JP2019127217A - Steering control device for controlling steer-by-wire vehicular steering device - Google Patents

Steering control device for controlling steer-by-wire vehicular steering device Download PDF

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Yusuke KAKIMOTO
祐輔 柿本
厚二 安樂
Koji Anraku
厚二 安樂
勲 並河
Isao Namikawa
勲 並河
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Abstract

To provide a steering control device for controlling a steer-by-wire vehicular steering device that sets reaction force with distribution of estimated axial force and ideal axial force and that is capable of conveying collision with an obstacle to a steering person when a steering wheel collides with an obstacle.SOLUTION: A steering control device has determination conditions that a steering angle deviation θpΔ between a target steering angle θp* and a steering angle θp exceeds a collision determination deviation threshold Δθpr, and that a current iq (steering current) of a q-axis exceeds a collision determination current threshold ir. The steering control device has a determination unit M40 which determines that a steering wheel collided with a curb stone when both determination conditions are satisfied. After the determination unit M40 determines that the steering wheel collided with the curb stone, the control device switches ideal axial force Fib calculated from a target steering angle to estimated axial force Fer as axial force transmitted to a rack axis, and calculates reaction force.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置に関する。   The present invention relates to a steering control apparatus that controls a steer-by-wire type vehicle steering apparatus.

ステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置では、転舵輪とステアリングとの間の動力の伝達が機械的に分離しているため、反力アクチュエータにてステアリングに反力を付与するようにしている(特許文献1、特許文献2、特許文献3)。   In the steer-by-wire vehicle steering device, the transmission of power between the steered wheels and the steering is mechanically separated, so that a reaction force is applied to the steering by a reaction force actuator (Patent Literature). 1, Patent Document 2, Patent Document 3).

特許文献1では、転舵輪を作動する転舵軸の位置とステアリングの回転角に基づいて算出された転舵軸の目標位置との偏差に基づいて前記反力のトルクを決定するようにしている。そして、特許文献1では、転舵輪の縁石衝突時には、前記偏差が大きくなることに基づいて、前記反力を大きくしてその縁石衝突を操舵者に伝えるようにしている。   In Patent Document 1, the torque of the reaction force is determined based on the deviation between the position of the turning shaft that operates the turning wheels and the target position of the turning shaft calculated based on the rotation angle of the steering. . And in patent document 1, at the time of the curbing of a turning wheel, based on that the said deviation becoming large, the said reaction force is enlarged and the curbing collision is transmitted to a steering person.

特許文献2では、目標転舵角と実転舵角の差分に基づいて算出された操舵反力の指令値に、推定した外乱相当分を加えることが行われている。そして、特許文献2では転舵輪が縁石等の障害物に衝突したことが判定された場合、操舵反力をパルス的に大きくして、障害物に衝突したことを操舵者に伝えるようにしている。   In Patent Document 2, the estimated disturbance equivalent is added to the command value of the steering reaction force calculated based on the difference between the target turning angle and the actual turning angle. In Patent Document 2, when it is determined that the steered wheel has collided with an obstacle such as a curbstone, the steering reaction force is increased in a pulse manner to notify the steering person that the steered wheel has collided with the obstacle. .

特許文献3では、転舵軸に作用する軸力に着目して、操舵角に基づいて得られる目標転舵角から算出された理想軸力と、路面情報から算出された推定軸力をそれぞれ配分することにより、反力を決定するようにしている。   In Patent Document 3, focusing on the axial force acting on the steered shaft, the ideal axial force calculated from the target turning angle obtained based on the steering angle and the estimated axial force calculated from the road surface information are respectively distributed By doing so, the reaction force is determined.

特開2006−298223号公報、図5−A、図6、段落0031JP-A-2006-298223, FIG. 5-A, FIG. 6, paragraph 0031 特開2005−96725号公報、段落0075Japanese Patent Laying-Open No. 2005-96725, paragraph 0075 特開2017−165219号公報JP, 2017-165219, A

ところで、特許文献3では、推定軸力は転舵アクチュエータの前記路面情報としての転舵電流に基づいて算出するものである。そして、車両走行状態において、ステアリングが中立のセンター付近のときには理想軸力がメインとなるように、また、ステアリングが切り込みされたときには、推定軸力がメインとなるように配分がされている。また、停車状態では、転舵軸の作動範囲の全ての領域において、理想軸力に基づいた反力を操舵者に伝えるようにしている。   By the way, in Patent Document 3, the estimated axial force is calculated based on the turning current as the road surface information of the turning actuator. In the vehicle running state, the ideal axial force is distributed when the steering is near the neutral center, and the estimated axial force is distributed when the steering is cut. Further, in the stop state, the reaction force based on the ideal axial force is transmitted to the steerer in the entire area of the working range of the turning shaft.

