JP2019104476A - 操舵制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上記操舵制御装置において、前記エンド位置対応モータ角設定部は、前記エンド位置対応モータ角を設定した後に、該エンド位置対応モータ角と同一符号かつ絶対値が大きい前記モータ絶対角が前記モータ絶対角検出部により検出された場合には、該モータ絶対角を新たなエンド位置対応モータ角として更新することが好ましい。
上記操舵制御装置において、前記制御舵角原点設定部は、前記エンド位置対応モータ角設定部により設定された左右の前記エンド位置対応モータ角の絶対値の和が前記転舵軸の全ストローク範囲に対応するモータ絶対角範囲に基づくストローク閾値未満である場合には、前記原点を設定しないことが好ましい。
上記操舵制御装置において、前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記暫定エンド位置対応舵角の基礎となる前記複数の一方エンド位置対応モータ角として、前記複数の一方エンド位置対応モータ角の一と、該一を設定してから切り戻し操舵が行われたことを示す所定操舵量以上、前記モータ絶対角が変化した後に設定された前記複数の一方エンド位置対応モータ角の他の一とを用いることが好ましい。
以下、操舵制御装置の第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、制御対象となる操舵装置としての電動パワーステアリング装置(EPS)1は、運転者によるステアリングホイール2の操作に基づいて転舵輪3を転舵させる操舵機構4を備えている。また、EPS1は、操舵機構4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アクチュエータとしてのEPSアクチュエータ5と、EPSアクチュエータ5の作動を制御する操舵制御装置6とを備えている。
制御舵角演算部53には、操舵トルクTs、モータ21の回転角θmc、角速度ωm及び各相電流値Iが入力され、制御舵角演算部53は、これらの状態量に基づいて制御舵角θsを演算する。ここで、制御舵角θsは、ステアリング中立位置にある状態での角度を原点としてモータ21の回転数を積算することにより、360°を超える範囲の絶対角で示されるモータ絶対角θmaであり、制御舵角演算部53は、モータ21の回転角θmcと原点から回転数をカウントすることにより制御舵角θs(モータ絶対角θma)を演算する。制御舵角θsの原点は、操舵機構4のステアリング中立位置と対応付けられてメモリ55に記憶されている。ところで、例えばバッテリ43の交換等によりマイコン41への電力供給が遮断されると、モータ21の回転を検出できなくなるため、舵角が変化した場合に対応関係を維持できず、操舵機構4の舵角と対応付けられた制御舵角θsの原点が消失してしまう。そこで、制御舵角演算部53は、制御舵角θsの原点が設定されていない場合には該原点を設定する。
図5に示すように、制御舵角演算部53は、モータ絶対角検出部としてのモータ絶対角演算部71と、出力切り替え部72と、エンド位置判定部73と、エンド位置対応モータ角設定部74と、制御舵角原点設定部75とを備えている。
図7のフローチャートに示すように、制御舵角演算部53は、各種状態量を取得すると(ステップ201)、演算したモータ絶対角θmaの符号に基づいて左操舵であるか否かを判定する(ステップ202)。左操舵である場合には(ステップ202:YES)、モータ21の角速度ωmの絶対値が所定角速度ωth以下であるか否かを判定する(ステップ203)。続いて、角速度ωmの絶対値が所定角速度ωth以下である場合には(ステップ203:YES)、ピニオン軸トルクTpの絶対値が所定トルクTth以上であるか否かを判定する(ステップ204)。そして、ピニオン軸トルクTpが所定トルクTth以上である場合には(ステップ204:YES)、左エンドカウンタClをインクリメントし(ステップ205:Cl=Cl+1)、左エンドカウンタClが所定カウンタCth以上であるか否かを判定する(ステップ206)。一方、角速度ωmの絶対値が所定角速度ωthよりも大きい場合(ステップ203:NO)、及びピニオン軸トルクTpの絶対値が所定トルクTth未満である場合には(ステップ204:NO)、左エンドカウンタClをリセットする(ステップ207:Cl=0)。
制御舵角原点設定部75は、エンド位置対応モータ角θma_le,θma_reが設定又は更新された後に、検出されるモータ絶対角θmaが設定又は更新したエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reよりもステアリング中立位置側に第1角度θ1以上近づいてから、メモリ55に記憶されているエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reに基づいて制御舵角θsの原点を設定する。
