JP2014237376A - Steering control device - Google Patents

Steering control device Download PDF

Info

Publication number
JP2014237376A
JP2014237376A JP2013120851A JP2013120851A JP2014237376A JP 2014237376 A JP2014237376 A JP 2014237376A JP 2013120851 A JP2013120851 A JP 2013120851A JP 2013120851 A JP2013120851 A JP 2013120851A JP 2014237376 A JP2014237376 A JP 2014237376A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
torque
index value
feeling
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013120851A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6194647B2 (en
Inventor
庸介 平手
Yosuke Hirate
庸介 平手
資章 片岡
Motoaki Kataoka
資章 片岡
智之 堀
Tomoyuki Hori
智之 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2013120851A priority Critical patent/JP6194647B2/en
Publication of JP2014237376A publication Critical patent/JP2014237376A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6194647B2 publication Critical patent/JP6194647B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering control device capable of adjusting steering feeling by an operation which a driver can intuitively understand.SOLUTION: A steering control device controls steering characteristic by outputting, using a motor, an assist torque corresponding to a steering torque applied to a steering shaft connected to a steering member. Adjustment torque generating means (24, 25, 26) generates adjustment torque for adjusting a mechanical impedance that regulates relation between a steering angle and the steering torque that is applied to the steering shaft. Command value generation means (21, 22, 27, 28, 29) generates a command value for controlling the motor based on the adjustment torque generated by the adjustment torque generation means. Index value generation means generates a steering feeling index value that represents steering feeling which a driver receives at the time of steering with the steering member. Then, the adjustment torque generation means, based on the steering feeling index value generated by the index value generation means, generates an adjustment torque for adjusting the mechanical impedance.

Description

本発明は、アシストトルクによって操舵感を調整するステアリング制御装置に関する。   The present invention relates to a steering control device that adjusts a steering feeling using an assist torque.

従来、ドライバは操舵感(手感)から車両の状況を把握できることが知られている。操舵感の感じ方はドライバ毎に個人差があり、また路面状況の変化によっても異なるため、操舵感を調整する装置の開発が進められている。この種の装置として、予め設定されている操舵特性線図におけるパラメータをドライバが設定することにより、操舵感を調整するものがある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, it is known that a driver can grasp the state of a vehicle from a steering feeling (hand feeling). The way of feeling the steering feel varies from driver to driver, and also varies depending on changes in the road surface condition. Therefore, development of a device that adjusts the steering feel is underway. As this type of device, there is a device that adjusts a steering feeling by a driver setting parameters in a steering characteristic diagram that is set in advance (see, for example, Patent Document 1).

特許第4461630号公報Japanese Patent No. 4461630

上述の操舵特性線図は、ステアリングの回動状態を表すパラメータである操舵トルク、操舵角等のパラメータと、操舵感を調整するためのアシストトルクを発生させるモータのモータ電流との関係を示すものである。   The above-mentioned steering characteristic diagram shows the relationship between parameters such as steering torque and steering angle, which are parameters representing the turning state of the steering, and the motor current of the motor that generates assist torque for adjusting the steering feeling. It is.

しかしながら、車両を構成する一部品であるモータのモータ電流をどのように変化させると操舵感がどのように変化するのかを意識して操舵感の調整を行うことは、ドライバには直感的に理解しにくい作業であるという問題があった。   However, it is intuitive for the driver to adjust the steering feeling in consideration of how the steering feeling changes when the motor current of the motor that is a part of the vehicle is changed. There was a problem that it was difficult to do.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ドライバが直感的に理解しやすい操作で操舵感を調整するステアリング制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a steering control device that adjusts the steering feeling by an operation that is easy for the driver to understand intuitively.

上記目的を達成するためになされた請求項1に記載のステアリング制御装置は、操舵部材に連結された操舵軸に加わる操舵トルクに応じたアシストトルクをモータにより出力することで操舵特性を制御するものである。調整トルク生成手段は、操舵トルクと操舵角との関係を規定する機械インピーダンスを調整するための調整トルクを生成する。   The steering control device according to claim 1, wherein the steering characteristic is controlled by outputting an assist torque corresponding to a steering torque applied to a steering shaft connected to a steering member by a motor. It is. The adjustment torque generating means generates an adjustment torque for adjusting the mechanical impedance that defines the relationship between the steering torque and the steering angle.

指令値生成手段は、調整トルク生成手段にて生成された調整トルクに基づいて、モータを制御するための指令値を生成する。指標値生成手段は、操舵部材の操舵時にドライバが受ける操舵感を示す操舵感指標値を生成する。ここで特に、調整トルク生成手段は、操舵感指標値に基づいて機械インピーダンスを補正するための調整トルクを生成する。   The command value generation means generates a command value for controlling the motor based on the adjustment torque generated by the adjustment torque generation means. The index value generating means generates a steering feeling index value indicating a steering feeling received by the driver when the steering member is steered. In particular, the adjustment torque generating means generates an adjustment torque for correcting the mechanical impedance based on the steering feeling index value.

このような構成によれば、操舵特性を調整する指標としてドライバが受ける操舵感を示す操舵感指標値を用いるため、ドライバ及び操舵特性を調整しようとする操作者は、感覚的、直感的に操舵特性を調整することができる。   According to such a configuration, since the steering feeling index value indicating the steering feeling received by the driver is used as an index for adjusting the steering characteristics, the driver and the operator who intends to adjust the steering characteristics can perform steering intuitively and intuitively. Characteristics can be adjusted.

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is limited is not.

電動パワーステアリングシステムの概略構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows schematic structure of an electric power steering system. ECUの制御機構の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of the control mechanism of ECU. ベースアシスト部の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of a base assist part. 操舵感指標の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a steering feeling parameter | index. 負荷推定器の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of a load estimator. 剛性ベースマップの特性を例示するグラフである。It is a graph which illustrates the characteristic of a rigidity base map. 剛性重さ補正マップの特性を例示するグラフである。It is a graph which illustrates the characteristic of a rigid weight correction map. 剛性硬さ補正マップの特性を例示するグラフである。It is a graph which illustrates the characteristic of a rigidity hardness correction map. 剛性摩擦補正マップの特性を例示するグラフである。It is a graph which illustrates the characteristic of a rigid friction correction map. (a)は剛性調整マップの特性を例示するグラフであり、(b)は剛性調整マップに従って剛性係数に相当する係数を変化させることによって操舵トルクから操舵角までの伝達特性が変化する様子を示したボード線図である。(A) is a graph illustrating the characteristics of the stiffness adjustment map, and (b) shows how the transmission characteristics from the steering torque to the steering angle change by changing the coefficient corresponding to the stiffness coefficient according to the stiffness adjustment map. FIG. 指標生成部の概略構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows schematic structure of an parameter | index production | generation part. 指標制御部が実行する処理(操舵感設定処理)を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process (steering feeling setting process) which an index control part performs. 入力部(タッチパネルディスプレイ)の表示の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a display of an input part (touch panel display).

以下に本発明の一実施形態を図面と共に説明する。
<全体構成>
本実施形態の電動パワーステアリングシステム1は、図1に示すように、ドライバによるハンドル(操舵部材)2の操作をモータ6によってアシストするものである。ハンドル2は、ステアリングシャフト3の一端に固定され、ステアリングシャフト3の他端にはトルクセンサ4が接続されており、このトルクセンサ4の他端には、インターミディエイトシャフト5が接続されている。なお、以下の説明では、ステアリングシャフト3からトルクセンサ4を経てインターミディエイトシャフト5に至る軸体全体を、まとめて操舵軸ともいう。また、以下では、操舵軸の回転角を舵角、操舵軸の回転角速度を操舵速度、操舵軸の回転角加速度を操舵加速度ともいう。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<Overall configuration>
As shown in FIG. 1, the electric power steering system 1 of the present embodiment assists an operation of a handle (steering member) 2 by a driver with a motor 6. The handle 2 is fixed to one end of a steering shaft 3, and a torque sensor 4 is connected to the other end of the steering shaft 3, and an intermediate shaft 5 is connected to the other end of the torque sensor 4. In the following description, the entire shaft body from the steering shaft 3 through the torque sensor 4 to the intermediate shaft 5 is also collectively referred to as a steering shaft. Hereinafter, the rotation angle of the steering shaft is also referred to as a steering angle, the rotation angular velocity of the steering shaft is also referred to as steering speed, and the rotation angular acceleration of the steering shaft is also referred to as steering acceleration.

トルクセンサ4は、操舵トルクTsを検出するためのセンサである。具体的には、ステアリングシャフト3とインターミディエイトシャフト5とを連結するトーションバーを有し、このトーションバーのねじれ角に基づいてそのトーションバーに加えられているトルクを検出する。   The torque sensor 4 is a sensor for detecting the steering torque Ts. Specifically, a torsion bar that connects the steering shaft 3 and the intermediate shaft 5 is provided, and a torque applied to the torsion bar is detected based on a twist angle of the torsion bar.

モータ6は、ハンドル2の操舵力をアシスト(補助)するものであり、減速機構6aを介してその回転がインターミディエイトシャフト5に伝達される。すなわち、減速機構6aは、モータ6の回転軸の先端に設けられたウォームギアと、このウォームギアと噛み合った状態でインターミディエイトシャフト5に同軸状に設けられたウォームホイールとにより構成されており、これにより、モータ6の回転がインターミディエイトシャフト5に伝達される。逆に、ハンドル2の操作や路面からの反力(路面反力)によってインターミディエイトシャフト5が回転すると、その回転が減速機構6aを介してモータ6に伝達され、モータ6も回転することになる。   The motor 6 assists the steering force of the handle 2 and its rotation is transmitted to the intermediate shaft 5 via the speed reduction mechanism 6a. That is, the speed reduction mechanism 6a is constituted by a worm gear provided at the tip of the rotating shaft of the motor 6 and a worm wheel provided coaxially on the intermediate shaft 5 in mesh with the worm gear. The rotation of the motor 6 is transmitted to the intermediate shaft 5. Conversely, when the intermediate shaft 5 is rotated by the operation of the handle 2 or the reaction force from the road surface (road surface reaction force), the rotation is transmitted to the motor 6 via the speed reduction mechanism 6a, and the motor 6 also rotates. .

また、モータ6は、本実施形態ではブラシレスモータであり、内部にレゾルバ等の回転センサを備え、モータ6の回転状態を出力可能に構成されている。本実施形態のモータ6は、回転センサからの回転状態として、少なくともモータ速度ω(回転角速度を示す情報)を出力可能に構成されている。なお、モータ速度ωの代わりに、モータ速度ωに減速機構6aのギア比を乗じることで求められる操舵速度を用いてもよい。   The motor 6 is a brushless motor in the present embodiment, and includes a rotation sensor such as a resolver, and is configured to output the rotation state of the motor 6. The motor 6 of the present embodiment is configured to be capable of outputting at least the motor speed ω (information indicating the rotational angular speed) as the rotational state from the rotation sensor. Instead of the motor speed ω, a steering speed obtained by multiplying the motor speed ω by the gear ratio of the speed reduction mechanism 6a may be used.

