵角制御が行われるようになっている。   In addition, the vehicle steering apparatus 1 of the present embodiment has an automatic steering function that automatically controls the steering angle (steering angle) of the steered wheels 6 using the driving force that the EPS actuator 10 applies to the steering system. is doing. Here, in the vehicle steering apparatus 1 of the present embodiment, the turning angle and the steering angle θs have a predetermined gear ratio, the turning angle is changed based on the rotation of the steering 2, and the steering is performed. 2 also rotates as the steering angle of the steered wheels 6 changes. Therefore, in this embodiment, the automatic steering angle control is performed so that the actual steering angle (steering angle) of the steered wheels 6 follows the target steering angle by position control on the steering side (steering angle base). It has become.

具体的には、本実施形態では、EPSECU11には、ステアリングセンサ16が接続されており、上記操舵トルクτ及び車速Vとともに、同ステアリングセンサ16により検出された操舵角θsが入力される。そして、EPSECU11は、この検出された操舵角θsを、上位ECU(図示略)から目標舵角を示す値として入力される目標操舵角θs*に追従させるべくEPSアクチュエータ10の作動を制御することにより上記の自動舵角制御を実行する。   Specifically, in the present embodiment, a steering sensor 16 is connected to the EPS ECU 11, and the steering angle θs detected by the steering sensor 16 is input together with the steering torque τ and the vehicle speed V. Then, the EPS ECU 11 controls the operation of the EPS actuator 10 so that the detected steering angle θs follows the target steering angle θs * input as a value indicating the target steering angle from a host ECU (not shown). The automatic steering angle control described above is executed.

次に、本実施形態の車両用操舵装置の制御態様について説明する。
図2は、本実施形態の車両用操舵装置の制御ブロック図である。尚、以下に示す各制御ブロックは、後述するマイコン21が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。
Next, a control mode of the vehicle steering device of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a control block diagram of the vehicle steering apparatus of the present embodiment. Each control block shown below is realized by a computer program executed by the microcomputer 21 described later.

同図に示すように、EPSECU11は、モータ制御信号を出力するマイコン21と、モータ制御信号に基づいてEPSアクチュエータ10の駆動源であるモータ9に三相の駆動電力を供給する駆動回路22とを備えている。   As shown in the figure, the EPS ECU 11 includes a microcomputer 21 that outputs a motor control signal, and a drive circuit 22 that supplies three-phase drive power to the motor 9 that is a drive source of the EPS actuator 10 based on the motor control signal. I have.

詳述すると、本実施形態のマイコン21は、パワーアシスト制御のためのアシスト力指令Iq_A*を演算するアシスト制御演算部23に加え、自動舵角制御のための舵角制御指令Iq_L*を演算する舵角制御演算部24とを備えている。本実施形態では、アシスト制御演算部23には、操舵トルクτ及び車速Vが、舵角制御演算部24には、操舵角θs及び目標操舵角θs*が入力され、各制御演算部は、その入力された状態量に基づいてアシスト力指令Iq_A*及び舵角制御指令Iq_L*を演算する。そして、マイコン21は、この演算されたアシスト力指令Iq_A*及び舵角制御指令Iq_L*を重畳することによりモータ9の目標電流値である電流指令Iq*を生成するようになっている。   More specifically, the microcomputer 21 according to the present embodiment calculates a steering angle control command Iq_L * for automatic steering angle control in addition to the assist control calculation unit 23 that calculates an assist force command Iq_A * for power assist control. And a steering angle control calculation unit 24. In the present embodiment, the steering torque τ and the vehicle speed V are input to the assist control calculation unit 23, and the steering angle θs and the target steering angle θs * are input to the steering angle control calculation unit 24. Based on the input state quantity, an assist force command Iq_A * and a steering angle control command Iq_L * are calculated. The microcomputer 21 generates a current command Iq * that is a target current value of the motor 9 by superimposing the calculated assist force command Iq_A * and the steering angle control command Iq_L *.

