JP2015223875A - Automatic steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動操舵装置に関するものである。 The present invention relates to an automatic steering apparatus.
従来、操舵モータを回転制御することにより操舵する自動操舵装置では、目標操舵角と操舵角検出手段が検出した実操舵角との偏差が減少するように、モータ電流を制御している。しかし、タイヤと路面との摩擦係数、及び車速等により操舵負荷条件が変化し、その変化のために、実操舵角の追従性、及び収束性にバラツキが生じる問題がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an automatic steering apparatus that steers by controlling the rotation of a steering motor, the motor current is controlled so that the deviation between the target steering angle and the actual steering angle detected by the steering angle detection means is reduced. However, the steering load condition changes depending on the friction coefficient between the tire and the road surface, the vehicle speed, and the like, and there is a problem that the followability and convergence of the actual steering angle vary due to the change.
そのため例えば、特許文献1に記載の自動操舵装置では、目標操舵角と実操舵角の偏差に対して、実操舵角の変化割合が小さい時は、操舵負荷が大きいと判断して、制御ゲインを大きくするので、実操舵角の追従性、及び収束性にバラツキが生じない。 Therefore, for example, in the automatic steering device described in Patent Document 1, when the change rate of the actual steering angle is small with respect to the deviation between the target steering angle and the actual steering angle, it is determined that the steering load is large, and the control gain is set. Since it is increased, there is no variation in the followability and convergence of the actual steering angle.
しかし、上記方法では、実操舵角の変化割合を検出して、制御ゲインを変化させているので、実操舵角の追従性、収束性、及び応答性が遅れる虞があった。 However, in the above method, since the change rate of the actual steering angle is detected and the control gain is changed, the followability, convergence, and responsiveness of the actual steering angle may be delayed.
本発明の目的は、操舵負荷条件の変化に起因して、実操舵角の追従性、収束性、及び応答性にバラツキが生じない自動操舵装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an automatic steering device that does not cause variations in followability, convergence, and response of an actual steering angle due to changes in steering load conditions.
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、操舵角指令と実操舵角検出手段が検出した実操舵角との偏差が減少するように、モータ電流制御部を制御し、モータを回転制御する自動操舵装置において、モータ実電流を検出するモータ実電流検出手段と、モータ回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記モータのパラメータを記憶するモータパラメータ記憶手段と、前記モータのパラメータと前記モータ回転角と前記モータ実電流よりモータ電流制御部ゲインを決定するモータ電流制御部ゲイン決定手段とを備え、前記モータ電流制御部ゲイン決定手段は、前記モータ実電流が所定の電流値より大きい場合には、前記モータ実電流に対して、前記モータのパラメータの一部である外乱トルクを零とした時の第1のモータの回転角加速度を求めるとともに、更に、前記モータ回転角の2次微分より第2のモータの回転角加速度を求め、前記第1のモータの回転角加速度と、前記第2のモータの回転角加速度の差の絶対値が所定のモータ回転角加速度より大きくなった場合には、前記モータ電流制御部の制御ゲインを大きくすること、を要旨とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 controls the motor current control unit so that the deviation between the steering angle command and the actual steering angle detected by the actual steering angle detection means is reduced, and the motor In an automatic steering apparatus for controlling rotation of the motor, motor actual current detection means for detecting motor actual current, motor rotation angle detection means for detecting motor rotation angle, motor parameter storage means for storing parameters of the motor, and the motor Motor current control unit gain determining means for determining a motor current control unit gain from the parameters of the motor, the motor rotation angle, and the motor actual current, and the motor current control unit gain determining means is configured such that the motor actual current is a predetermined current. When the value is larger than the value, the rotation of the first motor when the disturbance torque, which is a part of the motor parameters, is set to zero with respect to the actual motor current. In addition to obtaining the acceleration, the rotational angular acceleration of the second motor is obtained from the second derivative of the rotational angle of the motor, and the difference between the rotational angular acceleration of the first motor and the rotational angular acceleration of the second motor is calculated. The gist is to increase the control gain of the motor current control unit when the absolute value becomes larger than a predetermined motor rotation angular acceleration.
