JP2018176778A - 操舵制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上記の操舵制御装置において、前記制限値演算部は、操舵角感応演算部を有し、前記操舵角感応演算部は、第1の演算部と、第2の演算部と、第3の演算部とを有することが好ましい。第1の演算部は、操舵角に応じて前記アシスト制御量に対する個別の制限値を演算する。第2の演算部は、操舵角に応じて前記補正量に対する個別の制限値を演算する。第3の演算部は、前記第1の演算部により演算される個別の制限値と前記第2の演算部により演算される個別の制限値とを合算することにより、操舵角に応じた最終的な個別の制限値を演算する。
以下、操舵制御装置を電動パワーステアリング装置のECU(電子制御装置)に具体化した第1の実施の形態を説明する。
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ECU40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。また、アシスト制御部71は仮想エンド制御部87および加算器88を有している。
仮想エンド制御部87は、ステアリングホイール21の操作位置が物理的な操作範囲の限界位置に近づいたとき、いわゆる仮想エンド制御を実行する。仮想エンド制御とは、ステアリングホイール21の操作範囲を本来の物理的な最大操舵範囲よりも狭い範囲に仮想的に制限するための制御であって、モータ31に発生させる操舵方向と同じ方向のトルク(アシスト力)を急激に減少させる、あるいは操舵方向と反対方向のトルク(操舵反力トルク)をモータ31に発生させる制御をいう。
つぎに、仮想エンドマップについて説明する。
図4のグラフに示すように、仮想エンドマップMeは、横軸を操舵角θs、縦軸を仮想エンド制御量Ic *とするマップであって、操舵角θsと仮想エンド制御量Ic *との関係を規定する。仮想エンドマップMeの特性はつぎの通りである。
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5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。また、上限値演算部90は、スイッチSW1を備えている。
スイッチSW1は、操舵トルク感応リミッタ91と加算器96との間の演算経路に設けられている。操舵トルク感応リミッタ91により演算される上限値IUL1 *は、スイッチSW1を介して加算器96へ供給される。スイッチSW1は、フラグFの値に応じて、加算器96へ供給する上限値IUL1 *を今回値と前回値との間で切り替える。ここで、今回値とは、今回の演算周期において演算される上限値IUL1 *をいう。また、前回値とは、今回値の一演算周期前の上限値IUL1 *をいう。
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。また、下限値演算部100は、スイッチSW2を備えている。
スイッチSW2は、操舵トルク感応リミッタ101と加算器106との間の演算経路に設けられている。操舵トルク感応リミッタ101により演算される下限値ILL1 *は、スイッチSW2を介して加算器106へ供給される。スイッチSW2は、フラグFの値に応じて、加算器106へ供給する下限値ILL1 *を今回値と前回値との間で切り替える。ここで、今回値とは、今回の演算周期において演算される下限値ILL1 *をいう。また、前回値とは、今回値の一演算周期前の下限値ILL1 *をいう。
つぎに、スイッチSW1,SW2について詳細に説明する。
図6(a)に示すように、スイッチSW1は、上限値保持部97および上限値切替部98を有している。操舵トルク感応リミッタ91により演算される上限値IUL1 *は、上限値切替部98を介して加算器96へ供給される。
つぎに、操舵角感応リミッタ93,103の構成を詳細に説明する。
図7に示すように、操舵角感応リミッタ93は、第1の演算部93a、第2の演算部93b、および加算器93cを有している。第1の演算部93aは、操舵角θsに応じてアシスト制御量Ias *に対する上限値IUL3−1 *を演算する。第2の演算部93bは、操舵角θsに応じて仮想エンド制御量Ic *に対する上限値IUL3−2 *を演算する。加算器93cは、2つの上限値IUL3−1 *,IUL3−2 *を足し算することにより、操舵角θsに応じた最終的な個別の上限値IUL3 *を演算する。
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6のリミットマップM1〜M6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6のリミットマップM1〜M6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。
<ECUの作用および効果>
つぎに、ECU40の基本的な作用および効果を説明する。ここでは、ECU40は仮想エンド制御を実行していないことを前提とする。
つぎに、ECUが仮想エンド制御を実行するときの作用および効果を説明する。
運転者によるステアリングホイール21の操作を通じて操舵角θsが角度しきい値±θthに達したとき、マイクロコンピュータ42はステアリングホイール21のそれ以上の切り増し操作(操舵角θsの絶対値が大きくなる方向へ向けた操作)を抑制するために仮想エンド制御を実行する。この仮想エンド制御の実行を通じて、モータ31により発生されるアシストトルク(アシスト力)が急激に減少されること、あるいはモータ31によって操舵反力トルクが発生されることにより、操舵トルクτが急激に増大する。このため、操舵角θsが角度しきい値±θthに達した以降、運転者はステアリングホイール21を切り増し操作することが難しくなる。したがって、運転者に対して仮想的な突き当たり感を付与することによって、ステアリングホイール21の操作範囲を、その物理的な操作範囲よりも狭い範囲に仮想的に制限することができる。
