JP2015186955A - Electric power steering device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータを備えた電動パワーステアリング装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus including an electric motor and a program.
近年、横断勾配(カント)のある道路(カント路)で車両を直進させる際の操舵負担を軽減可能なパワーステアリング装置が提案されている。
例えば、特許文献1に記載のパワーステアリング装置は、補助操舵トルクを発生するモータを備えるとともに、運転者の操舵トルクに応じてモータを制御するための制御量Icを設定する制御量設定部と、車両が走行中の道路の横断勾配を検出する横断勾配検出部と、検出された横断勾配に応じてモータを制御するための補正制御量Isを設定する補正制御量設定部と、制御量Icとゲイン補正された補正制御量Is’とを加算する加算器と、その加算値によりモータを駆動制御する制御部とにより構成される。
In recent years, there has been proposed a power steering device that can reduce a steering burden when a vehicle travels straight on a road having a cross gradient (kant).
For example, the power steering device described in Patent Document 1 includes a motor that generates auxiliary steering torque, and a control amount setting unit that sets a control amount Ic for controlling the motor according to the steering torque of the driver; A cross slope detector for detecting a cross slope of a road on which the vehicle is traveling, a correction control amount setting section for setting a correction control amount Is for controlling the motor in accordance with the detected cross slope, a control amount Ic, It comprises an adder that adds the correction control amount Is ′ that has been gain-corrected, and a control unit that drives and controls the motor based on the added value.
また、近年、ステアリングホイール(ハンドル)の切り戻し時に、中立位置(操舵角零度の位置)まで戻すためのアシスト力を付加する装置が提案されている。
例えば、特許文献2に記載のパワーステアリング装置は、舵角検出手段と、実舵角速度を演算する演算手段と、舵角に基づきベース修正舵角速度を演算する演算手段と、車速に基づき車速乗算係数値を演算する演算手段と、ベース修正舵角速度に車速乗算係数値を乗算し目標舵角速度を演算する演算手段と、目標舵角速度と実舵角速度との差に基づいてベース修正電流値を演算する演算手段と、アシストベース電流値に修正電流値を加えてアシスト目標電流とする演算手段とを備える。
In recent years, there has been proposed an apparatus for adding an assist force for returning to a neutral position (a position where the steering angle is zero degrees) when the steering wheel (steering wheel) is switched back.
For example, a power steering apparatus described in Patent Document 2 includes a steering angle detection unit, a calculation unit that calculates an actual steering angular velocity, a calculation unit that calculates a base correction steering angular velocity based on the steering angle, and a vehicle speed multiplication unit based on the vehicle speed. Calculation means for calculating a numerical value, calculation means for calculating the target steering angular speed by multiplying the base correction steering angular speed by the vehicle speed multiplication coefficient value, and calculating the base correction current value based on the difference between the target steering angular speed and the actual steering angular speed Computation means and computation means for adding the corrected current value to the assist base current value to obtain the assist target current.
横断勾配(カント)のある道路(カント路)で車両を直進させる際の操舵負担を軽減するために、横断勾配に応じた操舵角に保持するためのアシスト力を付与する保舵アシスト機能と、ステアリングホイールを戻すときに中立位置まで戻すためのアシスト力を付与する戻りアシスト機能とを備えることが望ましい。しかしながら、横断勾配に応じた操舵角に保持するためのアシスト力とステアリングホイールを戻すときに中立位置まで戻すためのアシスト力とは相反するアシスト力である。それゆえ、これら機能の両方を備えると、横断勾配のある道路に対する直進性もステアリングホイール戻りも悪化してしまうおそれがある。
本発明は、横断勾配のある道路での保舵アシスト機能とステアリングホイール切り戻し時の戻りアシスト機能との両立を実現することを目的とする。
A steering assist function that provides an assisting force to maintain a steering angle according to the crossing slope in order to reduce the steering burden when the vehicle travels straight on a road with a crossing slope (kant) (kant road), It is desirable to provide a return assist function that provides an assist force for returning the steering wheel to the neutral position. However, the assist force for maintaining the steering angle corresponding to the crossing gradient and the assist force for returning to the neutral position when the steering wheel is returned are contradictory assist forces. Therefore, if both of these functions are provided, there is a risk that both straightness and steering wheel return to a road with a cross slope may deteriorate.
An object of the present invention is to realize both a steering assist function on a road having a cross slope and a return assist function when a steering wheel is turned back.
かかる目的のもと、本発明は、車両のステアリングホイールの操舵に対してアシスト力を付与する電動モータと、横断勾配のある道路で前記車両を直進する際に、前記ステアリングホイールの操舵角を当該横断勾配に基づいて定められる保舵角に保持するための保舵アシスト力を前記電動モータに付与させる保舵アシスト部と、前記ステアリングホイールの切り戻し時に当該ステアリングホイールを中立位置に戻すための戻りアシスト力を前記電動モータに付与させる戻りアシスト部と、を備え、前記戻りアシスト部は、前記保舵アシスト部が前記保舵アシスト力を付与させている際には、前記戻りアシスト力の代わりに前記保舵角に戻すためのアシスト力を前記電動モータに付与させることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。 For this purpose, the present invention relates to an electric motor that applies assisting force to steering of a steering wheel of a vehicle, and the steering angle of the steering wheel when the vehicle goes straight on a road with a cross slope. A steering assisting portion for imparting a steering assisting force to the electric motor to maintain a steering retaining angle determined based on a cross slope, and a return for returning the steering wheel to a neutral position when the steering wheel is switched back A return assist unit that applies an assist force to the electric motor, and the return assist unit is configured to replace the return assist force when the steering assist unit is applying the steering assist force. An electric power steering apparatus, wherein an assist force for returning to the steering angle is applied to the electric motor.
ここで、前記保舵アシスト部は、前記電動モータに前記保舵アシスト力を付与させるのに必要なアシスト電流を算出し、前記戻りアシスト部は、前記電動モータに前記戻りアシスト力を付与させるのに必要なアシスト電流を算出してもよい。
また、前記戻りアシスト部は、前記電動モータに前記保舵アシスト力を付与させるのに必要なアシスト電流に基づいて前記戻りアシスト力を付与させるのに必要なアシスト電流を算出してもよい。
Here, the steering assist unit calculates an assist current required to apply the steering assist force to the electric motor, and the return assist unit applies the return assist force to the electric motor. The assist current required for the calculation may be calculated.
Further, the return assist unit may calculate an assist current necessary for applying the return assist force based on an assist current necessary for applying the steering assist force to the electric motor.
他の観点から捉えると、本発明は、コンピュータに、横断勾配のある道路で車両を直進する際に、当該車両のステアリングホイールの操舵角を当該横断勾配に基づいて定められる保舵角に保持するための保舵アシスト力を電動モータに付与させる保舵アシスト機能と、前記ステアリングホイールの切り戻し時に当該ステアリングホイールを中立位置に戻すための戻りアシスト力を前記電動モータに付与させる戻りアシスト機能と、を備え、前記戻りアシスト機能は、前記保舵アシスト機能が前記保舵アシスト力を付与させている際には、前記戻りアシスト力の代わりに前記保舵角に戻すためのアシスト力を前記電動モータに付与させることを実現させるプログラムである。 From another point of view, according to the present invention, when the vehicle goes straight on a road with a cross slope, the computer holds the steering angle of the steering wheel of the vehicle at a steering angle determined based on the cross slope. A steering assist function for imparting a steering assist force for the electric motor to the electric motor, and a return assist function for imparting a return assist force to the electric motor for returning the steering wheel to the neutral position when the steering wheel is switched back, The return assist function includes an electric motor for providing an assist force for returning to the steered angle instead of the return assist force when the steer assist assist function is imparting the steer assist assist force. It is a program that realizes granting.