インターミディエイトシャフト5における、トルクセンサ4が接続された一端とは反対側の他端は、ステアリングギアボックス7に接続されている。ステアリングギアボックス7は、ラックとピニオンギアからなるギア機構にて構成されており、インターミディエイトシャフト5の他端に設けられたピニオンギアに、ラックの歯が噛み合っている。そのため、ドライバがハンドル2を回すと、インターミディエイトシャフト5が回転(すなわちピニオンギアが回転)し、これによりラックが左右に移動する。ラックの両端にはそれぞれタイロッド8が取り付けられており、ラックとともにタイロッド8が左右の往復運動を行う。これにより、タイロッド8がその先のナックルアーム9を引っ張ったり押したりすることで、操舵輪である各タイヤ10の向きが変わる。   The other end of the intermediate shaft 5 opposite to the end to which the torque sensor 4 is connected is connected to the steering gear box 7. The steering gear box 7 is configured by a gear mechanism including a rack and a pinion gear, and the rack teeth mesh with a pinion gear provided at the other end of the intermediate shaft 5. Therefore, when the driver turns the handle 2, the intermediate shaft 5 rotates (that is, the pinion gear rotates), thereby moving the rack to the left and right. Tie rods 8 are attached to both ends of the rack, and the tie rods 8 reciprocate left and right together with the rack. Accordingly, the tie rod 8 pulls or pushes the knuckle arm 9 ahead, thereby changing the direction of each tire 10 that is a steered wheel.

また、車両における所定の部位には、車速Vを検出するための車速センサ11が設けられている。
このような構成により、ドライバがハンドル2を回転(操舵)させると、その回転がステアリングシャフト3、トルクセンサ4、およびインターミディエイトシャフト5を介してステアリングギアボックス7に伝達される。そして、ステアリングギアボックス7内で、インターミディエイトシャフト5の回転がタイロッド8の左右移動に変換され、タイロッド8が動くことによって、左右の両タイヤ10が操舵される。
A vehicle speed sensor 11 for detecting the vehicle speed V is provided at a predetermined part of the vehicle.
With this configuration, when the driver rotates (steers) the handle 2, the rotation is transmitted to the steering gear box 7 via the steering shaft 3, the torque sensor 4, and the intermediate shaft 5. Then, in the steering gear box 7, the rotation of the intermediate shaft 5 is converted into the left-right movement of the tie rod 8, and the left and right tires 10 are steered by the movement of the tie rod 8.

以下では、ハンドル2からタイヤ10に至る、ハンドル2の操舵力が伝達される機構全体を操舵系メカ100という。操舵系メカ100は、ECU15及び指標生成部16を備えるステアリング制御部50によって制御される(つまり操舵系メカ100は、図1に示したシステム構成図のうちステアリング制御部50を除く機構全体をいう)。   Hereinafter, the entire mechanism that transmits the steering force of the handle 2 from the handle 2 to the tire 10 is referred to as a steering system mechanism 100. The steering system mechanism 100 is controlled by a steering control unit 50 including the ECU 15 and the index generation unit 16 (that is, the steering system mechanism 100 refers to the entire mechanism excluding the steering control unit 50 in the system configuration diagram shown in FIG. 1). ).

<ECU>
ECU15は、図示しない車載バッテリからの電力によって動作し、トルクセンサ4にて検出された操舵トルクTs、モータ6のモータ速度ω、および車速センサ11にて検出された車速Vに基づいて、アシストトルク指令Taを演算する。そして、その演算結果に応じた駆動電圧Vdをモータ6へ印加することにより、ドライバがハンドル2を回す力(ひいては両タイヤ10を操舵する力)のアシスト量を制御するものである。
<ECU>
The ECU 15 is operated by electric power from an in-vehicle battery (not shown), and assist torque based on the steering torque Ts detected by the torque sensor 4, the motor speed ω of the motor 6, and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 11. Command Ta is calculated. Then, by applying a drive voltage Vd corresponding to the calculation result to the motor 6, the assist amount of the force with which the driver turns the steering wheel 2 (and thus the force to steer both tires 10) is controlled.

本実施形態ではモータ6がブラシレスモータであるため、ECU15からモータ6へ出力(印加)される駆動電圧Vdは、詳しくは、3相(U、V、W)の駆動電圧Vdu、Vdv、Vdwである。ECU15からモータ6へこれら各相の駆動電圧Vdu、Vdv、Vdwを印加(各相の駆動電流を通電)することで、モータ6の回転トルクが制御される。ブラシレスモータを3相の駆動電圧で駆動(例えばPWM駆動)する方法やその3相の駆動電圧を生成する駆動回路(例えば3相インバータ)についてはよく知られているため、ここではその詳細説明は省略する。   In the present embodiment, since the motor 6 is a brushless motor, the drive voltage Vd output (applied) from the ECU 15 to the motor 6 is specifically the three-phase (U, V, W) drive voltages Vdu, Vdv, Vdw. is there. The rotational torque of the motor 6 is controlled by applying the drive voltages Vdu, Vdv, Vdw of these phases from the ECU 15 to the motor 6 (energizing the drive current of each phase). A method for driving a brushless motor with a three-phase drive voltage (for example, PWM drive) and a drive circuit (for example, a three-phase inverter) for generating the three-phase drive voltage are well known. Omitted.

ECU15は、直接的にはモータ6へ印加する駆動電圧Vdを制御することによりモータ6を制御するものであるが、モータ6を制御することで結果としてそのモータ6により駆動される操舵系メカ100を制御するものであると言え、よってECU15の制御対象はこの操舵系メカ100であると言える。   The ECU 15 controls the motor 6 by directly controlling the drive voltage Vd applied to the motor 6, but the steering system mechanism 100 driven by the motor 6 as a result by controlling the motor 6. Therefore, the control object of the ECU 15 can be said to be the steering system mechanism 100.

<ECUによる制御>
次に、ECU15の概略構成(制御機構)を図2のブロック図に基づいて説明する。なお、図2に示したECU15の制御機構のうち、電流フィードバック(FB)部42を除く各部、および電流FB部42の機能の一部は、実際には、ECU15が備える図示しないCPUが所定の制御プログラムを実行することによって実現されるものである。つまり、CPUによって実現される各種機能を機能ブロック毎に分けて図示したものが図2である。但し、これら各図に示した制御機構がソフトウェアにて実現されることはあくまでも一例であり、図2等に示した制御機構全体または一部を例えばロジック回路等のハードウェアにて実現するようにしてもよいことはいうまでもない。
<Control by ECU>
Next, a schematic configuration (control mechanism) of the ECU 15 will be described based on the block diagram of FIG. Note that, in the control mechanism of the ECU 15 shown in FIG. 2, each part except the current feedback (FB) unit 42 and part of the functions of the current FB unit 42 are actually determined by a CPU (not shown) included in the ECU 15. This is realized by executing a control program. That is, FIG. 2 shows various functions realized by the CPU divided into functional blocks. However, it is only an example that the control mechanism shown in each figure is realized by software, and the whole or a part of the control mechanism shown in FIG. 2 or the like is realized by hardware such as a logic circuit. Needless to say, it may be.

ECU15は、図2に示すように、ベースアシスト指令Tb*を生成するベースアシスト部20と、補正トルク指令Trを生成する補正部30と、ベースアシスト指令Tb*と補正トルク指令Trを加算することによりアシストトルク指令Taを生成する加算器41と、アシストトルク指令Taに基づいてモータ6へ駆動電圧Vdを印加することによりモータ6を通電駆動する電流フィードバック(FB)部42と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the ECU 15 adds the base assist unit 20 that generates the base assist command Tb *, the correction unit 30 that generates the correction torque command Tr, and the base assist command Tb * and the correction torque command Tr. And an adder 41 for generating an assist torque command Ta, and a current feedback (FB) unit 42 for energizing and driving the motor 6 by applying a drive voltage Vd to the motor 6 based on the assist torque command Ta. .

ベースアシスト部20は、路面反力(路面負荷)に応じた操舵反力(操舵トルク)の特性の実現、すなわち路面負荷に対応した反応(反力)が準定常的にドライバへ伝達されるようにすることで車両の状態や路面の状態をドライバが把握しやすくなるようにすると共に、操舵状態に応じてドライバに与える手感(ハンドルからタイヤまでの感覚的硬さ、ねばり、重さ)を調整することで操舵感を向上させることを実現するためのブロックである。ベースアシスト部20は、操舵トルクTsとモータ速度ωと車速Vと指標生成部16から出力される操舵感指標値(u1、u2、u3)とに基づき、上述した路面負荷に応じた伝達感や操舵状態に応じた操舵感が実現されるようにハンドル2の操作をアシストするための、ベースアシスト指令Tb*を生成する。   The base assist unit 20 realizes the characteristic of the steering reaction force (steering torque) according to the road surface reaction force (road surface load), that is, the reaction (reaction force) corresponding to the road surface load is transmitted quasi-steadily to the driver. This makes it easier for the driver to grasp the vehicle condition and road surface condition, and adjusts the feeling (feeling hardness, stickiness, weight from the steering wheel to the tire) given to the driver according to the steering condition. This is a block for realizing an improvement in steering feeling. The base assist unit 20 is based on the steering torque Ts, the motor speed ω, the vehicle speed V, and the steering feeling index values (u1, u2, u3) output from the index generation unit 16, and the transmission feeling corresponding to the road load described above. A base assist command Tb * for assisting the operation of the steering wheel 2 so as to realize a steering feeling corresponding to the steering state is generated.

補正部30は、ドライバのハンドル操作に対する車両運動特性や操舵メカ系の伝達を、ドライバの意図(具体的には車両が適切に収斂する、又はスムーズな車両旋回を発生させる等)に沿うようにするためのブロックである。補正部30は、操舵トルクTsとモータ速度ωと車速Vとに基づき、上述した不安定な挙動を抑制(収斂)するための補正トルク指令Trを生成する。   The correction unit 30 follows the driver's intention (specifically, the vehicle properly converges or generates a smooth vehicle turn, etc.) in accordance with the vehicle motion characteristics and the steering mechanism transmission to the driver's steering operation. It is a block to do. The correction unit 30 generates a correction torque command Tr for suppressing (converging) the above-described unstable behavior based on the steering torque Ts, the motor speed ω, and the vehicle speed V.

加算器41は、ベースアシスト部20で生成されたベースアシスト指令Tb*と補正部30で生成された補正トルク指令Trとを加算することにより、アシストトルク指令Taを生成する。   The adder 41 generates an assist torque command Ta by adding the base assist command Tb * generated by the base assist unit 20 and the correction torque command Tr generated by the correction unit 30.

電流FB部42は、アシストトルク指令Taに基づき、そのアシストトルク指令Taに対応したアシストトルク(アシスト操舵力)が操舵軸(特にトルクセンサ4よりもタイヤ10側)に付与されるようにモータ6へ駆動電圧Vdを印加する。具体的には、アシストトルク指令Taに基づいて、モータ6の各相へ通電すべき目標電流(相毎の目標電流)を設定する。そして、各相の通電電流Imを検出・フィードバックして、その検出値(各相の通電電流Im)がそれぞれ目標電流と一致するように駆動電圧Vdを制御(通電電流を制御)することで、操舵軸に対して所望のアシスト操舵力を発生させる。   Based on the assist torque command Ta, the current FB unit 42 is configured so that an assist torque (assist steering force) corresponding to the assist torque command Ta is applied to the steering shaft (particularly on the tire 10 side with respect to the torque sensor 4). A drive voltage Vd is applied. Specifically, a target current (target current for each phase) to be energized to each phase of the motor 6 is set based on the assist torque command Ta. Then, by detecting and feeding back the energization current Im of each phase and controlling the drive voltage Vd (controlling the energization current) so that the detected value (the energization current Im of each phase) matches the target current, A desired assist steering force is generated with respect to the steering shaft.

なお、このような補正部30および電流FB部42は公知の技術(例えば、特開2013−52793号公報参照)であるため、ここでは説明を省略し、以下では、本発明の主要部に関わるベースアシスト部20について詳述する。   The correction unit 30 and the current FB unit 42 are known techniques (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-52793), and thus description thereof is omitted here. The following description relates to the main part of the present invention. The base assist unit 20 will be described in detail.