(1)ラック軸12がラックエンド位置にあると判定されたときのモータ絶対角θmaを左右のエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reとして設定するようにした。そのため、例えば直進状態であると判定されたときのモータ絶対角をステアリング中立位置に対応する原点とし、エンド位置対応モータ角を推定する場合に比べ、正確なエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reを設定できる。
次に、操舵制御装置の第2実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
図12に示すように、本実施形態の制御舵角演算部53は、上記第1実施形態の各ブロックに加え、一方エンド位置対応モータ角設定部91と、暫定エンド位置対応舵角設定部92と、暫定エンド離間角演算部93とを備えている。
(9)本実施形態の操舵制御装置6は、制御舵角θsの原点が未設定の状態において、第1及び第2一方エンド位置対応モータ角θma_x1,ma_x2に基づいて、暫定エンド位置対応舵角θma_xeを設定し、暫定エンド離間角θsxの減少に基づいてトルク指令値であるq軸電流指令値Iq*の絶対値を小さくする暫定エンド当て緩和制御を行うようにした。
次に、操舵制御装置の第3実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第1実施形態との主たる相違点は、上記第1実施形態では基本電流指令値Ias*から電流補正値Ira*を差し引くことによりエンド当て緩和制御を実行したのに対し、本実施形態では基本電流指令値Ias*にガード処理を施すことにより同制御を実行する点である。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(第4実施形態)
次に、操舵制御装置の第4実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第2実施形態との主たる相違点は、上記第2実施形態では基本電流指令値Ias*から暫定電流補正値Irb*を差し引くことにより、暫定エンド当て緩和制御を実行したのに対し、本実施形態では基本電流指令値Ias*に暫定ガード処理を施すことにより同制御を実行する点である。このため、説明の便宜上、同一の構成については上記第2実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。各実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記第2実施形態では、暫定電流補正値演算部81は、制御舵角演算部53から出力される暫定エンド離間角θsxに基づいて暫定電流補正値Irb*を演算した。しかし、これに限らず、例えば制御舵角演算部53からモータ絶対角θmaが出力される構成とし、該モータ絶対角θmaの絶対値が暫定エンド近傍舵角θnxeの絶対値を超えた場合に、暫定電流補正値Irb*を演算するようにしてもよい。また、制御舵角演算部53からエンド位置対応モータ角θma_le,θma_reと制御舵角θsとの差分であるエンド離間角が電流補正値演算部62に出力される構成とし、電流補正値演算部62がエンド離間角に基づいて電流補正値Ira*を演算するようにしてもよい。なお、エンド離間角に基づいて電流補正値Ira*を演算する構成を上記第1実施形態にも適用可能であることは言うまでもない。
・上記各実施形態では、ストローク幅Wmaがストローク閾値Wth未満であるか否かを判定したが、ストローク幅Wmaがストローク閾値Wth未満であるか否かを判定せずに、制御舵角θsの原点を設定してもよい。
(イ)前記操舵機構は、コラム軸、中間軸及びピニオン軸を連結してなるステアリングシャフトの回転を、ラックアンドピニオン機構を介して前記転舵軸としてのラック軸の往復動に変換して伝達するものであり、前記アクチュエータは、前記コラム軸に前記モータのモータトルクを付与するものである操舵制御装置。上記構成では、モータトルクがコラム軸、中間軸、ピニオン軸及びラック軸等を介して転舵輪に伝達されるため、ラック軸の圧縮のみならず、例えば中間軸の捻れ等、付与されるトルクによって操舵機構の弾性変形が大きくなりやすい。したがって、操舵機構に生じている弾性変形に基づいて補正したモータ絶対角をエンド位置対応モータ角として設定する効果は大である。
Claims (12)
- モータを駆動源とするアクチュエータにより操舵機構の転舵軸を往復動させるモータトルクが付与される操舵装置を制御対象とし、
前記転舵軸が左右いずれかのエンド位置にあるか否かを判定するエンド位置判定部と、
前記モータの回転角を360°の範囲を超える絶対角で検出するモータ絶対角検出部と、
前記エンド位置判定部により前記転舵軸が左右いずれかのエンド位置にあると判定されたときに、前記モータ絶対角検出部により検出されたモータ絶対角を該左右いずれかのエンド位置に対応するエンド位置対応モータ角として設定するエンド位置対応モータ角設定部とを備えた操舵制御装置。 - 請求項1に記載の操舵制御装置において、
前記モータ絶対角検出部は、前記モータ絶対角を前記操舵機構に付与されたトルクにより生じる該操舵機構の機械的な弾性変形に基づいて補正して検出する操舵制御装置。 - 請求項1又は2に記載の操舵制御装置において、