本請求項の自動操舵装置では、モータ実電流を検出するモータ実電流検出手段と、モータ回転角を検出するモータ回転角検出手段と、モータのモータパラメータを記憶するモータパラメータ記憶手段と、モータのパラメータとモータ回転角とモータ実電流よりモータ電流制御部の制御ゲインを決定するモータ電流制御部ゲイン決定手段とを備え、モータ電流制御部ゲイン決定手段は、モータ実電流が所定のモータ実電流より大きい場合には、モータ実電流に対して、モータパラメータの一部である外乱トルクを零とした時の第1のモータ回転角加速度を求めるとともに、更に、モータ回転角の2次微分より第2のモータ回転角加速度を求め、第1のモータ回転角加速度と、第2のモータ回転角加速度の差の絶対値が所定のモータ回転角加速度より大きくなった場合には、モータ電流制御部の制御ゲインを大きくする構成とした。 In the automatic steering device according to the present invention, the motor actual current detecting means for detecting the motor actual current, the motor rotation angle detecting means for detecting the motor rotation angle, the motor parameter storage means for storing the motor parameters of the motor, A motor current control unit gain determining unit that determines a control gain of the motor current control unit from the parameter, the motor rotation angle, and the motor actual current, and the motor current control unit gain determining unit determines whether the motor actual current is greater than a predetermined motor actual current. When the motor torque is large, the first motor rotation angular acceleration when the disturbance torque, which is a part of the motor parameter, is set to zero is obtained with respect to the motor actual current, and the second difference is obtained from the second derivative of the motor rotation angle. And the absolute value of the difference between the first motor rotational angular acceleration and the second motor rotational angular acceleration is a predetermined motor rotational angular acceleration. Ri if it becomes large, and configured to increase the control gain of the motor current control unit.
即ち、モータ実電流が所定のモータ実電流より大きい場合には、通常状態なら、モータが高速回転していると判断される。それを検証するため、モータ実電流に対して、モータのパラメータの一部である外乱トルクを零とした時の第1のモータ回転角加速度を求めるとともに、更に、モータ回転角の2次微分より第2のモータ回転角加速度を求め、第1のモータ回転角加速度と、第2のモータ回転角加速度の差の絶対値が所定のモータ回転角加速度より大きくなったか否かを判定する。 That is, when the motor actual current is larger than the predetermined motor actual current, it is determined that the motor is rotating at high speed in the normal state. In order to verify this, the first motor rotation angular acceleration when the disturbance torque that is a part of the motor parameter is set to zero is obtained with respect to the motor actual current, and further, from the second derivative of the motor rotation angle. The second motor rotational angular acceleration is obtained, and it is determined whether or not the absolute value of the difference between the first motor rotational angular acceleration and the second motor rotational angular acceleration is greater than a predetermined motor rotational angular acceleration.
そして、第1のモータ回転角加速度と、第2のモータ回転角加速度の差の絶対値が所定のモータ回転角加速度より大きくなった場合には、モータ実電流が大きいにも拘わらず、タイヤと路面との摩擦係数、及び車速等により操舵負荷条件が大きいと判断して、モータ電流制御部の制御ゲインを大きくする。モータ電流制御部の制御ゲインを大きくすることにより、モータ電流制御部でのモータ実電流を大きくできる。 When the absolute value of the difference between the first motor rotational angular acceleration and the second motor rotational angular acceleration is greater than a predetermined motor rotational angular acceleration, the tire It is determined that the steering load condition is large based on the coefficient of friction with the road surface, the vehicle speed, and the like, and the control gain of the motor current control unit is increased. By increasing the control gain of the motor current control unit, the motor actual current in the motor current control unit can be increased.