<ベースアシスト部>
ベースアシスト部20は、図3に示すように、負荷推定器21と、基本負荷量演算部22と、ドライバ仕事率演算部23と、剛性調整量演算部24と、粘性調整量演算部25と、慣性調整量演算部26と、微分器261と、目標演算器27と、偏差演算器28と、コントローラ部29と、記憶部71とを備えている。
<Base assist part>
As shown in FIG. 3, the base assist unit 20 includes a load estimator 21, a basic load amount calculation unit 22, a driver work rate calculation unit 23, a stiffness adjustment amount calculation unit 24, and a viscosity adjustment amount calculation unit 25. The inertia adjustment amount calculation unit 26, the differentiator 261, the target calculation unit 27, the deviation calculation unit 28, the controller unit 29, and the storage unit 71 are provided.

負荷推定器21は、ベースアシスト指令Tb*(アシストトルクに相当)と操舵トルクTsとに基づいて路面負荷を推定する。基本負荷量演算部22は、負荷推定器21にて推定された路面負荷(推定負荷Tx)と自車両の走行速度(車速V)とに基づいて、操舵トルクの目標値の基本成分である基本トルクTf*を生成する。   The load estimator 21 estimates the road load based on the base assist command Tb * (corresponding to the assist torque) and the steering torque Ts. The basic load amount calculation unit 22 is a basic component that is a basic component of the target value of the steering torque based on the road surface load (estimated load Tx) estimated by the load estimator 21 and the traveling speed (vehicle speed V) of the host vehicle. Torque Tf * is generated.

ドライバ仕事率演算部23は、モータ速度ωに減速機構6aのギア比を乗じることで求めた操舵速度に、操舵トルクTsを乗じることでドライバ仕事率Wを算出する。但し、操舵トルクTsおよびモータ速度ω(ひいては操舵速度)は、いずれもハンドル2を右回転させた場合と、左回転させた場合とで逆極性の値となる。また、操舵トルクTsは、Ts=0となるハンドル2の位置を中立位置として、中立位置から右回転させた場合と左回転させた場合とで逆極性の値となる。中立位置は、タイヤがグリップしている通常走行時には、車両を直進させる位置が中立位置となり、オーバステアによるスピン発生時にはタイヤが横滑りしている方向が中立位置となる。ここでは、右回転時に正、左回転時に負となるものとする。   The driver power calculation unit 23 calculates the driver power W by multiplying the steering speed obtained by multiplying the motor speed ω by the gear ratio of the speed reduction mechanism 6a by the steering torque Ts. However, the steering torque Ts and the motor speed ω (and thus the steering speed) both have opposite polarities when the handle 2 is rotated clockwise and when it is rotated counterclockwise. Further, the steering torque Ts has a reverse polarity value when the steering wheel 2 is rotated clockwise from the neutral position and counterclockwise when the position of the handle 2 where Ts = 0 is set to the neutral position. The neutral position is a position where the vehicle is moved straight during normal driving when the tire is gripped, and a neutral position is a direction in which the tire slides when a spin is caused by oversteer. Here, it is assumed that it is positive when rotating right and negative when rotating left.

従って、操舵トルクTsとモータ速度ωの極性が同じでありドライバ仕事率Wが正極性となる場合は、ハンドルを切り込む操作によって生じた値であること、操舵トルクTsとモータ速度ωの極性が異なっておりドライバ仕事率Wが負極性となる場合は、ハンドルを切り戻す操作によって生じた値であること、ドライバ仕事率Wがゼロであれば保舵の状態であることを表す。   Therefore, when the steering torque Ts and the motor speed ω have the same polarity and the driver power W is positive, it is a value generated by the operation of turning the steering wheel, and the polarity of the steering torque Ts and the motor speed ω is different. When the driver power W is negative, it indicates that the value is generated by the operation of turning back the steering wheel. If the driver power W is zero, the steering power is maintained.

つまり、ハンドルを中立位置から左右どちらかに切り込んだ場合、操舵トルクTs、モータ速度ωの極性は同じであるため、ドライバ仕事率Wは正極性の値となる。ハンドルを切った状態で保持すると(保舵の状態)、モータ速度ωは0であるため、ドライバ仕事率は0となる。この保舵の状態から、ハンドルを切り戻した場合、切り込んだときとはモータ速度ωの極性が反転し、操舵トルクTsとモータ速度ωの極性が互いに異なったものとなるため、ドライバ仕事率Wは負極性の値となる。なお、操舵トルクTsは、タイヤの向きが車両の進行方向から外れるほど大きな値となり、また、モータ速度ωが急な操舵を行うほど大きな値となり、これらの操作の度合い(操作量)に応じて、ドライバ仕事率Wの絶対値は大きな値をとる。   That is, when the steering wheel is cut to the left or right from the neutral position, the polarities of the steering torque Ts and the motor speed ω are the same, so the driver power W has a positive value. If it is held with the steering wheel turned off (steering state), the motor speed ω is zero, so the driver power is zero. When the steering wheel is turned back from this state of steering holding, the polarity of the motor speed ω is reversed from that when the steering wheel is turned, and the polarity of the steering torque Ts and the motor speed ω are different from each other. Is a negative polarity value. Note that the steering torque Ts increases as the tire direction deviates from the traveling direction of the vehicle, and increases as the motor speed ω steers more rapidly, and depends on the degree of these operations (operation amount). The absolute value of the driver work rate W takes a large value.

なお、操舵速度はモータ速度ωに比例した値であるため、モータ速度ωを操舵速度と見なして、モータ速度ωに操舵トルクTsを乗じたものをドライバ仕事率Wとして用いてもよい。   Since the steering speed is a value proportional to the motor speed ω, the motor speed ω may be regarded as the steering speed, and the motor speed ω multiplied by the steering torque Ts may be used as the driver work rate W.

微分器261は、操舵速度に相当するモータ速度ωを微分することで操舵加速度に相当するモータ加速度αを生成する。
記憶部71は、指標生成部16から入力された操舵感指標の指標値(u1、u2、u3)を記憶し、記憶した指標値(u1、u2、u3)を、剛性係数演算部24a、粘性係数演算部25a、及び慣性係数演算部26aに出力する。記憶部71に記憶される操舵感の指標値(u1、u2、u3)は、指標生成部16からの出力によって更新される。
The differentiator 261 generates a motor acceleration α corresponding to the steering acceleration by differentiating the motor speed ω corresponding to the steering speed.
The storage unit 71 stores the index values (u1, u2, u3) of the steering feeling index input from the index generation unit 16, and stores the stored index values (u1, u2, u3) as the stiffness coefficient calculation unit 24a, the viscosity. It outputs to the coefficient calculating part 25a and the inertia coefficient calculating part 26a. The steering feeling index values (u1, u2, u3) stored in the storage unit 71 are updated by the output from the index generation unit 16.

操舵感指標は、ドライバが直感的、感覚的に理解できるように設定された、操舵感を調整するための指標であり、本実施形態では、図4に示すように、「重さ」、「硬さ」、「摩擦」の3つの指標が用いられる。以下では、「重さ」についての指標値である重さ指標値u1、「硬さ」についての指標値である硬さ指標値u2、及び「摩擦」についての指標値である摩擦指標値u3をまとめて、操舵感指標値(u1、u2、u3)という。   The steering feeling index is an index for adjusting the steering feeling set so that the driver can intuitively and intuitively understand. In this embodiment, as shown in FIG. Three indicators of “hardness” and “friction” are used. In the following, a weight index value u1 that is an index value for “weight”, a hardness index value u2 that is an index value for “hardness”, and a friction index value u3 that is an index value for “friction”. Collectively, they are referred to as steering feeling index values (u1, u2, u3).

図3に戻り、剛性調整量演算部24は、ドライバ仕事率Wと推定負荷Txと車速Vと操舵感指標値(u1、u2、u3)とに基づいて、目標操舵トルクTs*に含まれる調整成分の一つであり、操舵時にドライバに与える操舵系メカ100の剛性感を調整するための剛性調整トルクTk*を生成する。粘性調整量演算部25は、ドライバ仕事率Wとモータ速度ωと車速Vと操舵感指標値(u1、u2、u3)とに基づいて、目標操舵トルクTs*に含まれる調整成分(調整トルク)の一つであり、操舵時にドライバに与える操舵系メカ100の粘性感を調整するための粘性調整トルクTc*を生成する。慣性調整量演算部26は、ドライバ仕事率Wとモータ加速度αと操舵感指標値(u1、u2、u3)とに基づいて、目標操舵トルクTs*に含まれる調整成分の一つであり、操舵時にドライバに与える操舵系メカ100の慣性感を調整するための慣性調整トルクTi*を生成する。   Returning to FIG. 3, the stiffness adjustment amount calculation unit 24 includes the adjustment included in the target steering torque Ts * based on the driver work rate W, the estimated load Tx, the vehicle speed V, and the steering feeling index values (u1, u2, u3). It is one of the components, and generates a rigidity adjustment torque Tk * for adjusting the rigidity feeling of the steering system mechanism 100 given to the driver during steering. The viscosity adjustment amount calculation unit 25 adjusts an adjustment component (adjustment torque) included in the target steering torque Ts * based on the driver work rate W, the motor speed ω, the vehicle speed V, and the steering feeling index value (u1, u2, u3). And a viscosity adjustment torque Tc * for adjusting the viscosity of the steering system mechanism 100 given to the driver during steering. The inertia adjustment amount calculation unit 26 is one of the adjustment components included in the target steering torque Ts * based on the driver power W, the motor acceleration α, and the steering feeling index values (u1, u2, u3). An inertia adjustment torque Ti * for adjusting the inertial feeling of the steering system mechanism 100 that is sometimes given to the driver is generated.

目標演算器27は、基本トルクTf*、剛性調整トルクTk*、粘性調整トルクTc*、慣性調整トルクTi*を加算して目標操舵トルクTs*を演算する。偏差演算器28は、操舵トルクTsと目標操舵トルクTs*との差であるトルク偏差を演算する。コントローラ部29は、微分器や積分器等を備えており、ハンドル操作時にドライバに与える路面負荷に応じた伝達感や操舵状態量に応じた操舵感を調整するための出力を生成する。   The target calculator 27 calculates the target steering torque Ts * by adding the basic torque Tf *, the rigidity adjustment torque Tk *, the viscosity adjustment torque Tc *, and the inertia adjustment torque Ti *. The deviation calculator 28 calculates a torque deviation which is a difference between the steering torque Ts and the target steering torque Ts *. The controller unit 29 includes a differentiator, an integrator, and the like, and generates an output for adjusting a feeling of transmission according to the road load applied to the driver during steering operation and a feeling of steering according to the steering state amount.

コントローラ部29は、トルク偏差(操舵トルクTsと目標操舵トルクTs*との差)に基づき、トルク偏差が0になるよう、すなわち操舵トルクTsが目標操舵トルクTs*に追従するように制御することで、路面負荷に応じた伝達感や操舵状態量に応じた操舵感を実現するアシストトルク(アシスト量とも言う)を発生させるためのベースアシスト指令Tb*を生成する。   Based on the torque deviation (difference between the steering torque Ts and the target steering torque Ts *), the controller unit 29 performs control so that the torque deviation becomes zero, that is, the steering torque Ts follows the target steering torque Ts *. Thus, a base assist command Tb * is generated for generating an assist torque (also referred to as an assist amount) that realizes a feeling of transmission according to the road surface load and a feeling of steering according to the steering state amount.