このように、車両走行状態及び停車状態では、理想軸力に基づいた反力が部分的、或いは全部に使用されているため、転舵輪の縁石等の衝突時には、縁石等に衝突したことが操舵者に伝わらない虞がある。   As described above, since the reaction force based on the ideal axial force is partially or entirely used in the vehicle traveling state and the stopping state, the collision with the curb or the like is caused when the curb or the like of the steered wheel collides. There is a risk that they will not be

本発明の目的は、推定軸力と理想軸力の配分で反力を設定するステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置において、障害物に転舵輪が衝突した際に、障害物の衝突を操舵者に伝えることができるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a steer-by-wire vehicle steering device that sets a reaction force by distributing an estimated axial force and an ideal axial force. It is an object of the present invention to provide a steering control device in which a steer-by-wire type vehicle steering device capable of transmitting a collision of an obstacle to a steerer is controlled.

上記問題点を解決するために、本発明のステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置は、ステアリングの操作に抗する反力を付与する反力アクチュエータと、転舵輪と前記ステアリングとの間の動力遮断状態下で前記転舵輪を転舵軸を介して転舵する転舵アクチュエータと、前記転舵アクチュエータを前記ステアリングの操舵に応じて制御する転舵制御部と、前記反力アクチュエータを制御するための前記反力を演算する反力制御部とを備えたステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置であって、前記反力制御部は、判定条件として少なくとも目標転舵角と実転舵角との偏差が衝突判定偏差閾値を越えたときに障害物衝突と判定する判定部を備え、この判定後は、前記転舵軸に伝達される軸力として目標転舵角から算出する理想軸力を、前記転舵アクチュエータの転舵電流から算出する推定軸力に切り換えて、前記反力を演算するものである。   In order to solve the above-mentioned problems, a steering control device for which the steer-by-wire vehicle steering device of the present invention is controlled includes a reaction force actuator that applies a reaction force against steering operation, a steered wheel, A steered actuator for steering the steered wheel via a steered shaft under a power cut-off state with respect to a steering, a steered control unit for controlling the steered actuator according to steering of the steering, and the reaction A steering control device for controlling a steer-by-wire type vehicle steering apparatus including a reaction force control unit for calculating a reaction force for controlling a force actuator, wherein the reaction force control unit is a determination condition. And a determination unit for determining an obstacle collision when at least a deviation between the target turning angle and the actual turning angle exceeds a collision determination deviation threshold value, and after this determination, the shaft transmitted to the turning shaft As an ideal axial force for calculating the target turning angle, it is switched to the estimated axial force calculated from the turning current of the steering actuator is for calculating the reaction force.

上記の構成によれば、転舵輪が障害物衝突した場合、障害物により転舵輪が転舵できなくなり、実転舵角が一定となる。一方、ステアバイワイヤは転舵輪とステアリング間の機械的連結がないため、転舵輪が障害物に衝突した後にも転舵輪の転舵方向と同方向となるようにステアリングが操舵されると、その操舵に応じて、目標転舵角が増大して算出される。この目標転舵角と実転舵角との偏差が衝突判定偏差閾値を超えると、判定部は、障害物衝突と判定する。この判定後は、反力制御部は、転舵軸に伝達される軸力として目標転舵角から算出する理想軸力を、前記転舵アクチュエータの転舵電流から算出する推定軸力に切り換えて、前記反力を演算する。   According to the above configuration, when the steered wheels collide with an obstacle, the steered wheels cannot be steered by the obstacle, and the actual steered angle becomes constant. On the other hand, since the steer-by-wire does not have mechanical connection between the steered wheels and the steering, if the steering is steered so as to be in the same direction as the steered wheels after the steered wheels collide with the obstacle, the steering Accordingly, the target turning angle is increased and calculated. When the deviation between the target turning angle and the actual turning angle exceeds the collision determination deviation threshold value, the determination unit determines that there is an obstacle collision. After this determination, the reaction force control unit switches the ideal axial force calculated from the target turning angle as the axial force transmitted to the turning shaft to the estimated axial force calculated from the turning current of the turning actuator. And calculating the reaction force.