さらに詳述すると、本実施形態では、舵角制御演算部24は、操舵輪6の実舵角を目標舵角に追従させるための位置制御成分ε_Lを演算する位置制御演算部25と、操舵輪6の舵角変更に伴うステアリング2の回転を減衰させるための減衰制御成分ε_Dを演算する減衰制御演算部26とを備えている。位置制御演算部25には、目標操舵角θs*と実際の操舵角θsとの偏差Δθsが入力されるようになっており、同位置制御演算部25は、その入力された偏差Δθsに基づくフィードバック制御により位置制御成分ε_Lを演算する。具体的には、本実施形態の位置制御演算部25は、比例制御演算部25a及び積分制御演算部25bを有しており、比例制御演算部25aは、偏差Δθsに比例項ゲインKpを乗ずることにより比例項制御成分εpを、積分制御演算部25bは、偏差Δθsの積分値に積分項ゲインKiを乗ずることにより積分項制御成分εiを演算する。そして、位置制御演算部25は、これら比例項制御成分εp及び積分項制御成分εiを重畳する、即ち比例・積分制御(PI制御)により位置制御成分ε_Lを演算する。一方、本実施形態では、減衰制御演算部26には、操舵角θsの微分値、即ちステアリング2の回転角速度ωsが入力される。そして、減衰制御演算部26は、この回転角速度ωsに減衰ゲインKdを乗ずることにより、減衰制御成分ε_Dを演算する。   More specifically, in the present embodiment, the steering angle control calculation unit 24 calculates a position control component ε_L for causing the actual steering angle of the steering wheel 6 to follow the target steering angle, and the steering wheel. And an attenuation control calculating unit 26 for calculating an attenuation control component ε_D for attenuating the rotation of the steering wheel 2 associated with the change of the steering angle 6. A deviation Δθs between the target steering angle θs * and the actual steering angle θs is input to the position control calculation unit 25, and the position control calculation unit 25 performs feedback based on the input deviation Δθs. The position control component ε_L is calculated by the control. Specifically, the position control calculation unit 25 of the present embodiment includes a proportional control calculation unit 25a and an integral control calculation unit 25b, and the proportional control calculation unit 25a multiplies the deviation Δθs by the proportional term gain Kp. The integral control calculation unit 25b calculates the integral term control component εi by multiplying the integral value of the deviation Δθs by the integral term gain Ki. The position control calculation unit 25 superimposes the proportional term control component εp and the integral term control component εi, that is, calculates the position control component ε_L by proportional / integral control (PI control). On the other hand, in this embodiment, the differential value of the steering angle θs, that is, the rotational angular velocity ωs of the steering wheel 2 is input to the damping control calculation unit 26. Then, the attenuation control calculation unit 26 calculates the attenuation control component ε_D by multiplying the rotation angular velocity ωs by the attenuation gain Kd.

本実施形態では、位置制御演算部25により演算された位置制御成分ε_L及び減衰制御演算部26により演算された減衰制御成分ε_Dは、減算器27に入力され、同減算器27において重畳(減算)される。そして、舵角制御演算部24は、この位置制御成分ε_Lから減衰制御成分ε_Dを減算した値を舵角制御指令Iq_L*として出力するようになっている。   In the present embodiment, the position control component ε_L calculated by the position control calculation unit 25 and the attenuation control component ε_D calculated by the attenuation control calculation unit 26 are input to the subtractor 27 and superimposed (subtracted) by the subtractor 27. Is done. The steering angle control calculation unit 24 outputs a value obtained by subtracting the damping control component ε_D from the position control component ε_L as a steering angle control command Iq_L *.

本実施形態では、上記のように舵角制御演算部24によって演算された舵角制御指令Iq_L*及びアシスト制御演算部23により演算されたアシスト力指令Iq_A*は、加算器28に入力され、同加算器28において加算(重畳)された値が電流指令Iq*としてモータ制御信号出力部29に入力される。そして、モータ制御信号出力部29は、この電流指令Iq*及びモータ9に供給される実電流値に基づくフィードバックにより駆動回路22に出力するモータ制御信号を生成する。   In the present embodiment, the steering angle control command Iq_L * calculated by the steering angle control calculation unit 24 and the assist force command Iq_A * calculated by the assist control calculation unit 23 as described above are input to the adder 28, and the same The value added (superposed) in the adder 28 is input to the motor control signal output unit 29 as the current command Iq *. The motor control signal output unit 29 generates a motor control signal to be output to the drive circuit 22 by feedback based on the current command Iq * and the actual current value supplied to the motor 9.