その結果、大きくなった操舵負荷条件に打ち勝ち、指令操舵角に対して実操舵角の追従性、収束性、及び応答性にバラツキを生じなく追従させることができる。 As a result, it is possible to overcome the increased steering load condition and follow the command steering angle without variation in the followability, convergence, and response of the actual steering angle.
本発明によれば、操舵負荷条件の変化に起因して、実操舵角の追従性、収束性、及び応答性にバラツキが生じない自動操舵装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an automatic steering device that does not cause variations in followability, convergence, and response of an actual steering angle due to changes in steering load conditions.
以下、コラム型の電動パワーステアリング装置(以下、EPSという)を備えた自動操舵装置1に具体化した本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態の自動操舵装置は、操舵角指令θp*を車内ネットワーク60(CAN)を介して、EPSECU29に送信する上位コントローラである自動運転ECU28を有している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention embodied in an automatic steering apparatus 1 having a column-type electric power steering apparatus (hereinafter referred to as EPS) will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the automatic steering apparatus of the present embodiment includes an
次に、本実施形態のEPSについて説明する。図1に示すように、本実施形態のEPSにおいて、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。
Next, the EPS of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, in the EPS of the present embodiment, a
尚、本実施形態のステアリングシャフト3は、コラムシャフト8、インターミディエイトシャフト9、及びピニオンシャフト10を連結してなる。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド11を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪12の舵角が変更されるようになっている。
The
また、EPSは、モータ21を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのEPSアクチュエータ24と、EPSアクチュエータ24の作動を制御するEPSECU29とを備えている。
The EPS also includes an
本実施形態のEPSアクチュエータ24は、コラム型のEPSアクチュエータであり、その駆動源であるモータ21は、減速機構23を介してコラムシャフト8と駆動連結されている。そして、同モータ21の回転を減速機構23により減速してコラムシャフト8に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
The
一方、EPSECU29には、車速センサ25、トルクセンサ26、実操舵角検出手段である操舵角センサ27、及びモータ回転角検出手段であるモータ回転角センサ22が接続されており、EPSECU29は、これら各センサの出力信号に基づいて、車速V、操舵トルクτ、実操舵角θp、及びモータ回転角θmを検出する。
On the other hand, the EPSECU 29 is connected to a
尚、トルクセンサ26はツインレゾルバ型のトルクセンサである。EPSECU29は、図示しないトーションバーの両端に設けられた一対のレゾルバの各出力信号に基づいて操舵トルクτを演算する。また、EPSECU29は、これら検出される各状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、その駆動源であるモータ21への駆動電力の供給を通じて、EPSアクチュエータ24の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する。
The
次に、本実施形態の自動操舵装置における電気的構成について説明する。
図2は、本実施形態の自動操舵装置の制御ブロック図である。同図に示すように、EPSECU29は、モータ制御信号を出力するマイコン30と、そのモータ制御信号に基づいて、EPSアクチュエータ24の駆動源であるモータ21に駆動電力を供給する駆動回路部31、及びモータ21に通電されるモータ実電流Imを検出するためのモータ実電流検出手段である電流センサ32とを備えている。
Next, an electrical configuration of the automatic steering apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a control block diagram of the automatic steering apparatus of the present embodiment. As shown in the figure, the EPS ECU 29 includes a