負荷推定器21は、図5に示すように、ベースアシスト指令Tb*と操舵トルクTsとを加算する加算器21aと、その加算結果から所定の周波数以下の帯域の成分を抽出するローパスフィルタ(LPF)21bとを備え、このLPF21bにより抽出された周波数成分を推定負荷Txとして出力する。通常、ドライバは、主に10Hz以下の操舵反力情報を頼りに運転をしているため、LPF21bは、概ね10Hz以下の周波数成分を通過(抽出)させ、10Hzより高い周波数成分は遮断するように設定されている。   As shown in FIG. 5, the load estimator 21 includes an adder 21a that adds a base assist command Tb * and a steering torque Ts, and a low-pass filter (LPF) that extracts a component in a band below a predetermined frequency from the addition result. ) 21b, and the frequency component extracted by the LPF 21b is output as the estimated load Tx. Usually, since the driver mainly operates by relying on the steering reaction force information of 10 Hz or less, the LPF 21 b passes (extracts) the frequency component of approximately 10 Hz or less so as to block the frequency component higher than 10 Hz. Is set.

図3に戻り、基本負荷量演算部22は、路面反力に応じてドライバがハンドル操作を重いまたは軽いと感じることができるようにするための、或いは路面反力の上昇に対するドライバの操舵反力(或いは操舵トルク)の上昇度合い(勾配)を実現するための、目標操舵トルクTs*を生成するものである。本実施形態の基本負荷量演算部22は、実際には、推定負荷Txおよび車速Vに対応する目標操舵トルクTs*がマップ化されており、そのマップをもとに目標操舵トルクTs*を生成する。   Returning to FIG. 3, the basic load amount calculator 22 allows the driver to feel that the steering operation is heavy or light according to the road surface reaction force, or the driver's steering reaction force against an increase in the road surface reaction force. The target steering torque Ts * for realizing the degree of increase (gradient) of (or steering torque) is generated. The basic load amount calculation unit 22 of the present embodiment actually maps the target steering torque Ts * corresponding to the estimated load Tx and the vehicle speed V, and generates the target steering torque Ts * based on the map. To do.

ところで、機械インピーダンス(剛性係数、粘性係数、慣性係数)は、物体に加わる力Fと、物体の変位量xとの関係を規定するものであり、(1)式の関係式によって表される。特に回転運動の場合では、Fは物体に加わるトルク、xは物体の回転量と見なす。   Incidentally, the mechanical impedance (stiffness coefficient, viscosity coefficient, inertia coefficient) defines the relationship between the force F applied to the object and the displacement amount x of the object, and is represented by the relational expression (1). In particular, in the case of rotational motion, F is regarded as the torque applied to the object, and x is regarded as the amount of rotation of the object.

xは操舵角(モータの回転角)、その1回微分値は操舵速度(モータ速度ω)、その2回微分は操舵加速度(モータ加速度α)を表す。つまり、剛性調整量演算部24、粘性調整量演算部25、慣性調整量演算部26は、(1)式に従ってハンドル操作時にドライバに与える操舵感の調整に必要なトルク(以下、操舵感調整トルクTsf*という。操舵感調整トルクTsf*は、剛性調整トルクTk*、粘性調整トルクTc*、慣性調整トルクTi*を加算したトルクに相当する)を求めるものである。 x represents a steering angle (rotation angle of the motor), a first differential value represents a steering speed (motor speed ω), and a second differential represents a steering acceleration (motor acceleration α). In other words, the stiffness adjustment amount calculation unit 24, the viscosity adjustment amount calculation unit 25, and the inertia adjustment amount calculation unit 26 are torques required for adjusting the steering feeling given to the driver when operating the steering wheel according to the equation (1) (hereinafter referred to as steering feeling adjustment torque). The steering feeling adjustment torque Tsf * is equivalent to a torque obtained by adding a rigidity adjustment torque Tk *, a viscosity adjustment torque Tc *, and an inertia adjustment torque Ti *.

但し、本実施形態では、(2)式に示すように、剛性調整トルクTk*の算出に、操舵角xではなく推定負荷Txを使用しているため、剛性係数の代わりに剛性係数に相当する剛性相当係数Kが用いられている。なお、操舵角xと剛性相当係数Kの関係は、操舵系メカ100の特性を表す関係式から簡単に求めることができる。   However, in the present embodiment, as shown in the equation (2), since the estimated load Tx is used instead of the steering angle x for calculating the stiffness adjustment torque Tk *, it corresponds to the stiffness coefficient instead of the stiffness coefficient. A stiffness equivalent coefficient K is used. The relationship between the steering angle x and the stiffness equivalent coefficient K can be easily obtained from a relational expression representing the characteristics of the steering system mechanism 100.

剛性調整量演算部24は、剛性係数演算部24aと乗算器24bを備える。
剛性係数演算部24aは、ドライバ仕事率W、車速V、および操舵感指標値(u1、u2、u3)に応じて、ハンドル操作時にドライバに与える剛性感(ばね感)を調整するための剛性相当係数K(機械インピーダンスの剛性係数に相当する値、(2)式参照)を生成する。乗算器24bは、剛性相当係数Kに推定負荷Txを乗じることで剛性調整トルクTk*を生成する。つまり、剛性相当係数Kは、路面負荷(推定負荷Tx)に対する調整係数といえる。
The stiffness adjustment amount calculation unit 24 includes a stiffness coefficient calculation unit 24a and a multiplier 24b.
The stiffness coefficient calculation unit 24a corresponds to stiffness for adjusting the stiffness feeling (spring feeling) given to the driver when operating the steering wheel according to the driver power W, the vehicle speed V, and the steering feeling index value (u1, u2, u3). A coefficient K (a value corresponding to a stiffness coefficient of mechanical impedance, see formula (2)) is generated. The multiplier 24b generates the stiffness adjustment torque Tk * by multiplying the stiffness equivalent coefficient K by the estimated load Tx. That is, the stiffness equivalent coefficient K can be said to be an adjustment coefficient for the road surface load (estimated load Tx).

簡単のため、以下では車速Vがある一定値である場合について説明する。剛性係数演算部24aは、(3a)〜(3c)式に示すように、ドライバ仕事率Wに応じて、予め用意された基本剛性相当係数K0を、操舵感指標値(u1、u2、u3)に対応して生成される付加剛性相当係数K1、K2、K3で調整することにより、剛性相当係数Kを生成するように構成されている。   For simplicity, the case where the vehicle speed V is a certain value will be described below. As shown in the equations (3a) to (3c), the stiffness coefficient calculation unit 24a uses the basic stiffness equivalent coefficient K0 prepared in advance according to the driver power W as a steering feeling index value (u1, u2, u3). The stiffness equivalent coefficient K is generated by adjusting with the additional stiffness equivalent coefficients K1, K2, and K3 generated corresponding to

Stiffness(W)、BaseMap(W)、AddMap1(W)、AddMap2(W)、AddMap3(W)は、ドライバ仕事率Wの関数として用意してもよいし、マップとして用意してもよい。本実施形態では、これらはマップとして用意されており、順に、剛性調整マップ、剛性ベースマップ、剛性重さ付加マップ、剛性硬さ付加マップ、剛性摩擦付加マップというものとする。つまり本実施形態では、剛性相当係数Kを生成する際に用いる、剛性重さ付加マップ、剛性硬さ付加マップ、剛性摩擦付加マップの重み付けを、操舵感指標値(u1、u2、u3)によって変化させている。 Stiffness (W), BaseMap (W), AddMap1 (W), AddMap2 (W), and AddMap3 (W) may be prepared as a function of the driver work rate W or may be prepared as a map. In the present embodiment, these are prepared as maps, and are sequentially referred to as a stiffness adjustment map, a stiffness base map, a stiffness weight addition map, a stiffness hardness addition map, and a stiffness friction addition map. That is, in this embodiment, the weights of the stiffness weight addition map, the stiffness hardness addition map, and the stiffness friction addition map used when generating the stiffness equivalent coefficient K are changed according to the steering feeling index value (u1, u2, u3). I am letting.

例えば、剛性ベースマップは、図6に示すものが用いられ、剛性重さ付加マップ、剛性硬さ付加マップ、剛性摩擦付加マップは、図7〜図9に示すものが用いられる。ここで、剛性硬さ付加マップは、図8に示すように、硬さ指標値u2の増加に対して、ハンドルの切り込み(W>0)に従って所定の割合で剛性を増加させるように設定されている。   For example, the rigidity base map shown in FIG. 6 is used, and the rigidity weight addition map, the rigidity hardness addition map, and the rigidity friction addition map shown in FIGS. 7 to 9 are used. Here, as shown in FIG. 8, the rigidity / hardness addition map is set to increase the rigidity at a predetermined rate according to the incision of the handle (W> 0) with respect to the increase in the hardness index value u2. Yes.

剛性調整マップは、これらのマップを組み合わせたものであり、例えば、操舵感指標値(u1、u2、u3)がu1=0.6、u2=0.8、u3=−0.25に設定されている場合(図4参照、以下補正モードという)、図10(a)に示すマップとなる。この場合、操舵感指標値(u1、u2、u3)がu1=0、u2=0、u3=0に設定されているとき(以下、基準モードという)に比べて、ハンドルの切り込み(W>0)時に剛性が増加し、より「硬さ」の感覚が付与されるようになっている。また、この剛性調整マップに従って剛性係数に相当する係数を変化させることによって操舵トルクから操舵角までの伝達特性が変化する様子を示したボード線図は、図10(b)に示すものとなる。   The stiffness adjustment map is a combination of these maps. For example, the steering feeling index values (u1, u2, u3) are set to u1 = 0.6, u2 = 0.8, u3 = −0.25. (See FIG. 4, hereinafter referred to as a correction mode), the map shown in FIG. In this case, compared with the case where the steering feeling index values (u1, u2, u3) are set to u1 = 0, u2 = 0, u3 = 0 (hereinafter referred to as the reference mode), the steering of the steering wheel (W> 0) ), The rigidity increases, and a sense of “hardness” is added. Also, a Bode diagram showing how the transmission characteristic from the steering torque to the steering angle changes by changing the coefficient corresponding to the stiffness coefficient according to this stiffness adjustment map is as shown in FIG.

ここでは、ドライバ仕事率が30Wのときの各モードにおける伝達特性を示している。伝達特性において剛性係数の特徴が表現される部位、すなわち定常ゲインが補正モードのほうが小さくなっている。剛性が大きくなるほど定常ゲインは小さくなるものなので、剛性調整マップによって、確かに剛性が調整できていることがここからわかる。   Here, the transfer characteristics in each mode when the driver power is 30 W are shown. The part where the characteristic of the stiffness coefficient is expressed in the transfer characteristic, that is, the steady gain is smaller in the correction mode. Since the steady gain decreases as the rigidity increases, it can be seen from the rigidity adjustment map that the rigidity is surely adjusted.

なお、図6〜10に示したマップは、上述のように、車速Vがある一定値である場合について示したものである。従って、実際には上述のマップに示した特性は車速Vによって変化する。   Note that the maps shown in FIGS. 6 to 10 show the case where the vehicle speed V is a certain value as described above. Therefore, in practice, the characteristics shown in the above map vary depending on the vehicle speed V.

粘性調整量演算部25は、粘性係数演算部25aと乗算器25bを備える。粘性係数演算部25aは、ドライバ仕事率W、車速V、および操舵感指標値(u1、u2、u3)に応じて、ハンドル操作時にドライバに与える粘性感を調整するために使用する粘性係数Cを生成する。乗算器25bは、粘性係数Cに操舵速度に相当するモータ速度ωを乗じることで粘性調整トルクTc*を生成する((2)式参照)。   The viscosity adjustment amount calculation unit 25 includes a viscosity coefficient calculation unit 25a and a multiplier 25b. The viscosity coefficient calculation unit 25a calculates a viscosity coefficient C used for adjusting the viscosity feeling given to the driver during the steering operation according to the driver power W, the vehicle speed V, and the steering feeling index value (u1, u2, u3). Generate. The multiplier 25b generates the viscosity adjustment torque Tc * by multiplying the viscosity coefficient C by the motor speed ω corresponding to the steering speed (see equation (2)).