具体的には、モータ制御信号出力部29には、電流指令Iq*とともに、実電流値として各電流センサ30u,30vにより検出された各相電流値Iu,Iv,Iw、及び回転角センサ31により検出されたモータ回転角θmが入力される。そして、モータ制御信号出力部29は、これら電流指令Iq*、各相電流値Iu,Iv,Iw、及びモータ回転角θmに基づくd/q座標系における電流制御により、モータ9に供給する電流量(実電流値)を制御目標量である電流指令Iq*に追従させるべくモータ制御信号を生成する。そして、このモータ制御信号出力部29の出力するモータ制御信号に応答して駆動回路22がモータ9に対して三相の駆動電力を供給することにより、同モータ9、即ちEPSアクチュエータ10の作動が制御されるようになっている。   Specifically, the motor control signal output unit 29 includes the current command Iq *, the phase current values Iu, Iv, Iw detected by the current sensors 30 u, 30 v as the actual current values, and the rotation angle sensor 31. The detected motor rotation angle θm is input. The motor control signal output unit 29 then supplies a current amount to the motor 9 by current control in the d / q coordinate system based on the current command Iq *, the phase current values Iu, Iv, Iw, and the motor rotation angle θm. A motor control signal is generated so that (actual current value) follows the current command Iq * which is the control target amount. The drive circuit 22 supplies three-phase drive power to the motor 9 in response to the motor control signal output from the motor control signal output unit 29, whereby the operation of the motor 9, that is, the EPS actuator 10 is performed. To be controlled.

(減衰ゲイン可変制御)
次に、本実施形態の車両用操舵装置における減衰ゲイン可変制御について説明する。
上述のように、本来、互いに背反する関係にある位置制御成分ε_L及び減衰制御成分ε_Dを重畳することにより舵角制御指令Iq_L*を演算する構成では、その位置制御ゲイン(本実施形態では、比例項ゲインKp及び積分項ゲインKi)と減衰ゲインKdとを最適化するのが極めて困難である。このため、通常は、追従性を重視して減衰ゲインを低めに設定せざるを得ず、これにより、例えば、目標舵角の変化の小さい比較的ゆっくりとした舵角制御時、或いは舵角制御の一時的な停止により目標舵角が急に固定された場合等には、その収束性に課題の残るものとなっていた。
(Attenuation gain variable control)
Next, variable attenuation gain control in the vehicle steering apparatus of the present embodiment will be described.
As described above, in the configuration in which the steering angle control command Iq_L * is calculated by superimposing the position control component ε_L and the damping control component ε_D that are inherently opposite to each other, the position control gain (proportional in the present embodiment) is calculated. It is extremely difficult to optimize the term gain Kp and the integral term gain Ki) and the attenuation gain Kd. For this reason, normally, it is unavoidable to set the attenuation gain low with an emphasis on follow-up performance. For this reason, for example, at the time of relatively slow rudder angle control where the change in the target rudder angle is small, or rudder angle control. When the target rudder angle is suddenly fixed due to a temporary stop, the problem remains in its convergence.

この点を踏まえ、本実施形態の車両用操舵装置1では、自動舵角制御の状態に応じて減衰ゲインKdを変化させる。詳述すると、本実施形態では、減衰制御演算部26は、減衰ゲイン可変演算部35を有しており、同減衰制御演算部26は、この減衰ゲイン可変演算部35において演算された減衰ゲインKdに基づいて上記の減衰制御演算を実行する。そして、減衰ゲイン可変演算部35は、自動舵角制御の状態に応じてその演算する減衰ゲインKdを変化させる。   Considering this point, in the vehicle steering apparatus 1 of the present embodiment, the attenuation gain Kd is changed according to the state of the automatic steering angle control. More specifically, in the present embodiment, the attenuation control calculation unit 26 includes an attenuation gain variable calculation unit 35, and the attenuation control calculation unit 26 calculates the attenuation gain Kd calculated by the attenuation gain variable calculation unit 35. Based on the above, the above attenuation control calculation is executed. The variable attenuation gain calculator 35 changes the calculated attenuation gain Kd according to the state of the automatic steering angle control.

