JP2009262622A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus.
近年、車両用パワーステアリング装置として、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置(EPS)が広く採用されるようになっている。そして、こうしたEPSの多くでは、その補償制御の一つとして、円滑にステアリングを中立位置に復帰させるためのステアリング戻し制御(ハンドル戻し補償制御)が行われている。 In recent years, electric power steering devices (EPS) using a motor as a drive source have been widely adopted as vehicle power steering devices. In many of such EPSs, steering return control (steering wheel return compensation control) for smoothly returning the steering to the neutral position is performed as one of the compensation controls.
即ち、本来、走行中であれば、特段のステアリング操作を行わなくとも、ステアリングは、転舵輪に作用するセルフアライニングトルクによって、理論上、中立位置(操舵角ゼロ)まで復帰するはずである。しかしながら、EPSの場合、そのシステムの摩擦、例えば減速機構(ボール螺子やウォーム&ホイール等)の摩擦が、上記のような転舵輪に作用するセルフアライニングトルクを上回る場合があり、これにより、ステアリングが中立位置まで戻りきらない場合がある。 In other words, if the vehicle is traveling, the steering should theoretically return to the neutral position (zero steering angle) by the self-aligning torque acting on the steered wheels without performing any special steering operation. However, in the case of EPS, the friction of the system, for example, the friction of the speed reduction mechanism (ball screw, worm & wheel, etc.) may exceed the self-aligning torque acting on the steered wheels as described above. May not return to the neutral position.
そこで、上記ステアリング戻し制御の実行により、ステアリング中立方向に作用する補償成分(ステアリング戻し制御量)を演算する。例えば、特許文献1に記載のEPSは、操舵角に基づき演算される操舵速度目標値と実際の操舵速度との偏差に基づくフィードバック制御の実行によりステアリング戻し制御を実行するための補償成分を演算する。そして、その補償成分をパワーアシスト制御の基礎成分である基本アシスト制御量に重畳することにより、ステアリングの速やかな中立位置への復帰を実現し、走行路面の状態に関わらず良好なステアリングの戻り性を確保する構成となっている。
Therefore, the compensation component (steering return control amount) acting in the steering neutral direction is calculated by executing the steering returning control. For example, the EPS described in
また、転舵輪に作用するセルフアライニングトルクは、車速や操舵角に応じて変化する。そのため、車両の走行状態によっては、当該セルフアライニングトルクにより、ステアリング戻し時の操舵速度が過大となる場合がある。この点を踏まえ、上記特許文献1に記載のEPSでは、こうしたステアリング戻し時の操舵速度に過大が生じやすい大舵角領域については、そのステアリング戻し制御における操舵速度目標値が低めに設定されている(第4図参照)。そして、その操舵速度目標値に実際の操舵速度を追従させるべく上記フィードバック制御を実行することにより、その是正を図っている。
しかしながら、現実には、上記のような大舵角領域からのステアリング戻し時以外にも操舵速度に過大が生じやすい状況は存在し、必ずしもその全てに上記従来技術が有効であるとは言い切れないのが実情である。そして、特に、車両を定常旋回状態から直進走行状態へと復帰させる場合等には、上記操舵速度フィードバック制御の実行により、その操舵速度の過大が助長されることがある。 However, in reality, there are situations where the steering speed is likely to be excessive other than when the steering is returned from the large steering angle region as described above, and it cannot be said that the prior art is effective for all of them. Is the actual situation. In particular, when the vehicle is returned from the steady turning state to the straight traveling state, excessive steering speed may be promoted by executing the steering speed feedback control.
即ち、定常旋回から直進走行への復帰時には、そのステアリング操作の状態が、保舵状態から所謂手放し状態へ、即ち略操舵トルクの入力がない状態へと移行する。そして、このとき、操舵速度を略「ゼロ」から操舵速度目標値まで上昇させるべく、上記操舵速度フィードバック制御によりステアリング戻し方向に大きな補償成分が演算される一方、その操舵角を維持するための基礎成分は「略ゼロ」となる。 That is, when returning from steady turning to straight running, the steering operation state shifts from a steered state to a so-called hand-off state, that is, a state in which substantially no steering torque is input. At this time, in order to increase the steering speed from substantially “zero” to the steering speed target value, a large compensation component is calculated in the steering return direction by the steering speed feedback control, while the basis for maintaining the steering angle is calculated. The component is “substantially zero”.
