JP2016107903A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この構成によれば、操舵トルクと同符号を有するアシスト制御量を制限するための第1の制限値群を合算した第1の合算値に応じて、操舵トルクと逆符号を有するアシスト制御量を制限するための第2の制限値群を合算した第2の合算値が制限される。これにより、操舵トルクと逆符号を有するアシスト制御量の許容範囲がむやみに拡がることが抑制される。
<EPSの概要>
図1に示すように、電動パワーステアリング装置10は、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構20、運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構30、および操舵補助機構30の作動を制御するECU(電子制御装置)40を備えている。
つぎに、ECUのハードウェア構成を説明する。
図2に示すように、ECU40は駆動回路(インバータ回路)41およびマイクロコンピュータ42を備えている。
つぎに、マイクロコンピュータの機能的な構成を説明する。
マイクロコンピュータ42は、図示しない記憶装置に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の演算処理部を有している。
つぎに、電流指令値演算部について説明する。
図2に示すように、電流指令値演算部61は、アシスト制御部71、上下限リミット演算部72および上下限ガード処理部73を有している。また、電流指令値演算部61は3つの微分器74,75,76を有している。微分器74は操舵角θsを微分することにより操舵速度ωsを演算する。微分器75は前段の微分器74により算出される操舵速度ωsをさらに微分することにより操舵角加速度αsを演算する。微分器76は操舵トルクτを時間で微分することにより操舵トルク微分値dτを演算する。
つぎに、アシスト制御部71について詳細に説明する。
図3に示すように、アシスト制御部71は基本アシスト制御部81、補償制御部82および加算器83を備えている。
補償制御部82は、たとえば慣性補償制御部84、ステアリング戻し制御部85、トルク微分制御部86およびダンピング制御部87を備えている。
つぎに、上下限リミット演算部72について詳細に説明する。
図4に示すように、上下限リミット演算部72は上限値演算部90および下限値演算部100を備えている。
上限値演算部90は、操舵トルク感応リミッタ91、操舵トルク微分値感応リミッタ92、操舵角感応リミッタ93、操舵速度感応リミッタ94、操舵角加速度感応リミッタ95および加算器96を有している。
<下限値演算部>
下限値演算部100は、操舵トルク感応リミッタ101、操舵トルク微分値感応リミッタ102、操舵角感応リミッタ103、操舵速度感応リミッタ104、操舵角加速度感応リミッタ105および加算器106を有している。
<上下限リミットマップ>
上限値演算部90および下限値演算部100は、それぞれ第1〜第5のリミットマップM1〜M5を使用して各上限値IUL1 *〜IUL5 *および各下限値ILL1 *〜ILL5 *を演算する。第1〜第5のリミットマップM1〜M5はマイクロコンピュータ42の図示しない記憶装置に格納されている。第1〜第5のリミットマップM1〜M5は、それぞれ運転者のステアリング操作に応じて演算されるアシスト制御量Ias *は許容し、それ以外の何らかの原因による異常なアシスト制御量Ias *は許容しないという観点に基づき設定される。
したがって、電動パワーステアリング装置10では、アシスト制御量Ias *に対する制限値(上限値および下限値)がアシスト制御量Ias *を演算する際に使用する各信号、ここでは操舵状態を示す状態量である操舵トルクτ、操舵トルク微分値dτ、操舵角θs、操舵速度ωsおよび操舵角加速度αsに対して個別に設定される。マイクロコンピュータ42は、アシスト制御量Ias *に基づき最終的な電流指令値I*を演算するに際して、各信号の値に応じてアシスト制御量Ias *の変化範囲を制限するための制限値を信号毎に設定し、これら制限値を合算した値をアシスト制御量Ias *に対する最終的な制限値として設定する。ちなみに、信号毎の制限値、ひいては最終的な制限値は運転者のステアリング操作に応じて演算される通常のアシスト制御量Ias *は許容し、何らかの原因に起因する異常なアシスト制御量Ias *は制限する観点で設定される。マイクロコンピュータ42は、たとえば運転者の操舵入力に対するトルク微分制御およびステアリング戻し制御などの各種補償制御による補償量は許容する一方、各補償量の値を超える異常出力あるいは誤出力などは制限する。