駆動回路部31は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位(アーム)として各相に対応する2つのアームを並列接続してなる公知のPWMインバータ(図示せず)である。また、マイコン30の出力するモータ制御信号は、駆動回路部31を構成する各スイッチング素子のオンデューティ比を規定するものとなっている。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、モータ制御信号に応答して、各スイッチング素子がオン/オフすることにより、バッテリ20の電源電圧に基づくモータ駆動電力を生成して、モータ21へと出力する構成になっている。
The
EPSECU29には、モータ21のモータ回転角θmを検出するためのモータ回転角センサ22が接続されている。そして、マイコン30は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ21のモータ実電流Im、及びモータ回転角θm、並びに上記操舵トルクτ、車速V、及び実操舵角θpに基づいて、駆動回路部31にモータ制御信号を出力する。
The EPS ECU 29 is connected to a motor
以下に示す各制御ブロックは、マイコン30が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。マイコン30は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
Each control block shown below is realized by a computer program executed by the
図2に示すように、マイコン30は、自動運転操舵角処理部35と、駆動回路部31を制御するモータ制御信号を生成するモータ電流生成部36を備えている。
As shown in FIG. 2, the
自動運転操舵角処理部35は、自動運転ECU28から車内ネットワーク60(CAN)を介して送信されてくる操舵角指令θp*を受信するとともに、操舵角センサ27で検出された実操舵角θpを取り込む。そして、自動運転操舵角処理部35は、操舵角指令θp*と実操舵角θpを、減算器41で減算し、操舵角偏差Δθpを生成する。
The automatic driving steering
更に、自動運転操舵角処理部35は、操舵角偏差Δθpを位置制御部40でPID制御を行い、自動運転時モータ電流指令Im1*を生成し、自動運転時モータ電流指令Im1*を後段のモータ電流生成部36に入力する。
Further, the automatic driving steering
モータ電流生成部36は、トルク/モータ電流指令値マップ50と、手動介入判定部51と、モータ指令電流切替部52と、可変PID制御を有するモータ電流制御部54と、PWM出力部55と、モータ電流制御部ゲイン決定手段であるモータ電流制御部ゲイン決定部56と、モータパラメータ記憶手段であるモータパラメータ記憶部57と、モータ電流制御部ゲイン記憶部58で構成されている。
The motor
トルク/モータ電流指令値マップ50は、操舵トルクτ及び車速Vを入力として、手動介入時モータ電流指令Im2*を生成する。尚、トルク/モータ電流指令値マップ50は、同じ操舵トルクτの場合、車速Vが小さいほど、大きな手動介入時モータ電流指令Im2*を決定するように構成されている。
The torque / motor current
手動介入判定部51は、自動操舵中に運転者が操舵介入をしたか否かを判定する。即ち、所定以上の操舵トルクτが所定時間以上検出された場合には、自動操舵中に運転者が操舵介入をしたと判定し、手動介入フラグFLGmaをモータ指令電流切替部52に出力する。
The manual
モータ指令電流切替部52は、手動介入判定部51の判定によって、自動運転時モータ電流指令Im1*と手動介入時モータ電流指令Im2*を切り替える。即ち、手動介入判定部51が手動介入していないと判定した場合には、モータ指令電流切替部接点52aと52cを接続し、自動運転時モータ電流指令Im1*をモータ電流指令Im*として出力する。一方、手動介入判定部51が手動介入していると判定した場合には、モータ指令電流切替部接点52bと52cを接続し、手動介入時モータ電流指令Im2*をモータ電流指令Im*として出力する。
The motor command
モータ電流制御部54は、減算器53から出力されたモータ電流偏差ΔImを可変PID(比例+積分+微分)制御し、モータ電圧指令V*を出力する。可変PID制御ゲインは、モータ電流制御部ゲイン決定部56から入力される(詳細は後述する)。
The motor
PWM出力部55は、モータ電流制御部54から出力されたモータ電圧指令V*をモータ制御信号に変換し、駆動回路部31に出力する。そして、駆動回路部31は、モータを回転制御する。
The
モータ電流制御部ゲイン決定部56は、モータパラメータ記憶部57で記憶されたモータパラメータK(トルク定数)、モータパラメータJ(モータイナーシャ)を読み出し、第1のモータ回転角加速度αm1を算出する。また、モータ電流制御部ゲイン決定部56は、モータ回転角センサ22から検出したモータ回転角θmを2次微分することにより、第2のモータ回転角加速度αm2を算出する。
The motor current control unit
そして、モータ電流制御部ゲイン決定部56は、第1のモータ回転角加速度αm1と第2のモータ回転角加速度αm2の差分の大きさによって、モータ電流制御部ゲイン記憶部58からモータ電流制御部の高ゲインGm、又は、モータ電流制御部の通常ゲインGnを読み出し、モータ電流制御部54の可変PID制御ゲインを変更する。
Then, the motor current control unit
次に、本実施形態におけるモータ回転角加速度とモータ実電流の関係を図3に基づいて説明する。
図3の横軸は、モータ実電流であり、縦軸はモータ回転角加速度である。
ここで、モータの各パラメータを以下の様に定義する。
K:トルク定数、J:モータイナーシャ、T:外乱トルク
すると加速度α=K*Im/J−T/J (1)式
となる。
図3の直線L1(細線)は、(1)式において、外乱トルク零時のモータ回転角加速度直線を表し、直線L2(太線)は、外乱トルク有り時のモータ回転角加速度直線を表している。
Next, the relationship between the motor rotation angular acceleration and the motor actual current in this embodiment will be described with reference to FIG.