つまり、保舵状態から手放し状態への移行時には、舵角方向の値を有する上記基礎成分に減じられることなく、その大きな補償成分がセルフアライニングトルクに重畳されることにより、操舵速度が急速に上昇する。その結果、当該操舵速度が操舵速度目標値を超えて過大となる現象、即ちオーバーシュートが発生し、ひいては、その追従に遅れが生ずるという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。 In other words, at the time of transition from the steered state to the released state, the steering speed is rapidly increased by superimposing the large compensation component on the self-aligning torque without being reduced to the basic component having the value in the steering angle direction. To rise. As a result, there is a problem that the steering speed exceeds the steering speed target value, that is, an overshoot occurs, resulting in a delay in the follow-up. In this respect, there is still room for improvement. It was.
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、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度フィードバック制御のオーバーシュートを抑えて、その追従性の向上を図ることのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to suppress overshoot of the steering speed feedback control at the time of transition from the steered state to the hand-off state and improve its followability. An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of achieving the above.
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操舵力補助装置と、アシスト力目標値に基づき前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段により演算される前記アシスト力目標値は、ステアリング戻し制御を実行するための補償成分を含み、該補償成分は、操舵速度目標値と実際の操舵速度との偏差に基づくフィードバック制御の実行により演算される電動パワーステアリング装置であって、前記制御手段は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態から手放し状態へと移行した場合には、前記ステアリング戻し制御を実行するための補償成分を低減すること、を要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
即ち、保舵状態から手放し状態への移行時には、ステアリング戻し制御を実行するための補償成分が大きな値となることで、その操舵速度は急速に上昇する。そして、その立ち上がりが急峻であるがゆえに、そのオーバーシュート量もまた大きなものとなる。特に、操舵速度フィードバック制御として積分制御を実行するものは、その保舵状態が長く続くほど、その偏差の蓄積による影響が顕著となる。しかしながら、上記構成によれば、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度の立ち上がりを穏やかなものとすることができる。その結果、オーバーシュートの発生を抑えて追従性の向上を図ることができるようになる。 That is, at the time of transition from the steered state to the released state, the compensation component for executing the steering return control becomes a large value, so that the steering speed rapidly increases. And since the rise is steep, the amount of overshoot is also large. In particular, in the case where the integral control is executed as the steering speed feedback control, the influence due to the accumulation of the deviation becomes more prominent as the steered state lasts longer. However, according to the above configuration, it is possible to make the rising of the steering speed gentle when shifting from the steered state to the released state. As a result, the occurrence of overshoot can be suppressed and followability can be improved.
請求項2に記載の発明は、前記補償成分の低減は、前記操舵速度目標値と実際の操舵速度とが最初に同値となるまで継続されること、を要旨とする。
即ち、上記補償成分の低減によっても、ある程度のオーバーシュートは発生する。しかしながら、上記構成によれば、その発生したオーバーシュートを素早く収束させることができる。
The gist of the invention described in
That is, a certain amount of overshoot occurs even when the compensation component is reduced. However, according to the above configuration, the generated overshoot can be quickly converged.
請求項3に記載の発明は、前記補償成分の抑制は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態にある時点から行なわれること、を要旨とする。
上記構成によれば、演算負荷を軽減して、演算手段の処理能力強化により生ずるコスト増を抑制することができる。また、戻し方向の制御成分が減少することで、その舵角維持を容易なものとして、保舵時における運転者の負担を軽減することができる。
The gist of the invention described in claim 3 is that the suppression of the compensation component is performed from the time when the state of the steering operation is in the holding state.
According to the above configuration, it is possible to reduce the calculation load and suppress an increase in cost caused by the enhancement of the processing capability of the calculation means. Further, since the control component in the return direction is reduced, the steering angle can be easily maintained, and the burden on the driver at the time of steering can be reduced.
本発明によれば、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度フィードバック制御のオーバーシュートを抑えて、その追従性の向上を図ることが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power steering apparatus which can suppress the overshoot of steering speed feedback control at the time of transfer to a hand-off state from a steering holding state, and can aim at the improvement in the followability can be provided.