また、前記判定部は、さらに下記の(a)から(c)のうち、いずれか1つ以上の組み合わせを前記判定条件として、組み合わせた判定条件が全て満足するときに障害物衝突と判定してもよい。   Further, the determination unit determines that an obstacle collision is satisfied when all the combined determination conditions are further satisfied, with any one or more of the following (a) to (c) as the determination conditions. Also good.

(a)前記転舵電流が衝突判定電流閾値を越えている。
(b)|転舵角速度|<衝突判定転舵角速度閾値で、かつ、|目標転舵角加速度|<衝突判定目標舵角加速度閾値である。
(A) The turning current exceeds the collision determination current threshold.
(B) | turning angular velocity | <collision determination turning angular velocity threshold, and | target turning angular acceleration | <collision determination target steering angle acceleration threshold.

(c)|推定軸力|−|理想軸力|が衝突判定軸力差分閾値を越えている。
(a)から(c)のうち、さらにいずれか1つ以上の組み合わせを判定条件とすると、判定精度を高める。
(C) | estimated axial force | --ideal axial force | exceeds the collision determination axial force difference threshold.
If any one or more combinations of (a) to (c) are used as the determination condition, the determination accuracy is improved.

例えば、前記判定部は、前記転舵電流が衝突判定電流閾値を越えていることを、さらに判定条件とし、これらの判定条件を全て満足するときに障害物衝突と判定してもよい。一般に、転舵アクチュエータは、フィードバック制御が行われており、この判定条件を組み合わせた場合、障害物衝突があると、フィードバック制御により転舵電流が増加する。前述した目標転舵角と実転舵角との偏差が衝突判定偏差閾値を超えており、かつ、転舵電流が衝突判定電流閾値を越えていると、判定部は、障害物衝突と判定する。   For example, the determination unit may further determine that the steering current exceeds the collision determination current threshold as a determination condition, and determine that the collision is an obstacle when all of the determination conditions are satisfied. In general, the steering actuator is subjected to feedback control, and when the determination conditions are combined, when there is an obstacle collision, the steering current is increased by feedback control. If the deviation between the target turning angle and the actual turning angle described above exceeds the collision determination deviation threshold and the turning current exceeds the collision determination current threshold, the determination unit determines that an obstacle has collided. .

また、例えば、前記判定部は、目標転舵角と実転舵角との偏差が衝突判定偏差閾値を越えていること、前記転舵電流が衝突判定電流閾値を越えていることの判定条件の他に、|転舵角速度|<衝突判定転舵角速度閾値で、かつ、|目標転舵角加速度|<衝突判定目標舵角加速度閾値であることを、判定条件とし、これらの判定条件を全て満足するときに障害物衝突と判定してもよい。   In addition, for example, the determination unit may determine whether the deviation between the target turning angle and the actual turning angle exceeds a collision determination deviation threshold, or whether the steering current exceeds a collision determination current threshold. In addition, | the turning angular velocity | <the collision determination turning angular velocity threshold and the | target turning angular acceleration | <the collision determination target steering angular acceleration threshold are used as the determination conditions, and all of these determination conditions are satisfied. It may be determined that an obstacle collides.

急操舵時やsin操舵時においては、目標転舵角と実転舵角との偏差、及び転舵電流は増加することがあり、このため、転舵輪が障害物衝突していないにも関わらず障害物衝突と誤判定する虞がある。   During sudden steering or sine steering, the deviation between the target turning angle and the actual turning angle and the turning current may increase. Therefore, even though the turning wheels do not collide with obstacles. There is a possibility that an obstacle collision may be misjudged.

ここで、転舵角速度は、急操舵時やsin操舵時においては出力されるが、障害物衝突時には、減少し、また、障害物に転舵輪が当たっている最中は転舵角速度は、一定となり、0近傍の値を取る。   Here, the steered angular velocity is output at the time of sudden steering or sin steering, but decreases at the time of an obstacle collision, and the steered angular velocity is constant while the steered wheel is hitting the obstacle. And takes a value near 0.