具体的には、本実施形態では、減衰ゲイン可変演算部35には、目標操舵角θs*の変化量である目標舵角変化量ωs*が入力される。そして、減衰ゲイン可変演算部35は、この入力される目標舵角変化量ωs*が小となるほど大きな減衰ゲインKdを演算する。尚、図3に示すように、本実施形態の減衰ゲイン可変演算部35は、目標舵角変化量ωs*と減衰ゲインKdとが関連付けられたマップ35aを有しており、同マップ35aにおいて、減衰ゲインKdは、目標舵角変化量ωs*が小となるほど大となるように設定されている。そして、減衰ゲイン可変演算部35は、入力された目標舵角変化量ωs*をこのマップ35aに参照することにより、減衰ゲインKdを演算する。   Specifically, in the present embodiment, a target steering angle change amount ωs *, which is a change amount of the target steering angle θs *, is input to the attenuation gain variable calculation unit 35. Then, the attenuation gain variable calculation unit 35 calculates a larger attenuation gain Kd as the input target steering angle change amount ωs * becomes smaller. As shown in FIG. 3, the attenuation gain variable calculation unit 35 of the present embodiment has a map 35a in which the target rudder angle change amount ωs * and the attenuation gain Kd are associated with each other. The attenuation gain Kd is set to increase as the target rudder angle change amount ωs * decreases. Then, the attenuation gain variable calculation unit 35 calculates the attenuation gain Kd by referring to the input target rudder angle change amount ωs * in the map 35a.

即ち、ステアリング(の回転)の収束性が低下する比較的ゆっくりとした舵角制御時、或いは舵角制御の一時的な停止により目標舵角が急に固定された場合等には、目標舵角変化量ωs*は小となる。従って、上記のような構成とすることで、こうした傾向の強い程、即ち、ステアリング2の回転が停止する状態に近いほど、その収束性を高めることができ、併せて、目標舵角変化量ωs*の大きい通常時には、減衰ゲインKdを小とすることで、その高い追従性を確保することができる。   In other words, the target rudder angle is relatively slow during rudder angle control where the convergence of the steering (rotation) is reduced, or when the target rudder angle is suddenly fixed due to a temporary stop of the rudder angle control. The change amount ωs * is small. Accordingly, by adopting the above-described configuration, as the tendency becomes stronger, that is, the closer to the state where the rotation of the steering wheel 2 is stopped, the convergence can be improved, and at the same time, the target rudder angle change amount ωs. In normal times when * is large, by setting the attenuation gain Kd to be small, it is possible to ensure high followability.

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、操舵輪の舵角を変更するための駆動力を付与可能な駆動手段としてEPSアクチュエータ10を用いることとした。しかし、これに限らず、操舵輪6の舵角変更に伴いステアリング2が回転する構成であれば、上記特許文献1に記載の車両用操舵装置のように、パワーステアリング装置と別体の駆動手段を備えた構成に具体化してもよい。そして、この場合、パワーステアリング装置は、電動式に限らず油圧式であってもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the EPS actuator 10 is used as a driving unit that can apply a driving force for changing the steering angle of the steered wheels. However, the present invention is not limited to this, and as long as the steering 2 is configured to rotate in accordance with the change in the steering angle of the steered wheels 6, like the vehicle steering apparatus described in Patent Document 1, the driving means separate from the power steering apparatus. You may actualize to the structure provided with. In this case, the power steering device is not limited to the electric type, and may be a hydraulic type.

・本実施形態では、ステアリング側(操舵角ベース)の位置制御により、その自動舵角制御が行われることとしたが、これに限らず操舵輪側(転舵角ベース)で自動舵角制御を行う構成としてもよい。   In the present embodiment, the automatic steering angle control is performed by the position control on the steering side (steering angle base), but not limited to this, the automatic steering angle control is performed on the steering wheel side (steering angle base). It is good also as a structure to perform.

・本実施形態では、減衰ゲイン可変演算部35は、目標舵角変化量ωs*と減衰ゲインKdとが関連付けられたマップ35aに基づいて減衰ゲインKdを演算することとした。しかし、これに限らず、目標舵角変化量ωs*が所定の閾値αよりも小さい場合に、減衰ゲインKdを大とする構成としてもよい。   In the present embodiment, the attenuation gain variable calculation unit 35 calculates the attenuation gain Kd based on the map 35a in which the target rudder angle change amount ωs * and the attenuation gain Kd are associated with each other. However, the present invention is not limited to this, and the attenuation gain Kd may be increased when the target rudder angle change amount ωs * is smaller than the predetermined threshold value α.