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、本実施形態の電動パワーステアリング装置(EPS)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転舵輪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 an electric power steering apparatus (EPS) 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the steering shaft 3 to which the
EPS1は、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操舵力補助装置としての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ECU11とを備えて構成される。
The
本実施形態のEPSアクチュエータ10は、その駆動源であるモータ12がラック5と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12が発生するモータトルクは、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12は、ブラシレスモータであり、ECU11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。
The
一方、ECU11には、トルクセンサ14、車速センサ15、及びステアリングセンサ(操舵角センサ)16等、各種の状態量を検出するための複数のセンサが接続されており、同ECU11は、これらの各センサにより検出された状態量、即ち操舵トルクτ、車速V、及び操舵角θs(並びに操舵速度ωs)等に基づいてアシスト力目標値(目標アシスト力)を演算する。そして、ECU11は、その演算された目標アシスト力をEPSアクチュエータ10に発生させるべく、駆動源であるモータ12への駆動電力の供給を通じて、該EPSアクチュエータ10の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する。
On the other hand, the ECU 11 is connected with a plurality of sensors for detecting various state quantities such as a
次に、本実施形態のEPSにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図2に示すように、ECU11は、モータ制御信号を出力するマイコン21と、その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12に駆動電力を供給する駆動回路22とを備えている。
Next, an aspect of assist control in the EPS of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the ECU 11 includes a microcomputer 21 that outputs a motor control signal, and a drive circuit 22 that supplies drive power to the motor 12 that is a drive source of the
本実施形態では、ECU11には、モータ12に通電される実電流値Iを検出するための電流センサ23、及びモータ12の回転角θmを検出するための回転角センサ24が接続されている。そして、マイコン21は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ12の実電流値I及び回転角θm、並びに上記操舵トルクτ、車速V、操舵角θs及び操舵速度ωsに基づいて、駆動回路22にモータ制御信号を出力する。
In the present embodiment, the ECU 11 is connected to a current sensor 23 for detecting an actual current value I supplied to the motor 12 and a
尚、以下に示すマイコン21内の各制御ブロックは、同マイコン21の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。そして、マイコン21は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。 Each control block in the microcomputer 21 shown below is realized by a computer program executed by the microcomputer 21. Then, the microcomputer 21 detects each state quantity at a predetermined sampling period, and generates a motor control signal by executing each arithmetic processing shown in the following control blocks at every predetermined period.
詳述すると、マイコン21は、EPSアクチュエータ10に発生させるべきアシスト力目標値(目標アシスト力)に対応した電流指令値Iq*を演算する電流指令値演算部25と、電流指令値演算部25により算出された電流指令値Iq*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部26とを備えている。
Specifically, the microcomputer 21 includes a current command
本実施形態の電流指令値演算部25は、目標アシスト力の基礎的制御成分である基本アシスト制御量Ias*を演算する基本アシスト制御部27と、その補償成分として、ステアリング2を中立位置(θs=0)に復帰させるためのステアリング戻し制御量Isb*を演算するステアリング戻し制御部28とを備えている。
The current command
本実施形態では、基本アシスト制御部27には、操舵トルクτ及び車速Vが入力されるようになっており、該基本アシスト制御部27は、これら操舵トルクτ及び車速Vに基づいて、その操舵トルクτが大きいほど、また車速Vが小さいほど、より大きな基本アシスト制御量Ias*を演算する。
In this embodiment, the steering torque τ and the vehicle speed V are input to the basic
一方、ステアリング戻し制御部28には、車速V及び操舵角θsが入力される。そして、ステアリング戻し制御部28は、これらの各状態量に基づいて、上記ステアリング戻し制御量Isb*、即ちステアリング中立方向に作用するステアリング戻し力を発生させるための補償成分を演算する(ステアリング戻し制御)。
On the other hand, the vehicle speed V and the steering angle θs are input to the steering
具体的には、本実施形態のステアリング戻し制御部28は、上記ステアリングセンサ16(図1参照)により検出される操舵角θsに基づき演算される操舵速度目標値ωs*に実際の操舵速度ωsを追従させるべく操舵速度フィードバック制御の実行によりステアリング戻し制御量Isb*を演算する。尚、本実施形態では、操舵速度ωsは、操舵角θsを微分することにより求められる。
Specifically, the steering
詳述すると、ステアリング戻し制御部28に入力された操舵角θsは、操舵速度目標値演算部29へと入力され、同操舵速度目標値演算部29において、操舵速度目標値ωs*が演算される。具体的には、本実施形態のステアリング戻し制御部28は、操舵角θsと操舵速度目標値ωs*とが関連付けられたマップ29aを備えており(図3参照、操舵速度目標値演算マップ)、同マップ29aにおいて、操舵速度目標値ωs*は、操舵角θsの絶対値が大きいほど(大舵角であるほど)、より大きな絶対値を有する戻し方向の値となるように設定されている。そして、操舵速度目標値演算部29は、入力される操舵角θsをこのマップ29aに参照する、即ち同マップ29aを用いたマップ演算の実行により操舵速度目標値ωs*を演算する。
More specifically, the steering angle θs input to the steering
操舵速度目標値演算部29において演算された操舵速度目標値ωs*は、操舵速度ωsとともに減算器30に入力され、同減算器30において、操舵速度目標値ωs*と実際の操舵速度ωsとの間の偏差(操舵速度偏差Δωs)が算出される。そして、F/B制御演算部31において、その操舵速度偏差Δωsに所定のゲインを乗ずることにより、ステアリング戻し制御量Isb*の基礎成分である基礎制御量εsbが演算される。
