JP2007153180A - Vehicular steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a steering wheel from turning to the right and left near a neutral position regardless of a driver's operation, even if steering torque detected by a steering torque sensor includes an off-set amount, in a vehicular steering device of a steer-by-wire type. <P>SOLUTION: A target reaction torque computing portion B11 calculates a target reaction torque T* on the basis of a steering wheel steering angle θ. A P1 control computing portion B16 calculates a motor torque command value by PI control computing, by using difference T*-T between the target torque T* and steering torque T in a computing portion 15, thereby feed-back controlling a reaction torque electric motor adding steering reaction force. When the absolute value of the steering wheel steering angle θ is within a range of a predetermined minute value, a neutral torque correction value computing portion B12 and a gain controlling portion B13 calculate a neutral torque correction value changing in proportion to the steering wheel steering angle θ and add to a side increasing a feed-back amount. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵ハンドルと転舵輪とを機械的に切り離したステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置に関する。   The present invention relates to a steer-by-wire vehicle steering apparatus in which a steering handle and steered wheels are mechanically separated.

従来から、操舵ハンドルと転舵輪とを機械的に切り離したステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置はよく知られている。このステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置においては、ステアリングシャフトを介して操舵ハンドルに接続された反力トルク用電動モータを、操舵ハンドルの操舵操作に応じて駆動制御して、操舵ハンドルの操舵操作に対して反力トルクを付与している。また、操舵ハンドルの操舵操作に応じて転舵輪を転舵するための転舵用電動モータを駆動制御して、操舵ハンドルの操舵操作に応答して転舵輪を転舵している。   Conventionally, a steer-by-wire vehicle steering apparatus in which a steering wheel and a steered wheel are mechanically separated is well known. In this steer-by-wire vehicle steering device, the reaction force torque electric motor connected to the steering handle via the steering shaft is driven and controlled in accordance with the steering operation of the steering handle. On the other hand, reaction torque is applied. Further, the steering wheel is steered in response to the steering operation of the steering handle by drivingly controlling a steering electric motor for steering the steered wheel according to the steering operation of the steering handle.

このようなステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置における反力トルクの制御においては、図9に示すように、目標反力トルク演算部1がハンドル操舵角θに基づいて目標反力トルクT*を計算し、演算器2およびPI制御演算部3からなるモータトルク指令値演算部が、計算された目標反力トルクT*を制御入力とするとともに、ステアリングシャフトに作用している操舵トルクTをフィードバック入力とする。そして、モータトルク指令値演算部が、前記両入力の差T*−Tに応じて、目標反力トルクT*がステアリングシャフトに付与されるようにするためのモータトルク指令値Tmcを計算して、このモータトルク指令値Tmcに応じて反力トルク用電動モータを駆動制御するようにしている。この場合、PI制御演算部3においては、通常、Gp・(T*−T)なる比例項とGi・∫(T*−T)dtなる積分項との和をモータトルク指令値Tmc{=Gp・(T*−T)+Gi・∫(T*−T)dt}としている。なお、Gp,Giは、それぞれ比例項および積分項のゲインである(下記特許文献1参照)。
特開2004−34923号公報
In the control of the reaction force torque in the steer-by-wire vehicle steering apparatus, the target reaction force torque calculation unit 1 calculates the target reaction force torque T * based on the steering angle θ as shown in FIG. Then, the motor torque command value calculation unit including the calculator 2 and the PI control calculation unit 3 uses the calculated target reaction force torque T * as a control input and feedback inputs the steering torque T acting on the steering shaft. And Then, the motor torque command value calculation unit calculates a motor torque command value Tmc for applying the target reaction torque T * to the steering shaft according to the difference T * -T between the two inputs. The reaction torque electric motor is driven and controlled in accordance with the motor torque command value Tmc. In this case, the PI control calculation unit 3 normally calculates the sum of the proportional term Gp · (T * −T) and the integral term Gi · ∫ (T * −T) dt as the motor torque command value Tmc {= Gp・ (T * -T) + Gi∫ (T * -T) dt}. Gp and Gi are the gains of the proportional term and the integral term, respectively (see Patent Document 1 below).
JP 2004-34923 A

しかしながら、操舵ハンドルがニュートラル位置近傍にある場合には、操舵トルクセンサによって検出される操舵トルクTにオフセット量が含まれていることがある。そして、このオフセット量のために、操舵ハンドルがニュートラル位置にあって運転者が操舵ハンドルを操作していない状態、例えば操舵ハンドルから手を放している状態では、積分項Gi・∫(T*−T)dtによる制御のために、操舵ハンドルが左右に回転することがある。次に、この現象を具体的に説明するが、その前に、操舵角θ、操舵トルクTおよびモータトルク指令値Tmcの正負と操舵ハンドルの回転方向との関係を説明しておく。この場合、操舵角θは、正により操舵ハンドルの右方向への操舵を表し、負により左方向の操舵を表すものとする。操舵トルクTは、操舵ハンドルの右方向操舵時にステアリングシャフトに作用するトルクを正として、操舵ハンドルの左方向操舵時にステアリングシャフトに作用するトルクを負とする。また、モータトルク指令値Tmcは、操舵ハンドルの右方向の操舵に対抗する反力トルクを発生する反力トルク用電動モータの回転方向を正とし、操舵ハンドルの左方向の操舵に対抗する反力トルクを発生する反力トルク用電動モータの回転方向を負とする。   However, when the steering handle is in the vicinity of the neutral position, an offset amount may be included in the steering torque T detected by the steering torque sensor. Because of this offset amount, in the state where the steering wheel is in the neutral position and the driver is not operating the steering wheel, for example, when the hand is released from the steering wheel, the integral term Gi · ∫ (T * − Due to the control by T) dt, the steering handle may rotate left and right. Next, this phenomenon will be described in detail. Before that, the relationship between the steering angle θ, the steering torque T, and the positive / negative of the motor torque command value Tmc and the rotation direction of the steering wheel will be described. In this case, the steering angle θ represents positive steering of the steering wheel in the positive direction, and represents leftward steering in the negative direction. The steering torque T is a positive torque acting on the steering shaft when the steering wheel is steered in the right direction, and a negative torque acting on the steering shaft when the steering handle is steered in the left direction. The motor torque command value Tmc is a reaction force that counteracts the left steering of the steering handle, with the rotational direction of the reaction torque torque electric motor generating a reaction torque that opposes the steering of the steering handle in the right direction being positive. The direction of rotation of the reaction force torque electric motor that generates torque is negative.

いま、ステアリングシャフトに作用している操舵トルクTが実際には「0」であっても、操舵トルクセンサによって検出された操舵トルクTは、絶対値の微小な負のオフセット量を有しているものとする。この場合、操舵角θが「0」すなわち操舵ハンドルがニュートラル位置にあって、目標反力トルクT*が図10に破線で示す特性のように「0」であっても、モータトルク指令値Tmcは、操舵トルクTのフィードバック制御により最初絶対値の極めて小さな負の値(図10(A)の点Po)となる。この場合、反力トルク用電動モータに対するフィードバック制御において、積分項がなければ、このモータトルク指令値Tmcは絶対値の極めて小さな値に保たれ続けるので問題ない。   Now, even if the steering torque T acting on the steering shaft is actually “0”, the steering torque T detected by the steering torque sensor has a small negative offset amount of an absolute value. Shall. In this case, even if the steering angle θ is “0”, that is, the steering wheel is in the neutral position and the target reaction torque T * is “0” as shown by the broken line in FIG. 10, the motor torque command value Tmc Becomes a negative value having a very small absolute value (point Po in FIG. 10A) at first by feedback control of the steering torque T. In this case, in the feedback control for the reaction force torque electric motor, if there is no integral term, the motor torque command value Tmc is kept at a very small absolute value.