本発明によれば、横断勾配のある道路での保舵アシスト機能とステアリングホイール切り戻し時の戻りアシスト機能との両立を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, coexistence with the steering assistance function in the road with a cross slope and the return assistance function at the time of steering wheel switchback is realizable.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置100の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置100(以下、単に「ステアリング装置100」と称する場合もある。)は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車に適用した構成を例示している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an electric
Electric power steering device 100 (hereinafter, also simply referred to as “
ステアリング装置100は、自動車の進行方向を変えるために運転者が操作する車輪(ホイール)状のステアリングホイール(ハンドル)101と、ステアリングホイール101に一体的に設けられたステアリングシャフト102とを備えている。また、ステアリング装置100は、ステアリングシャフト102と自在継手103aを介して連結された上部連結シャフト103と、この上部連結シャフト103と自在継手103bを介して連結された下部連結シャフト108とを備えている。下部連結シャフト108は、ステアリングホイール101の回転に連動して回転する。
The
また、ステアリング装置100は、転動輪としての左右の前輪150のそれぞれに連結されたタイロッド104と、タイロッド104に連結されたラック軸105とを備えている。また、ステアリング装置100は、ラック軸105に形成されたラック歯105aとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン106aを備えている。ピニオン106aは、ピニオンシャフト106の下端部に形成されている。これらラック軸105、ピニオンシャフト106などが、ステアリングホイール101の回転操作力を前輪150の転動力として伝達する伝達機構として機能する。ピニオンシャフト106は、前輪150を転動させるラック軸105に対して、回転することにより前輪150を転動させる駆動力を加える。
また、ステアリング装置100は、ピニオンシャフト106を収納するステアリングギヤボックス107を有している。ピニオンシャフト106は、ステアリングギヤボックス107内にてトーションバー112を介して下部連結シャフト108と連結されている。そして、ステアリングギヤボックス107の内部には、下部連結シャフト108とピニオンシャフト106との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバー112の捩れ量に基づいて、ステアリングホイール101に加えられた操舵トルクTを検出するトルクセンサ109が設けられている。
The
また、ステアリング装置100は、ステアリングギヤボックス107に支持された電動モータ110と、電動モータ110の駆動力を減速してピニオンシャフト106に伝達する減速機構111とを有している。減速機構111は、例えば、ピニオンシャフト106に固定されたウォームホイール(不図示)と、電動モータ110の出力軸に固定されたウォームギヤ(不図示)などから構成される。電動モータ110は、ピニオンシャフト106に回転駆動力を加えることにより、ラック軸105に前輪150を転動させる駆動力を加える。本実施の形態に係る電動モータ110は、電動モータ110の回転角度を検出するレゾルバ120を有する3相ブラシレスモータである。
Further, the
また、ステアリング装置100は、電動モータ110の作動を制御する制御装置10を備えている。制御装置10には、上述したトルクセンサ109からの出力信号が入力される。また、制御装置10には、自動車に搭載される各種の機器を制御するための信号を流す通信を行うネットワーク(CAN)を介して、自動車の移動速度である車速Vcを検出する車速センサ170、ヨーレイトセンサ180などからの出力信号が入力される。
In addition, the
以上のように構成されたステアリング装置100は、トルクセンサ109が検出した検出トルクに基づいて電動モータ110を駆動し、電動モータ110の発生トルクをピニオンシャフト106に伝達する。これにより、電動モータ110の発生トルクが、ステアリングホイール101に加える運転者の操舵力をアシストする。
The
次に、制御装置10について説明する。
図2は、制御装置10の概略構成図である。
制御装置10は、CPU、ROM、RAM、EEPROM(Electrically Erasable & Programmable Read Only Memory)等からなる算術論理演算回路である。
制御装置10には、上述したトルクセンサ109にて検出された操舵トルクTが出力信号に変換されたトルク信号Tdと、車速センサ170にて検出された車速Vcが出力信号に変換された車速信号v、ヨーレイトセンサ180にて検出されたヨーレイトが出力信号に変換されたヨーレイト信号y、レゾルバ120からの電動モータ110のモータ回転角度θに応じた出力信号である回転角度信号θsなどが入力される。
Next, the
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
The
The
そして、制御装置10は、トルク信号Td、車速信号vなどに基づいて電動モータ110が供給するのに必要となる目標電流Itを算出(設定)する目標電流算出部20と、目標電流算出部20が算出した目標電流Itに基づいてフィードバック制御などを行う制御部30と、を備えている。また、制御装置10は、電動モータ110のモータ回転角度θを算出するモータ回転角度算出部71と、モータ回転角度算出部71にて算出されたモータ回転角度θに基づいて、モータ回転速度Nmを算出するモータ回転速度算出部72と、ステアリングホイール101の回転角度である操舵角Saを算出する操舵角算出部73と、を備えている。
Then, the
次に、目標電流算出部20について詳述する。
図3は、目標電流算出部20の概略構成図である。
目標電流算出部20は、目標電流Itを設定する上で基準となるベース電流Ibを算出するベース電流算出部21と、電動モータ110の慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Isを算出するイナーシャ補償電流算出部22と、モータの回転を制限するダンパー補償電流Idを算出するダンパー補償電流算出部23とを備えている。また、目標電流算出部20は、ベース電流算出部21、イナーシャ補償電流算出部22、ダンパー補償電流算出部23にて算出された値に基づいて仮の目標電流である仮目標電流Itfを決定する仮目標電流決定手段の一例としての仮目標電流決定部25を備えている。また、目標電流算出部20は、トルクセンサ109にて検出された操舵トルクTの位相を補償する位相補償部26を備えている。
Next, the target
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the target
The target
また、目標電流算出部20は、ステアリングホイール101の保舵状況に応じたアシスト力を電動モータ110が与えるための電流である保舵補助電流Ihを算出する保舵補助電流算出部27と、ステアリングホイール101を所望の角度まで復元するための電流である復元補助電流Irを算出する復元補助電流算出部28と、を備えている。
また、目標電流算出部20は、仮目標電流決定部25にて決定された仮目標電流Itf、保舵補助電流算出部27にて算出された保舵補助電流Ihおよび復元補助電流算出部28にて算出された復元補助電流Irに基づいて最終的に目標電流Itを決定する目標電流決定手段の一例としての最終目標電流決定部29と、を備えている。
なお、目標電流算出部20には、トルク信号Td、車速信号v、モータ回転速度信号Nms、ヨーレイト信号yなどが入力される。
In addition, the target
Further, the target
The target
図4は、操舵トルクTおよび車速Vcとベース電流Ibとの対応を示す制御マップの概略図である。
ベース電流算出部21は、位相補償部26にてトルク信号Tdが位相補償されたトルク信号Tsと、車速センサ170からの車速信号vとに基づいてベース電流Ibを算出する。言い換えれば、ベース電流算出部21は、位相補償部26にて位相補償された操舵トルクTと、車速Vcとに応じたベース電流Ibを算出する。なお、ベース電流算出部21は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクT(トルク信号Ts)および車速Vc(車速信号v)とベース電流Ibとの対応を示す図4に例示した制御マップに、操舵トルクTおよび車速Vcを代入することによりベース電流Ibを算出する。
FIG. 4 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the steering torque T, the vehicle speed Vc, and the base current Ib.