なお、sin操舵時でステアリングを切り返す際に転舵角速度は、衝突判定転舵角速度閾値未満の値となることから、転舵角速度のみでは、誤検出の可能性がある。このため、目標転舵角加速度が衝突判定目標転舵角加速度閾値未満のときを障害物衝突のさらなる判定条件とすることで、sin操舵時の切り返しでは誤判定としないことが可能となる。   Note that when turning the steering back during sin steering, the turning angular velocity becomes a value less than the collision determination turning angular velocity threshold value, and therefore there is a possibility of erroneous detection only with the turning angular velocity. For this reason, by setting the time when the target turning angular acceleration is less than the collision determination target turning angular acceleration threshold as the further determination condition of the obstacle collision, it is possible to prevent the erroneous determination in the turning back at the time of the sin steering.

このようにして、転舵角速度及び目標転舵角加速度とがそれぞれ衝突判定転舵角速度閾値及び衝突判定目標転舵角加速度閾値未満であることを、さらに判定条件として加えることにより、障害物衝突の誤判定をなくすことが可能となる。   In this manner, the obstacle collision is caused by further adding that the turning angular velocity and the target turning angular acceleration are less than the collision determination turning angular velocity threshold and the collision determination target turning angular acceleration threshold, respectively, as a determination condition. It is possible to eliminate false positives.

また、例えば、前記判定部は、目標転舵角と実転舵角との衝突判定偏差閾値を越えていること、前記転舵電流が衝突判定電流閾値を越えていること、及び|推定軸力|−|理想軸力|が衝突判定軸力差分閾値を越えていることを前記判定条件とし、これらの判定条件を全て満足するときに障害物衝突と判定してもよい。   Further, for example, the determination unit may exceed a collision determination deviation threshold between the target turning angle and the actual turning angle, the steering current may exceed a collision determination current threshold, and | estimated axial force It may be determined as an obstacle collision when all of these determination conditions are satisfied, with the determination condition that ||| ideal axial force | exceeds the collision determination axial force difference threshold.

目標操舵角から算出する理想軸力に対して、路面情報としての転舵電流から算出する推定軸力は障害物衝突時に増加する。このため、推定軸力の絶対値は、理想軸力の絶対値より大きくなる。なお、|推定軸力−理想軸力|>閾値とした場合には、低μ路では、理想軸力>推定軸力となるため、誤判定の虞がある。   In contrast to the ideal axial force calculated from the target steering angle, the estimated axial force calculated from the steering current as road surface information increases at the time of obstacle collision. For this reason, the absolute value of the estimated axial force is larger than the absolute value of the ideal axial force. In the case of | estimated axial force−ideal axial force |> threshold, on the low μ road, the ideal axial force> estimated axial force, and there is a possibility of an erroneous determination.

このようにして、|推定軸力|−|理想軸力|が衝突判定軸力差分閾値を越えていることを、さらに判定条件として加えることにより、障害物衝突の誤判定をなくすことが可能となる。   In this way, it is possible to eliminate an erroneous determination of an obstacle collision by adding that the | estimated axial force |-| ideal axial force | exceeds the collision determination axial force difference threshold as a determination condition. Become.

本発明によれば、推定軸力と理想軸力の配分で反力を設定するステアバイワイヤ式の車両用操舵装置において、障害物に転舵輪が衝突した際に、障害物の衝突を操舵者に伝えることができる効果がある。   According to the present invention, in a steer-by-wire vehicle steering device that sets a reaction force by distributing an estimated axial force and an ideal axial force, when a steered wheel collides with an obstacle, the collision of the obstacle is given to the steering wheel. There is an effect that can be conveyed.

第1実施形態のステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置を示す全体概略図。FIG. 1 is an overall schematic view showing a steering control device in which a steer-by-wire type vehicle steering device according to a first embodiment is controlled. 同実施形態の操舵制御装置のブロック図。The block diagram of the steering control apparatus of the embodiment. 同実施形態にかかる操舵角及び転舵角の閾値を示す図。The figure which shows the threshold value of the steering angle and turning angle concerning the embodiment. 同実施形態にかかる軸力配分演算部を示すブロック図。The block diagram which shows the axial force distribution calculating part concerning the embodiment. 同実施形態にかかる判定条件の説明図。Explanatory drawing of the determination conditions concerning the embodiment. 同実施形態にかかる判定条件の説明図。Explanatory drawing of the determination conditions concerning the embodiment. 第2実施形態の車両用操舵装置のブロック図。The block diagram of the steering apparatus for vehicles of 2nd Embodiment. (a)及び(b)は第2実施形態の判定条件の説明図。(A) And (b) is explanatory drawing of the determination conditions of 2nd Embodiment. 第3実施形態の操舵制御装置のブロック図。The block diagram of the steering control device of a 3rd embodiment. 第3実施形態の判定条件の説明図。Explanatory drawing of the determination conditions of 3rd Embodiment. 第4実施形態のステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置操舵制御装置を示す全体概略図。FIG. 10 is an overall schematic diagram showing a steering control device steering control device that is a control target of a steer-by-wire vehicle steering device of a fourth embodiment.