しかし、積分項Gi・∫(T*−T)dtによる積分演算により、ニュートラル位置のモータトルク指令値Tmcは時間経過に従って徐々に増加する(図11参照)。この場合、図10の微小なオフセット量は図10(A)の点Poで示すように絶対値の微小な負の値であるので、モータトルク指令値Tmcは、時間経過に従ってその絶対値が多少大きな負の値(点P1参照)になる。この絶対値の多少大きな負の値となったモータトルク指令値Tmcは、操舵ハンドルを右方向に回転させる方向に反力トルク用電動モータを回転させようとする。いま、操舵ハンドルは運転者によって操作されていないので、前記反力用電動モータによって駆動されて操舵ハンドルは右方向に回転する。この場合、転舵輪を介した路面からの反力によって、操舵ハンドルが右方向に回転され続けることはなく、操舵ハンドルはニュートラル位置から右方向の小さな回転角位置(図10(B)の点P2参照)で停止する。   However, the motor torque command value Tmc at the neutral position gradually increases with the lapse of time by the integral calculation using the integral term Gi · ∫ (T * −T) dt (see FIG. 11). In this case, since the minute offset amount in FIG. 10 is a minute negative value of the absolute value as indicated by the point Po in FIG. 10A, the absolute value of the motor torque command value Tmc slightly increases with time. It becomes a large negative value (see point P1). The motor torque command value Tmc, which is a slightly larger negative value than the absolute value, attempts to rotate the reaction force torque electric motor in the direction in which the steering handle is rotated in the right direction. Now, since the steering handle is not operated by the driver, the steering handle is rotated rightward by being driven by the electric motor for reaction force. In this case, the steering handle does not continue to rotate in the right direction due to the reaction force from the road surface via the steered wheels, and the steering handle has a small rotation angle position from the neutral position to the right (point P2 in FIG. 10B). Stop).

この操舵ハンドルの右方向への回転は微小な角度ではあるものの、操舵ハンドルを右方向に微小な操舵角θ1まで操舵したことと同等であり、この操舵角θ1に対応した目標反力トルクT*が正の値として計算される(図10(C)の破線参照)。そして、この正の目標反力トルクT*は、操舵ハンドルを右方向に操舵した場合の反力トルクを発生させるものであるので、モータトルク指令値Tmcはある程度大きな正の値となる。また、この状態では、操舵ハンドルが操作されていないので、操舵トルクTは操舵ハンドルを操作している場合に比べて減少し、モータトルク指令値Tmcは、図10(C)の点P3で示すように前記点P2に対応した値よりも若干大きな値となる。この点P3に対応したモータトルク指令値Tmcにより、反力トルク用電動モータは操舵ハンドルを左方向に回転させる。以降、操舵ハンドルは、点P4,P5,P6・・で示すように、左右交互に運転者の操作とは無関係に回転してしまう。   Although the rotation of the steering handle to the right is a minute angle, it is equivalent to steering the steering handle to the right steering angle θ1, and the target reaction torque T * corresponding to the steering angle θ1. Is calculated as a positive value (see the broken line in FIG. 10C). Since this positive target reaction torque T * generates a reaction torque when the steering handle is steered in the right direction, the motor torque command value Tmc is a positive value that is somewhat large. In this state, since the steering wheel is not operated, the steering torque T is reduced as compared with the case where the steering wheel is operated, and the motor torque command value Tmc is indicated by a point P3 in FIG. Thus, the value is slightly larger than the value corresponding to the point P2. With the motor torque command value Tmc corresponding to this point P3, the reaction torque electric motor rotates the steering handle in the left direction. Thereafter, as shown by points P4, P5, P6,..., The steering handle rotates alternately left and right regardless of the driver's operation.

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、積分項を含む操舵トルクのフィードバック制御演算によって操舵ハンドルの操舵操作に対する反力トルクを付与するようにしたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、操舵トルクセンサによって検出される操舵トルクにオフセット量が含まれていても、操舵ハンドルが運転者の操作とは無関係に左右に回転することがないようにすることにある。   The present invention has been made to address the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a steer-by-wire system that applies a reaction torque to a steering operation of a steering wheel by a feedback control calculation of a steering torque including an integral term. In a vehicle steering apparatus, even if an offset amount is included in the steering torque detected by the steering torque sensor, the steering handle is prevented from rotating left and right regardless of the operation of the driver.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、運転者によって回動操作される操舵ハンドルと、操舵ハンドルに接続されたステアリングシャフトに接続されて、操舵ハンドルの操舵操作に対して反力トルクを付与するための反力トルク用電動モータと、転舵輪を転舵するための転舵用電動モータと、操舵ハンドルの操舵操作に応じて反力トルク用電動モータを駆動制御して、操舵ハンドルの操舵操作に対して反力トルクの付与を制御する反力トルク付与制御手段と、操舵ハンドルの操舵操作に応じて転舵用電動モータを駆動制御して、転舵輪を転舵制御する転舵制御手段とを備えたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、反力トルク付与制御手段を、操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、ステアリングシャフトに組み付けられて、ステアリングシャフトに作用する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、操舵角センサによって検出された操舵角に基づいて目標反力トルクを計算する目標反力トルク演算部と、計算された目標反力トルクを制御入力とするとともに検出された操舵トルクをフィードバック入力として、両入力の差に応じて計算された目標反力トルクがステアリングシャフトに付与されるようにするためのモータトルク指令値であって、少なくとも前記差の積分項を含んだ演算によってモータトルク指令値を計算するモータトルク指令値演算部と、検出された操舵角を入力して、操舵ハンドルがニュートラル位置近傍にあるときにおける操舵トルクセンサによって検出された操舵トルクのオフセット量を、入力した操舵角によりキャンセルするキャンセル手段とにより構成したことにある。   In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that a steering wheel rotated by a driver and a steering torque connected to a steering shaft connected to the steering handle to react to the steering operation of the steering handle. The reaction force torque electric motor for applying the steering wheel, the steering electric motor for turning the steered wheels, and the reaction force torque electric motor according to the steering operation of the steering handle are driven and controlled. The reaction force torque application control means for controlling the application of reaction force torque to the steering operation of the vehicle, and the steering for controlling the turning of the steered wheels by driving the steering motor according to the steering operation of the steering handle In a steer-by-wire vehicle steering apparatus including a control means, a reaction force torque application control means is assembled to a steering angle sensor for detecting a steering angle of a steering wheel and a steering shaft. A steering torque sensor for detecting a steering torque acting on the steering shaft, a target reaction force torque calculating unit for calculating a target reaction force torque based on the steering angle detected by the steering angle sensor, and a calculated target A motor torque command value for applying the reaction force torque as a control input and using the detected steering torque as a feedback input so that the target reaction force torque calculated according to the difference between the two inputs is applied to the steering shaft. A motor torque command value calculation unit that calculates a motor torque command value by a calculation including at least the integral term of the difference, and steering when the detected steering angle is input and the steering handle is in the vicinity of the neutral position The steering torque offset detected by the torque sensor is canceled by the input steering angle. There to be constructed in accordance with the cancellation means.