The base
イナーシャ補償電流算出部22は、位相補償部26にてトルク信号Tdが位相補償されたトルク信号Ts、車速信号vに基づいてイナーシャ補償電流Isを算出する。言い換えれば、イナーシャ補償電流算出部22は、位相補償部26にて位相補償された操舵トルクTと、車速Vcとに応じたイナーシャ補償電流Isを算出する。なお、イナーシャ補償電流算出部22は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクT(トルク信号Ts)および車速Vc(車速信号v)とイナーシャ補償電流Isとの対応を示す制御マップに、位相補償された操舵トルクTおよび車速Vcを代入することによりイナーシャ補償電流Isを算出する。
The inertia compensation
ダンパー補償電流算出部23は、位相補償部26にてトルク信号Tdが位相補償されたトルク信号Ts、車速信号v、モータ回転速度信号Nmsなどに基づいてダンパー補償電流Idを算出する。言い換えれば、ダンパー補償電流算出部23は、位相補償部26にて位相補償された操舵トルクTと、車速Vcと、モータ回転速度Nmに応じたダンパー補償電流Idを算出する。なお、ダンパー補償電流算出部23は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクT(トルク信号Ts)、車速Vc(車速信号v)およびモータ回転速度Nm(モータ回転速度信号Nms)と、ダンパー補償電流Idとの対応を示す制御マップに、位相補償された操舵トルクT、車速Vcおよびモータ回転速度Nmを代入することによりダンパー補償電流Idを算出する。
The damper compensation
仮目標電流決定部25は、ベース電流算出部21にて算出されたベース電流Ib、イナーシャ補償電流算出部22にて算出されたイナーシャ補償電流Isおよびダンパー補償電流算出部23にて算出されたダンパー補償電流Idに基づいて仮目標電流Itfを決定する。仮目標電流決定部25は、例えば、ベース電流Ibに、イナーシャ補償電流Isを加算するとともにダンパー補償電流Idを減算して得た電流を仮目標電流Itfとして決定する。
The temporary target
保舵補助電流算出部27および復元補助電流算出部28については後で詳述する。
最終目標電流決定部29は、仮目標電流決定部25にて決定された仮目標電流Itfと、保舵補助電流算出部27にて算出された保舵補助電流Ihと、復元補助電流算出部28にて算出された復元補助電流Irを加算して得た電流を目標電流Itとして決定する。
The steering auxiliary
The final target
次に、制御部30について詳述する。
図5は、制御部30の概略構成図である。
制御部30は、図5に示すように、電動モータ110の作動を制御するモータ駆動制御部31と、電動モータ110を駆動させるモータ駆動部32と、電動モータ110に実際に流れる実電流Imを検出するモータ電流検出部33とを有している。また、制御部30は、モータ電流検出部33が検出した実電流Imとモータ回転角度算出部71で算出されたモータ回転角度θとに基づいてフィードバック電流Ifを算出するフィードバック電流算出部38を有している。
Next, the
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the
As shown in FIG. 5, the
モータ駆動制御部31は、目標電流算出部20にて最終的に決定された目標電流Itと、フィードバック電流算出部38にて算出されたフィードバック電流Ifとの偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック(F/B)制御部40と、電動モータ110をPWM駆動するためのPWM(パルス幅変調)信号を生成するPWM信号生成部60とを有している。
The motor
フィードバック制御部40は、目標電流算出部20にて最終的に決定された目標電流Itとフィードバック電流算出部38にて算出されたフィードバック電流Ifとの偏差を求める偏差演算部41と、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行うフィードバック(F/B)処理部42とを有している。
The
フィードバック(F/B)処理部42は、目標電流Itとフィードバック電流Ifとが一致するようにフィードバック制御を行うものであり、例えば、偏差演算部41にて算出された偏差に対して、比例要素で比例処理し、積分要素で積分処理し、加算演算部でこれらの値を加算する。
PWM信号生成部60は、フィードバック制御部40からの出力値とモータ回転角度算出部71が算出したモータ回転角度θとに基づいて電動モータ110をPWM(パルス幅変調)駆動するためのPWM信号を生成し、生成したPWM信号を出力する。
The feedback (F /
The PWM
モータ駆動部32は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として6個の独立したトランジスタ(FET)を備え、6個の内の3個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の3個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側(アース)ラインと接続されている。そして、6個の中から選択した2個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ110の駆動を制御する。
The
モータ電流検出部33は、モータ駆動部32に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ110に流れる実電流Imの値を検出する。
フィードバック電流算出部38は、予めROMに記憶しておいた演算式、モータ電流検出部33が検出した実電流Im、およびモータ回転角度算出部71が算出したモータ回転角度θに基づいてフィードバック電流Ifを算出する。
The motor current detection unit 33 detects the value of the actual current Im flowing through the
The feedback
モータ回転角度算出部71は、レゾルバ120の出力信号に基づいてモータ回転角度θを算出する。
モータ回転速度算出部72(図2参照)は、モータ回転角度算出部71が算出したモータ回転角度θに基づいて電動モータ110のモータ回転速度Nmを算出し、算出したモータ回転速度Nmが出力信号に変換されたモータ回転速度信号Nmsを出力する。
操舵角算出部73(図2参照)は、ステアリングホイール101、減速機構111などが機械的に連結されているためにステアリングホイール101の回転角度(操舵角)と電動モータ110のモータ回転角度θとの間に相関関係があることに鑑み、モータ回転角度算出部71にて算出されたモータ回転角度θに基づいて操舵角Saを算出する。操舵角算出部73は、例えば、モータ回転角度算出部71にて定期的(例えば1ミリ秒毎)に算出されたモータ回転角度θの前回値と今回値との差分の積算値に基づいて操舵角Saを算出する。
The motor rotation
The motor rotation speed calculation unit 72 (see FIG. 2) calculates the motor rotation speed Nm of the
The steering angle calculation unit 73 (see FIG. 2) is configured such that the rotation angle (steering angle) of the
ここで、トーションバー112の捩れ量が零の状態を中立状態(中立位置)とし、中立状態(中立位置)からのステアリングホイール101の右回転時におけるステアリングホイール101(下部連結シャフト108)とピニオンシャフト106との相対回転角度が変化する方向(相対回転角度が生じる方向)をプラス(操舵トルクTがプラス)とする。他方、中立状態からのステアリングホイール101の左回転時におけるステアリングホイール101(下部連結シャフト108)とピニオンシャフト106との相対回転角度が変化する方向(相対回転角度が生じる方向)をマイナスとする(操舵トルクTがマイナス)。このとき、ステアリングホイール101とピニオンシャフト106との相対回転角度が中立状態より右回転方向に捩れている(トーションバーが右回転方向に捩れている)ときの、トルクセンサ109からの出力値であるトルク信号Tdの符号をプラス、相対回転角度が中立状態より左回転方向に捩れている(トーションバーが左回転方向に捩れている)ときの、トルクセンサ109からのトルク信号Tdの符号をマイナスとする。
Here, a state in which the
そして、トルクセンサ109からのトルク信号Tdの符号がプラスであるときに、電動モータ110を一方の回転方向に回転させるようにベース電流算出部21にてベース電流Ibが算出され、そのベース電流Ibが流れる方向をプラスとする。つまり、図4に示すように、トルクセンサ109からのトルク信号Tdの符号がプラスで操舵トルクTがプラスのときにベース電流算出部21はプラスのベース電流Ibを算出し、電動モータ110を一方の回転方向に回転させる方向のトルクを発生させる。他方、トルクセンサ109からのトルク信号Tdの符号がマイナスのときにベース電流算出部21はマイナスのベース電流Ibを算出し、電動モータ110を他方の回転方向に回転させる方向のトルクを発生させる。
When the sign of the torque signal Td from the