すなわち、アシスト制御量Ias *の制限値は、アシスト制御量Ias *の演算に使用される各状態量(τ,dτ,θs,ωs,αs)に対して個別に設定されるとともに、これら制限値を合算した値がアシスト制御量Ias *に対する最終的な制限値(IUL *,ILL *)として設定される。そして、各信号に応じて個別に設定される各制限値(各上限値IUL1 *〜IUL5 *,各下限値ILL1 *〜ILL5 *)は、自身以外の他の制限値とは無関係に設定される。
ガード値演算部97aは、操舵トルクτを取り込み、当該取り込まれる操舵トルクτに基づき、加算器96cにより演算される合算値IU3 *に対するガード値IU3G *を演算する。
ガード値演算部107aは、操舵トルクτを取り込み、当該取り込まれる操舵トルクτに基づき、加算器106cにより演算される合算値IL3 *に対するガード値IL3G *を演算する。
さて、ガードマップM6を使用して加算器96c,106cにより演算される合算値IU3 *,IL3 *を制限することにより、つぎのような作用を奏する。
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)アシスト制御量Ias *の制限値はアシスト制御量Ias *の演算に使用される各信号(各状態量)に対して個別に設定されるとともに、これら制限値を合算した値がアシスト制御量Ias *に対する最終的な制限値として設定される。このため、何らかの原因によって異常値を示すアシスト制御量Ias *が演算された場合であれ、当該異常なアシスト制御量Ias *は最終的な制限値によって直接的に各信号値に応じた適切な値に制限される。適切な値に制限されたアシスト制御量Ias *が最終的な電流指令値I*としてモータ制御信号生成部62に供給されることにより意図せぬアシスト力が操舵系に付与されるのを的確に抑制することができる。
つぎに、電動パワーステアリング装置の第2の実施の形態を説明する。本例は、先の図11に示される上下限リミット演算部72の構成の点で前記第1の実施の形態と異なる。
したがって、本実施の形態によれば、第1の実施の形態の(1)〜(3)の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
つぎに、電動パワーステアリング装置の第3の実施の形態を説明する。本例は、上下限リミット演算部72の構成の点で第2の実施の形態と異なる。
すなわち、図16のグラフの第4象限に実線で示されるように、操舵トルクτが正の値である場合、操舵トルクτが第1の設定値+τ1に達するまでの間、ガード値IU2G *は負の一定値に維持される。操舵トルクτが第1の設定値+τ1に達した以降、ガード値IU2G *は操舵トルクτの増大に伴い正の方向へ向けて増加し、やがて「0」に到る。その後、操舵トルクτが増大する場合であれ、ガード値IU2G *は「0」に維持される。また、図16のグラフにおける第1象限に一点鎖線で示されるように、操舵トルクτが正の値である場合、ガード値IL2G *は正の一定値に維持される。
<第4の実施の形態>
つぎに、電動パワーステアリング装置の第4の実施の形態を説明する。本例は、上下限リミット演算部72の構成の点で第3の実施の形態と異なる。
<他の実施の形態>
なお、前記各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第4の実施の形態において、トルクゲインマップM9の第1および第2の設定値τ1,τ2は、製品仕様などに応じて適宜変更して設定してもよい。
Claims (10)
- ステアリングの操舵状態を示す複数種の状態量に基づきアシスト制御量を演算し当該アシスト制御量に基づき車両の操舵機構に付与するアシスト力の発生源であるモータを制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記アシスト制御量の演算に使用する各状態量に応じて前記アシスト制御量の変化範囲を制限する制限値を前記状態量ごとに個別に設定し、これら制限値を合算することにより前記アシスト制御量に対する最終的な制限値を生成する電動パワーステアリング装置であって、
前記制御装置は、前記複数種の状態量の一である操舵トルクと逆符号を有するアシスト制御量に対する前記最終的な制限値を制限するための制限処理を実行する制限処理部を有する電動パワーステアリング装置。 - 請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記状態量ごとに個別に設定される制限値は、操舵トルクと同符号を有するアシスト制御量を制限するための第1の制限値群と、操舵トルクと逆符号を有するアシスト制御量を制限するための第2の制限値群とを含み、