この場合、キャンセル手段を、例えば、検出された操舵角の絶対値が所定の微小値の範囲内にあるとき、検出された操舵角に比例して変化するニュートラルトルク補正値を計算するニュートラルトルク補正値演算部と、計算されたニュートラルトルク補正値をモータトルク指令値演算部の演算においてフィードバック量が増加する側に加えるフィードバック量補正手段とで構成するとよい。   In this case, for example, when the absolute value of the detected steering angle is within a predetermined minute value range, the canceling means calculates a neutral torque correction value that changes in proportion to the detected steering angle. The value calculation unit and a feedback amount correction unit that adds the calculated neutral torque correction value to the side where the feedback amount increases in the calculation of the motor torque command value calculation unit may be configured.

上記のように構成した本発明においては、キャンセル手段が、検出された操舵角を入力して、操舵ハンドルがニュートラル位置近傍にあるときにおける操舵トルクセンサによって検出された操舵トルクのオフセット量を、操舵角センサによって検出された操舵角によりキャンセルする。したがって、上記従来技術のように、操舵ハンドルがニュートラル位置近傍にあって、運転者が操舵ハンドルを操作していない状態にあっても、操舵トルクのオフセット量に起因した操舵ハンドルの左右への回転が回避される。   In the present invention configured as described above, the canceling means inputs the detected steering angle, and calculates the steering torque offset amount detected by the steering torque sensor when the steering handle is in the vicinity of the neutral position. Cancel by the steering angle detected by the angle sensor. Therefore, even if the steering wheel is in the vicinity of the neutral position and the driver is not operating the steering wheel as in the above-described prior art, the steering wheel rotates to the left or right due to the offset amount of the steering torque. Is avoided.

また、本発明の他の特徴は、ニュートラルトルク補正値演算部は、さらに、検出された操舵角の絶対値が所定の微小値の範囲から遠ざかるに従ってニュートラルトルク補正値の絶対値を徐々に小さくするようにしたことにある。これによれば、前記操舵角に応じた操舵トルクのオフセット量のキャンセル制御から、通常の操舵トルクに応じたフィードバック制御にスムーズに移行できるので、運転者が操舵ハンドルの操作に違和感を覚えることがなくなる。   Another feature of the present invention is that the neutral torque correction value calculation unit further gradually decreases the absolute value of the neutral torque correction value as the detected absolute value of the steering angle moves away from a predetermined minute value range. It is in doing so. According to this, since it is possible to smoothly shift from the cancel control of the steering torque offset amount according to the steering angle to the feedback control according to the normal steering torque, the driver may feel uncomfortable with the operation of the steering wheel. Disappear.

以下、本発明の一実施形態に係る車両の操舵装置について図面を用いて説明する。図1は、同実施形態に係る車両の操舵装置を概略的に示している。   A vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a steering apparatus for a vehicle according to the embodiment.

この車両の操舵装置は、運転者によって操舵操作される操舵操作装置10と、転舵輪としての左右前輪FW1,FW2を前記運転者の操舵操作に応じて転舵する転舵装置20とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式を採用している。操舵操作装置10は、運転者によって回動操作される操作部としての操舵ハンドル11を備えている。操舵ハンドル11はステアリングシャフト12の上端に固定され、ステアリングシャフト12の下端には減速機構13を介して反力トルク用電動モータ14の出力軸が接続されている。反力トルク用電動モータ14は、運転者による操舵ハンドル11の操舵操作に対して反力トルクを付与するもので、その回転力が減速機構13を介してステアリングシャフト12に伝達されるようになっている。   This vehicle steering device mechanically includes a steering operation device 10 that is steered by a driver and a steering device 20 that steers left and right front wheels FW1 and FW2 as steered wheels according to the steering operation of the driver. The steer-by-wire method is used. The steering operation device 10 includes a steering handle 11 as an operation unit that is rotated by a driver. The steering handle 11 is fixed to the upper end of the steering shaft 12, and the output shaft of the reaction force torque electric motor 14 is connected to the lower end of the steering shaft 12 via the speed reduction mechanism 13. The electric motor 14 for reaction force torque gives reaction force torque to the steering operation of the steering handle 11 by the driver, and its rotational force is transmitted to the steering shaft 12 via the speed reduction mechanism 13. ing.

転舵装置20は、車両の左右方向に延びて配置された転舵軸21を備えている。この転舵軸21の両端部には、タイロッド22a,22bおよびナックルアーム23a,23bを介して、左右前輪FW1,FW2が転舵可能に接続されている。左右前輪FW1,FW2は、転舵軸21の軸線方向の変位により左右に転舵される。転舵軸21には、転舵用電動モータ24および減速機構を構成するボールねじ機構25が組み付けられている。転舵用電動モータ24は左右前輪FW1,FW2を転舵するもので、その回転がボールねじ機構25によって減速されるとともに直線運動に変換されて転舵軸21に伝達される。   The steered device 20 includes a steered shaft 21 that extends in the left-right direction of the vehicle. The left and right front wheels FW1, FW2 are connected to both ends of the steered shaft 21 via tie rods 22a, 22b and knuckle arms 23a, 23b so as to be steerable. The left and right front wheels FW1 and FW2 are steered left and right by the displacement of the steered shaft 21 in the axial direction. The steered shaft 21 is assembled with a steerable electric motor 24 and a ball screw mechanism 25 constituting a speed reduction mechanism. The steered electric motor 24 steers the left and right front wheels FW1 and FW2. The rotation of the steered motor 24 is reduced by the ball screw mechanism 25 and converted into a linear motion and transmitted to the steered shaft 21.

次に、反力トルク用電動モータ14および転舵用電動モータ24の回転を制御する電気制御装置30について説明する。電気制御装置30は、操舵角センサ31、操舵トルクセンサ32、転舵角センサ33および車速センサ34を備えている。操舵角センサ31は、ステアリングシャフト12に組み付けられて、操舵ハンドル11の基準位置からの回転角を検出してハンドル操舵角θとして出力する。なお、この操舵角センサ31として、反力トルク用電動モータ14内に設けた回転角センサを利用してもよい。この場合、ハンドル操舵角θは、基準位置を「0」とし、操舵ハンドル11の右方向の回転角を正の値で表し、左方向の回転角を負の値で表す。操舵トルクセンサ32は、ステアリングシャフト12に組み付けられて、ステアリングシャフト12に作用するトルクを検出して操舵トルクTとして出力する。なお、操舵トルクTは、操舵ハンドル11の右方向の操舵時にステアリングシャフト12に作用しているトルクを正で表し、操舵ハンドル11の左方向の操舵時にステアリングシャフト12に作用しているトルクを負で表す。   Next, the electric control device 30 that controls the rotation of the reaction torque electric motor 14 and the turning electric motor 24 will be described. The electric control device 30 includes a steering angle sensor 31, a steering torque sensor 32, a turning angle sensor 33, and a vehicle speed sensor 34. The steering angle sensor 31 is assembled to the steering shaft 12, detects the rotation angle of the steering handle 11 from the reference position, and outputs it as the steering angle θ. As the steering angle sensor 31, a rotation angle sensor provided in the reaction torque electric motor 14 may be used. In this case, with respect to the steering wheel steering angle θ, the reference position is “0”, the right rotation angle of the steering wheel 11 is represented by a positive value, and the left rotation angle is represented by a negative value. The steering torque sensor 32 is assembled to the steering shaft 12, detects torque acting on the steering shaft 12, and outputs it as steering torque T. The steering torque T represents positive torque acting on the steering shaft 12 when the steering handle 11 is steered in the right direction, and negative torque acting on the steering shaft 12 when the steering handle 11 is steered in the left direction. Represented by