また、ステアリングホイール101が零度から右回転されたときの操舵角Saの符号をプラス、左回転されたときの操舵角Saの符号をマイナスとする。また、ステアリングホイール101と機械的に連結されている電動モータ110の回転方向の符号を、ステアリングホイール101が右回転されたときの電動モータ110の回転方向(上述した一方の回転方向)をプラス、ステアリングホイール101が左回転されたときの電動モータ110の回転方向(上述した他方の回転方向)をマイナスとする。
Further, the sign of the steering angle Sa when the
次に、保舵補助電流算出部27について説明する。
図6は、保舵補助電流算出部27の概略構成図である。
保舵補助電流算出部27は、トルクセンサ109にて検出された操舵トルクTに基づいて、横断勾配の傾斜角度Asを検出する傾斜角度検出部271と、車速センサ170からの車速信号vに基づいて傾斜角度Asに対する不感帯領域を設定するためのオフセット量Asoを設定するオフセット量設定部272とを備えている。
Next, the steering auxiliary
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the steering assist current calculating
The steering assist
また、保舵補助電流算出部27は、傾斜角度検出部271にて算出された傾斜角度Asからオフセット量設定部272にて設定されたオフセット量Asoを減算する減算部273と、傾斜角度Asとオフセット量Asoとの減算値に基づいて保舵補助ベース電流Ihbを算出する保舵補助ベース電流算出部274とを備えている。
Further, the steering auxiliary
また、保舵補助電流算出部27は、車速Vcに応じて保舵補助ベース電流Ihbを補正するための電流補正係数Rcを設定する補正係数設定部275と、保舵補助ベース電流算出部274が算出した保舵補助ベース電流Ihbと、補正係数設定部275が設定した電流補正係数Rcとを乗算することにより保舵補助電流Ihを算出する乗算部276とを備えている。
Further, the steering auxiliary
先ずは、傾斜角度検出部271について詳述する。
図7は、傾斜角度検出部271の概略構成図である。
傾斜角度検出部271は、傾斜角度Asのベース値であるベース傾斜角度Asbを算出するベース傾斜角度算出部271aと、車速センサ170からの車速信号vに基づいて傾斜角度補正係数Raを設定する傾斜角度補正係数設定部271bと、ベース傾斜角度Asbと傾斜角度補正係数Raとを乗算するベース傾斜角度補正部271cと、を備えている。
また、傾斜角度検出部271は、横断勾配のある道路を走行しているか否かを判定する横断勾配走行判定部271dと、横断勾配走行判定部271dからの出力に基づいて傾斜角度Asを設定する傾斜角度設定部271eと、を備えている。
First, the
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the tilt
The tilt
Further, the inclination
ベース傾斜角度算出部271aは、トルクセンサ109からのトルク信号Td(操舵トルクT)および目標電流算出部20が算出した目標電流Itに基づいてベース傾斜角度Asbを算出する。例えば、ベース傾斜角度算出部271aは、トルクセンサ109にて検出された操舵トルクTと目標電流Itによって電動モータ110が発生するアシストトルクとを加算した合計トルクTaに応じたベース傾斜角度Asbを算出する。合計トルクTaに基づいてベース傾斜角度Asbを算出するのは、横断勾配がある路面では、車両の直進状態は、電動モータ110によるアシストトルクと運転者の操舵トルクTの両方で維持されるためである。
The base inclination
図8は、合計トルクTaとベース傾斜角度Asbとの対応を示す制御マップの概略図である。図8に示した制御マップは、車速Vcがある特定の車速である場合の制御マップの概略図である。
ベース傾斜角度算出部271aは、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、合計トルクTaとベース傾斜角度Asbとの対応を示す図8に例示した制御マップに、目標電流算出部20が算出した目標電流Itにより電動モータ110が発生するアシストトルクを推定するとともに、推定したアシストトルクとトルクセンサ109にて検出された操舵トルクTとを加算した合計トルクTaを算出して代入することによりベース傾斜角度Asbを算出する。
FIG. 8 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the total torque Ta and the base inclination angle Asb. The control map shown in FIG. 8 is a schematic diagram of the control map when the vehicle speed Vc is a specific vehicle speed.
For example, the base inclination
傾斜角度補正係数設定部271bは、ベース傾斜角度算出部271aにて算出されたベース傾斜角度Asbに対して車速Vcに応じた補正を行うための傾斜角度補正係数Raを設定する。
図9は、傾斜角度補正係数Raと車速Vcとの対応を示す制御マップの概略図である。
傾斜角度補正係数設定部271bは、車速センサ170からの車速信号vに基づいて傾斜角度補正係数Raを設定する。傾斜角度補正係数設定部271bは、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、傾斜角度補正係数Raと車速Vcとの対応を示す図9に例示した制御マップに、車速Vcを代入することにより傾斜角度補正係数Raを算出する。
The inclination angle correction
FIG. 9 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the inclination angle correction coefficient Ra and the vehicle speed Vc.
The inclination angle correction
ベース傾斜角度補正部271cは、ベース傾斜角度算出部271aにて算出されたベース傾斜角度Asbと傾斜角度補正係数設定部271bにて設定された傾斜角度補正係数Raとを乗算することにより補正後ベース傾斜角度Asbc算出する(Asbc=Asb×Ra)。
図9においては、車速Vcが大きくなるに従ってセルフアライニングトルクが大きくなることに鑑み、車速Vcが大きくなるに従って傾斜角度補正係数Raが小さくなるように設定されている。そして、ベース傾斜角度補正部271cは、この傾斜角度補正係数Raをベース傾斜角度Asbに乗算することにより、同じ傾斜角度Asでありながら、車速Vcが大きくなるほど傾斜角度Asが大きくなるように算出してしまうのを防止し、セルフアライニングトルクの成分を除去した傾斜角度Asを設定するために補正する。なお、図9においては、図8の制御マップの基となっている特定の車速である場合の傾斜角度補正係数Raが1である。
The base inclination
In FIG. 9, considering that the self-aligning torque increases as the vehicle speed Vc increases, the inclination angle correction coefficient Ra is set to decrease as the vehicle speed Vc increases. Then, the base inclination
横断勾配走行判定部271dは、横断勾配のある道路を走行しているか否かを判定する。例えば、横断勾配走行判定部271dは、所定値以上の操舵トルクTを発生させた状態で、車両が所定速度以上で直進走行し、かつその走行が所定時間以上連続したときに横断勾配のある道路を走行していると判定する。つまり、横断勾配走行判定部271dは、車速センサ170にて検出された車速Vcが所定速度以上であり、かつヨーレイトセンサ180にて検出されたヨーレイトの絶対値が所定ヨーレイト以下であり、かつトルクセンサ109にて検出された操舵トルクTが所定トルク以上である走行状態が所定時間以上続いたときに横断勾配のある道路を走行していると判定する。
The cross gradient running
傾斜角度設定部271eは、横断勾配走行判定部271dが横断勾配のある道路を走行していると判定した場合には、ベース傾斜角度補正部271cが算出した補正後ベース傾斜角度Asbcを傾斜角度Asとして設定し、横断勾配走行判定部271dが横断勾配のある道路を走行していると判定していない場合には、傾斜角度Asとして零を設定する。
The inclination
次に、オフセット量設定部272について詳述する。
図10は、オフセット量Asoと車速Vcとの対応を示す制御マップの概略図である。
オフセット量設定部272は、車速センサ170からの車速信号vに基づいてオフセット量Asoを設定する。オフセット量設定部272は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、オフセット量Asoと車速Vcとの対応を示す図10に例示した制御マップに、車速Vcを代入することによりオフセット量Asoを算出する。
なお、オフセット量Asoは、車速センサ170からの車速信号vに基づいて傾斜角度Asに対する不感帯領域を設定するための値である。
Next, the offset
FIG. 10 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the offset amount Aso and the vehicle speed Vc.