前記制御装置は、前記第1の制限値群を構成する制限値を合算することにより第1の合算値を演算する第1の加算器と、前記第2の制限値群を構成する制限値を合算することにより第2の合算値を演算する第2の加算器と、前記第1の合算値と前記第2の合算値とを合算することにより前記アシスト制御量に対する最終的な制限値として第3の合算値を演算する第3の加算器とを有し、
前記制限処理部は、前記第3の合算値を制限することにより、操舵トルクと逆符号を有するアシスト制御量に対する前記最終的な制限値を制限する電動パワーステアリング装置。 - 請求項2に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制限処理部は、操舵トルクの絶対値が設定値に達することを契機として、前記第3の合算値に対する制限処理を実行する電動パワーステアリング装置。 - 請求項3に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、操舵トルクと前記第3の合算値に対する制限値との関係を規定するとともに、操舵トルクの絶対値が設定値に達した以降、前記第3の合算値に対する制限値が0へ向けて漸減する特性を有するガードマップを記憶していることを前提とし、
前記制限処理部は、前記第3の合算値に対する制限処理として、前記ガードマップに基づき前記第3の合算値に対する制限値を0に向けて減少させる電動パワーステアリング装置。 - 請求項3に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、操舵トルクとゲインとの関係を規定するとともに、操舵トルクの絶対値が設定値に達した以降、前記ゲインが0へ向けて漸減する特性を有するトルクゲインマップを記憶していることを前提とし、
前記制限処理部は、前記第3の合算値に対する制限処理として、前記トルクゲインマップに基づくゲインを前記第3の合算値に乗算する電動パワーステアリング装置。 - 請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記状態量ごとに個別に設定される制限値は、操舵トルクと同符号を有するアシスト制御量を制限するための第1の制限値群と、操舵トルクと逆符号を有するアシスト制御量を制限するための第2の制限値群とを含み、
前記制御装置は、前記第1の制限値群を構成する制限値を合算することにより第1の合算値を演算する第1の加算器と、前記第2の制限値群を構成する制限値を合算することにより第2の合算値を演算する第2の加算器と、前記第1の合算値と前記第2の合算値とを合算することにより前記アシスト制御量に対する最終的な制限値として第3の合算値を演算する第3の加算器とを有し、
前記制限処理部は、前記第2の合算値を制限することにより、操舵トルクと逆符号を有するアシスト制御量に対する前記最終的な制限値を制限する電動パワーステアリング装置。 - 請求項6に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制限処理部は、前記第1の合算値に応じて、前記第2の合算値を制限する電動パワーステアリング装置。 - 請求項6に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制限処理部は、操舵トルクの絶対値が設定値に達することを契機として、前記第2の合算値に対する制限処理を実行する電動パワーステアリング装置。 - 請求項8に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、操舵トルクと前記第2の合算値に対する制限値との関係を規定するとともに、操舵トルクの絶対値が設定値に達した以降、前記第2の合算値に対する制限値が0へ向けて漸減する特性を有するガードマップを記憶していることを前提とし、
前記制限処理部は、前記第2の合算値に対する制限処理として、前記ガードマップに基づき前記第2の合算値に対する制限値を0に向けて減少させる電動パワーステアリング装置。 - 請求項8に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、操舵トルクとゲインとの関係を規定するとともに、操舵トルクの絶対値が設定値に達した以降、前記ゲインが0へ向けて漸減する特性を有するトルクゲインマップを記憶していることを前提とし、
前記制限処理部は、前記第2の合算値に対する制限処理として、前記トルクゲインマップに基づくゲインを前記第2の合算値に乗算する電動パワーステアリング装置。
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