転舵角センサ33は、転舵軸21に組み付けられて、転舵軸21の基準位置からの軸線方向の変位量を検出して左右前輪FW1,FW2の転舵角δとして出力する。なお、転舵角センサ33として、転舵用電動モータ24内に設けた回転角センサを利用するようにしてもよい。この場合、転舵角δは、基準位置を「0」とし、左右前輪FW1,FW2の右方向の転舵角を正の値で表し、左右前輪FW1,FW2の左方向の転舵角を負の値で表す。車速センサ34は、車速Vを検出して出力する。これらの操舵角センサ31、操舵トルクセンサ32、転舵角センサ33および車速センサ34は、電子制御ユニット(以下、ECUという)35に接続されている。   The turning angle sensor 33 is assembled to the turning shaft 21, detects the amount of axial displacement from the reference position of the turning shaft 21, and outputs it as the turning angle δ of the left and right front wheels FW1, FW2. As the turning angle sensor 33, a rotation angle sensor provided in the turning electric motor 24 may be used. In this case, the turning angle δ has a reference position of “0”, the right turning angle of the left and right front wheels FW1, FW2 is represented by a positive value, and the left turning angle of the left and right front wheels FW1, FW2 is negative. Represented by the value of. The vehicle speed sensor 34 detects and outputs the vehicle speed V. The steering angle sensor 31, the steering torque sensor 32, the turning angle sensor 33, and the vehicle speed sensor 34 are connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 35.

ECU35は、CPU,ROM,RAMなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とし、プログラムの実行によりモータトルク指令値Tmcおよびモータ回転角指令値δmcを計算して、同計算した指令値Tmc,δmcに対応した制御信号を駆動回路36,37に出力する。駆動回路36は、前記モータトルク指令値Tmcに対応した制御信号に応じて反力トルク用電動モータ14を駆動制御する。駆動回路37は、モータ回転角指令値δmcに対応した制御信号に応じて転舵用電動モータ24を駆動制御する。   The ECU 35 includes a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, and the like as main components, calculates a motor torque command value Tmc and a motor rotation angle command value δmc by executing a program, and corresponds to the calculated command values Tmc and δmc. The control signal is output to the drive circuits 36 and 37. The drive circuit 36 drives and controls the reaction force torque electric motor 14 in accordance with a control signal corresponding to the motor torque command value Tmc. The drive circuit 37 drives and controls the steering electric motor 24 in accordance with a control signal corresponding to the motor rotation angle command value δmc.

次に、上記のように構成した実施形態の動作を図2の機能ブロック図を用いて説明する。この機能ブロック図は、プログラムの実行により実現されるECU35の機能をブロック図で表したものである。ECU35は、反力トルク用電動モータ14を制御するためのトルク制御部B10と、転舵用電動モータ24を制御するための転舵制御部B20を備えている。   Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the functional block diagram of FIG. This functional block diagram is a block diagram showing the functions of the ECU 35 realized by executing the program. The ECU 35 includes a torque control unit B10 for controlling the reaction force torque electric motor 14 and a steering control unit B20 for controlling the steering electric motor 24.

トルク制御部B10は、目標反力トルク演算部B11、ニュートラルトルク補正値演算部B12、ニュートラルトルク補正値ゲイン制御部B13、演算器B14,B15およびPI制御演算部B16を備えている。目標反力トルク演算部B11は、ECU35内に予め用意された目標反力トルクテーブルを参照し、ハンドル操舵角θに応じた目標反力トルクT*を計算する。目標反力テーブルは、図3に示すように、ハンドル操舵角θの増加に従って増加する目標反力トルクT*を記憶している。なお、目標反力トルク演算部B11は、目標反力テーブルに代えて、ハンドル操舵角θと目標反力トルクT*との関係を示す関数を予め定義しておいて、前記関数を用いてハンドル操舵角θに応じた目標反力トルクT*を計算するようにしてもよい。   The torque controller B10 includes a target reaction force torque calculator B11, a neutral torque correction value calculator B12, a neutral torque correction value gain controller B13, calculators B14 and B15, and a PI control calculator B16. The target reaction force torque calculation unit B11 calculates a target reaction force torque T * corresponding to the steering angle θ by referring to a target reaction force torque table prepared in advance in the ECU 35. As shown in FIG. 3, the target reaction force table stores a target reaction force torque T * that increases as the steering wheel steering angle θ increases. The target reaction torque calculation unit B11 defines a function indicating the relationship between the steering angle θ and the target reaction torque T * in advance instead of the target reaction force table, and uses the function to handle the steering wheel. The target reaction torque T * corresponding to the steering angle θ may be calculated.

ニュートラルトルク補正値演算部B12は、ECU35内に予め用意されたニュートラルトルク補正値テーブルを参照し、ハンドル操舵角θに応じたニュートラルトルク補正値Taを計算する。ニュートラルトルク補正値テーブルは、図4に示すように、ハンドル操舵角θの絶対値の小さな範囲内でハンドル操舵角θの増加に従って比例増加し、前記範囲外で一定値となるニュートラルトルク補正値Taを記憶している。ニュートラルトルク補正値テーブルによって定義されるハンドル操舵角θは操舵ハンドル11のニュートラル位置近傍の微小な角度であり、Δθは操舵トルクTの補正領域の境界を示している。なお、ニュートラルトルク補正値演算部B12は、ニュートラルトルク補正値テーブルに代えて、ハンドル操舵角θとニュートラルトルク補正値Taとの関係を示す関数を予め定義しておいて、前記関数を用いてハンドル操舵角θに応じたニュートラルトルク補正値Taを計算するようにしてもよい。   The neutral torque correction value calculation unit B12 refers to a neutral torque correction value table prepared in advance in the ECU 35 and calculates a neutral torque correction value Ta corresponding to the steering angle θ. As shown in FIG. 4, the neutral torque correction value table is a neutral torque correction value Ta that increases proportionally as the steering wheel steering angle θ increases within a small range of the absolute value of the steering wheel steering angle θ and becomes a constant value outside the above range. Is remembered. The steering wheel steering angle θ defined by the neutral torque correction value table is a minute angle near the neutral position of the steering wheel 11, and Δθ indicates the boundary of the correction region of the steering torque T. The neutral torque correction value calculation unit B12 defines in advance a function indicating the relationship between the steering angle θ of the steering wheel and the neutral torque correction value Ta instead of the neutral torque correction value table, and uses the function to handle the steering wheel. A neutral torque correction value Ta corresponding to the steering angle θ may be calculated.