即ち、図4のフローチャートに示すように、入力された目標舵角変化量ωs*が所定の閾値α以上である否かを判定し(ステップ101)、目標舵角変化量ωs*が閾値α以上である場合(ωs*≧α、ステップ101:YES)には、その減衰ゲインKdを通常値Kd0として演算する(Kd=Kd0、ステップ102)。そして、目標舵角変化量ωs*が閾値αよりも小さい場合(ωs*<α、ステップ101:NO)には、その減衰ゲインKdを通常値Kd0よりも大きい停止値Kd1(Kd1>Kd0)として演算する(Kd=Kd1、ステップ103)構成としてもよい。このような構成としても、高い追従性を確保しつつステアリングの収束性を高めることができる。   That is, as shown in the flowchart of FIG. 4, it is determined whether or not the input target rudder angle change amount ωs * is equal to or greater than a predetermined threshold value α (step 101), and the target rudder angle change amount ωs * is equal to or greater than the threshold value α. (Ωs * ≧ α, step 101: YES), the attenuation gain Kd is calculated as the normal value Kd0 (Kd = Kd0, step 102). When the target rudder angle change amount ωs * is smaller than the threshold value α (ωs * <α, Step 101: NO), the attenuation gain Kd is set to a stop value Kd1 (Kd1> Kd0) larger than the normal value Kd0. It is good also as a structure which calculates (Kd = Kd1, step 103). Even with such a configuration, it is possible to improve the convergence of the steering while ensuring high followability.

・本実施形態では、目標操舵角θs*の変化量である目標舵角変化量ωs*に基づいて減衰ゲインKdを変更することとした。しかし、これに限らず、この変化量(目標舵角変化量ωs*)の微分値、又は目標舵角と実舵角との偏差(Δθs)に基づいて、減衰ゲインKdの変更を行うこととしてもよい。そして、更には、これら各状態量の任意の組み合わせ、即ち少なくとも何れか一つに基づいて減衰ゲインKdの変更を行うこととしてもよい。   In the present embodiment, the attenuation gain Kd is changed based on the target steering angle change amount ωs * that is the change amount of the target steering angle θs *. However, the present invention is not limited to this, and the attenuation gain Kd is changed based on the differential value of the change amount (target steering angle change amount ωs *) or the deviation (Δθs) between the target steering angle and the actual steering angle. Also good. Further, the attenuation gain Kd may be changed based on any combination of these state quantities, that is, at least one of them.

尚、この場合における「変更」の形態は、上記実施形態のようにこれら各状態量が小となるほど減衰ゲインKdを大とするものでも、これら各状態量が各々対応する閾値よりも小さい場合に減衰ゲインKdを大とするものであってもよい。そして、更には、これら各状態量の少なくとも一つが各々対応する閾値よりも小さい場合に、その状態量以外のものの少なくとも一つに基づいて、減衰ゲインKdを大とする構成としてもよい。具体的には、例えば、目標舵角変化量ωs*の微分値が所定の閾値よりも小さい場合に、目標舵角変化量ωs*小さいほど減衰ゲインを大とする等の構成としてもよい。   Note that the form of “change” in this case is a case where the attenuation gain Kd increases as the state quantities become smaller as in the above embodiment, but the state quantities are smaller than the corresponding threshold values. The attenuation gain Kd may be increased. Further, when at least one of these state quantities is smaller than the corresponding threshold value, the attenuation gain Kd may be increased based on at least one of the other state quantities. Specifically, for example, when the differential value of the target rudder angle change amount ωs * is smaller than a predetermined threshold, the attenuation gain may be increased as the target rudder angle change amount ωs * is smaller.

車両用操舵装置の概略構成図。The schematic block diagram of the steering apparatus for vehicles. 車両用操舵装置の制御ブロック図。The control block diagram of the steering device for vehicles. マップの概略構成図。The schematic block diagram of a map. 別例の減衰ゲインの制御態様を示すフローチャート。The flowchart which shows the control aspect of the attenuation gain of another example.