The horizontal axis in FIG. 3 is the actual motor current, and the vertical axis is the motor rotation angular acceleration.
Here, each parameter of the motor is defined as follows.
K: torque constant, J: motor inertia, T: disturbance torque, acceleration α = K * Im / J−T / J (1)
The straight line L1 (thin line) in FIG. 3 represents the motor rotation angular acceleration line when the disturbance torque is zero in the equation (1), and the straight line L2 (thick line) represents the motor rotation angular acceleration line when the disturbance torque is present. .
モータ電流制御部ゲイン決定部56は、モータ実電流Imが所定のモータ実電流Im0以上になった場合に、第1のモータ回転角加速度αm1を(1)式の外乱トルクTを零として演算で求め、第2のモータ回転角加速度αm2をモータ回転角θmの2次微分より求める。
The motor current control unit
そして、第1のモータ回転角加速度αm1と第2のモータ回転角加速度αm2の差の絶対値が、所定のモータ回転角加速度α0より大きい場合には、タイヤと路面との摩擦係数、及び車速等により操舵負荷条件が大きいと判断して、モータ電流制御部54の制御ゲインを大きくする。その結果、大きくなった操舵負荷条件に打ち勝ち、指令操舵角に対して実操舵角の追従性、収束性、及び応答性にバラツキを生じなく追従させることができる。
When the absolute value of the difference between the first motor rotational angular acceleration αm1 and the second motor rotational angular acceleration αm2 is larger than the predetermined motor rotational angular acceleration α0, the friction coefficient between the tire and the road surface, the vehicle speed, etc. Therefore, it is determined that the steering load condition is large, and the control gain of the motor
次に、本実施形態のマイコン30によるモータ電流制御部ゲイン決定部56の処理手順について図4に基づいて説明する。
最初に、マイコン30は、モータ実電流Imを読み込む(ステップS101)。次に、マイコン30は、モータ実電流Imが、所定のモータ実電流Im0以上か否かを判定する(ステップS102)。
Next, a processing procedure of the motor current control unit
First, the
そして、マイコン30は、モータ実電流Imが、所定のモータ実電流Im0以上の場合(ステップS102:YES)には、モータパラメータK(トルク定数)、モータパラメータJ(モータイナーシャ)を読み込む(ステップS103)。
If the motor actual current Im is equal to or greater than the predetermined motor actual current Im0 (step S102: YES), the
次に、マイコン30は、第1のモータ回転角加速度αm1を演算する(ステップS104)。更に、マイコン30は、第2のモータ回転角加速度αm2を演算する(ステップS105)。
Next, the
そして、マイコン30は、第1のモータ回転角加速度αm1と、第2のモータ回転角加速度αm2の差の絶対値が、所定のモータ回転角加速度α0以上か否かを判定する(ステップS106)。
Then, the
そして、マイコン30は、第1のモータ回転角加速度αm1と、第2のモータ回転角加速度αm2の差の絶対値が、所定のモータ回転角加速度α0以上の場合(ステップS106:YES)には、モータ電流制御部ゲイン記憶部58から、モータ電流制御部の高ゲインGmを読み出し(ステップS107)、モータ電流制御部54(可変PID制御)へ出力(ステップS108)し、処理を終える。
When the absolute value of the difference between the first motor rotational angular acceleration αm1 and the second motor rotational angular acceleration αm2 is equal to or greater than a predetermined motor rotational angular acceleration α0 (step S106: YES), the