粘性係数演算部25aは、剛性相当係数Kと同様に、ドライバ仕事率Wに応じて、予め用意された基本粘性係数C0を、操舵感指標値(u1、u2、u3)に対応して生成される付加粘性係数C1、C2、C3で調整することにより、粘性係数Cを生成するように構成されている((3)式参照)。本実施形態では、基本粘性係数C0、付加粘性係数C1、C2、C3は、それぞれ、予め用意された粘性ベースマップ、粘性重さ付加マップ、粘性硬さ付加マップ、粘性摩擦付加マップを用いて生成される。   Similar to the stiffness equivalent coefficient K, the viscosity coefficient calculation unit 25a generates a basic viscosity coefficient C0 prepared in advance corresponding to the steering feeling index value (u1, u2, u3) according to the driver power W. The viscosity coefficient C is generated by adjusting with the additional viscosity coefficients C1, C2, and C3 (see equation (3)). In this embodiment, the basic viscosity coefficient C0 and the additional viscosity coefficients C1, C2, and C3 are respectively generated using a viscosity base map, a viscosity weight addition map, a viscosity hardness addition map, and a viscous friction addition map prepared in advance. Is done.

つまり、粘性係数演算部25aは、粘性係数Cを生成する際に用いる、粘性重さ付加マップ、粘性硬さ付加マップ、粘性摩擦付加マップの重み付けを、操舵感指標値(u1、u2、u3)によって調整している。なお、剛性相当係数Kと同様に、粘性係数Cは車速Vによって変化する。   In other words, the viscosity coefficient calculation unit 25a weights the viscosity weight addition map, the viscosity hardness addition map, and the viscous friction addition map used when generating the viscosity coefficient C by using the steering feeling index values (u1, u2, u3). It is adjusted by. Similar to the stiffness equivalent coefficient K, the viscosity coefficient C varies with the vehicle speed V.

慣性調整量演算部26は、慣性係数演算部26aと乗算器26bを備える。慣性係数演算部26aは、ドライバ仕事率Wおよび操舵感指標値(u1、u2、u3)に応じて、ハンドル操作時にドライバに与える慣性感を調整するための慣性係数Iを、慣性調整マップを用いて生成する。乗算器26bは、微分器261によって生成されたモータ加速度αに慣性係数Iを乗じることで慣性調整トルクTi*を演算する。   The inertia adjustment amount calculation unit 26 includes an inertia coefficient calculation unit 26a and a multiplier 26b. The inertia coefficient calculation unit 26a uses an inertia adjustment map for the inertia coefficient I for adjusting the inertia feeling given to the driver during the steering operation according to the driver power W and the steering feeling index value (u1, u2, u3). To generate. The multiplier 26b calculates the inertia adjustment torque Ti * by multiplying the motor acceleration α generated by the differentiator 261 by the inertia coefficient I.

慣性係数演算部25aは、剛性相当係数Kと同様に、ドライバ仕事率Wに応じて、予め用意された基本慣性係数I0を、操舵感指標値(u1、u2、u3)に対応して生成される付加慣性係数I1、I2、I3で調整することにより、慣性係数Iを生成するように構成されている((3)式参照)。本実施形態では、基本慣性係数I0、付加慣性係数I1、I2、I3は、それぞれ、予め用意された慣性ベースマップ、慣性重さ付加マップ、慣性硬さ付加マップ、慣性摩擦付加マップを用いて生成される。   Similar to the stiffness equivalent coefficient K, the inertia coefficient calculation unit 25a generates a basic inertia coefficient I0 prepared in advance corresponding to the steering feeling index values (u1, u2, u3) in accordance with the driver power W. The inertial coefficient I is generated by adjusting the additional inertial coefficients I1, I2, and I3 (see the equation (3)). In this embodiment, the basic inertia coefficient I0 and the additional inertia coefficients I1, I2, and I3 are respectively generated using an inertia base map, an inertia weight addition map, an inertia hardness addition map, and an inertia friction addition map that are prepared in advance. Is done.

つまり、慣性係数演算部26aは、慣性係数Iを生成する際に用いる、慣性重さ付加マップ、慣性硬さ付加マップ、慣性摩擦付加マップの重み付けを、操舵感指標値(u1、u2、u3)によって調整している。ここで、剛性相当係数K及び粘性係数Cとは異なり、慣性係数Iは車速Vによって変化しない。ただし、慣性係数Iを変化させるパラメータとして、剛性相当係数K及び粘性係数Cと同様に、ドライバ仕事率Wに加えて車速Vを用いてもよい。   That is, the inertia coefficient calculation unit 26a uses the weight of the inertia weight addition map, inertia hardness addition map, and inertia friction addition map used when generating the inertia coefficient I as steering feeling index values (u1, u2, u3). It is adjusted by. Here, unlike the stiffness equivalent coefficient K and the viscosity coefficient C, the inertia coefficient I does not change with the vehicle speed V. However, as a parameter for changing the inertia coefficient I, the vehicle speed V may be used in addition to the driver work factor W, similarly to the stiffness equivalent coefficient K and the viscosity coefficient C.

このように、剛性調整量演算部24、粘性調整量演算部25、慣性調整量演算部26は、(4a)〜(4c)式に示すように、記憶部71に記憶されている操舵感指標値(作用指標値)(u1、u2、u3)に対応するように、操舵感調整トルクTsf*を表現する機械インピーダンスの剛性相当係数K、粘性係数C、慣性係数I(基本調整特性)を調整している。   As described above, the stiffness adjustment amount calculation unit 24, the viscosity adjustment amount calculation unit 25, and the inertia adjustment amount calculation unit 26 are, as shown in the equations (4a) to (4c), the steering feeling index stored in the storage unit 71. The stiffness equivalent coefficient K, viscosity coefficient C, and inertia coefficient I (basic adjustment characteristics) of the mechanical impedance expressing the steering feeling adjustment torque Tsf * are adjusted so as to correspond to the values (action index values) (u1, u2, u3). doing.

<指標生成部>
指標生成部16は、操舵感指標値(u1、u2、u3)を生成し、生成した操舵感指標値(u1、u2、u3)をECU15に出力する(書き込む)ように構成されている。
<Indicator generator>
The index generation unit 16 is configured to generate a steering feeling index value (u1, u2, u3) and to output (write) the generated steering feeling index value (u1, u2, u3) to the ECU 15.

具体的には、指標生成部16は、図11に示すように、ドライバや操作者からの設定指令が入力される入力部65と、外部記憶装置である外部サーバ80との通信を行う送受信部66と、入力部65が出力する設定指令を受け付け、該設定指令に従って操舵感指標値を設定し、これをECU15に出力する(書き込む)指標制御部60とを備える。入力部65は、ドライバが操作するタッチパネルディスプレイからなり、送受信部66は無線による通信装置からなるものとする。   Specifically, as shown in FIG. 11, the index generation unit 16 is a transmission / reception unit that performs communication between an input unit 65 to which a setting command from a driver or an operator is input and an external server 80 that is an external storage device. 66 and an index control unit 60 that receives a setting command output from the input unit 65, sets a steering feeling index value according to the setting command, and outputs (writes) the steering feeling index value to the ECU 15. The input unit 65 is composed of a touch panel display operated by a driver, and the transmission / reception unit 66 is composed of a wireless communication device.

<指標制御部による制御>
指標制御部60は、CPU61、ROM62、RAM63等を備える周知のマイクロコンピュータからなる。指標制御部60は、例えば、ドライバによるタッチパネルディスプレイ65の操作によって操舵感設定モードボタン(図示せず)が選択されることをきっかけとして、操舵感設定処理を実行する。次に、図12に示すフローチャートと、図13に示すタッチパネルディスプレイ65の表示の一例とを用いて、操舵感設定処理について説明する。
<Control by index control unit>
The index control unit 60 is composed of a known microcomputer including a CPU 61, a ROM 62, a RAM 63, and the like. For example, the index control unit 60 executes a steering feeling setting process triggered by the selection of a steering feeling setting mode button (not shown) by the operation of the touch panel display 65 by the driver. Next, the steering feeling setting process will be described using the flowchart shown in FIG. 12 and an example of the display on the touch panel display 65 shown in FIG.

はじめにS110では、タッチパネルディスプレイ65の画面を図13に示すように切り替える。ここでは、画面の左側に、「スポーツモード」、「ラグジュアリーモード」、「スノーモード」、「カスタムモード」等のように、操舵感モードの名称の一覧(以下、操舵感モード一覧という)を表示する。また、画面下部に、「ダウンロード」、「アップロード」、「編集」、及び「決定」の各動作モードに切り替える動作モード切替ボタンを表示する。   First, in S110, the screen of the touch panel display 65 is switched as shown in FIG. Here, on the left side of the screen, a list of names of steering feeling modes (hereinafter referred to as a steering feeling mode list) such as “sport mode”, “luxury mode”, “snow mode”, “custom mode”, etc. is displayed. To do. In addition, an operation mode switching button for switching to each operation mode of “download”, “upload”, “edit”, and “decision” is displayed at the bottom of the screen.

そして、ドライバによるカーソルの操作によって操舵感モード一覧のうち一つが選択されると、画面右側に、カーソルにより選択されている操舵感モードの説明(モード説明)と、この操舵感モードでの操舵感指標値(u1、u2、u3)とを表示する。操舵感モード一覧のデータ、すなわち各操舵感モードの名称、これに対応するモード説明及び操舵感指標値(u1、u2、u3)は、予めRAM63に記憶されている。   When one of the steering feeling mode lists is selected by operating the cursor by the driver, on the right side of the screen, the description of the steering feeling mode selected by the cursor (mode explanation) and the steering feeling in this steering feeling mode are displayed. The index values (u1, u2, u3) are displayed. The steering feeling mode list data, that is, the names of the respective steering feeling modes, the mode descriptions corresponding thereto, and the steering feeling index values (u1, u2, u3) are stored in the RAM 63 in advance.

画面上にて、操舵感指標は、例えば「重さ」であれば、軽いから重いまでのレベルを示す直線、「硬さ」であれば、柔らかいから硬いまでのレベルを示す直線、「摩擦」であれば、すっきりからしっとりまでのレベルを示す直線で表示され、直線上には操舵指標のレベルを示す位置にマーカーが表示される。本実施形態では、例えば「重さ」という操舵感指標について、「軽い」=−1、「重い」=1、真ん中=0のように指標値が割り当てられている。同様に、「硬さ」、「摩擦」という操舵感指標についても、1から−1の範囲で指標値が割り当てられている。つまり、マーカーの位置に対応する指標値が、操舵感指標値に相当する。   On the screen, if the steering feeling index is, for example, “weight”, a straight line indicating a level from light to heavy, if “hardness”, a straight line indicating a level from soft to hard, “friction” If so, a straight line indicating the level from clean to moist is displayed, and a marker is displayed on the straight line at a position indicating the level of the steering index. In the present embodiment, for example, for the steering feeling index “weight”, index values are assigned such that “light” = − 1, “heavy” = 1, and middle = 0. Similarly, index values in the range of 1 to −1 are assigned to the steering feeling indexes of “hardness” and “friction”. That is, the index value corresponding to the marker position corresponds to the steering feeling index value.