ニュートラルトルク補正値ゲイン制御部B13は、ニュートラルトルク補正値演算部B12によって計算されたニュートラルトルク補正値Taを入力して、入力したニュートラルトルク補正値TaにゲインGを乗じて演算器B14に出力する。ゲインGは、ECU35内に予め用意されたゲインテーブルを参照することにより、ハンドル操舵角θを用いて計算される。ゲインテーブルは、図5に示すように、前記微小角Δθの範囲内で「1.0」に保たれ、前記微小角Δθの範囲を越えると、ハンドル操舵角θの絶対値|θ|が増加するに従って、「0.0」まで徐々に減少するゲインGを記憶している。なお、ニュートラルトルク補正値ゲイン制御部B13は、ゲインテーブルに代えて、ハンドル操舵角θの絶対値|θ|とゲインGとの関係を示す関数を予め定義しておいて、前記関数を用いてハンドル操舵角θに応じたゲインGを計算するようにしてもよい。このようなニュートラルトルク補正値ゲイン制御部B13の演算によって出力される信号値は、操舵ハンドル11のニュートラル位置近傍において、ハンドル操舵角θに対して図6のように変化する。特に、補正領域内(|θ|≦Δθ)においてハンドル操舵角θの増加に従って徐々に増加し、補正領域を超えると「0,0」に向かって徐々に変化することに注目すべきである。   The neutral torque correction value gain control unit B13 receives the neutral torque correction value Ta calculated by the neutral torque correction value calculation unit B12, multiplies the input neutral torque correction value Ta by the gain G, and outputs the result to the calculator B14. . The gain G is calculated using the steering wheel steering angle θ by referring to a gain table prepared in advance in the ECU 35. As shown in FIG. 5, the gain table is maintained at “1.0” within the range of the small angle Δθ, and when the range of the small angle Δθ is exceeded, the absolute value | θ | of the steering wheel steering angle θ increases. As a result, a gain G that gradually decreases to “0.0” is stored. The neutral torque correction value gain control unit B13 defines in advance a function indicating the relationship between the absolute value | θ | of the steering wheel steering angle θ and the gain G instead of the gain table, and uses the function. The gain G corresponding to the steering angle θ may be calculated. The signal value output by the calculation of the neutral torque correction value gain control unit B13 as described above changes in the vicinity of the neutral position of the steering wheel 11 as shown in FIG. In particular, it should be noted that within the correction region (| θ | ≦ Δθ), it gradually increases as the steering wheel steering angle θ increases, and gradually changes toward “0, 0” beyond the correction region.

演算器B14は、操舵トルクセンサ32によって検出された操舵トルクTと前記ニュートラルトルク補正ゲイン制御部の出力信号値G・Taを加算して、演算器B15に出力する。演算器B15は、目標反力トルク演算部B11にて演算された目標反力トルクT*から演算器B14からの出力信号値T+G・Taを減算してPI制御演算部B16に供給する。この演算器B15の目標反力トルクT*から出力信号値T+G・Taを減算することは、目標反力トルクT*を制御入力することを意味するとともに、出力信号値T+G・Taをフィードバック入力することを意味する。そして、演算器B14における操舵トルクTに対するニュートラルトルク補正値ゲイン制御部B13からの出力信号値G・Taの加算は、操舵ハンドル11のニュートラル位置近傍において、検出操舵トルクTによるフィードバック制御への影響をキャンセルすることを意味する。   The calculator B14 adds the steering torque T detected by the steering torque sensor 32 and the output signal value G · Ta of the neutral torque correction gain controller, and outputs the result to the calculator B15. The arithmetic unit B15 subtracts the output signal value T + G · Ta from the arithmetic unit B14 from the target reaction force torque T * calculated by the target reaction force torque calculation unit B11 and supplies the result to the PI control calculation unit B16. Subtracting the output signal value T + G · Ta from the target reaction force torque T * of the calculator B15 means that the target reaction force torque T * is controlled and input, and the output signal value T + G · Ta is input by feedback. Means that. The addition of the output signal value G · Ta from the neutral torque correction value gain controller B13 to the steering torque T in the calculator B14 affects the feedback control by the detected steering torque T in the vicinity of the neutral position of the steering handle 11. Means to cancel.

PI制御演算部B16は、演算器B15の出力信号値T*−(T+G・Ta)を用いた下記式1のPI制御演算の実行によりモータトルク指令値Tmcを計算する。
Tmc=Kp1・{T*−(T+G・Ta)}+Ki1・∫{T*−(T+G・Ta)}dt …式1
前記式1において、Kp1はPI制御演算における比例項の予め決められたゲインであり、Ki1はPI制御演算における積分項の予め決められたゲインである。そして、PI制御演算部B16は、このモータトルク指令値Tmcに従い、駆動回路36を介して反力トルク用電動モータ14を駆動制御する。この駆動制御により、反力トルク用電動モータ14は作動して、減速機構13を介してステアリングシャフト12に反力トルクを付与する。したがって、運転者はこの反力トルクを受けながら操舵ハンドル11を回動操作することになる。
The PI control calculation unit B16 calculates the motor torque command value Tmc by executing the PI control calculation of the following equation 1 using the output signal value T * − (T + G · Ta) of the calculator B15.
Tmc = Kp1 · {T * − (T + G · Ta)} + Ki1 · ∫ {T * − (T + G · Ta)} dt Equation 1
In Equation 1, Kp1 is a predetermined gain of the proportional term in the PI control calculation, and Ki1 is a predetermined gain of the integral term in the PI control calculation. Then, the PI control calculation unit B16 drives and controls the reaction force torque electric motor 14 via the drive circuit 36 in accordance with the motor torque command value Tmc. By this drive control, the reaction force torque electric motor 14 is operated to apply reaction force torque to the steering shaft 12 via the speed reduction mechanism 13. Therefore, the driver turns the steering handle 11 while receiving the reaction torque.

この場合、モータトルク指令値Tmcは、基本的には、検出したハンドル操舵角θに基づいて計算された目標反力トルクT*を制御入力とするとともに、検出したハンドル操舵トルクTをフィードバック入力とするPI制御則に従って決められる。したがって、基本的には、ステアリングシャフト12に前記目標反力トルクT*が付与され、運転者はこの目標反力トルクT*を感じながら操舵ハンドル11を回動操作する。   In this case, the motor torque command value Tmc basically uses the target reaction force torque T * calculated based on the detected steering angle θ as a control input, and the detected steering torque T as a feedback input. Determined according to the PI control law. Therefore, basically, the target reaction torque T * is applied to the steering shaft 12, and the driver rotates the steering handle 11 while feeling the target reaction torque T *.

