JP2017007663A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動パワーステアリング装置において、自動操舵指令のON/OFFに従って、モータの制御方式を、トルク制御方式と位置/速度制御方式との間で切替える機能を具備し、操舵トルクに応じて、自動操舵指令がONしたとき、フェードゲイン信号F2によって、位置/速度制御の徐変後舵角指令値をコラム入力側の絶対舵角から徐々に舵角指令値へ変化させ、フェードゲイン信号F1によって、アシストトルクレベルを100%から0%に徐々に変化させ、フェードゲイン信号F3によって、舵角速度を0%から100%に徐々に変化させ、位置/速度制御方式で動作する。
【選択図】図10
Description
また、自動操舵からトルク制御に切替わるフェード処理の際、過大なトルク変動が生じても、操舵トルクに感応して、舵角指令値と舵角速度を徐々に変化させるため、トルク制御による過大なパワーアシストを自動的に位置/速度制御が補償する。これにより、運転者がハンドルを取られるような不具合を抑制することができる。
(数1)
F1=A1×FG(z−1)+FR1
ただし、FR1は制御周期に変化するフェードの割合を決めるフェードレート、A1は指数の傾きを決める指数ゲインであり、FG(z−1)はフェードゲインの過去値である。
(数2)
F2=A2×FG(z−1)+FR2
ただし、FR2は制御周期に変化するフェードの割合を決めるフェードレート、A2は指数の傾きを決める指数ゲインであり、FG(z−1)はフェードゲインの過去値である。
(数3)
F3=A3×FG(z−1)+FR3
ただし、FR3は制御周期に変化するフェードの割合を決めるフェードレート、A3は指数の傾きを決める指数ゲインであり、FG(z−1)はフェードゲインの過去値である。
数1〜数3において、指数ゲインA1〜A3を“1.0”とした時、フェード特性はいずれも直線となる。また、操舵トルクTsに応じて指数ゲインA1、A2、A3を可変させることにより、フェード処理の時間、ゲインを制御する。時点t2〜t4のフェード処理においては、指数ゲインA1はトルク徐変に関連し、例えば図17に示すように、操舵トルクTsの所定値T11まで一定値A12であり、所定値T11以上でかつ所定値T12(>T11)以下において徐々に値A11(<A12)まで減少し、所定値T12より大きい領域で一定値A11となっている。また、指数ゲインA2は舵角指令値徐変に関連し、例えば図18に示すように、操舵トルクの所定値T21まで一定値A21であり、所定値T21以上でかつ所定値T22(>T21)以下において徐々に値A22(<a2)まで増加し、所定値T22より大きい領域で一定値A22となっている。
(数4)
F1=A2×FG(z−1)+FR2
(数5)
F2=A1×FG(z−1)+FR1
(数6)
F3=A3×FG(z−1)+FR3
この場合のフェードゲイン信号F1及びF3の指数ゲインA2及びA3はそれぞれ図18に示す特性となっており、フェードゲイン信号F2の指数ゲインA1は図17に示す特性となっている。
(数7)
J1≧J2
(数8)
B1≧B2
外乱オブザーバ150は、ステアリングの逆モデル151とLPF152の出力差から、未知である外乱トルクTdを推定し、推定値として外乱推定トルクTd*を求める。外乱推定トルクTd*は減算部154に減算入力され、減算部154で速度制御器174の出力から減算されることにより、ロバストな位置/速度制御が可能としている。しかしながら、ロバストな位置/速度制御は運転者の介入に対して、ハンドルが止められない等の背反が生じる。これを改善するため、実際のステアリングシステム162が持つ慣性J1、摩擦B1以下の小さな慣性J2と摩擦B2をステアリングの逆モデル151として入力することにより、運転者が感じるハンドルの慣性や摩擦が見かけ上、小さくなる。これにより、運転者は自動操舵に対して容易に操舵介入が可能となる。
2 コラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)
10 トルクセンサ
12 車速センサ
20、131 モータ
30 コントロールユニット(ECU)
40 CAN
41 非CAN
50 自動操舵指令装置
51、101 位置/速度制御部
52、120 自動操舵実行判定部
53 トルク制御部
54 トルク指令値徐変切替部
100 舵角指令値徐変部
102 トルク制御部
103 トルク徐変部
105 舵角速度徐変部
130 電流制御系
140 特性演算部
150 外乱オブザーバ
Claims (8)
- 操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵を補助するアシストトルクを車両のステアリングシステムに付与するモータを制御するモータ制御装置とを有する電動パワーステアリング装置において、