次にS115では、操舵感モード一覧のうち、いずれか一つが選択されたか否かを判断する。具体的には、カーソルによりいずれか一つの操舵感モードが選択された状態で「決定」ボタンが選択されたか否かを判断する。ここで、「決定」ボタンが選択された場合はS130に移行する。一方、「決定」ボタンが選択されなかった場合はS120に移行する。以下では、「決定」ボタンが選択されたときに、カーソルにより選択されている操舵感モードを選択操舵感モードという。   Next, in S115, it is determined whether any one of the steering feeling mode lists has been selected. Specifically, it is determined whether or not the “OK” button is selected in a state where any one of the steering feeling modes is selected with the cursor. If the “OK” button is selected, the process proceeds to S130. On the other hand, if the “OK” button is not selected, the process proceeds to S120. Hereinafter, the steering feeling mode selected by the cursor when the “OK” button is selected is referred to as a selected steering feeling mode.

続くS120では、ダウンロードを実行するか否かを判断する。具体的には、所定時間内に「ダウンロード」ボタンが選択されたか否かを判断し、ここで、所定時間内に「ダウンロード」ボタンが選択された場合、S125に移行する。一方、所定時間内に「ダウンロード」ボタンが選択されなかった場合、本処理を終了する。   In continuing S120, it is judged whether download is performed. Specifically, it is determined whether or not the “download” button is selected within a predetermined time. If the “download” button is selected within the predetermined time, the process proceeds to S125. On the other hand, if the “download” button is not selected within a predetermined time, this process is terminated.

S120にて「ダウンロード」ボタンが選択された場合に移行するS125では、送受信部66を用いて外部サーバ80に記憶されている操舵感モードに関する詳細データ(操舵感モードの名称、そのモードについてのモード説明及び操舵感指標値(u1、u2、u3))である既成操舵感データのダウンロードを実行する。そして、ダウンロードした既成操舵感データを追加するように、RAM63に記憶されている操舵感モード一覧のデータを更新する。その後S110に移行する。   In S125, which is shifted to when the “Download” button is selected in S120, the detailed data regarding the steering feeling mode stored in the external server 80 using the transmission / reception unit 66 (the name of the steering feeling mode, the mode for the mode). Download of the existing steering feeling data which is the description and steering feeling index values (u1, u2, u3)) is executed. Then, the steering feeling mode list data stored in the RAM 63 is updated so that the downloaded existing steering feeling data is added. Thereafter, the process proceeds to S110.

S115にて操舵感モードが選択された場合に移行するS130では、アップロードを実行するか否かを判断する。具体的には、「アップロード」ボタンが選択されたか否かを判断する。ここで、「アップロード」ボタンが選択された場合はS135に移行する。S135では、選択操舵感モードに関する詳細データを、送受信部66を用いて外部サーバ80にアップロードする。   In S130, which is shifted to when the steering feeling mode is selected in S115, it is determined whether or not to execute upload. Specifically, it is determined whether or not an “upload” button has been selected. If the “upload” button is selected, the process proceeds to S135. In S <b> 135, detailed data regarding the selected steering feeling mode is uploaded to the external server 80 using the transmission / reception unit 66.

S130にて「アップロード」ボタンが選択されなかった場合に移行するS140では、編集を受け付けるか否かを判断する。具体的には、「編集」ボタンが選択されたか否かを判断し、ここで、「編集」ボタンが選択された場合、S150に移行する。一方、「編集」ボタンが選択されなかった場合、S145に移行する。S145では、選択操舵感モードについて操舵感指標値(u1、u2、u3)をECU15に出力する。そして本処理を終了する。   In S140, the process proceeds to S140 when the "Upload" button is not selected in S130, it is determined whether or not to accept editing. Specifically, it is determined whether or not the “edit” button is selected. If the “edit” button is selected here, the process proceeds to S150. On the other hand, if the “edit” button is not selected, the process proceeds to S145. In S145, the steering feeling index values (u1, u2, u3) are output to the ECU 15 for the selected steering feeling mode. Then, this process ends.

S140にて「編集」ボタンが選択された場合に移行するS150では、新たな認識名称(以下、新認識名称という)をドライバに入力させるためのウィンドウを表示し、ウィンドウにて入力された新認識名称と、選択操舵感モードのモード説明及び操舵感指標値(u1、u2、u3)とを、新識名称の操舵感モードの詳細データとしてRAM63に記憶する。そして、新認識名称の操舵感モードの詳細データをタッチパネルディスプレイの右画面に表示する。   In S150, which is shifted to when the “Edit” button is selected in S140, a window for allowing the driver to input a new recognition name (hereinafter referred to as a new recognition name) is displayed, and the new recognition input in the window is displayed. The name, the mode description of the selected steering feeling mode, and the steering feeling index values (u1, u2, u3) are stored in the RAM 63 as detailed data of the steering feeling mode of the new name. And the detailed data of the steering feeling mode of a new recognition name is displayed on the right screen of a touch panel display.

続くS155では、操舵感指標のレベルを示すマーカーを左右に移動可能とし、マーカーの位置に対応する指標値を新たに操舵感指標値として取得しRAM63に記憶する。これにより、ドライバは、マーカーを左右にスライドさせることによって容易に操舵感指標値を設定することができる。   In subsequent S155, the marker indicating the level of the steering feeling index can be moved left and right, and an index value corresponding to the marker position is newly acquired as the steering feeling index value and stored in the RAM 63. Accordingly, the driver can easily set the steering feeling index value by sliding the marker left and right.

また、S155では、モード説明が表示されている箇所がカーソルによって選択されると、モード説明を編集させるためのウィンドウを表示し、ウィンドウに入力された内容を新たなモード説明としてRAM63に記憶する。これにより、ドライバは、モード説明が表示されている箇所をカーソルで選択し、表示されたウィンドウへの入力を行うことで、容易にモード説明の編集を行うことができる。   Also, in S155, when the location where the mode description is displayed is selected by the cursor, a window for editing the mode description is displayed, and the contents input in the window are stored in the RAM 63 as a new mode description. As a result, the driver can easily edit the mode description by selecting the portion where the mode description is displayed with the cursor and performing input in the displayed window.

次にS160では、編集された操舵感モード(新認識名称の操舵感モード)に変更するか否かを判断する。具体的には「決定」ボタンが選択されたか否かを判断する。ここで「決定」ボタンが選択さなかった場合、S110に移行する。一方、「決定」ボタンが選択された場合、S165に移行する。S165では、新認識名称の操舵感モードの操舵感指標値(u1、u2、u3)をECU15に出力する。そして本処理を終了する。   Next, in S160, it is determined whether or not to change to the edited steering feeling mode (steering feeling mode of a newly recognized name). Specifically, it is determined whether or not the “OK” button has been selected. If the “OK” button is not selected here, the process proceeds to S110. On the other hand, when the “OK” button is selected, the process proceeds to S165. In S165, the steering feeling index value (u1, u2, u3) in the steering feeling mode of the newly recognized name is output to the ECU 15. Then, this process ends.

つまり、指標制御部60は、ドライバによるカーソル、動作モード切替ボタン及びマーカーの操作に従って、RAM63に記憶されている既存の操舵感モードを選択して該モードの操舵指標値(u1、u2、u3)をECU15に出力する処理、外部サーバより既成操舵感データをダウンロードして該データの操舵指標値(u1、u2、u3)をECU15に出力する処理、既存及びダウンロードした操舵感モードのデータを編集して新規の編集操舵感データとし、該編集操舵感データの操舵指標値(u1、u2、u3)をECU15に出力する処理、を実行する。   That is, the index control unit 60 selects an existing steering feeling mode stored in the RAM 63 according to the operation of the cursor, the operation mode switching button, and the marker by the driver, and the steering index value (u1, u2, u3) of the mode. Is output to the ECU 15, the existing steering feeling data is downloaded from an external server, the steering index values (u1, u2, u3) of the data are output to the ECU 15, and the existing and downloaded steering feeling mode data are edited. Then, a process of outputting the steering index values (u1, u2, u3) of the edited steering feeling data to the ECU 15 as new edited steering feeling data is executed.

<効果>
以上説明したように、本実施形態では、操舵特性を調整する操舵感指標として、「重さ」、「硬さ」、「摩擦」のように、ドライバが受ける操舵感を示す指標が用いられており、これらの操舵感指標は機械インピーダンス特性に対応付けられている。そして、ステアリング制御部50は、対応付けられた機械インピーダンス特性をモータ制御によって実現するように構成されている。
<Effect>
As described above, in this embodiment, as the steering feeling index for adjusting the steering characteristic, an index indicating the steering feeling received by the driver, such as “weight”, “hardness”, and “friction”, is used. These steering feeling indexes are associated with mechanical impedance characteristics. The steering control unit 50 is configured to realize the associated mechanical impedance characteristic by motor control.

このため、操舵感指標値(u1、u2、u3)を設定することによって、操舵感と直接結びつかないパラメータ(例えば、モータ電流や舵角比等の機械的なパラメータ)を設定する従来装置と比べて、より素早く、感覚的、直感的に操舵特性を調整することができる。   For this reason, by setting the steering feeling index values (u1, u2, u3), compared with a conventional apparatus that sets parameters that are not directly related to the steering feeling (for example, mechanical parameters such as motor current and steering angle ratio). Thus, the steering characteristics can be adjusted more quickly, sensibly and intuitively.

本実施形態では、指標生成部16は、タッチパネルディスプレイ65を介して、ドライバ(操作者)からの設定指令を受け付け、受け付けた設定指令に従って操舵感指標値(u1、u2、u3)を調整するように構成されている。これにより、調整された指標値(操作者設定指標値)に従って、ドライバ(操作者)の好みに応じて操舵感を設定することができる。また、タッチパネルディスプレイ65を用いることにより、ドライバ(操作者)は容易に操舵感を調整することができる。   In the present embodiment, the index generation unit 16 receives a setting command from the driver (operator) via the touch panel display 65, and adjusts the steering feeling index values (u1, u2, u3) according to the received setting command. It is configured. Thus, the steering feeling can be set according to the preference of the driver (operator) according to the adjusted index value (operator setting index value). Further, by using the touch panel display 65, the driver (operator) can easily adjust the steering feeling.

本実施形態では、指標生成部16は、送受信部66によって、外部サーバ80に記憶されている既成操舵感データをダウンロードするように構成されている。そして、ダウンロードした既成操舵感データにおける操舵感指標値(既成指標値)に基づき操舵特性を設定するように構成されている。さらに、指標生成部16は、ダウンロードした既成操舵感データを調整(編集)して新たに編集操舵感データを生成し、この編集操舵感データにおける操舵感指標値(操作者設定指標値)に基づき操舵特性を設定するように構成されている。   In the present embodiment, the index generation unit 16 is configured to download the existing steering feeling data stored in the external server 80 by the transmission / reception unit 66. And it is comprised so that a steering characteristic may be set based on the steering feeling index value (predetermined index value) in the downloaded existing steering feeling data. Further, the index generation unit 16 adjusts (edits) the downloaded existing steering feeling data to newly generate edited steering feeling data, and based on the steering feeling index value (operator setting index value) in the edited steering feeling data. The steering characteristic is set.

これにより、例えば予めROMに記憶された数種類のモードについて操舵指標値を調整する場合と比べて、市街地、ワインディング路、高速道路といった道路による走行パターンの変化、雨や雪による路面状況の変化等、種々の走行状況に適応した操舵特性を設定することがきる。また、ドライバ(操作者)の性別、年齢、嗜好に、より細やかに対応した操舵特性を設定することができる。   Thereby, for example, compared with the case where the steering index value is adjusted for several types of modes stored in advance in the ROM, a change in a running pattern by a road such as an urban area, a winding road, and a highway, a change in a road surface condition due to rain or snow, It is possible to set steering characteristics adapted to various driving situations. Further, it is possible to set a steering characteristic that more precisely corresponds to the gender, age, and preference of the driver (operator).