一方、マイコン30は、モータ実電流Imが、所定のモータ実電流Im0より小さい場合(ステップS102:NO)、又は、第1のモータ回転角加速度αm1と、第2のモータ回転角加速度αm2の差の絶対値が、所定のモータ回転角加速度α0より小さい場合(ステップS106:NO)には、モータ電流制御部ゲイン記憶部58から、モータ電流制御部の通常ゲインGnを読み出し(ステップS109)、モータ電流制御部54(可変PID制御)へ出力(ステップS108)し、処理を終える。
On the other hand, the
次に、上記のように構成された本実施形態の自動操舵装置の作用及び効果について説明する。
モータ21のモータ実電流Imを検出する電流センサ32と、モータ21のモータ回転角θmを検出するモータ回転角センサ22と、モータ21のモータパラメータを記憶するモータパラメータ記憶部57と、モータパラメータとモータ回転角θmとモータ実電流Imよりモータ電流制御部54の制御ゲインを決定するモータ電流制御部ゲイン決定部56とを備え、モータ電流制御部ゲイン決定部56は、モータ実電流Imが所定のモータ実電流Im0より大きい場合には、モータ実電流Imに対して、モータパラメータの一部である外乱トルクTを零とした時の第1のモータ回転角加速度αm1を求めるとともに、更に、モータ回転角θmの2次微分より第2のモータ回転角加速度αm2を求め、第1のモータ回転角加速度αm1と、第2のモータ回転角加速度αm2の差の絶対値が所定のモータ回転角加速度α0より大きくなった場合には、モータ電流制御部54の制御ゲインを大きくする構成とした。
Next, the operation and effect of the automatic steering apparatus of the present embodiment configured as described above will be described.
A
このような構成としたことで、モータ実電流Imが所定のモータ実電流Im0より大きい場合には、通常状態なら、モータ21が高速回転していると判断される。それを検証するため、モータ実電流Imに対して、モータ21のパラメータの一部である外乱トルクTを零とした時の第1のモータ回転角加速度αm1を求めるとともに、更に、モータ回転角θmの2次微分より第2のモータ回転角加速度αm2を求め、第1のモータ回転角加速度αm1と、第2のモータ回転角加速度αm2の差の絶対値が所定のモータ回転角加速度α0より大きくなったか否かを判定する。
With this configuration, when the motor actual current Im is larger than the predetermined motor actual current Im0, it is determined that the
そして、第1のモータ回転角加速度αm1と、第2のモータ回転角加速度αm2の差の絶対値が所定のモータ回転角加速度α0より大きくなった場合には、モータ実電流Imが大きいにも拘わらず、タイヤと路面との摩擦係数、及び車速等により操舵負荷条件が大きいと判断して、モータ電流制御部54の制御ゲインを大きくする。モータ電流制御部54の制御ゲインを大きくすることにより、モータ電流制御部54でのモータ実電流Imを大きくできる。
When the absolute value of the difference between the first motor rotational angular acceleration αm1 and the second motor rotational angular acceleration αm2 is larger than the predetermined motor rotational angular acceleration α0, the motor actual current Im is large. First, it is determined that the steering load condition is large based on the friction coefficient between the tire and the road surface, the vehicle speed, and the like, and the control gain of the motor
その結果、大きくなった操舵負荷条件に打ち勝ち、指令操舵角に対して実操舵角の追従性、収束性、及び応答性にバラツキを生じなく追従させることができる。 As a result, it is possible to overcome the increased steering load condition and follow the command steering angle without variation in the followability, convergence, and response of the actual steering angle.
尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、第2のモータ回転角加速度αm2をモータ回転角θmの2次微分より求めるようにした。しかし、これに限らず第2のモータ回転角加速度αm2を加速度センサで検出するようにしてもよい。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the second motor rotation angular acceleration αm2 is obtained from the second derivative of the motor rotation angle θm. However, the present invention is not limited to this, and the second motor rotation angular acceleration αm2 may be detected by an acceleration sensor.
・本実施形態では、本発明をコラムアシストEPSに具体化したが、本発明をラックアシストEPSやピニオンアシストEPSに適用してもよい。 In the present embodiment, the present invention is embodied in the column assist EPS, but the present invention may be applied to a rack assist EPS or a pinion assist EPS.
・本実施形態では、本発明をEPSアクチュエータ24の駆動源であるモータ21として、DCモータに具体化したが、本発明を三相のブラシレスDCモータ、誘導モータ、及びステッピングモータとしてもよい。
In the present embodiment, the present invention is embodied as a DC motor as the
1:自動操舵装置、2:ステアリング、3:ステアリングシャフト、
4:ラックアンドピニオン機構、5:ラック軸、8:コラムシャフト、
9:インターミディエイトシャフト、10:ピニオンシャフト、11:タイロッド、12:転舵輪、20:バッテリ、21:モータ、
22:モータ回転角センサ(モータ回転角検出手段)、23:減速機構、
24:EPSアクチュエータ、25:車速センサ、26:トルクセンサ、
27:操舵角センサ(実操舵角検出手段)、28:自動運転ECU、
29:EPSECU、30:マイコン、31:駆動回路部、
32:電流センサ(モータ実電流検出手段)、35:自動運転操舵角処理部、
36:モータ電流生成部、40:位置制御部(PID制御)、41、53:減算器、
50:トルク/モータ電流指令値マップ、51:手動介入判定部、
52:モータ指令電流切替部、52a、52b、52c:モータ指令電流切替部接点、
54:モータ電流制御部(可変PID制御)、55:PWM出力部、
56:モータ電流制御部ゲイン決定部(モータ電流制御部ゲイン決定手段)、
57:モータパラメータ記憶部(モータパラメータ記憶手段)、
58:モータ電流制御部ゲイン記憶部、60:車内ネットワーク(CAN)、
V:車速、τ:操舵トルク、θm:モータ回転角、
Im1*:自動運転時モータ電流指令、Im2*:手動介入時モータ電流指令、
Im*:モータ電流指令、Im:モータ実電流、ΔIm:モータ電流偏差、
Im0:所定のモータ実電流、V*:モータ電圧指令、
θp*:操舵角指令、θp:実操舵角、Δθp:操舵角偏差、
αm1:第1のモータ回転角加速度、αm2:第2のモータ回転角加速度、
α0:所定のモータ回転角加速度、
K:モータパラメータ(トルク定数)、J:モータパラメータ(モータイナーシャ)、
T:外乱トルク、
Gm:モータ電流制御部の高ゲイン、Gn:モータ電流制御部の通常ゲイン、
FLGma:手動介入フラグ、
L1:外乱トルク零時のモータ回転角加速度直線、
L2:外乱トルク有り時のモータ回転角加速度直線
1: automatic steering device, 2: steering, 3: steering shaft,
4: rack and pinion mechanism, 5: rack shaft, 8: column shaft,
9: Intermediate shaft, 10: Pinion shaft, 11: Tie rod, 12: Steered wheel, 20: Battery, 21: Motor,
22: Motor rotation angle sensor (motor rotation angle detection means), 23: Deceleration mechanism,
24: EPS actuator, 25: Vehicle speed sensor, 26: Torque sensor,
27: Steering angle sensor (actual steering angle detecting means), 28: Automatic operation ECU,
29: EPSECU, 30: microcomputer, 31: drive circuit unit,
32: Current sensor (motor actual current detection means), 35: Automatic driving steering angle processing unit,
36: Motor current generation unit, 40: Position control unit (PID control), 41, 53: Subtractor,
50: Torque / motor current command value map, 51: Manual intervention determination unit,
52: Motor command current switching unit, 52a, 52b, 52c: Motor command current switching unit contacts,
54: Motor current control unit (variable PID control), 55: PWM output unit,
56: Motor current control unit gain determination unit (motor current control unit gain determination means),
57: Motor parameter storage unit (motor parameter storage means),
58: Motor current control unit gain storage unit, 60: In-vehicle network (CAN),
V: vehicle speed, τ: steering torque, θm: motor rotation angle,
Im1 *: Motor current command during automatic operation, Im2 *: Motor current command during manual intervention,
Im *: motor current command, Im: actual motor current, ΔIm: motor current deviation,
Im0: predetermined motor actual current, V *: motor voltage command,
θp *: steering angle command, θp: actual steering angle, Δθp: steering angle deviation,