(第1実施形態)
以下、ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置にかかる第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
First Embodiment
Hereinafter, a first embodiment of a steering control device in which a steer-by-wire type vehicle steering device is controlled will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、本実施形態にかかる操舵制御装置においては、ステアリングホイール(ステアリング10)が、ステアリング10の操作に抗する力である反力を付与する反力アクチュエータ20に接続されている。反力アクチュエータ20は、ステアリング10に固定されたステアリングシャフト22、反力側減速機24、反力側減速機24に回転軸26aが連結された反力モータ26、及び反力モータ26を駆動するインバータ28を備えている。ここで、反力モータ26は、表面磁石同期電動機(SPMSM)である。   As shown in FIG. 1, in the steering control device according to the present embodiment, the steering wheel (steering 10) is connected to a reaction force actuator 20 that applies a reaction force that is a force against the operation of the steering 10. . The reaction force actuator 20 drives a steering shaft 22 fixed to the steering wheel 10, a reaction force side speed reducer 24, a reaction force motor 26 having a rotating shaft 26 a connected to the reaction force side speed reducer 24, and the reaction force motor 26. An inverter 28 is provided. Here, the reaction force motor 26 is a surface magnet synchronous motor (SPMSM).

反力モータ26は、インバータ28を介してバッテリ72に接続されている。インバータ28は、バッテリ72の正極及び負極のそれぞれと反力モータ26の3個の端子のそれぞれとの間を開閉する回路である。   The reaction force motor 26 is connected to the battery 72 via the inverter 28. The inverter 28 is a circuit that opens and closes between each of the positive electrode and the negative electrode of the battery 72 and each of the three terminals of the reaction force motor 26.

転舵アクチュエータ40は、ラックアンドピニオン機構52、転舵側モータ56(SPMSM)及びインバータ58を備えている。
ラックアンドピニオン機構52は、所定の交叉角をもって配置されたラック軸46及びピニオン軸50を備えており、ラック軸46に形成されたラック歯46bとピニオン軸50に形成されたピニオン歯50aとが噛合されている。ラック軸46の両端には、図示しないタイロッドを介して転舵輪30が連結されている。ラック軸46は、転舵軸に相当する。
The steered actuator 40 includes a rack and pinion mechanism 52, a steered side motor 56 (SPMSM), and an inverter 58.
The rack-and-pinion mechanism 52 includes a rack shaft 46 and a pinion shaft 50 arranged with a predetermined crossing angle, and the rack teeth 46 b formed on the rack shaft 46 and the pinion teeth 50 a formed on the pinion shaft 50 Meshed. The steered wheels 30 are connected to both ends of the rack shaft 46 via tie rods (not shown). The rack shaft 46 corresponds to a steered shaft.

ピニオン軸50は、転舵側減速機54を介して、転舵側モータ56の回転軸56aに接続されている。転舵側モータ56には、インバータ58が接続されている。なお、ラック軸46は、ラックハウジング44に収容されている。   The pinion shaft 50 is connected to the rotating shaft 56 a of the steered side motor 56 via the steered side speed reducer 54. An inverter 58 is connected to the steered side motor 56. The rack shaft 46 is accommodated in the rack housing 44.