The steering speed target value ωs * calculated by the steering speed target
また、車速Vは、車速ゲイン演算部32に入力され、同車速ゲイン演算部32において、その車速Vが大きいほど、より大きな車速ゲインKvが演算される(図4参照)。そして、本実施形態のステアリング戻し制御部28は、乗算器33において、上記F/B制御演算部31により演算された基礎制御量εsb(後述する保舵補正演算部35において補正された後の基礎制御量εsb´)に、その車速ゲインKvを乗じた値をステアリング戻し制御量Isb*として出力する構成となっている。
The vehicle speed V is input to the vehicle speed
基本アシスト制御部27において演算された基本アシスト制御量Ias*、及びステアリング戻し制御部28において演算されたステアリング戻し制御量Isb*は、加算器34に入力される。そして、電流指令値演算部25は、この加算器34において基本アシスト制御量Ias*にステアリング戻し制御量Isb*を重畳することにより、アシスト力目標値(目標アシスト力)としての電流指令値Iq*を演算し、モータ制御信号出力部26に出力する。
The basic assist control amount Ias * calculated by the basic
モータ制御信号出力部26には、電流指令値演算部25が出力する電流指令値Iq*とともに、電流センサ23により検出された実電流値I、及び回転角センサ24により検出された回転角θmが入力される。そして、モータ制御信号出力部26は、目標アシスト力に対応する電流指令値Iq*に実電流値Iを追従させるべくフィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を演算する。
The motor control signal output unit 26 includes the current command value Iq * output from the current command
具体的には、本実施形態では、モータ制御信号出力部26は、実電流値Iとして検出されたモータ12の相電流値(Iu,Iv,Iw)をd/q座標系のd,q軸電流値に変換(d/q変換)することにより、上記電流フィードバック制御を行う。 Specifically, in the present embodiment, the motor control signal output unit 26 converts the phase current value (Iu, Iv, Iw) of the motor 12 detected as the actual current value I into the d, q axes of the d / q coordinate system. The current feedback control is performed by converting into a current value (d / q conversion).
即ち、電流指令値Iq*は、q軸電流指令値としてモータ制御信号出力部26に入力され、モータ制御信号出力部26は、回転角センサ24により検出された回転角θmに基づいて相電流値(Iu,Iv,Iw)をd/q変換する。また、モータ制御信号出力部26は、そのd,q軸電流値及びq軸電流指令値に基づいてd,q軸電圧指令値を演算する。そして、そのd,q軸電圧指令値をd/q逆変換することにより相電圧指令値(Vu*,Vv*,Vw*)を演算し、当該相電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成する。
That is, the current command value Iq * is input to the motor control signal output unit 26 as a q-axis current command value, and the motor control signal output unit 26 determines the phase current value based on the rotation angle θm detected by the
そして、本実施形態のECU11は、上記のように生成されたモータ制御信号をマイコン21が駆動回路22に出力し、該駆動回路22がその当該モータ制御信号に基づく三相の駆動電力をモータ12に供給することにより、EPSアクチュエータ10の作動を制御する構成となっている。
In the ECU 11 of the present embodiment, the microcomputer 21 outputs the motor control signal generated as described above to the drive circuit 22, and the drive circuit 22 supplies the three-phase drive power based on the motor control signal to the motor 12. Is configured to control the operation of the
(保舵状態から手放し状態への移行時におけるステアリング戻し制御量の低減制御)
次に、本実施形態におけるステアリング戻し制御量の低減制御について説明する。
上述のように、保舵状態から手放し状態への移行時においては、上記操舵速度フィードバック制御によりステアリング戻し方向の大きな値を有するステアリング戻し制御量Isb*が演算される一方、その操舵角を維持するための基礎成分である基本アシスト制御量Ias*は「略ゼロ」となる。つまり、保舵状態から手放し状態への移行時には、舵角方向の値を有する基本アシスト制御量Ias*によって減じられることなく、その大きな値を有するステアリング戻し制御量Isb*がセルフアライニングトルクに重畳されることで、その操舵速度ωsは急速に上昇する。その結果、当該操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*を超えて過大となる現象、即ちオーバーシュートが発生し、ひいては、その追従に遅れが生ずるという問題がある。
(Reduction control of the steering return control amount at the time of transition from the steered state to the released state)
Next, the steering return control amount reduction control in this embodiment will be described.
As described above, at the time of transition from the steered state to the released state, the steering return control amount Isb * having a large value in the steering return direction is calculated by the steering speed feedback control, while the steering angle is maintained. Therefore, the basic assist control amount Ias *, which is a basic component, is “substantially zero”. In other words, at the time of transition from the holding state to the hand-off state, the steering return control amount Isb * having a large value is superimposed on the self-aligning torque without being reduced by the basic assist control amount Ias * having a value in the steering angle direction. As a result, the steering speed ωs increases rapidly. As a result, there is a problem that the steering speed ωs exceeds the steering speed target value ωs *, that is, an overshoot occurs, that is, the follow-up is delayed.