本実施形態では、指標生成部16は、送受信部66によって、編集操舵感データを外部サーバ80にアップロードするように構成されている。これにより、他のドライバ(操作者)との間で編集操舵感データを共有することができる。   In the present embodiment, the index generation unit 16 is configured to upload editing steering feeling data to the external server 80 by the transmission / reception unit 66. Thereby, editing steering feeling data can be shared with other drivers (operators).

また本実施形態では、電動パワーステアリングシステム1は、ベースアシスト部20が路面負荷(推定負荷Tx)に応じた反力をドライバへ伝達する成分と、ドライバ仕事率Wに応じて操舵系メカ100の機械インピーダンスを調整する成分とから、アシストトルクの発生源となるモータ6を制御するベースアシスト指令Tb*を生成している。   In the present embodiment, the electric power steering system 1 is configured such that the base assist unit 20 transmits the reaction force corresponding to the road surface load (estimated load Tx) to the driver and the steering system mechanism 100 according to the driver power W. A base assist command Tb * for controlling the motor 6 that is the source of assist torque is generated from the component that adjusts the mechanical impedance.

これにより、電動パワーステアリングシステム1は、ハンドル操作時にドライバに対して、路面負荷に応じた伝達感や操舵状態に応じた操舵感を的確に提供することができる。しかも、機械インピーダンスを変化させるパラメータとして切り込み、切り戻し、保舵等の操舵状態を識別可能なドライバ仕事率Wを用いているため、操舵状態毎に制御を切り替える必要がなく、簡易な制御によって細やかに操舵感の調整を行うことができる。   As a result, the electric power steering system 1 can accurately provide the driver with a feeling of transmission according to the road load and a feeling of steering according to the steering state when operating the steering wheel. In addition, since the driver power W that can identify the steering state such as cutting, switching back, and holding is used as a parameter for changing the mechanical impedance, there is no need to switch the control for each steering state, and the simple control makes it fine. It is possible to adjust the steering feeling.

<請求項との対応>
ECU15及び指標生成部16を備えるステアリング制御部50が、ステアリング制御装置に相当する。指標生成部16が指標値生成手段に相当し、ドライバ仕事率演算部23が操舵状態量生成手段に相当し、剛性調整量演算部24、粘性調整量演算部25、慣性調整量演算部26が調整トルク生成手段に相当し、負荷推定器21、基本負荷量演算部22、目標演算器27、偏差演算器28、コントローラ部29が指令値生成手段に相当する。
<Correspondence with claims>
A steering control unit 50 including the ECU 15 and the index generation unit 16 corresponds to a steering control device. The index generation unit 16 corresponds to an index value generation unit, the driver work rate calculation unit 23 corresponds to a steering state amount generation unit, and a stiffness adjustment amount calculation unit 24, a viscosity adjustment amount calculation unit 25, and an inertia adjustment amount calculation unit 26 The load estimator 21, the basic load amount calculator 22, the target calculator 27, the deviation calculator 28, and the controller 29 correspond to the command value generator.

また、タッチパネルディスプレイ65が入力手段に相当し、送受信部66がアップロード手段に相当し、記憶部71が記憶手段に相当する。
<他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。例えば、一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。
The touch panel display 65 corresponds to an input unit, the transmission / reception unit 66 corresponds to an upload unit, and the storage unit 71 corresponds to a storage unit.
<Other embodiments>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention can take a various form, without being limited to the said embodiment. For example, the functions of one component may be distributed to a plurality of components, or the functions of a plurality of components may be integrated into one component. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be replaced with a known configuration having the same function.

指標生成部16は、上記実施形態に示す構成に限るものではない。指標生成部は、必要に応じて車両に接続される外部装置であってもよいし、車載ナビゲーション装置等の車両に搭載されている既存の装置に、指標生成部としての機能を持たせることで実現してもよい。また、入力部65は、例えば、車両に搭載されている既存の各種入力装置を利用してもよい。または、入力部65を携帯電話を利用するように構成し、携帯電話を利用した無線通信により取得した操舵感指標値をECU15に出力するように指標生成部を構成してもよい。また、入力部65を携帯電話で構成する場合、送受信部66の機能を該携帯電話が備えるように構成してもよい。   The index generation unit 16 is not limited to the configuration shown in the above embodiment. The index generation unit may be an external device connected to the vehicle as necessary, or an existing device mounted on a vehicle such as an in-vehicle navigation device may have a function as an index generation unit. It may be realized. The input unit 65 may use, for example, existing various input devices mounted on the vehicle. Alternatively, the input unit 65 may be configured to use a mobile phone, and the index generation unit may be configured to output the steering feeling index value acquired by wireless communication using the mobile phone to the ECU 15. Further, when the input unit 65 is configured by a mobile phone, the mobile phone may be configured to have the function of the transmission / reception unit 66.

上記実施形態では、操舵感指標として「重さ」、「硬さ」、「摩擦」という3つの指標を用いたが、操舵感指標及びその数はこれに限るものではない。操舵感指標は、操舵部材の操作によってドライバが受ける感覚に直接結びつく指標であればよい。   In the above-described embodiment, three indicators of “weight”, “hardness”, and “friction” are used as the steering feeling indicators, but the steering feeling indicators and the number thereof are not limited thereto. The steering feeling index may be an index that is directly related to the feeling received by the driver by the operation of the steering member.

上記実施形態では、機械インピーダンスを変化させるパラメータとして、操舵トルクTsと操舵速度(モータ速度ω)の積からなるドライバ仕事率Wを用いているが、これに限るものではなく、操舵軸の回転角に応じて増減する第1の物理量と、操舵軸の回転速度に応じて増減する第2の物理量との積によって求められる操舵状態量であればよい。第1の物理量としては、上記実施形態で用いた操舵トルクTsの他に、ヨーレート、横加速度、操舵角等を用いてもよい。また、第2の物理量としてはハンドルに連動して変位する部位の変位速度であればよい。   In the above embodiment, the driver power W that is the product of the steering torque Ts and the steering speed (motor speed ω) is used as a parameter for changing the mechanical impedance. However, the present invention is not limited to this. Any steering state quantity may be used as long as it is obtained by the product of the first physical quantity that increases / decreases in response to the second physical quantity that increases / decreases in accordance with the rotation speed of the steering shaft. As the first physical quantity, in addition to the steering torque Ts used in the above embodiment, a yaw rate, a lateral acceleration, a steering angle, or the like may be used. Further, the second physical quantity may be a displacement speed of a portion that is displaced in conjunction with the handle.

上記実施形態では、ベースアシスト部20で生成されたベースアシスト指令Tb*に補正部30で生成された補正トルク指令Trを加えたものを電流FB部42に供給するアシストトルク指令Taとしているが、補正部30を省略し、ベースアシスト指令Tb*をそのままアシストトルク指令Taとするように構成してもよい。   In the embodiment described above, the assist torque command Ta supplied to the current FB unit 42 is obtained by adding the correction torque command Tr generated by the correction unit 30 to the base assist command Tb * generated by the base assist unit 20. The correction unit 30 may be omitted, and the base assist command Tb * may be directly used as the assist torque command Ta.

上記実施形態では、機械インピーダンスとして剛性係数、粘性係数、慣性係数の全てを調整しているが、いずれか一つまたはいずれか二つの係数を調整するように構成してもよい。   In the embodiment described above, all of the stiffness coefficient, the viscosity coefficient, and the inertia coefficient are adjusted as the mechanical impedance. However, any one or any two of the coefficients may be adjusted.

上記実施形態では、負荷推定器21において、ベースアシスト指令Tb*と操舵トルクTsから推定負荷Txを生成しているが、ベースアシスト指令Tb*の代わりに電流FB部42で検出される通電電流Imを用いてもよい。   In the above embodiment, the load estimator 21 generates the estimated load Tx from the base assist command Tb * and the steering torque Ts, but the energization current Im detected by the current FB unit 42 instead of the base assist command Tb *. May be used.

上記実施形態では、基本トルクTf*を、推定負荷Txから生成しているが、操舵角から生成するように構成してもよい。
上記実施形態では、基本トルクTf*と、機械インピーダンス調整用のトルクTk*,Tc*,Ti*を別々に求めた後、これらを加算して目標操舵トルクTs*を生成しているが、機械インピーダンスを反映した規範操舵モデルを用いて操舵角から目標操舵トルクTs*を求めるように構成されたシステムに本発明を適用してもよい(例えば、特許4232471号公報参照)。この場合、規範操舵モデル中で使用される機械インピーダンスを、操舵状態量(例えば、ドライバ仕事率W)によって調整するように構成すればよい。
In the above embodiment, the basic torque Tf * is generated from the estimated load Tx. However, the basic torque Tf * may be generated from the steering angle.
In the above embodiment, the basic torque Tf * and the mechanical impedance adjustment torques Tk *, Tc *, and Ti * are obtained separately, and then added to generate the target steering torque Ts *. The present invention may be applied to a system configured to obtain the target steering torque Ts * from the steering angle using a standard steering model reflecting impedance (see, for example, Japanese Patent No. 4232471). In this case, the mechanical impedance used in the reference steering model may be adjusted according to the steering state quantity (for example, driver power W).

上記実施形態では、本発明をEPSに適用した例を示したが、これに限定されるものではなく、ハンドルと操舵輪とが機械的に切り離された構成を有するステア・バイ・ワイヤに適用してもよい。この場合、基本トルクTf*を用いることなく、剛性調整トルクTk*と粘性調整トルクTc*と慣性調整トルクTi*を加算したものを目標操舵トルクTs*とすればよい。   In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the EPS has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a steer-by-wire having a configuration in which the handle and the steering wheel are mechanically separated. May be. In this case, the target steering torque Ts * may be obtained by adding the rigidity adjustment torque Tk *, the viscosity adjustment torque Tc *, and the inertia adjustment torque Ti * without using the basic torque Tf *.

1…電動パワーステアリングシステム 2…ハンドル 3…ステアリングシャフト 4…トルクセンサ 5…インターミディエイトシャフト 6…モータ 6a…減速機構 7…ステアリングギアボックス 8…タイロッド 9…ナックルアーム 10…タイヤ 11…車速センサ 16…指標生成部 20…ベースアシスト部 21…負荷推定器 21a,41…加算器 21b…LPF 22…基本負荷量演算部 23…ドライバ仕事率演算部 24…剛性調整量演算部 24a…剛性係数演算部 24b,25b,26b…乗算器 25…粘性調整量演算部 25a…粘性係数演算部 26…慣性調整量演算部 26a…慣性係数演算部 26b…乗算器 27…目標演算器 28…偏差演算器 29…コントローラ部 30…補正部 41…加算器 42…電流フィードバック部 50…操舵特性調整システム 60…操舵制御ECU 61…CPU 62…ROM 63…RAM 65…入力部(タッチパネルディスプレイ) 66…送受信部 71…記憶部 80・・・外部サーバ 100…操舵系メカ 261…微分器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering system 2 ... Handle 3 ... Steering shaft 4 ... Torque sensor 5 ... Intermediate shaft 6 ... Motor 6a ... Deceleration mechanism 7 ... Steering gear box 8 ... Tie rod 9 ... Knuckle arm 10 ... Tire 11 ... Vehicle speed sensor 16 ... Index generation unit 20 ... base assist unit 21 ... load estimator 21a, 41 ... adder 21b ... LPF 22 ... basic load amount calculation unit 23 ... driver work rate calculation unit 24 ... stiffness adjustment amount calculation unit 24a ... stiffness coefficient calculation unit 24b , 25b, 26b ... multiplier 25 ... viscosity adjustment amount computing unit 25a ... viscosity coefficient computing unit 26 ... inertia adjustment amount computing unit 26a ... inertia coefficient computing unit 26b ... multiplier 27 ... target computing unit 28 ... deviation computing unit 29 ... controller Unit 30 ... Correction unit 41 ... Adder 42 ... Current feedback unit 50 ... steering characteristic adjustment system 60 ... steering control ECU 61 ... CPU 62 ... ROM 63 ... RAM 65 ... input unit (touch panel display) 66 ... transmission / reception unit 71 ... storage unit 80 ... external server 100 ... steering system mechanism 261 ... Differentiator