また、操舵ハンドル11がニュートラル位置近傍にあって、ハンドル操舵角θが図6の補正領域内にある場合には、ニュートラルトルク補正制御量G・Taがフィードバック入力である操舵トルクTに加算されて、検出操舵トルクTに含まれるオフセット量のフィードバック制御への影響をキャンセルする。具体的には、操舵ハンドルがニュートラル位置近傍にあり、運転者が操舵ハンドル11から手を離している状態で、検出操舵角θがほぼ「0」であるとする。この場合、目標反力トルク演算部B11で計算される目標反力トルクT*はほぼ「0」である。しかし、検出操舵トルクTにオフセット量が含まれていると、このオフセット量がPI制御演算部B16における積分項の演算により無視できなくなり、モータトルク指令値Tmcが反力トルク用電動モータ14を駆動するために有効な値となり始める可能性がある。その結果、上記背景技術で説明したように、操舵ハンドル11が、ニュートラル位置近傍で運転者による操作とは無関係に、左右に回転し始める事態が発生する可能性がある。   Further, when the steering handle 11 is in the vicinity of the neutral position and the steering angle θ is within the correction region of FIG. 6, the neutral torque correction control amount G · Ta is added to the steering torque T as the feedback input. The influence of the offset amount included in the detected steering torque T on the feedback control is canceled. Specifically, it is assumed that the detected steering angle θ is substantially “0” in a state in which the steering handle is in the vicinity of the neutral position and the driver releases his hand from the steering handle 11. In this case, the target reaction force torque T * calculated by the target reaction force torque calculation unit B11 is substantially “0”. However, if the detected steering torque T includes an offset amount, this offset amount cannot be ignored by the integral term calculation in the PI control calculation unit B16, and the motor torque command value Tmc drives the reaction torque electric motor 14. May start to be a valid value. As a result, as described in the background art, there is a possibility that the steering handle 11 starts to rotate left and right regardless of the operation by the driver near the neutral position.

しかし、上記実施形態によれば、ニュートラルトルク補正制御量G・Taが検出操舵トルクTの前記オフセット量をキャンセルするように作用する。すなわち、本実施形態の場合、このオフセット量を含む検出操舵トルクTが負(または正)であることは、方向としては、運転者が操舵ハンドル11を左方向(右方向)に回動操作したことに対応している。そして、この場合の目標反力トルクT*はほぼ「0」であるので、前記オフセット量を含む検出操舵トルクTは、前記操舵ハンドル11を右方向(または左方向)に回転させるように作用する。一方、ニュートラルトルク補正値ゲイン制御部B13から出力されるニュートラルトルク補正制御量G・Taは、図4〜6のグラフからも理解できるように、操舵ハンドル11の右方向(または左方向)の回転に対しては正(または負)の値を示す。そして、このニュートラルトルク補正制御量G・Taは演算器B14にて操舵トルクTに加算され、前記検出操舵トルクTの負(または正)の値をキャンセルするように作用する。   However, according to the above embodiment, the neutral torque correction control amount G · Ta acts so as to cancel the offset amount of the detected steering torque T. That is, in the case of this embodiment, the detected steering torque T including this offset amount is negative (or positive) means that the driver has operated the steering handle 11 to turn leftward (rightward). It corresponds to that. Since the target reaction torque T * in this case is substantially “0”, the detected steering torque T including the offset amount acts to rotate the steering handle 11 in the right direction (or left direction). . On the other hand, the neutral torque correction control amount G · Ta output from the neutral torque correction value gain control unit B13 can be understood from the graphs of FIGS. 4 to 6 so that the steering handle 11 rotates in the right direction (or left direction). Indicates a positive (or negative) value. The neutral torque correction control amount G · Ta is added to the steering torque T by the calculator B14, and acts to cancel the negative (or positive) value of the detected steering torque T.

また、別の見方をすれば、操舵ハンドル11の右方向(または左方向)の回転に対して正(または負)の値を示すニュートラルトルク補正制御量G・Taは、演算器B15の減算により、正負が反転してPI制御演算部B16に入力される。このことは、操舵ハンドル11が右方向(または左方向)に回転されると、前記ニュートラルトルク補正制御量G・Taが操舵ハンドル11を左方向(または右方向)すなわち逆方向に回転させるように作用する。このような理由により、操舵ハンドル11がニュートラル位置近傍にあって、運転者によって操作されていない状態で、検出操舵トルクTにオフセット量が含まれていても、PI制御の積分項により、上記従来の装置のように、操舵ハンドル11が運転者により操作とは無関係に左右に回転するような事態を回避できる。   From another viewpoint, the neutral torque correction control amount G · Ta indicating a positive (or negative) value with respect to the rightward (or leftward) rotation of the steering handle 11 is obtained by subtraction of the calculator B15. The sign is inverted and input to the PI control calculation unit B16. This means that when the steering wheel 11 is rotated rightward (or leftward), the neutral torque correction control amount G · Ta rotates the steering wheel 11 leftward (or rightward), that is, in the reverse direction. Works. For this reason, even if the steering handle 11 is in the vicinity of the neutral position and is not operated by the driver, even if the detected steering torque T includes an offset amount, the integral term of the PI control causes the above-mentioned conventional As in the above device, it is possible to avoid a situation in which the steering handle 11 rotates left and right regardless of the operation by the driver.

また、操舵ハンドル11が運転者によって操舵操作される場合において、操舵ハンドル11の操舵角θが図6の補正領域を超えて補正外領域に入る場合には、ニュートラルトルク補正値ゲイン制御部B13によりゲインGは「1.0」から徐々に「0.0」まで変化する(図5参照)。したがって、この場合には、ニュートラルトルク補正制御量G・Taは徐々に正又は負の値から「0.0」まで徐々に変化し(図6参照)、操舵トルクTのオフセット量に対するキャンセル作用が徐々に減少する。その結果、ハンドル操舵角θに応じた操舵トルクTのオフセット量のキャンセル制御から、操舵トルクを用いた通常のフィードバック制御にスムーズに移行させることができ、運転者の操舵ハンドル11の操舵操作に対する急激な変化を避けることができ、運転者は操舵ハンドル11の操舵操作に違和感をもつことがなくなる。   Further, when the steering handle 11 is steered by the driver, if the steering angle θ of the steering handle 11 exceeds the correction region of FIG. 6 and enters the non-correction region, the neutral torque correction value gain control unit B13 The gain G gradually changes from “1.0” to “0.0” (see FIG. 5). Therefore, in this case, the neutral torque correction control amount G · Ta gradually changes from a positive or negative value to “0.0” (see FIG. 6), and the canceling action for the offset amount of the steering torque T is performed. Decrease gradually. As a result, it is possible to smoothly shift from the cancel control of the offset amount of the steering torque T according to the steering angle θ to the normal feedback control using the steering torque, and the driver suddenly operates the steering handle 11 with respect to the steering operation. Therefore, the driver does not feel uncomfortable with the steering operation of the steering wheel 11.

一方、転舵制御部B20は、目標転舵角演算部B21、演算器B22およびPI制御演算部B23を備えている。目標転舵角演算部B21は、ECU35内に予め用意された目標転舵角テーブルを参照し、ハンドル操舵角θに応じた目標転舵角δ*を計算する。目標転舵角テーブルは、図7に示すように、ハンドル操舵角θの増加に従って非線形増加する目標転舵角δを記憶している。また、目標転舵角演算部B21は、前記計算した目標転舵角δ*を車速Vに応じて補正する。目標転舵角演算部B21は、ECU35内に予め用意された車速係数テーブルを参照し、車速Vに応じた車速係数Kvを計算する。車速係数テーブルは、図8に示すように、車速Vが「0.0」から増加するに従って、「1.0」を挟んで減少する車速係数Kvを記憶している。そして、目標転舵角演算部B21は、前記計算した目標転舵角δ*に前記計算した車速係数Kvを乗じて、車速Vに応じて補正した新たな目標転舵角δ*を出力する。   On the other hand, the turning control unit B20 includes a target turning angle calculation unit B21, a calculator B22, and a PI control calculation unit B23. The target turning angle calculation unit B21 refers to a target turning angle table prepared in advance in the ECU 35 and calculates a target turning angle δ * according to the steering wheel steering angle θ. As shown in FIG. 7, the target turning angle table stores a target turning angle δ that increases nonlinearly as the steering wheel steering angle θ increases. In addition, the target turning angle calculation unit B21 corrects the calculated target turning angle δ * according to the vehicle speed V. The target turning angle calculation unit B21 calculates a vehicle speed coefficient Kv corresponding to the vehicle speed V with reference to a vehicle speed coefficient table prepared in advance in the ECU 35. As shown in FIG. 8, the vehicle speed coefficient table stores a vehicle speed coefficient Kv that decreases across “1.0” as the vehicle speed V increases from “0.0”. Then, the target turning angle calculation unit B21 multiplies the calculated target turning angle δ * by the calculated vehicle speed coefficient Kv, and outputs a new target turning angle δ * corrected according to the vehicle speed V.