この点を踏まえ、本実施形態のステアリング戻し制御部28は、ステアリング操作の状態が上記保舵状態から手放し状態への移行時であると判定される場合には、その出力するステアリング戻し制御量Isb*を低減する(図5参照)。
In consideration of this point, the steering
即ち、図6に示すように、保舵状態から手放し状態への移行時には、大きな値を有するステアリング戻し制御量Isb*が出力されることにより操舵速度ωは急速に上昇する。そして、その立ち上がりが急峻であるがゆえに、そのオーバーシュート量もまた大きなものとなる(同図中、一点鎖線に示す波形)。この点、保舵状態から手放し状態への移行時におけるステアリング戻し制御量Isb*を低減することで、操舵速度ωsの立ち上がりを穏やかなものとすることができる。そして、本実施形態では、これにより、オーバーシュートの発生を抑えて追従性の向上を図る構成となっている。 That is, as shown in FIG. 6, at the time of transition from the steered state to the hand-off state, the steering speed ω is rapidly increased by outputting the steering return control amount Isb * having a large value. Since the rising edge is steep, the amount of overshoot is also large (the waveform shown by the one-dot chain line in the figure). In this respect, the rise of the steering speed ωs can be made gentle by reducing the steering return control amount Isb * at the time of transition from the steered state to the released state. And in this embodiment, it becomes the structure which suppresses generation | occurrence | production of an overshoot and improves follow-up property by this.
詳述すると、図2に示すように、本実施形態のステアリング戻し制御部28では、その上記F/B制御演算部31と乗算器33との間に保舵補正演算部35が介在されている。この保舵補正演算部35には、F/B制御演算部31の出力する基礎制御量εsbとともに、操舵トルクτ、車速V、操舵速度ωs、及び操舵速度偏差Δωsが入力されるようになっており、同保舵補正演算部35は、これら各状態量に基づいてステアリング操作の状態を判定する機能を有している。そして、保舵補正演算部35は、そのステアリング状態が上記保舵状態から手放し状態への移行時であると判定した場合には、F/B制御演算部31から入力された基礎制御量εsbの値を低減した補正後の基礎制御量εsb´を乗算器33に出力する。
More specifically, as shown in FIG. 2, in the steering
さら詳述すると、図7のフローチャートに示すように、保舵補正演算部35は、先ず保舵状態判定を実行する(ステップ101)。具体的には、図8のフローチャートに示すように、保舵補正演算部35は、操舵速度ωs(の絶対値)が所定の閾値ω0以下であるか否かを判定し(ステップ201)、続いて操舵トルクτ(の絶対値)が所定の閾値τ1以上であるか否かを判定する(ステップ202)。そして、操舵速度ωsが所定の閾値ω0以下であり(ωs≦ω0、ステップ201:YES)、且つ操舵トルクτが所定の閾値τ1以上である場合(τ≧τ1、ステップ202:YES)に、そのステアリング状態が保舵状態であると判定する(ステップ203)。即ち、ステアリング2が略回転してないにも関わらず操舵トルクτの入力がある場合に保舵状態であると判定する。尚、操舵速度ωsが所定の閾値ω0を超える(ωs>ω0、ステップ201:NO)、又は操舵トルクτが所定の閾値τ1に満たない場合(τ<τ1、ステップ202:NO)には、保舵補正演算部35は、そのステアリング状態が保舵状態でないと判定する(非保舵状態、ステップ204)。
More specifically, as shown in the flowchart of FIG. 7, the steering
次に、保舵補正演算部35は、上記保舵状態判定の結果が「保舵状態」であるか否かを判定し(ステップ102)、保舵状態である場合(ステップ102:YES)には、保舵フラグを「ON(セット)」する(ステップ103)。そして、更に、補正フラグが「ON」されているか否かを判定し(ステップ104)、当該補正フラグが「ON」されている場合(ステップ104:YES)には、その補正フラグを「OFF(リセット)」する(ステップ105)。尚、ステップ104において、補正フラグが「OFF」である場合(ステップ104:NO)には、このステップ105の処理は実行されない。
Next, the steering
一方、上記ステップ102において、ステップ101における保舵状態判定の結果が「非保舵状態」である場合(ステップ102:NO)、保舵補正演算部35は、続いて、手放し状態判定を実行する(ステップ106)。具体的には、図9のフローチャートに示すように、保舵補正演算部35は、操舵トルクτ(の絶対値)が所定の閾値τ2以下であるか否かを判定する(ステップ301)。そして、操舵トルクτが、所定の閾値τ2以下である場合(τ≦τ2、ステップ301:YES)には、そのステアリング状態が手放し状態であると判定し(ステップ302)、所定の閾値τ2を超える場合(τ>τ2、ステップ301:NO)には、そのステアリング状態が手放し状態ではないと判定する(非手放し状態、ステップ303)。
On the other hand, when the result of the steered state determination in step 101 is “non-steered state” in step 102 (step 102: NO), the steered
次に、保舵補正演算部35は、この手放し状態判定の結果が「手放し状態」であるか否かを判定し(ステップ107)、「手放し状態」であると判定した場合(ステップ107:YES)には、続いて保舵フラグが「ON」されているか否かを判定する(ステップ108)。そして、当該保舵フラグが「ON」されている場合(ステップ108:YES)には、その保舵フラグを「OFF」し(ステップ109)、補正フラグを「ON」とする(ステップ110)。
Next, the steering
つまり、手放し状態であるにも関わらず、未だ保舵フラグが「ON」のままとなる状況は、保舵状態から手放し状態に移行した直後である。そして、本実施形態の保舵補正演算部35は、このような場合に、上記F/B制御演算部31から入力された基礎制御量εsbを低減するための補正演算、即ち基礎補償量補正演算を実行(開始)する(ステップ111)。