つぎに、操舵トルクτに応じた個別の制限値(IUL1 *,ILL1 *)をフラグFの値に応じて今回値と前回値との間で切り替えることの技術的な意義を説明する。
つぎに、操舵制御装置の第2の実施の形態を説明する。
第1の実施の形態において、操舵角感応リミッタ93,103は、2つのマップ(M3,M6)を使用して操舵角θsに応じた個別の制限値(IUL3 *,ILL3 *)を演算したが、つぎのようにしてもよい。すなわち、操舵角感応リミッタ93,103は、図15のグラフに示される単一の第7のリミットマップM7を使用して、操舵角θsに応じた個別の制限値(IUL3 *,ILL3 *)を演算する。
つぎに、操舵制御装置の第3の実施の形態を説明する。
第1の実施の形態では、操舵角感応リミッタ93,103は、操舵角θsに応じて、アシスト制御量Ias *に対する個別の制限値(IUL3−1 *,ILL3−1 *)および仮想エンド制御量Ic *に対する個別の制限値(IUL3−2 *,ILL3−2 *)を演算したが、つぎのようにしてもよい。すなわち、アシスト制御量Ias *に対する個別の制限値(IUL3−1 *,ILL3−1 *)、および仮想エンド制御量Ic *に対する個別の制限値(IUL3−2 *,ILL3−2 *)を、それぞれ別の演算部により演算する。
なお、各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・本例では、仮想エンド制御部87はアシスト制御部71の構成要素として設けたが、アシスト制御部71とは別の構成要素として設けてもよい。仮想エンド制御部87により演算される仮想エンド制御量Ic *がアシスト制御部71により演算されるアシスト制御量Ias *に加算されればよい。
Claims (6)
- 操舵トルクおよび操舵角を含む複数種の状態量に基づき、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への給電を制御するためのアシスト制御量を演算するアシスト制御部と、
操舵角が、前記操舵機構の構成要素であるステアリングホイールの物理的な操作範囲の限界位置の近傍値に達したとき、操舵トルクを急増させるために前記アシスト制御量に対する補正量を演算する補正制御を実行する補正制御部と、
前記複数種の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するとともに、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演算する制限値演算部と、
前記制限値演算部により演算される前記アシスト制御量に対する最終的な制限値に基づき前記アシスト制御量の変化範囲を制限する制限処理部と、を備え、
前記制限値演算部は、操舵角に応じて前記補正量に対する個別の制限値を設定し、当該設定される前記補正量に対する個別の制限値を加味して前記最終的な制限値を演算するとともに、前記補正制御が実行されるとき、その実行直前の操舵トルクに応じた個別の制限値を前記最終的な制限値の演算に使用する操舵制御装置。 - 請求項1に記載の操舵制御装置において、
前記制限値演算部は、操舵トルクに応じた個別の制限値が使用されるたびに当該使用された操舵トルクに応じた個別の制限値を保持する保持部と、
前記補正制御の実行有無に応じて、前記最終的な制限値の演算に使用する前記操舵トルクに応じた個別の制限値を、今回演算された個別の制限値と、前記保持部に保持されている前回演算された個別の制限値との間で切り替える切替部と、を有している操舵制御装置。 - 請求項1または請求項2に記載の操舵制御装置において、
前記補正制御部は、前記補正制御の実行有無に応じてフラグの値をセットし、前記制限値演算部は、前記フラグの値に基づき前記補正制御の実行有無を認識する操舵制御装置。 - 請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記制限値演算部は、操舵角感応演算部を有し、
前記操舵角感応演算部は、操舵角に応じて前記アシスト制御量に対する個別の制限値を演算する第1の演算部と、
操舵角に応じて前記補正量に対する個別の制限値を演算する第2の演算部と、
前記第1の演算部により演算される個別の制限値と前記第2の演算部により演算される個別の制限値とを合算することにより、操舵角に応じた最終的な個別の制限値を演算する第3の演算部と、を有している操舵制御装置。 - 請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記制限値演算部は、前記状態量に応じて前記アシスト制御量に対する個別の制限値を演算する複数の状態量感応演算部と、
前記複数の状態量感応演算部により演算される個別の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演算する最終制限値演算部と、を有し、
前記複数の状態量感応演算部は、操舵角に応じて前記アシスト制御量に対する個別の制限値を演算する第1の操舵角感応演算部と、
操舵角に応じて前記補正量に対する個別の制限値を演算する第2の操舵角感応演算部と、を含む操舵制御装置。 - 請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記制限値演算部は、操舵角と前記アシスト制御量に対する個別の制限値との関係を規定するマップに基づき、操舵角に応じた個別の制限値を演算する操舵角感応演算部を有し、
前記マップにより規定される個別の制限値は、前記アシスト制御量に対する補正量を加味して設定されている操舵制御装置。
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