なお、図1においては、インバータ58を構成するスイッチング素子(MOS電界効果トランジスタ)の符号のうち転舵側モータ56の3個の端子のそれぞれに接続されるものに、「u,v,w」のそれぞれを付与し、また、上側アームに「p」を、下側アームに「n」を付与している。なお、以下では、「u,v,w」を総括して「¥」と表記し、「p,n」を総括して「#」と表記する。すなわち、インバータ58は、バッテリ72の正極と転舵側モータ56の端子との間を開閉するスイッチング素子S¥pと、バッテリ72の負極と転舵側モータ56の端子との間を開閉するスイッチング素子S¥nとの直列接続体を備えて構成されている。そして、スイッチング素子S¥#には、ダイオードD¥#が逆並列接続されている。   In FIG. 1, among the symbols of the switching elements (MOS field effect transistors) constituting the inverter 58, the ones connected to the three terminals of the steered side motor 56 are “u, v, w”. The upper arm is given “p” and the lower arm is given “n”. In the following, “u, v, w” will be collectively described as “¥” and “p, n” will be collectively described as “#”. That is, the inverter 58 switches between the switching element S ¥ p that opens and closes between the positive terminal of the battery 72 and the terminal of the steered side motor 56 and between the negative terminal of the battery 72 and the terminal of the steered side motor 56 A series connection body with the element S ¥ n is provided. A diode D ¥ # is connected in reverse parallel to the switching element S ¥ #.

ステアリング10には、スパイラルケーブル装置60が連結されている。スパイラルケーブル装置60は、ステアリング10に固定された第1ハウジング62と、車体に固定された第2ハウジング64と、第1ハウジング62及び第2ハウジング64によって区画された空間に収容されて且つ第2ハウジング64に固定された筒状部材66と、筒状部材66に巻きつけられるスパイラルケーブル68とを備えている。筒状部材66には、ステアリングシャフト22が挿入されている。スパイラルケーブル68は、ステアリング10に固定されたホーン70と、車体に固定されたバッテリ72等とを接続する電気配線である。   A spiral cable device 60 is connected to the steering 10. The spiral cable device 60 is accommodated in a space defined by the first housing 62 fixed to the steering 10, the second housing 64 fixed to the vehicle body, the first housing 62 and the second housing 64, and the second A tubular member 66 fixed to the housing 64 and a spiral cable 68 wound around the tubular member 66 are provided. The steering shaft 22 is inserted into the cylindrical member 66. The spiral cable 68 is an electrical wiring that connects the horn 70 fixed to the steering 10 and the battery 72 fixed to the vehicle body.

制御装置80(操舵制御装置)は、反力アクチュエータ20及び転舵アクチュエータ40を備えた操舵装置を操作することにより、ステアリング10の操作に応じて転舵輪30を転舵させる制御を実行する。本実施形態では、反力アクチュエータ20及び転舵アクチュエータ40によってステアバイワイヤシステムを実現しており、制御装置80は、ステアリング10の操作に応じて転舵輪30を転舵させる制御を実行する。制御装置80は、転舵制御部及び反力制御部に相当する。   The control device 80 (steering control device) performs control to steer the steered wheels 30 according to the operation of the steering 10 by operating the steering device provided with the reaction force actuator 20 and the steering actuator 40. In the present embodiment, a steer-by-wire system is realized by the reaction force actuator 20 and the steering actuator 40, and the control device 80 executes control to steer the steered wheels 30 in accordance with the operation of the steering 10. The control device 80 corresponds to a steering control unit and a reaction force control unit.

この際、制御装置80は、操舵側センサ92によって検出される反力モータ26の回転軸26aの回転角度θs0や、トルクセンサ94によって検出されるステアリングシャフト22に加わる操舵トルクTrqsを取り込む。また、制御装置80は、転舵側センサ90によって検出される転舵側モータ56の回転軸56aの回転角度θt0や、車速センサ96によって検出される車速Vを取り込む。なお、制御装置80は、インバータ58において、スイッチング素子S¥nのそれぞれのソース側に接続されたシャント抵抗86の電圧降下を電流iu,iv,iwとして取得し、これらを参照する。また、制御装置80は、車載のエンジン等の制御パターンの設定状態を示すドライブモードDMを取り込む。ドライブモードDMによっては、燃費やユーザーの要求に対する車両の走行への応答性(ダイレクト感)が異なる。例えば、ドライブモードDMには、燃費が高まるようにエンジン等の出力を適正化するECOモード、ECOモードと比較してユーザーの要求に対する上記応答性が高まるようにエンジン等の出力を適正化するノーマルモード、燃費に関係なくユーザーの要求に対する上記応答性が高まるようにエンジン等の出力を適正化するスポーツモード等が含まれる。このドライブモードDMは、ユーザー、すなわち、操舵者が操作可能に設けられるスイッチ98によって切り替えられる。   At this time, the control device 80 takes in the rotation angle θs 0 of the rotation shaft 26 a of the reaction force motor 26 detected by the steering sensor 92 and the steering torque Trqs applied to the steering shaft 22 detected by the torque sensor 94. Further, the control device 80 takes in the rotation angle θt 0 of the rotation shaft 56 a of the turning side motor 56 detected by the turning side sensor 90, and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 96. The control device 80 acquires voltage drops of the shunt resistors 86 connected to the respective source sides of the switching elements S ¥ n in the inverter 58 as the currents iu, iv, iw, and refers to these. Further, the control device 80 takes in a drive mode DM indicating a setting state of a control pattern of a vehicle-mounted engine or the like. Depending on the drive mode DM, the responsiveness (direct feeling) to the traveling of the vehicle to the fuel efficiency and the user's request may differ. For example, the drive mode DM includes an ECO mode that optimizes the output of the engine and the like so as to improve fuel efficiency, and a normal that optimizes the output of the engine and the like so that the responsiveness to the user's request is enhanced compared to the ECO mode. A sports mode that optimizes the output of the engine or the like so as to increase the responsiveness to the user's request regardless of the mode and fuel consumption is included. This drive mode DM is switched by a switch 98 that can be operated by a user, that is, a steering wheel.