The offset
The offset amount Aso is a value for setting a dead zone region for the inclination angle As based on the vehicle speed signal v from the
減算部273は、傾斜角度設定部271eが設定した傾斜角度Asからオフセット量Asoを減算することにより偏差角度ΔAsを算出する。
保舵補助ベース電流算出部274は、減算部273が算出した偏差角度ΔAsが零よりも大きい場合に、偏差角度ΔAsに応じた補助操舵トルクを付与するための保舵補助電流Ihのベースとなる保舵補助ベース電流Ihbを設定する。
The
When the deviation angle ΔAs calculated by the
図11は、保舵補助ベース電流Ihbと偏差角度ΔAsとの対応を示す制御マップの概略図である。
保舵補助ベース電流算出部274は、減算部273が算出した偏差角度ΔAsに応じた保舵補助ベース電流Ihbを設定する。保舵補助ベース電流算出部274は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、保舵補助ベース電流Ihbと偏差角度ΔAsとの対応を示す図11に例示した制御マップに、偏差角度ΔAsを代入することにより保舵補助ベース電流Ihbを算出し、これを保舵補助ベース電流Ihbとして設定する。
FIG. 11 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the steering assist base current Ihb and the deviation angle ΔAs.
The steering assist base
他方、保舵補助ベース電流算出部274は、減算部273が算出した偏差角度ΔAsが零よりも大きくない場合には、保舵補助ベース電流Ihbとして零を設定する。つまり、保舵補助ベース電流算出部274は、傾斜角度設定部271eが設定した傾斜角度Asがオフセット量Asoよりも小さい場合には保舵補助ベース電流Ihbとして零を設定する。
このように、オフセット量Asoは、保舵補助電流Ihを決定するにあたっての不感帯領域を定める。そして、図10に示した制御マップにおいては、車速Vcが大きいほどオフセット量Asoを小さくし、不感帯領域を小さくしている。
On the other hand, when the deviation angle ΔAs calculated by the
Thus, the offset amount Aso defines a dead zone region in determining the steering assist current Ih. In the control map shown in FIG. 10, the greater the vehicle speed Vc, the smaller the offset amount Aso and the smaller the dead zone area.
図12は、車速Vcと電流補正係数Rcとの対応を示す制御マップの概略図である。
補正係数設定部275は、車速Vcに応じた電流補正係数Rcを設定する。補正係数設定部275は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、車速Vcと電流補正係数Rcとの対応を示す図12に例示した制御マップに、車速Vcを代入することにより電流補正係数Rcを算出し、これを電流補正係数Rcとして設定する。
FIG. 12 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the vehicle speed Vc and the current correction coefficient Rc.
The correction
乗算部276は、保舵補助ベース電流算出部274にて設定された保舵補助ベース電流Ihbと補正係数設定部275が設定した電流補正係数Rcとを乗算することにより保舵補助電流Ihを算出し、出力する。
The
以上、説明したように、保舵補助電流算出部27は、横断勾配のある道路で車両を直進する際に、ステアリングホイール101の操舵角Saを横断勾配に基づいて定められる保舵角Sahに保持するための保舵アシスト力を電動モータ110に付与させる保舵補助電流Ihを算出する。そして、この保舵補助電流Ihが目標電流Itに加味されることにより、横断勾配のある道路を直進する際の操舵負担が軽減される。このように、保舵補助電流算出部27は、保舵アシスト力を電動モータ110に付与させる保舵アシスト部の一例として機能する。
As described above, the steering assist
次に、復元補助電流算出部28について説明する。
図13は、復元補助電流算出部28の概略構成図である。
復元補助電流算出部28は、レゾルバ120からの出力信号に基づいて実際の操舵角Saの変化速度である実操舵角速度ωaを推定する操舵角速度推定部281と、保舵補助電流算出部27から出力された保舵補助電流Ihにてアシストされることにより保舵されるべき操舵角Saである保舵角Sahを算出する保舵角算出部282と、を備えている。
Next, the restoration auxiliary
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of the restoration auxiliary
The restoration auxiliary
また、復元補助電流算出部28は、仮目標電流Itfを補正するための復元補助電流Irの基となる目標操舵角速度ωmのベースである補正用ベース操舵角速度ωcbを算出する補正用ベース操舵角速度算出部283と、保舵角算出部282が算出した保舵角Sahに相当する保舵分操舵角速度ωchを算出する保舵分操舵角速度算出部284と、を備えている。
また、復元補助電流算出部28は、補正用ベース操舵角速度算出部283にて算出された補正用ベース操舵角速度ωcbと保舵分操舵角速度算出部284にて算出された保舵分操舵角速度ωchとに基づいて目標操舵角速度ωmを算出する目標操舵角速度算出部285を備えている。
In addition, the restoration auxiliary
Further, the restoration auxiliary
また、復元補助電流算出部28は、車速Vcに応じて目標操舵角速度ωmを補正するための車速補正係数Rvを設定する車速補正係数設定部286と、目標操舵角速度算出部285が算出した目標操舵角速度ωmと車速補正係数設定部286が設定した車速補正係数Rvとを乗算することにより補正後目標操舵角速度ωmcを算出する乗算部287と、を備えている。
The restoration assist
また、復元補助電流算出部28は、乗算部287が算出した補正後目標操舵角速度ωmcから操舵角速度推定部281が推定した実操舵角速度ωaを減算することにより、電流に換算するための操舵角速度である換算用操舵角速度ωr(=ωmc−ωa)を算出する減算部288を備えている。
また、復元補助電流算出部28は、減算部288が算出した換算用操舵角速度ωrに基づいて復元補助電流Irを設定(算出)する復元補助電流設定部289を備えている。
Further, the restoration auxiliary
The restoration auxiliary
次に、復元補助電流算出部28が備える各構成要素について詳述する。
操舵角速度推定部281は、操舵角算出部73が算出した操舵角Saを時間微分することにより実操舵角速度ωaを推定する。
Next, each component provided in the restoration auxiliary
The steering angular
保舵角算出部282は、保舵補助電流算出部27から出力された保舵補助電流Ihに基づいて保舵角Sahを算出する。
図14は、保舵角Sahと保舵補助電流Ihとの対応を示す制御マップの概略図である。
保舵角算出部282は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、保舵角Sahと保舵補助電流Ihとの対応を示す図14に例示した制御マップに、保舵補助電流Ihを代入することにより保舵角Sahを算出する。
図14に例示した制御マップにおいては、保舵補助電流Ihがプラス方向に大きくなるに従って保舵角Sahがプラス方向に大きくなり、保舵補助電流Ihがマイナス方向に大きくなるに従って保舵角Sahがマイナス方向に大きくなるように設定されている。
The steering
FIG. 14 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the steering angle Sah and the steering auxiliary current Ih.