In other words, the situation where the steering flag is still “ON” even though it is in the hand-off state is immediately after the shift from the steering state to the hand-off state. In such a case, the steering maintenance
具体的には、図10のフローチャートに示すように、保舵補正演算部35は、この基礎補償量補正演算において、先ず基礎制御量εsbを低減するための補正量βを演算する(ステップ401)。本実施形態では、この補正量βは、入力される基礎制御量εsb(の絶対値)に補正ゲインKを乗ずることにより演算される(β=|εsb|×K)。尚、本実施形態の保舵補正演算部35には、車速Vが入力されるようになっており、同補正ゲインKは、その車速Vに基づき演算される。そして、保舵補正演算部35は、このステップ401において求められた補正量βを、その入力される基礎制御量εsbの符号に応じて、当該基礎制御量εsbに加算又は減算する(εsb´=εsb+β or εsb−β)、即ちオフセットすることにより、その補正後の値を低減すべく補正量補正演算を実行する(ステップ402)。
Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 10, in the basic compensation amount correction calculation, the steering
尚、本実施形態では、このステップ402における補正量補正演算に続いて、符号の反転を防止し及びその出力する基礎制御量εsb(εsb´)の急激な変動を抑制するためのガード処理演算が実行される(ステップ403)。そして、本実施形態の保舵補正演算部35は、そのガード処理が施された補正後の基礎制御量εsb´を上記乗算器33に出力する構成となっている(ステップ404)。
In the present embodiment, following the correction amount correction calculation in
また、上記ステップ108において、保舵フラグが「OFF」である場合(ステップ108:NO)、保舵補正演算部35は、次に、補正フラグが「ON」されているか否かを判定する(ステップ112)。そして、このステップ112において、補正フラグが「ON」である場合(ステップ112)には、更にその操舵速度偏差Δωs(の絶対値)が所定の閾値α以下であるか否かを判定する(ステップ113)。尚、この閾値αには「0」近傍の値が設定されている。そして、操舵速度偏差Δωsが所定の閾値αを超える場合(|Δωs|>α、ステップ113:NO)には、ステップ111の基礎補償量補正演算を実行し、操舵速度偏差Δωsが所定の閾値α以下である場合(|Δωs|≦α、ステップ113:YES)には、ステップ111の処理を実行することなく、その補正フラグを「OFF」とする(ステップ114)。
If the steering flag is “OFF” in step 108 (step 108: NO), the
つまり、手放し状態で補正フラグが「ON」されている状況とは、前回以前の演算周期において既に上記ステップ111における基礎補償量補正演算が実行された状況、即ちステアリング戻し制御量Isb*を低減するための補正制御の実行中である。そして、本実施形態の保舵補正演算部35は、その場合には、操舵速度偏差Δωsが最初に略「0」となる時点、即ち実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるまで、その補正制御を継続する。
In other words, the situation where the correction flag is “ON” in the hand-off state means that the basic compensation amount correction calculation in
尚、ステップ112において、補正フラグが「OFF」である状況は、保舵状態から手放し状態に移行し、更にそのステアリング戻し制御量Isb*を低減するため補正制御が既に終了した後であり、このような場合、本実施形態の保舵補正演算部35は、上記ステップ113及びステップ114の処理を実行しない。
In step 112, the situation where the correction flag is “OFF” is after the shift from the steered state to the hand-off state and after the correction control has already been completed in order to reduce the steering return control amount Isb *. In such a case, the steering
また、上記ステップ107において「手放し状態」ではないと判定される状況(ステップ107:NO)は、保舵状態は解除されたが、手放し状態には移行しなかった場合である。このような場合、先ず、保舵補正演算部35は、保舵フラグが「ON」されているか否かを判定し(ステップ115)、当該保舵フラグが「ON」である場合(ステップ115:YES)には、その保舵フラグを「OFF」する(ステップ116)。そして、更に、補正フラグが「ON」されているか否かを判定し(ステップ117)、当該補正フラグが「ON」である場合(ステップ117:YES)には、その補正フラグを「OFF」する(ステップ118)。
In addition, the situation (step 107: NO) that is determined not to be in the “hand-off state” in
このように、本実施形態の保舵補正演算部35は、所定の演算周期で、上記ステップ101〜ステップ118の処理を繰り返し実行する。そして、これにより、保舵状態から手放し状態への移行時における上記ステアリング戻し制御量Isb*の低減制御が実行されるようになっている。
As described above, the steering
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)ステアリング戻し制御部28は、ステアリング操作の状態が上記保舵状態から手放し状態への移行時であると判定される場合には、その出力するステアリング戻し制御量Isb*を低減する。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) When it is determined that the steering operation state is the transition from the steered state to the hand-off state, the steering