前記エンド位置対応モータ角設定部は、前記エンド位置対応モータ角を設定した後に、該エンド位置対応モータ角と同一符号かつ絶対値が大きい前記モータ絶対角が前記モータ絶対角検出部により検出された場合には、該モータ絶対角を新たなエンド位置対応モータ角として更新する操舵制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記エンド位置対応モータ角設定部により設定された左右の前記エンド位置対応モータ角の平均値をオフセット角とし、検出される前記モータ絶対角から該オフセット角を減算した角度を、前記モータ絶対角で示される制御舵角の原点として設定する制御舵角原点設定部を備えた操舵制御装置。 - 請求項4に記載の操舵制御装置において、
前記制御舵角原点設定部は、前記エンド位置対応モータ角設定部により設定された左右の前記エンド位置対応モータ角の絶対値の和が前記転舵軸の全ストローク範囲に対応するモータ絶対角範囲に基づくストローク閾値未満である場合には、前記原点を設定しない操舵制御装置。 - 請求項4又は5に記載の操舵制御装置において、
前記モータトルクがトルク指令値となるように前記モータの駆動を制御するモータ制御部を備え、
前記モータ制御部は、前記制御舵角の絶対値が前記エンド位置対応モータ角よりも第1角度だけステアリング中立位置に近いエンド近傍舵角の絶対値を超えた場合に、該制御舵角の絶対値の増大に基づいて前記トルク指令値の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御を行うものであって、
前記制御舵角原点設定部は、前記左右のエンド位置対応モータ角が設定された後、前記モータ絶対角が該左右のエンド位置対応モータ角よりもステアリング中立位置側に前記第1角度以上、近づいてから該左右のエンド位置対応モータ角に基づいて前記原点を設定し、
前記モータ制御部は、前記原点の設定後に前記エンド当て緩和制御を実行する操舵制御装置。 - 請求項4〜6のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記モータトルクがトルク指令値となるように前記モータの駆動を制御するモータ制御部を備え、
前記モータ制御部は、前記制御舵角の絶対値が前記エンド位置対応モータ角よりも第1角度だけステアリング中立位置に近いエンド近傍舵角を超えた場合に、該制御舵角の絶対値の増大に基づいて前記トルク指令値の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御を行うものであって、
前記制御舵角の原点が未設定の状態において、前記エンド位置判定部により前記転舵軸が左右いずれか一方のエンド位置にあると判定された複数のタイミングでの前記モータ絶対角である複数の一方エンド位置対応モータ角に基づいて、該左右いずれか一方の暫定エンド位置対応舵角を設定する暫定エンド位置対応舵角設定部を備え、
前記モータ制御部は、前記モータ絶対角の前記暫定エンド位置対応舵角までの角度が第2角度未満になった場合に、該角度の減少に基づいて前記トルク指令値の絶対値を小さくする暫定エンド当て緩和制御を行う操舵制御装置。 - 請求項7に記載の操舵制御装置において、
前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記複数の一方エンド位置対応モータ角が設定された後、前記モータ絶対角が該暫定エンド位置対応舵角よりもステアリング中立位置側に前記第2角度以上、近づいてから該複数の一方エンド位置対応モータ角に基づいて前記暫定エンド位置対応舵角を設定し、
前記モータ制御部は、前記暫定エンド位置対応舵角の設定後に前記暫定エンド当て緩和制御を実行する操舵制御装置。 - 請求項7又は8に記載の操舵制御装置において、
前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記複数の一方エンド位置対応モータ角の平均値を前記暫定エンド位置対応舵角として設定する操舵制御装置。 - 請求項7〜9のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記暫定エンド位置対応舵角の基礎となる前記複数の一方エンド位置対応モータ角として、前記複数の一方エンド位置対応モータ角の一と、該一を設定してから切り戻し操舵が行われたことを示す所定操舵量以上、前記モータ絶対角が変化した後に設定された前記複数の一方エンド位置対応モータ角の他の一とを用いる操舵制御装置。 - 請求項7〜10のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記暫定エンド位置対応舵角設定部は、前記複数の一方エンド位置対応モータ角の一と他の一との差分が所定差分以下である場合に、前記暫定エンド位置対応舵角を設定する操舵制御装置。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記エンド位置判定部は、前記モータの角速度が停止状態を示す所定角速度以下であり、かつ前記操舵機構に付与されるトルクが所定トルク以上である場合に前記転舵軸がエンド位置にあると判定する操舵制御装置。
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