符号の説明Explanation of symbols

1…車両用操舵装置、2…ステアリング、6…操舵輪、10…EPSアクチュエータ、11…EPSECU、21…マイコン、25…位置制御演算部、26…減衰制御演算部、35…減衰ゲイン可変演算部、35a…マップ、Iq_L*…舵角制御指令、ε_L…位置制御成分、ε_D…減衰制御成分、Kd…減衰ゲイン、Kd0…通常値、Kd1…停止値、θs…操舵角、θs*…目標操舵角、Δθs…偏差、ωs…回転角速度、ωs*…目標舵角変化量、α…閾値。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering device for vehicles, 2 ... Steering, 6 ... Steering wheel, 10 ... EPS actuator, 11 ... EPSECU, 21 ... Microcomputer, 25 ... Position control calculating part, 26 ... Attenuation control calculating part, 35 ... Damping gain variable calculating part 35a ... Map, Iq_L * ... Steering angle control command, ε_L ... Position control component, ε_D ... Damping control component, Kd ... Damping gain, Kd0 ... Normal value, Kd1 ... Stop value, θs ... Steering angle, θs * ... Target steering Angle, Δθs: Deviation, ωs: Rotational angular velocity, ωs *: Target rudder angle change amount, α: Threshold value.

Claims (3)

操舵系に操舵輪の舵角を変更するための駆動力を付与可能な駆動手段と、該駆動手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記操舵輪の実舵角を目標舵角に追従させるための位置制御成分と、前記操舵輪の舵角変更に伴うステアリングの回転を減衰させるための減衰制御成分とを重畳することにより、前記駆動手段の舵角制御指令を生成する車両用操舵装置であって、
前記制御手段は、前記ステアリングの回転角速度に減衰ゲインを乗ずることにより前記減衰制御成分を演算するとともに、前記目標舵角の変化量、該変化量の微分値、及び前記目標舵角と前記実舵角との偏差の少なくとも一つが小となるほど、前記減衰ゲインを大とすること、を特徴とする車両用操舵装置。
Drive means capable of applying a driving force for changing the steering angle of the steered wheels to the steering system; and control means for controlling the operation of the drive means, wherein the control means determines the actual steered angle of the steered wheels. A steering angle control command for the drive means is generated by superimposing a position control component for following the target rudder angle and an attenuation control component for attenuating the rotation of the steering wheel as the steering angle is changed. A vehicle steering system that
The control means calculates the attenuation control component by multiplying the rotational angular velocity of the steering by an attenuation gain, changes the target rudder angle, a differential value of the amount of change, and the target rudder angle and the actual rudder. A vehicular steering apparatus, wherein the attenuation gain is increased as at least one of deviations from a corner becomes smaller.
請求項1に記載の車両用操舵装置において、
前記制御手段は、前記変化量、前記微分値及び前記偏差の少なくとも一つがこれら各状態量にそれぞれ対応する閾値よりも小さい場合には、該閾値判定に用いた状態量以外の状態量の少なくとも一つに基づいて前記減衰ゲインの変更を行うこと、
を特徴とする車両用操舵装置。
The vehicle steering apparatus according to claim 1,
When at least one of the amount of change, the differential value, and the deviation is smaller than a threshold corresponding to each of these state quantities, the control means is at least one of state quantities other than the state quantity used for the threshold determination. Changing the attenuation gain based on
A vehicle steering apparatus characterized by the above.
操舵系に操舵輪の舵角を変更するための駆動力を付与可能な駆動手段と、該駆動手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記操舵輪の実舵角を目標舵角に追従させるための位置制御成分と、前記操舵輪の舵角変更に伴うステアリングの回転を減衰させるための減衰制御成分とを重畳することにより、前記駆動手段の舵角制御指令を生成する車両用操舵装置であって、
前記制御手段は、前記ステアリングの回転角速度に減衰ゲインを乗ずることにより前記減衰制御成分を演算するとともに、前記目標舵角の変化量、該変化量の微分値、及び前記目標舵角と前記実舵角との偏差のうち少なくとも一つがこれら各状態量にそれぞれ対応する閾値よりも小さい場合には、前記減衰ゲインを大とすること、
を特徴とする車両用操舵装置。
Drive means capable of applying a driving force for changing the steering angle of the steered wheels to the steering system; and control means for controlling the operation of the drive means, wherein the control means determines the actual steered angle of the steered wheels. A steering angle control command for the drive means is generated by superimposing a position control component for following the target rudder angle and an attenuation control component for attenuating the rotation of the steering wheel as the steering angle is changed. A vehicle steering system that
The control means calculates the attenuation control component by multiplying the rotational angular velocity of the steering by an attenuation gain, changes the target rudder angle, a differential value of the amount of change, and the target rudder angle and the actual rudder. If at least one of the deviations from the corner is smaller than the threshold corresponding to each of these state quantities, increasing the attenuation gain;
A vehicle steering apparatus characterized by the above.
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