The steered
In the control map illustrated in FIG. 14, the steering angle Sah increases in the positive direction as the steering auxiliary current Ih increases in the positive direction, and the steering angle Sah increases as the steering auxiliary current Ih increases in the negative direction. It is set to increase in the negative direction.
補正用ベース操舵角速度算出部283は、操舵角算出部73が算出した操舵角Saに基づいて補正用ベース操舵角速度ωcbを算出する。
図15は、補正用ベース操舵角速度ωcbと操舵角Saとの対応を示す制御マップの概略図である。
補正用ベース操舵角速度算出部283は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、補正用ベース操舵角速度ωcbと操舵角Saとの対応を示す図15に例示した制御マップに、操舵角算出部73が算出した操舵角Saを代入することにより補正用ベース操舵角速度ωcbを算出する。
The correction base steering angular
FIG. 15 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the correction base steering angular velocity ωcb and the steering angle Sa.
The correction base steering angular
図15に例示した制御マップにおいては、操舵角Saがプラス方向に大きくなるに従って補正用ベース操舵角速度ωcbがマイナス方向に大きくなる。そして、操舵角Saが零から小さめの角度のうちは補正用ベース操舵角速度ωcbがマイナス方向に急激に大きくなり、操舵角Saが大きくなると補正用ベース操舵角速度ωcbがマイナス方向に大きくなる割合が徐々に小さくなる。他方、操舵角Saがマイナス方向に大きくなるに従って補正用ベース操舵角速度ωcbがプラス方向に大きくなる。そして、操舵角Saが零からマイナス方向に小さめの角度のうちは補正用ベース操舵角速度ωcbがプラス方向に急激に大きくなり、操舵角Saがマイナス方向に大きくなると補正用ベース操舵角速度ωcbがプラス方向に大きくなる割合が徐々に小さくなる。 In the control map illustrated in FIG. 15, the correction base steering angular velocity ωcb increases in the minus direction as the steering angle Sa increases in the plus direction. When the steering angle Sa is smaller than zero, the correction base steering angular velocity ωcb suddenly increases in the negative direction. When the steering angle Sa increases, the correction base steering angular velocity ωcb increases in the negative direction gradually. Becomes smaller. On the other hand, as the steering angle Sa increases in the minus direction, the correction base steering angular velocity ωcb increases in the plus direction. When the steering angle Sa is smaller from zero to the minus direction, the correction base steering angular velocity ωcb suddenly increases in the positive direction. When the steering angle Sa increases in the negative direction, the correction base steering angular velocity ωcb increases in the positive direction. The rate of increasing gradually decreases.
保舵分操舵角速度算出部284は、保舵角算出部282が算出した保舵角Sahに基づいて保舵分操舵角速度ωchを算出する。
図16は、保舵分操舵角速度ωchと保舵角Sahとの対応を示す制御マップの概略図である。
保舵分操舵角速度算出部284は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、保舵分操舵角速度ωchと保舵角Sahとの対応を示す図16に例示した制御マップに、保舵角算出部282が算出した保舵角Sahを代入することにより保舵分操舵角速度ωchを算出する。
図16に例示した制御マップにおける曲線は、図15に例示した制御マップにおける曲線と同じである。ゆえに、操舵角Saと保舵角Sahとが同じである場合には、補正用ベース操舵角速度ωcbと保舵分操舵角速度ωchとが同じになる。
The retained steering steering angular
FIG. 16 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the steering holding steering angular velocity ωch and the steering holding angle Sah.
The steered steering steering angular
The curve in the control map illustrated in FIG. 16 is the same as the curve in the control map illustrated in FIG. Therefore, when the steering angle Sa and the steering angle Sah are the same, the correction base steering angular velocity ωcb and the steering-amount steering angular velocity ωch are the same.
目標操舵角速度算出部285は、補正用ベース操舵角速度算出部283にて算出された補正用ベース操舵角速度ωcbから保舵分操舵角速度算出部284にて算出された保舵分操舵角速度ωchを減算することにより目標操舵角速度ωmを算出する(ωm=ωcb−ωch)。
The target steering angular
車速補正係数設定部286は、車速信号vに基づいて車速補正係数Rvを設定する。
図17は、車速補正係数Rvと車速Vcとの対応を示す制御マップの概略図である。
車速補正係数設定部286は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、車速補正係数Rvと車速Vcとの対応を示す図17に例示した制御マップに、車速Vcを代入することにより車速補正係数Rvを算出する。
The vehicle speed correction
FIG. 17 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the vehicle speed correction coefficient Rv and the vehicle speed Vc.
The vehicle speed correction
図17に例示した制御マップにおいては、車速Vcが大きくなるに従って車速補正係数Rvが大きくなる。そして、車速補正係数Rvが大きくなる割合が、車速Vcが大きい場合よりも車速Vcが小さい場合の方が大きい。なお、本実施の形態においては、車速Vcが10(km/h)のときに車速補正係数Rvが1となるように設定されている。 In the control map illustrated in FIG. 17, the vehicle speed correction coefficient Rv increases as the vehicle speed Vc increases. The rate at which the vehicle speed correction coefficient Rv increases is greater when the vehicle speed Vc is smaller than when the vehicle speed Vc is large. In the present embodiment, the vehicle speed correction coefficient Rv is set to 1 when the vehicle speed Vc is 10 (km / h).