自動操舵実行判定部の判定結果である自動操舵指令のON/OFFに従って、前記モータの制御方式を、モータ出力トルクを制御するトルク系のトルク制御方式と、前記操舵の舵角を制御する舵角系の位置/速度制御方式との間で切替える機能を具備し、
前記操舵トルクに応じて、前記トルク系のフェード特性1を付与するフェードゲイン信号F1と、前記舵角系のフェード特性2を付与するフェードゲイン信号F2と、前記舵角速度のフェード特性3を付与するフェードゲイン信号F3とを演算する特性演算部が設けられており、
前記自動操舵指令がONしたとき、前記特性演算部により、前記フェードゲイン信号F2によって、前記位置/速度制御の徐変後舵角指令値をコラム入力側の絶対舵角若しくはコラム出力側の絶対舵角である実舵角から徐々に舵角指令値へ変化させ、前記フェードゲイン信号F1によって、前記アシストトルクレベルを100%から0%に徐々に変化させ、前記フェードゲイン信号F3によって、前記舵角速度を0%から100%に徐々に変化させ、前記位置/速度制御方式で動作するようになっていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵を補助するアシストトルクを車両の操舵機構に付与するモータを制御するモータ制御装置とを有する電動パワーステアリング装置において、
自動操舵実行判定部の判定結果である自動操舵指令のON/OFFに従って、前記モータの制御方式を、モータ出力トルクを制御するトルク系のトルク制御方式と、前記操舵の舵角を制御する舵角系の位置/速度制御方式との間で切替える機能を具備し、
前記操舵トルクに応じて、前記トルク系のフェード特性1を付与するフェードゲイン信号F1と、前記舵角系のフェード特性2を付与するフェードゲイン信号F2と、前記舵角速度のフェード特性3を付与するフェードゲイン信号F3とを演算する特性演算部が設けられており、
前記自動操舵指令がOFFされたとき、前記特性演算部により、前記フェードゲイン信号F2によって、前記位置/速度制御の徐変後舵角指令値を舵角指令値から徐々にコラム入力側の絶対舵角若しくはコラム出力側の絶対舵角である実舵角へ変化させ、前記フェードゲイン信号F1によって、前記アシストトルクレベルを0%から100%に徐々に変化させ、前記フェードゲイン信号F3によって、前記舵角速度を100%から0%に徐々に変化させ、前記トルク制御方式で動作するようになっていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記自動操舵実行判定部が、
舵角指令値を入力して角速度及び角加速度を演算する演算部と、
前記舵角指令値、前記角速度及び前記角加速度をそれぞれ車速に対応する判定マップ1〜3で判定するマップ判定部と、
前記マップ判定部の判定結果に基づいて診断し、前記自動操舵指令を出力する診断部と、
で構成されている請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記判定マップ1が、前記車速に対して、低速の車速Vs1まで一定値の舵角指令値θtc0であり、前記車速Vs1以上の範囲において線形又は非線形で減少する特性を有し、
前記判定マップ2が、前記車速に対して、低速の車速Vs2まで一定値の角速度ωc0であり、前記車速Vs2以上の範囲において線形又は非線形で減少する特性を有し、
前記判定マップ3が、前記車速に対して、低速の車速Vs3まで一定値の角加速度αc0であり、前記車速Vs3以上の範囲において線形又は非線形で減少する特性を有している請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記判定マップ1〜3の特性がチューニング可能となっている請求項3又は4に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記実舵角が、トーションバーを備えるコラム軸のコラム入力側角度及びコラム出力側角度に基づいて舵角演算部で演算されるようになっている請求項1乃至5のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
- ハンドルの慣性、摩擦を補償する外乱オブザーバが更に設けられていると共に、前記外乱オブザーバが、前記ステアリングシステムの逆モデルと帯域制限を行うLPFの出力差から外乱推定トルクを推定するようになっている請求項1乃至6のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記ステアリングシステムの慣性及び摩擦の値が、前記逆モデルの慣性及び摩擦の値以上となっている請求項7に記載の電動パワーステアリング装置。
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