即ち、保舵状態から手放し状態への移行時には、大きな値を有するステアリング戻し制御量Isb*が出力されることにより、その操舵速度ωsは急速に上昇する。そして、その立ち上がりが急峻であるがゆえに、そのオーバーシュート量もまた大きなものとなる。しかしながら、上記構成によれば、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度ωsの立ち上がりを穏やかなものとすることができる。その結果、オーバーシュートの発生を抑えて追従性の向上を図ることができるようになる。 That is, when the steering state is shifted to the hand-off state, the steering return control amount Isb * having a large value is output, so that the steering speed ωs rapidly increases. And since the rise is steep, the amount of overshoot is also large. However, according to the above configuration, the steering speed ωs can be moderately raised at the time of transition from the steered state to the released state. As a result, the occurrence of overshoot can be suppressed and followability can be improved.
(2)ステアリング戻し制御部28(保舵補正演算部35)は、操舵速度偏差Δωsが最初に略「0」となる時点、即ち実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるまで、その出力するステアリング戻し制御量Isb*の低減を継続する。 (2) The steering return control unit 28 (steering correction calculation unit 35) first catches up with the steering speed target value ωs * when the steering speed deviation Δωs first becomes substantially “0”, that is, the actual steering speed ωs catches up with the steering speed target value ωs *. The steering return control amount Isb * that is output is continuously reduced until the values become substantially equal.
即ち、ステアリング戻し制御量Isb*の低減によっても、ある程度のオーバーシュートは発生する。しかしながら、上記のように、実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるタイミングで当該ステアリング戻し制御量Isb*の低減を解除する構成とすることにより、その発生したオーバーシュートを素早く収束させることができる。 That is, a certain amount of overshoot occurs even when the steering return control amount Isb * is reduced. However, as described above, the actual steering speed ωs catches up with the steering speed target value ωs *, and the reduction of the steering return control amount Isb * is canceled at a timing when the actual steering speed becomes approximately the same value first. Overshoot can be quickly converged.
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、操舵速度ωs及び操舵トルクτに基づいて保舵状態判定を実行し(図8参照)、及び操舵トルクτに基づいて手放し状態判定を実行した(図9参照)。しかし、これに限らず、例えば感圧素子を用いた手放し状態判定を採用する等、これら各判定は、上記以外の方法により行なってもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the holding state determination is executed based on the steering speed ωs and the steering torque τ (see FIG. 8), and the hand release state determination is executed based on the steering torque τ (see FIG. 9). However, the present invention is not limited to this, and each of these determinations may be performed by a method other than the above, for example, a hand release state determination using a pressure sensitive element is adopted.
・本実施形態では、保舵状態から手放し状態への移行時、当該保舵状態の解除後に、ステアリング戻し制御量Isb*の低減を開始することとしたが、これに限らず、保舵状態にある時点から行なう構成としてもよい。これにより、演算負荷が軽減される。また、戻し方向の制御成分が減少することで、その舵角維持を容易なものとして、運転者の負担を軽減することができる。 -In the present embodiment, at the time of transition from the steered state to the hand-off state, the reduction of the steering return control amount Isb * is started after releasing the steered state. It is good also as a structure performed from a certain time. Thereby, the calculation load is reduced. Further, since the control component in the return direction is reduced, it is easy to maintain the rudder angle, and the burden on the driver can be reduced.