復元補助電流設定部289は、減算部288が算出した換算用操舵角速度ωrに所定の換算係数を乗算することで復元補助電流Irを算出し、復元補助電流Irとして設定する。
The restoration auxiliary
以上、説明したように、復元補助電流算出部28は、横断勾配のある道路を走行しておらず保舵補助電流Ihが零である場合、ステアリングホイール101の切り戻し時にステアリングホイール101を中立位置に戻すための戻りアシスト力を電動モータ110に付与させる復元補助電流Irを算出する。そして、この復元補助電流Irが目標電流Itに加味されることにより、切り戻し時にステアリングホイール101が中立位置に強制的に戻される。このように、復元補助電流算出部28は、戻りアシスト力を電動モータ110に付与させる戻りアシスト部の一例として機能する。
As described above, the restoration auxiliary
次に、以上のように構成されたステアリング装置100の作用について説明する。
上述したように制御装置10の目標電流算出部20は、仮目標電流決定部25にて決定された仮目標電流Itfと保舵補助電流算出部27にて算出された保舵補助電流Ihと復元補助電流算出部28にて算出された復元補助電流Irとを加算した値を目標電流Itとする。
それゆえ、横断勾配のある道路を走行していない場合、保舵補助電流Ihが零であるので、目標電流算出部20は、仮目標電流Itfと復元補助電流Irとを加算した値を目標電流Itとする。
Next, the operation of the
As described above, the target
Therefore, since the steering assist current Ih is zero when the vehicle is not traveling on a road with a cross slope, the target
図18は、横断勾配のない道路を30km/h前後の車速Vcで走行している場合であって、ステアリングホイール101を中立位置から右に切り込んだ後に手放し状態で戻した場合の操舵角Saに対する実操舵角速度ωa、補正後目標操舵角速度ωmc、目標電流Itの変化を示す図である。
車速Vcが30km/h前後であるので、車速補正係数Rvは1よりも大きな値である(図17参照)。また、保舵補助電流Ihが零であるので、保舵分操舵角速度ωchは零である。ゆえに、操舵角Saに対する実操舵角速度ωaおよび補正後目標操舵角速度ωmcは図18に示す通りとなる。そして、復元補助電流Irは、換算用操舵角速度ωr(=ωmc−ωa)に所定の換算係数を乗算することにより算出されるので、操舵角Saに対する目標電流Itは図18に示す通りとなる。
FIG. 18 shows a case where the vehicle is traveling on a road having no crossing gradient at a vehicle speed Vc of about 30 km / h, and the steering angle Sa corresponds to the steering angle Sa when the
Since the vehicle speed Vc is around 30 km / h, the vehicle speed correction coefficient Rv is a value larger than 1 (see FIG. 17). Moreover, since the steering assist current Ih is zero, the steering angular velocity ωch is zero. Therefore, the actual steering angular velocity ωa and the corrected target steering angular velocity ωmc with respect to the steering angle Sa are as shown in FIG. Then, since the restoration auxiliary current Ir is calculated by multiplying the conversion steering angular velocity ωr (= ωmc−ωa) by a predetermined conversion coefficient, the target current It with respect to the steering angle Sa is as shown in FIG.
このように算出された目標電流Itにより、ステアリングホイール101を切り込んだ後に手放し状態で切り戻したとしても中立位置まで戻る。つまり、セルフアライニングトルクが作用して自然と操舵角Saは小さくなるものの、ステアリング系のフリクション等で中立位置までは戻らないが、復元補助電流Irが目標電流Itに加味されることにより操舵角Saを中立位置まで強制的に戻すことができる。
Even if the
一方、横断勾配のある道路を走行し、保舵補助電流Ihが零ではない場合、目標電流算出部20は、保舵補助電流Ihを加味した値を目標電流Itとする。
図19は、直進しながら横断勾配のない道路から横断勾配のある道路に移動した場合の路面の傾斜角度Asと操舵角Saの変化を示す図である。
直進するために、傾斜角度Asが大きくなるに従って操舵角Saが大きくされ、横断勾配のある道路(不感帯領域外の道路)に移行すると、横断勾配の傾斜角度As、車速Vcに応じた操舵角Saに保舵される。このとき、目標電流Itには、横断勾配のある道路を直進するのをアシストする分の保舵補助電流Ihが加味される。すると、補正後目標操舵角速度ωmcは、補正用ベース操舵角速度ωcbから保舵分操舵角速度ωchを減算することにより得た目標操舵角速度ωm(=ωcb−ωch)に車速補正係数Rvを乗算した値となる。保舵分操舵角速度ωchは、横断勾配のある道路を直進走行するのに保持された操舵角(保舵角Sah)に相当する値である。それゆえ、目標電流Itには、保舵角Sahまで復元するための復元補助電流Irが加味されることとなる。これにより、操舵角Saが、横断勾配のある道路を直進走行するための保舵角Sahに維持されることとなる。
On the other hand, when the vehicle travels on a road with a cross slope and the steering assist current Ih is not zero, the target
FIG. 19 is a diagram illustrating changes in the road surface inclination angle As and the steering angle Sa when moving straight from a road having no cross gradient to a road having a cross gradient.
In order to go straight, the steering angle Sa is increased as the inclination angle As increases, and when the vehicle moves to a road with a cross gradient (a road outside the dead zone), the steering angle Sa corresponding to the inclination angle As of the cross gradient and the vehicle speed Vc. Being steered to At this time, the steering assist current Ih is added to the target current It for assisting the vehicle to go straight on a road with a cross slope. Then, the corrected target steering angular velocity ωmc is obtained by multiplying the target steering angular velocity ωm (= ωcb−ωch) obtained by subtracting the steering-maintained steering angular velocity ωch from the correction base steering angular velocity ωcb by the vehicle speed correction coefficient Rv. Become. The steering steering steering angular velocity ωch is a value corresponding to the steering angle (steering angle Sah) that is maintained when the vehicle travels straight on a road having a cross gradient. Therefore, the restoration auxiliary current Ir for restoration to the steering angle Sah is added to the target current It. As a result, the steering angle Sa is maintained at the steering angle Sah for traveling straight on a road with a cross gradient.
このように、本実施の形態に係るステアリング装置100によれば、横断勾配のある道路を直進走行する際に保舵補助電流Ihが供給されて保舵されている保舵角Sahを学習し、ステアリングホイール101の操舵角Saが、その学習した保舵角Sahとなるように復元補助電流Irが供給される。
したがって、本実施の形態に係るステアリング装置100によれば、ステアリングホイール101の操舵角Saを横断勾配に基づいて定められる保舵角Sahに保持するための保舵アシスト力を電動モータ110に付与させる機能と、切り戻し時にステアリングホイール101の操舵角Saを中立位置に戻す機能との両方を実現することができる。
Thus, according to the
Therefore, according to the
<変形例>
上述した実施の形態に係る復元補助電流算出部28を以下のように構成してもよい。
図20は、変形例に係る復元補助電流算出部48の概略構成図である。上述した実施の形態に係る復元補助電流算出部28内の構成要素と同一の機能を有する構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。
<Modification>
The restoration auxiliary
FIG. 20 is a schematic configuration diagram of the restoration auxiliary
変形例に係る復元補助電流算出部48は、上述した保舵角算出部282と、この保舵角算出部282が算出した保舵角Sahと操舵角算出部73が算出した操舵角Saとに基づいて、保舵角Sahに対する操舵角Saの実際の変化速度である実偏差操舵角速度ωdを推定する偏差操舵角速度推定部481を備えている。
また、復元補助電流算出部48は、保舵角算出部282が算出した保舵角Sahと操舵角算出部73が算出した操舵角Saとに基づいて目標操舵角速度ωmを算出する目標操舵角速度算出部485を備えている。
The restoration auxiliary
Further, the restoration auxiliary
また、復元補助電流算出部48は、上述した車速補正係数設定部286と、目標操舵角速度算出部485が算出した目標操舵角速度ωmと車速補正係数設定部286が設定した車速補正係数Rvとを乗算することにより補正後目標操舵角速度ωmcを算出する乗算部287と、を備えている。
また、復元補助電流算出部48は、乗算部287が算出した補正後目標操舵角速度ωmcから偏差操舵角速度推定部481が推定した実偏差操舵角速度ωdを減算することにより、電流に換算するための操舵角速度である換算用操舵角速度ωr(=ωmc−ωd)を算出する減算部288と、減算部288が算出した換算用操舵角速度ωrに基づいて復元補助電流Irを設定(算出)する復元補助電流設定部289と、を備えている。
Further, the restoration assist
Further, the restoration auxiliary
偏差操舵角速度推定部481は、操舵角算出部73が算出した操舵角Saから保舵角算出部282が算出した保舵角Sahを減算することにより得た減算値(Sa−Sah)を時間微分することにより実偏差操舵角速度ωdを推定する。
The deviation steering angular
目標操舵角速度算出部485は、操舵角算出部73が算出した操舵角Saから保舵角算出部282が算出した保舵角Sahを減算することにより得た減算値(Sa−Sah)に基づいて目標操舵角速度ωmを算出する。
図21は、目標操舵角速度ωmと減算値(Sa−Sah)との対応を示す制御マップの概略図である。
目標操舵角速度算出部485は、例えば、予め経験則に基づいて作成しROMに記憶しておいた、目標操舵角速度ωmと減算値(Sa−Sah)との対応を示す図21に例示した制御マップに、減算値(Sa−Sah)を代入することにより目標操舵角速度ωmを算出する。
図21に例示した制御マップにおいては、図15に例示した制御マップと同様、減算値(Sa−Sah)がプラス方向に大きくなるに従って目標操舵角速度ωmがマイナス方向に大きくなる。
The target steering angular
FIG. 21 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the target steering angular velocity ωm and the subtraction value (Sa-Sah).