αm1: first motor rotational angular acceleration, αm2: second motor rotational angular acceleration,
α0: predetermined motor rotation angular acceleration,
K: Motor parameter (torque constant), J: Motor parameter (motor inertia),
T: Disturbance torque,
Gm: High gain of the motor current control unit, Gn: Normal gain of the motor current control unit,
FLGma: manual intervention flag,
L1: motor rotation angular acceleration straight line with zero disturbance torque,
L2: Motor rotation angular acceleration straight line with disturbance torque
Claims (1)
モータ実電流を検出するモータ実電流検出手段と、
モータ回転角を検出するモータ回転角検出手段と、
前記モータのパラメータを記憶するモータパラメータ記憶手段と、
前記モータのパラメータと前記モータ回転角と前記モータ実電流よりモータ電流制御部ゲインを決定するモータ電流制御部ゲイン決定手段とを備え、
前記モータ電流制御部ゲイン決定手段は、前記モータ実電流が所定の電流値より大きい場合には、前記モータ実電流に対して、前記モータのパラメータの一部である外乱トルクを零とした時の第1のモータの回転角加速度を求めるとともに、更に、前記モータ回転角の2次微分より第2のモータの回転角加速度を求め、前記第1のモータの回転角加速度と、前記第2のモータの回転角加速度の差の絶対値が所定のモータ回転角加速度より大きくなった場合には、前記モータ電流制御部の制御ゲインを大きくすること、
を特徴とする自動操舵装置。 In the automatic steering device that controls the motor current control unit and controls the rotation of the motor so as to reduce the deviation between the steering angle command and the actual steering angle detected by the actual steering angle detection means,
Motor actual current detecting means for detecting motor actual current;
Motor rotation angle detection means for detecting the motor rotation angle;
Motor parameter storage means for storing parameters of the motor;
A motor current control unit gain determining means for determining a motor current control unit gain from the motor parameters, the motor rotation angle, and the motor actual current;
When the motor actual current is larger than a predetermined current value, the motor current control unit gain determining unit is configured to set a disturbance torque that is a part of the motor parameter to zero with respect to the motor actual current. The rotation angular acceleration of the first motor is obtained, and further, the rotation angular acceleration of the second motor is obtained from the second derivative of the motor rotation angle, and the rotation angular acceleration of the first motor and the second motor are obtained. If the absolute value of the difference in rotational angular acceleration of the motor is greater than a predetermined motor rotational angular acceleration, increasing the control gain of the motor current control unit,
An automatic steering device characterized by this.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014108181A JP2015223875A (en) | 2014-05-26 | 2014-05-26 | Automatic steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014108181A JP2015223875A (en) | 2014-05-26 | 2014-05-26 | Automatic steering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2015223875A true JP2015223875A (en) | 2015-12-14 |
Family
ID=54840995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014108181A Pending JP2015223875A (en) | 2014-05-26 | 2014-05-26 | Automatic steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015223875A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018065490A (en) * | 2016-10-20 | 2018-04-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Power steering device |
JP2018098832A (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 株式会社デンソー | Motor controller, and electrically-driven power steering device employing the same |
-
2014
- 2014-05-26 JP JP2014108181A patent/JP2015223875A/en active Pending
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