なお、目標転舵角演算部B21は、目標転舵角テーブルに代えて、ハンドル操舵角θと目標転舵角δ*との関係を示す関数を予め定義しておいて、前記関数を用いてハンドル操舵角θに応じた目標転舵角δ*を計算するようにしてもよい。また、車速係数Kvに関しても、車速係数テーブルに代えて、車速Vと車速係数Kvとの関係を示す関数を予め定義しておいて、前記関数を用いて車速Vに応じた車速係数Kvを計算するようにしてもよい。また、上記目標転舵角δ*の演算においては、ハンドル操舵角θに対して非線形に変化する目標転舵角δ*を計算するようにしたが、ハンドル操舵角θに対して線形に変化する目標転舵角δ*を計算するようにしてもよい。さらに、車速係数Kvによる目標転舵角δ*の補正を省略してもよい。   The target turning angle calculation unit B21 defines in advance a function indicating the relationship between the steering wheel steering angle θ and the target turning angle δ * in place of the target turning angle table, and uses the function. The target turning angle δ * corresponding to the steering angle θ may be calculated. As for the vehicle speed coefficient Kv, a function indicating the relationship between the vehicle speed V and the vehicle speed coefficient Kv is defined in advance instead of the vehicle speed coefficient table, and the vehicle speed coefficient Kv corresponding to the vehicle speed V is calculated using the function. You may make it do. Further, in the calculation of the target turning angle δ *, the target turning angle δ * that changes nonlinearly with respect to the steering wheel steering angle θ is calculated, but changes linearly with respect to the steering wheel steering angle θ. The target turning angle δ * may be calculated. Further, the correction of the target turning angle δ * by the vehicle speed coefficient Kv may be omitted.

このようにして計算された目標転舵角δ*は演算器B22に供給される。演算器B22は、転舵角センサ33から検出転舵角δを入力しており、前記目標転舵角δ*から検出転舵角δを減算してPI制御演算部B23に供給する。この演算器B22の目標転舵角δ*から検出転舵角δを減算することは、目標転舵角δ*を制御入力することを意味するとともに、検出転舵角δをフィードバック入力することを意味する。   The target turning angle δ * calculated in this way is supplied to the calculator B22. The calculator B22 receives the detected turning angle δ from the turning angle sensor 33, and subtracts the detected turning angle δ from the target turning angle δ * and supplies it to the PI control calculation unit B23. Subtracting the detected turning angle δ * from the target turning angle δ * of the calculator B22 means that the target turning angle δ * is controlled and input, and that the detected turning angle δ is input by feedback. means.

PI制御演算部B23は、演算器B22の出力信号値δ*−δを用いた下記式2のPI制御演算の実行によりモータ回転角指令値δmcを計算する。
δmc=Kp2・(δ*−δ)+Ki2・∫(δ*−δ)dt …式2
前記式2において、Kp2はPI制御演算における比例項の予め決められたゲインであり、Ki2はPI制御演算における積分項の予め決められたゲインである。そして、PI制御演算部B23は、このモータ回転角指令値δmcに従い、駆動回路37を介して転舵用電動モータ24を駆動制御する。この駆動制御により、転舵用電動モータ24は作動して、ボールねじ機構25を介して転舵軸21を軸線方向に駆動して、左右前輪FW1,FW2を目標転舵角δ*に転舵する。したがって、左右前輪FW1,FW2は、運転者の操舵ハンドル11の左右への回動操作に応じて左右に転舵される。
The PI control calculation unit B23 calculates the motor rotation angle command value δmc by executing the PI control calculation of the following formula 2 using the output signal value δ * -δ of the calculator B22.
δmc = Kp2 · (δ * −δ) + Ki2 · ∫ (δ * −δ) dt Equation 2
In Equation 2, Kp2 is a predetermined gain of the proportional term in the PI control calculation, and Ki2 is a predetermined gain of the integral term in the PI control calculation. Then, the PI control calculation unit B23 drives and controls the steered electric motor 24 via the drive circuit 37 in accordance with the motor rotation angle command value δmc. By this drive control, the steered electric motor 24 is actuated to drive the steered shaft 21 in the axial direction via the ball screw mechanism 25 and steer the left and right front wheels FW1, FW2 to the target steered angle δ *. To do. Therefore, the left and right front wheels FW1 and FW2 are steered left and right in response to the driver's turning operation of the steering handle 11 to the left and right.

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   Furthermore, in carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、反力トルク用電動モータ14および転舵用電動モータ24の制御において、PI制御演算部B16,B23によるPI制御を採用するようにした。しかし、本発明は、反力トルク用電動モータ14の制御において少なくとも積分項を有する制御に適用されるものである。したがって、これらのPI制御に代えて、PID制御を採用してもよい。この場合、上記式1,2のPI制御演算に、さらに微分項Kd1・d{T*−(T+G・Ta)}/dtおよびKd2・d(δ*−δ)/dtをそれぞれ加えて、モータトルク指令値Tmcおよびモータ回転角指令値δmcを計算すればよい。なお、前記Kd1,Kd2は、PID制御演算における微分項の予め決められたゲインである。   For example, in the above embodiment, the PI control by the PI control calculation units B16 and B23 is adopted in the control of the reaction torque electric motor 14 and the steering electric motor 24. However, the present invention is applied to control having at least an integral term in the control of the reaction force torque electric motor 14. Therefore, PID control may be employed instead of these PI control. In this case, the differential terms Kd1 · d {T * − (T + G · Ta)} / dt and Kd2 · d (δ * −δ) / dt are added to the PI control calculations of the above formulas 1 and 2, respectively. The torque command value Tmc and the motor rotation angle command value δmc may be calculated. The Kd1 and Kd2 are predetermined gains of the differential term in the PID control calculation.

また、上記実施形態においては、転舵軸21に組み付けた転舵用電動モータ24によってボールねじ機構25を介して転舵軸21を軸線方向に駆動することにより、左右前輪FW1,FW2を転舵するようにした。しかし、これに代えて、転舵軸21をラックバーで構成し、ラックバーのラック歯にピニオンギヤを噛み合わせ、ピニオンギヤを電動モータにより減速機構を介して軸線周りに回転させて、左右前輪FW1,FW2を転舵するようにしてもよい。   In the above embodiment, the left and right front wheels FW1 and FW2 are steered by driving the steered shaft 21 in the axial direction via the ball screw mechanism 25 by the steered electric motor 24 assembled to the steered shaft 21. I tried to do it. However, instead of this, the steered shaft 21 is constituted by a rack bar, the pinion gear is meshed with the rack teeth of the rack bar, and the pinion gear is rotated around the axis line by the electric motor via the speed reduction mechanism, so that the left and right front wheels FW1, You may make it steer FW2.