The target steering angular
In the control map illustrated in FIG. 21, the target steering angular velocity ωm increases in the negative direction as the subtraction value (Sa-Sah) increases in the positive direction, as in the control map illustrated in FIG.
かかる構成の変形例に係る復元補助電流算出部48は、横断勾配のある道路を走行しておらず保舵補助電流Ihが零である場合、ステアリングホイール101の切り戻し時にステアリングホイール101を中立位置に戻すための戻りアシスト力を電動モータ110に付与させる復元補助電流Irを算出する。
When the steering assist current Ih is zero when the steering assist current Ih is zero when the vehicle is not traveling on a road with a cross gradient, the restoration assist
一方、横断勾配のある道路を走行し、目標電流Itに、横断勾配のある道路を直進するためのアシスト分の保舵補助電流Ihが加味されると、目標操舵角速度ωmは、操舵角Saから保舵角Sahを減算することにより得た減算値(Sa−Sah)と図21に例示した制御マップとを用いて算出される。つまり、保舵角Sahに対する操舵角Saのズレ分と対応する目標操舵角速度ωmが設定される。そして、この目標操舵角速度ωmが補正された補正後目標操舵角速度ωmcと、偏差操舵角速度推定部481が推定した実偏差操舵角速度ωdとの偏差である換算用操舵角速度ωr(=ωmc−ωd)に基づいて復元補助電流Irが設定(算出)される。この復元補助電流Irは、保舵角Sahを操舵角Saの中立位置(保舵角Sah)に設定し、その中立位置に復元補助するための電流であり、操舵角Saを保舵角Sahに一致させるための電流である。そして、操舵角Saが保舵角Sahに一致している場合(Sa−Sah=0)には、目標操舵角速度ωmは零となり、実偏差操舵角速度ωdも零となるため復元補助電流Irが零に保持される。
On the other hand, when the vehicle travels on a road with a cross slope and the steering assist current Ih for assisting the vehicle to travel straight on the road with a cross slope is added to the target current It, the target steering angular velocity ωm is calculated from the steering angle Sa. It is calculated using the subtraction value (Sa-Sah) obtained by subtracting the steering angle Sah and the control map illustrated in FIG. That is, the target steering angular velocity ωm corresponding to the deviation of the steering angle Sa from the steering angle Sah is set. Then, a converted steering angular velocity ωr (= ωmc−ωd), which is a deviation between the corrected target steering angular velocity ωmc obtained by correcting the target steering angular velocity ωm and the actual deviation steering angular velocity ωd estimated by the deviation steering angular
したがって、この変形例に係る復元補助電流算出部48を有するステアリング装置100によっても、ステアリングホイール101の操舵角Saを横断勾配に基づいて定められる保舵角Sahに保持するための保舵アシスト力を電動モータ110に付与させる機能と、切り戻し時にステアリングホイール101の操舵角Saを中立位置に戻す機能との両方を実現することができる。
Therefore, the steering assisting force for maintaining the steering angle Sa of the
10…制御装置、20…目標電流算出部、27…保舵補助電流算出部、28,48…復元補助電流算出部、30…制御部、100…電動パワーステアリング装置、110…電動モータ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
横断勾配のある道路で前記車両を直進する際に、前記ステアリングホイールの操舵角を当該横断勾配に基づいて定められる保舵角に保持するための保舵アシスト力を前記電動モータに付与させる保舵アシスト部と、
前記ステアリングホイールの切り戻し時に当該ステアリングホイールを中立位置に戻すための戻りアシスト力を前記電動モータに付与させる戻りアシスト部と、
を備え、
前記戻りアシスト部は、前記保舵アシスト部が前記保舵アシスト力を付与させている際には、前記戻りアシスト力の代わりに前記保舵角に戻すためのアシスト力を前記電動モータに付与させる
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric motor that applies assisting force to the steering wheel of the vehicle;
When the vehicle travels straight on a road having a cross slope, the steering motor is provided with a steering assist force for maintaining a steering angle of the steering wheel at a steering angle determined based on the cross slope. An assist section;
A return assist unit that applies a return assist force to the electric motor for returning the steering wheel to a neutral position when the steering wheel is switched back;
With
The return assist unit gives the electric motor an assist force for returning to the steered angle instead of the return assist force when the steered assist unit is giving the steered assist force. An electric power steering device.
前記戻りアシスト部は、前記電動モータに前記戻りアシスト力を付与させるのに必要なアシスト電流を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 The steering assist unit calculates an assist current required to give the steering assist force to the electric motor,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the return assist unit calculates an assist current necessary for applying the return assist force to the electric motor.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置。 The return assist unit calculates an assist current required for applying the return assist force based on an assist current required for applying the steering assist force to the electric motor. 3. The electric power steering apparatus according to 1 or 2.
横断勾配のある道路で車両を直進する際に、当該車両のステアリングホイールの操舵角を当該横断勾配に基づいて定められる保舵角に保持するための保舵アシスト力を電動モータに付与させる保舵アシスト機能と、
前記ステアリングホイールの切り戻し時に当該ステアリングホイールを中立位置に戻すための戻りアシスト力を前記電動モータに付与させる戻りアシスト機能と、
を備え、
前記戻りアシスト機能は、前記保舵アシスト機能が前記保舵アシスト力を付与させている際には、前記戻りアシスト力の代わりに前記保舵角に戻すためのアシスト力を前記電動モータに付与させる
ことを実現させるプログラム。 On the computer,
When the vehicle travels straight on a road with a cross slope, the wheel holding assist force is applied to the electric motor to hold the steering angle of the steering wheel of the vehicle at a steering angle determined based on the cross slope. Assist function,
A return assist function for giving the electric motor a return assist force for returning the steering wheel to a neutral position when the steering wheel is switched back;
With
The return assist function gives the electric motor an assist force for returning to the steered angle instead of the return assist force when the steered assist function is giving the steered assist force. A program that makes things happen.
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