・本実施形態では、実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるタイミングで当該ステアリング戻し制御量Isb*の低減を解除することとした。しかし、これに限らず、例えば、所定時間の経過により当該ステアリング戻し制御量Isb*の低減を解除する構成としてもよい。 In the present embodiment, the reduction of the steering return control amount Isb * is canceled at the timing when the actual steering speed ωs catches up with the steering speed target value ωs * and becomes substantially the same value first. However, the present invention is not limited to this. For example, the reduction of the steering return control amount Isb * may be canceled when a predetermined time elapses.
・本実施形態では、ステアリング戻し制御量Isb*の低減は、その基礎となる基礎制御量εsbの符号に応じて、当該基礎制御量εsbに加算又は減算する、即ちオフセットすることにより行なわれることした(図10参照、ステップ402)。しかし、これに限らず、その絶対値を所定範囲内に制限することにより行なう構成としてもよい。 In the present embodiment, the steering return control amount Isb * is reduced by adding or subtracting, that is, offsetting, the basic control amount εsb according to the sign of the basic control amount εsb that is the basis thereof. (See FIG. 10, step 402). However, the configuration is not limited to this, and the absolute value may be limited within a predetermined range.
具体的には、例えば、図11のフローチャートに示すように、保舵補正演算部35は、その基礎制御量補正演算(図7参照、ステップ111)において、その入力される基礎制御量εsbの絶対値が所定の閾値ε0を超えるか否かを判定する(ステップ501)。そして、その絶対値が所定の閾値ε0を超える場合(|εsb|>ε0、ステップ501:YES)には、その補正後の基礎制御量εsb´の絶対値が上記の閾値ε0となるように補正する構成としてもよい(ステップ502)。尚、この場合、符号は補正前の符号に合わせればよい(εsb´=+εsb or -εsb)。このような構成としても本実施形態と同様の効果を得ることができる。
Specifically, for example, as shown in the flowchart of FIG. 11, the steering
・また、本実施形態では、その基礎制御量補正演算において、ステップ403に示すガード処理により、符号の反転を防止することとした。しかし、必ずしも、これに限るものではなく、例えば、そのオフセットによって、実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるタイミングよりも早く、逆方向の基礎制御量εsb´を出力可能な構成としてもよい。これにより、そのオーバーシュート量を更に小さなものとすることが可能になる。
In the present embodiment, inversion of the sign is prevented by the guard process shown in
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を記載する。
(付記1)請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記補償成分の低減は、演算された補償成分の値をオフセットすることにより行なわれること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiments will be described.
(Appendix 1) In the electric power steering apparatus according to any one of
(付記2)請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記補償成分の低減は、演算される補償成分の値を所定範囲内に制限することにより行なわれること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
(Appendix 2) In the electric power steering apparatus according to any one of
1…電動パワーステアリング装置(EPS)、2…ステアリング、6…転舵輪、10…EPSアクチュエータ、11…ECU、12…モータ、14…トルクセンサ、15…車速センサ、16…ステアリングセンサ、21…マイコン、25…電流指令値演算部、27…基本アシスト制御部、28…ステアリング戻し制御部、29…操舵速度目標値演算部、34…加算器、35…保舵補正演算部、θs…操舵角、ωs…操舵速度、ω0…閾値、ωs*…操舵速度目標値、Δωs…操舵速度偏差、α…閾値、Iq*…電流指令値、Ias*…基本アシスト制御量、Isb*…ステアリング戻し制御量、εsb,εsb´…基礎制御量、β…補正量、τ…操舵トルク、τ1,τ2…閾値、K…補正ゲイン。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記制御手段は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態から手放し状態へと移行した場合には、前記ステアリング戻し制御を実行するための補償成分を低減すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering force assisting device for applying an assist force for assisting a steering operation to the steering system, and a control means for controlling the operation of the steering force assisting device based on an assist force target value, are calculated by the control means. The assist force target value includes a compensation component for executing steering return control, and the compensation component is calculated by executing feedback control based on a deviation between the steering speed target value and the actual steering speed. A device,
The control means reduces a compensation component for executing the steering return control when the steering operation state shifts from a steered state to a released state;
An electric power steering device.
前記補償成分の低減は、前記操舵速度目標値と実際の操舵速度とが最初に同値となるまで継続されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the reduction of the compensation component is continued until the steering speed target value and the actual steering speed are initially equal.
前記補償成分の抑制は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態にある時点から行なわれること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 In the electric power steering device according to claim 1 or 2,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the suppression of the compensation component is performed from a point in time when the steering operation state is in a steered state.
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2008
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