本発明の一実施形態に係る車両の操舵装置の全体概略図である。1 is an overall schematic diagram of a vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention. コンピュータプログラムの実行によって図1の電子制御ユニットにて実現される機能を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the function implement | achieved by the electronic control unit of FIG. 1 by execution of a computer program. ハンドル操舵角と目標反力トルクとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a steering wheel steering angle and a target reaction force torque. ハンドル操舵角とニュートラルトルク補正値との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a steering wheel steering angle and a neutral torque correction value. ハンドル操舵角の絶対値とゲインとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the absolute value of a steering wheel steering angle, and a gain. ハンドル操舵角に対するニュートラルトルク補正制御量の変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the change of the neutral torque correction control amount with respect to a steering angle. ハンドル操舵角と目標転舵角との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a steering wheel steering angle and a target turning angle. 車速と車速係数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a vehicle speed and a vehicle speed coefficient. 操舵反力トルクの発生をPI制御法によって制御する従来の制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the conventional control apparatus which controls generation | occurrence | production of steering reaction force torque by PI control method. (A)〜(C)は、従来のPI制御法により、検出操舵トルクのオフセット量に起因したニュートラル位置付近における操舵ハンドルの左右回転の発生を説明するための説明図である。(A)-(C) is an explanatory view for explaining generation of right-and-left rotation of the steering handle near the neutral position due to the offset amount of the detected steering torque by the conventional PI control method. 従来のPI制御法の積分項により、検出操舵トルクのオフセット量に起因してモータトルク指令値が増加することを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating that a motor torque command value increases by the integral term of the conventional PI control method resulting from the offset amount of a detected steering torque.

符号の説明Explanation of symbols

FW1,FW2…前輪、11…操舵ハンドル、13…反力トルク用電動モータ、20…転舵装置、24…転舵用電動モータ、31…操舵角センサ、32…操舵トルクセンサ、35…電子制御ユニット(ECU)、B10…トルク制御部、B11…目標反力トルク演算部、B12…ニュートラルトルク補正値演算部、B13…ニュートラルトルク補正値ゲイン制御部、B14,B15…演算部、B15…PI制御演算部。
FW1, FW2 ... front wheel, 11 ... steering handle, 13 ... electric motor for reaction torque, 20 ... steering device, 24 ... electric motor for turning, 31 ... steering angle sensor, 32 ... steering torque sensor, 35 ... electronic control Unit (ECU), B10 ... torque control unit, B11 ... target reaction torque calculation unit, B12 ... neutral torque correction value calculation unit, B13 ... neutral torque correction value gain control unit, B14, B15 ... calculation unit, B15 ... PI control Arithmetic unit.

Claims (3)

運転者によって回動操作される操舵ハンドルと、
操舵ハンドルに接続されたステアリングシャフトに接続されて、操舵ハンドルの操舵操作に対して反力トルクを付与するための反力トルク用電動モータと、
転舵輪を転舵するための転舵用電動モータと、
操舵ハンドルの操舵操作に応じて前記反力トルク用電動モータを駆動制御して、操舵ハンドルの操舵操作に対して反力トルクの付与を制御する反力トルク付与制御手段と、
操舵ハンドルの操舵操作に応じて前記転舵用電動モータを駆動制御して、転舵輪を転舵制御する転舵制御手段とを備えたステアバイワイヤ方式の車両の操舵装置において、
前記反力トルク付与制御手段を、
操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角センサと、
前記ステアリングシャフトに組み付けられて、前記ステアリングシャフトに作用する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
前記操舵角センサによって検出された操舵角に基づいて目標反力トルクを計算する目標反力トルク演算部と、
前記計算された目標反力トルクを制御入力とするとともに前記検出された操舵トルクをフィードバック入力として、両入力の差に応じて前記計算された目標反力トルクが前記ステアリングシャフトに付与されるようにするためのモータトルク指令値であって、少なくとも前記差の積分項を含んだ演算によってモータトルク指令値を計算するモータトルク指令値演算部と、
前記検出された操舵角を入力して、操舵ハンドルがニュートラル位置近傍にあるときにおける前記操舵トルクセンサによって検出された操舵トルクのオフセット量を、前記入力した操舵角によりキャンセルするキャンセル手段とにより構成したことを特徴とする車両の操舵装置。
A steering wheel that is turned by a driver;
An electric motor for reaction force torque connected to a steering shaft connected to the steering handle for applying reaction force torque to the steering operation of the steering handle;
An electric motor for turning to steer the steered wheels;
A reaction torque application control means for controlling the application of the reaction torque to the steering operation of the steering handle by drivingly controlling the electric motor for the reaction torque according to the steering operation of the steering handle;
In a steer-by-wire vehicle steering apparatus, comprising: a steering control unit that drives and controls the steering electric motor according to a steering operation of a steering handle, and steers the steered wheels.
The reaction torque application control means,
A steering angle sensor for detecting the steering angle of the steering wheel;
A steering torque sensor that is assembled to the steering shaft and detects a steering torque acting on the steering shaft;
A target reaction torque calculator for calculating a target reaction torque based on the steering angle detected by the steering angle sensor;
The calculated target reaction torque is used as a control input and the detected steering torque is used as a feedback input so that the calculated target reaction torque is applied to the steering shaft in accordance with the difference between the two inputs. A motor torque command value calculating unit for calculating a motor torque command value by a calculation including at least an integral term of the difference,
The detected steering angle is input, and an offset amount of the steering torque detected by the steering torque sensor when the steering handle is in the vicinity of the neutral position is configured by canceling means for canceling by the input steering angle. A vehicle steering apparatus.
請求項1に記載した車両の操舵装置において、
前記キャンセル手段を、
前記検出された操舵角の絶対値が所定の微小値の範囲内にあるとき、前記検出された操舵角に比例して変化するニュートラルトルク補正値を計算するニュートラルトルク補正値演算部と、
前記計算されたニュートラルトルク補正値を前記モータトルク指令値演算部の演算においてフィードバック量が増加する側に加えるフィードバック量補正手段とで構成した車両の操舵装置。
In the vehicle steering apparatus according to claim 1,
The canceling means,
A neutral torque correction value calculator that calculates a neutral torque correction value that changes in proportion to the detected steering angle when the absolute value of the detected steering angle is within a predetermined minute value range;
A steering apparatus for a vehicle, comprising: a feedback amount correction means for adding the calculated neutral torque correction value to a side where the feedback amount increases in the calculation of the motor torque command value calculation unit.
請求項2に記載した車両の操舵装置において、
前記ニュートラルトルク補正値演算部は、さらに、前記検出された操舵角の絶対値が前記所定の微小値の範囲から遠ざかるに従って前記ニュートラルトルク補正値の絶対値を徐々に小さくするようにした車両の操舵装置。
In the vehicle steering apparatus according to claim 2,
The neutral torque correction value calculation unit further steers the vehicle so that the absolute value of the neutral torque correction value is gradually reduced as the detected absolute value of the steering angle moves away from the predetermined minute value range. apparatus.
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