Claims (13)

操舵部材(2)に連結された操舵軸(3、5)に加わる操舵トルクに応じたアシストトルクをモータ(6)によって出力することで操舵特性を制御するステアリング制御装置(15)であって、
前記操舵軸に加わる操舵トルクと操舵角との関係を規定する機械インピーダンスを調整するための調整トルクを生成する調整トルク生成手段(24、25、26)と、
前記調整トルク生成手段にて生成された調整トルクに基づいて、前記モータを制御するための指令値を生成する指令値生成手段(21、22、27、28、29)と、
前記操舵部材の操舵時にドライバが受ける操舵感を示す操舵感指標値を生成する指標値生成手段(16)と、
を備え、
前記調整トルク生成手段は、前記指標値生成手段により生成された操舵感指標値に基づいて、前記機械インピーダンスを調整するための調整トルクを生成することを特徴とするステアリング制御装置。
A steering control device (15) for controlling steering characteristics by outputting an assist torque according to a steering torque applied to a steering shaft (3, 5) coupled to a steering member (2) by a motor (6),
Adjustment torque generating means (24, 25, 26) for generating an adjustment torque for adjusting a mechanical impedance defining a relationship between a steering torque applied to the steering shaft and a steering angle;
Command value generation means (21, 22, 27, 28, 29) for generating a command value for controlling the motor based on the adjustment torque generated by the adjustment torque generation means;
Index value generating means (16) for generating a steering feeling index value indicating a steering feeling received by the driver during steering of the steering member;
With
The steering control device, wherein the adjustment torque generation unit generates an adjustment torque for adjusting the mechanical impedance based on the steering feeling index value generated by the index value generation unit.
前記指令値生成手段は、少なくとも前記調整トルクを含んだ目標操舵トルクを生成し、前記指令値は、前記目標操舵トルクに前記操舵トルクを追従させるためのものであることを特徴とする請求項1に記載のステアリング制御装置。   2. The command value generating means generates a target steering torque including at least the adjustment torque, and the command value is for causing the steering torque to follow the target steering torque. The steering control device described in 1. 前記目標操舵トルクには基本トルクが含まれることを特徴とする請求項2に記載のステアリング制御装置。   The steering control device according to claim 2, wherein the target steering torque includes a basic torque. 前記基本トルクは、前記アシストトルクを用いて算出されることを特徴とする請求項3に記載のステアリング制御装置。   The steering control device according to claim 3, wherein the basic torque is calculated using the assist torque. 前記基本トルクは、前記アシストトルクと前記操舵部材に加わる操舵トルクとから推定される路面負荷に応じた値を有することを特徴とする請求項4に記載のステアリング制御装置。   The steering control device according to claim 4, wherein the basic torque has a value corresponding to a road load estimated from the assist torque and a steering torque applied to the steering member. 前記操舵部材に加わる操作を表す操舵状態量を生成する操舵状態量生成手段(23)を備え、
前記調整トルク生成手段は、前記操舵状態量に基づいて前記機械インピーダンスを調整するための調整トルクを生成することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のステアリング制御装置。
Steering state quantity generating means (23) for generating a steering state quantity representing an operation applied to the steering member;
The steering control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the adjustment torque generating means generates an adjustment torque for adjusting the mechanical impedance based on the steering state quantity.
前記操舵状態量は、前記操舵軸の回転量に応じて増減する第1の物理量と、前記操舵軸の回転速度に応じて増減する第2の物理量との積であることを特徴とする請求項6に記載のステアリング制御装置。   The steering state quantity is a product of a first physical quantity that increases or decreases according to a rotation amount of the steering shaft and a second physical quantity that increases or decreases according to a rotation speed of the steering shaft. 6. The steering control device according to 6. 前記操舵状態量は、前記第1の物理量として前記操舵トルク、前記第2の物理量として前記操舵軸の角速度を用いて求めたドライバ仕事率であることを特徴とする請求項7に記載のステアリング制御装置。   The steering control according to claim 7, wherein the steering state quantity is a driver power obtained by using the steering torque as the first physical quantity and an angular velocity of the steering shaft as the second physical quantity. apparatus. 前記調整トルク生成手段は、前記機械インピーダンスとして剛性係数、粘性係数、慣性係数のうち少なくとも一つを調整することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のステアリング制御装置。   The steering control device according to any one of claims 1 to 8, wherein the adjustment torque generation unit adjusts at least one of a stiffness coefficient, a viscosity coefficient, and an inertia coefficient as the mechanical impedance. . 前記指標値生成手段は、外部からの入力により操舵感指標値を生成することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のステアリング制御装置。   The steering control device according to any one of claims 1 to 9, wherein the index value generating means generates a steering feeling index value by an external input. 前記指標値生成手段は、外部に記憶されている操舵感指標値をダウンロードし、操舵感指標値を生成することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のステアリング制御装置。   The steering control device according to any one of claims 1 to 10, wherein the index value generation means generates a steering feeling index value by downloading a steering feeling index value stored externally. 前記指標値生成手段は、生成した操舵感指標値を外部記憶装置にアップロードするアップロード手段(66)を備えることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のステアリング制御装置。   The steering control device according to any one of claims 1 to 11, wherein the index value generating means includes an uploading means (66) for uploading the generated steering feeling index value to an external storage device. 前記指標値生成手段により生成された操舵感指標値を記憶する記憶手段(71)を備え、
前記調整トルク生成手段は、前記記憶手段に記憶されている操舵感指標値に基づいて、前記機械インピーダンスを調整するための調整トルクを生成することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のステアリング制御装置。
Storage means (71) for storing the steering feeling index value generated by the index value generating means,
The adjustment torque generation unit generates an adjustment torque for adjusting the mechanical impedance based on a steering feeling index value stored in the storage unit. The steering control device according to item.
JP2013120851A 2013-06-07 2013-06-07 Steering control device Active JP6194647B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013120851A JP6194647B2 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Steering control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013120851A JP6194647B2 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Steering control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014237376A true JP2014237376A (en) 2014-12-18
JP6194647B2 JP6194647B2 (en) 2017-09-13

Family

ID=52134957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013120851A Active JP6194647B2 (en) 2013-06-07 2013-06-07 Steering control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6194647B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5964002B1 (en) * 2015-07-15 2016-08-03 三菱電機株式会社 Power steering adjustment device
WO2017009970A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 三菱電機株式会社 Power steering adjustment device
JP2017071346A (en) * 2015-10-08 2017-04-13 日本精工株式会社 Motor control device and electric power steering device having the same
JP6873365B1 (en) * 2020-04-08 2021-05-19 日立Astemo株式会社 Control device, steering device
CN113613984A (en) * 2019-03-25 2021-11-05 株式会社爱德克斯 Vehicle travel control device
KR20220026725A (en) * 2020-08-26 2022-03-07 남양넥스모 주식회사 Power steering apparatus for vehicle and control method thereof
CN114454957A (en) * 2020-11-09 2022-05-10 通用汽车环球科技运作有限责任公司 System and method for blending driver and automatic steering commands for lateral control

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002173042A (en) * 2000-12-05 2002-06-18 Toyoda Mach Works Ltd Control parameter adjustment teaching device of electric power steering control device and control parameter adjustment teaching system
JP2005104240A (en) * 2003-09-29 2005-04-21 Denso Corp Electrically driven power steering control device
JP2007276708A (en) * 2006-04-10 2007-10-25 Omron Corp Sensitivity recognition device, assist force control device, assist force setting device, sensitivity recognition method, assist force control method, assist force setting method, sensitivity recognition program, assist force control program, assist force setting program and recording medium

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002173042A (en) * 2000-12-05 2002-06-18 Toyoda Mach Works Ltd Control parameter adjustment teaching device of electric power steering control device and control parameter adjustment teaching system
JP2005104240A (en) * 2003-09-29 2005-04-21 Denso Corp Electrically driven power steering control device
JP2007276708A (en) * 2006-04-10 2007-10-25 Omron Corp Sensitivity recognition device, assist force control device, assist force setting device, sensitivity recognition method, assist force control method, assist force setting method, sensitivity recognition program, assist force control program, assist force setting program and recording medium

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017009970A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 三菱電機株式会社 Power steering adjustment device
WO2017009971A1 (en) * 2015-07-15 2017-01-19 三菱電機株式会社 Power steering adjustment device
JPWO2017009970A1 (en) * 2015-07-15 2017-08-31 三菱電機株式会社 Power steering adjustment device
CN107848568A (en) * 2015-07-15 2018-03-27 三菱电机株式会社 Power-assisted steering adjusting apparatus
US10457318B2 (en) 2015-07-15 2019-10-29 Mitsubishi Electric Corporation Power steering adjustment device
CN107848568B (en) * 2015-07-15 2020-02-28 三菱电机株式会社 Power steering adjustment device
JP5964002B1 (en) * 2015-07-15 2016-08-03 三菱電機株式会社 Power steering adjustment device
JP2017071346A (en) * 2015-10-08 2017-04-13 日本精工株式会社 Motor control device and electric power steering device having the same
CN113613984A (en) * 2019-03-25 2021-11-05 株式会社爱德克斯 Vehicle travel control device
CN113613984B (en) * 2019-03-25 2023-04-04 株式会社爱德克斯 Vehicle travel control device
JP6873365B1 (en) * 2020-04-08 2021-05-19 日立Astemo株式会社 Control device, steering device
WO2021205575A1 (en) * 2020-04-08 2021-10-14 日立 Astemo 株式会社 Control device, steering device
KR20220026725A (en) * 2020-08-26 2022-03-07 남양넥스모 주식회사 Power steering apparatus for vehicle and control method thereof
KR102420320B1 (en) * 2020-08-26 2022-07-14 남양넥스모 주식회사 Power steering apparatus for vehicle and control method thereof
CN114454957A (en) * 2020-11-09 2022-05-10 通用汽车环球科技运作有限责任公司 System and method for blending driver and automatic steering commands for lateral control
CN114454957B (en) * 2020-11-09 2024-03-08 通用汽车环球科技运作有限责任公司 System and method for merging driver and automatic steering commands for lateral control

Also Published As

Publication number Publication date
JP6194647B2 (en) 2017-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6194647B2 (en) Steering control device
JP6314752B2 (en) Electric steering control device
JP6044440B2 (en) Steering control device
JP5003427B2 (en) Steering control device and vehicle steering device using the same
JP4883134B2 (en) Electric power steering control device
JP6252027B2 (en) Steering control device
US9855967B2 (en) Steering control apparatus
JP6729213B2 (en) Steering control device
JP6747193B2 (en) Steering control device
JP2016088435A (en) Motor control device
JP2016088434A (en) Motor control device
JP6299087B2 (en) Steering control device
JP6036570B2 (en) Electric steering control device
JP5155815B2 (en) Electric power steering device
JP5962586B2 (en) Steering control device
JP6036522B2 (en) Electric steering control device
JP6303762B2 (en) Electric power steering control device
JP6044439B2 (en) Electric steering control device
JP6326171B1 (en) Steering control device, electric power steering device
JP2015003549A (en) Electric steering control device
JP6252059B2 (en) Steering control device
JP6443204B2 (en) Steering control device
JP6011458B2 (en) Steering control device
JP5949657B2 (en) Steering control device
JP6873365B1 (en) Control device, steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151016

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170331

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170615

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170718

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170731

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6194647

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250