詳しくは、制御装置80は、CPU82(中央処理装置)及びメモリ84を備えており、メモリ84に記憶されたプログラムをCPU82が実行することにより、反力アクチュエータ20や転舵アクチュエータ40が操作される。   Specifically, the control device 80 includes a CPU 82 (central processing unit) and a memory 84. When the CPU 82 executes a program stored in the memory 84, the reaction force actuator 20 and the steering actuator 40 are operated. .

(実施形態の作用)
図2に、制御装置80が実行する処理の一部を示す。図2に示す処理は、メモリ84に記憶されたプログラムをCPU82が実行することで実現される処理の一部を、実現される処理の種類毎に記載したものである。
(Operation of the embodiment)
FIG. 2 shows a part of processing executed by the control device 80. The process shown in FIG. 2 describes a part of the process realized by the CPU 82 executing the program stored in the memory 84 for each type of the realized process.

積算処理部M2は、操舵側センサ92によって検出された回転角度θs0と転舵側センサ90によって検出された回転角度θt0とを、0〜360°よりも広い角度領域の数値に変換して回転角度θs,θtとする。例えば、ステアリング10が車両を直進させる中立位置から右側または左側に最大限回転操作される場合、回転軸26aは、複数回回転する。したがって、積算処理部M2では、例えば、ステアリング10が中立位置にある状態から回転軸26aが所定方向に2回転する場合、出力値を720°とする。なお、積算処理部M2は、中立位置における出力値をゼロとする。   The integration processing unit M2 converts the rotation angle θs0 detected by the steering side sensor 92 and the rotation angle θt0 detected by the steered side sensor 90 into numerical values in an angle region wider than 0 to 360 °, and thereby the rotation angle. Let θs and θt. For example, when the steering 10 is fully rotated to the right or left from the neutral position for advancing the vehicle straight, the rotation shaft 26a rotates a plurality of times. Therefore, in the integration processing unit M2, for example, when the rotation shaft 26a rotates twice in the predetermined direction from the state where the steering 10 is at the neutral position, the output value is set to 720 °. The integration processing unit M2 sets the output value at the neutral position to zero.

計量単位設定処理部M4は、積算処理部M2による処理が施された操舵側センサ92の出力値に換算係数Ksを乗算して操舵角θhを算出し、積算処理部M2による処理が施された転舵側センサ90の出力値に換算係数Ktを乗算して、実転舵角としての転舵角θpを算出する。ここで、換算係数Ksは、反力側減速機24と反力モータ26の回転軸26aとの回転速度比に応じて定められており、これにより、回転軸26aの回転角度θsの変化量をステアリング10の回転量に変換する。このため、操舵角θhは、中立位置を基準とするステアリング10の回転角度となる。また、換算係数Ktは、転舵側減速機54と転舵側モータ56の回転軸56aとの回転速度比となっている。これにより、回転軸56aの回転量を、ステアリングシャフト22が連結されていると仮定した場合におけるステアリング10の回転量に変換する。   The weighing unit setting processing unit M4 calculates the steering angle θh by multiplying the output value of the steering sensor 92 processed by the integration processing unit M2 by the conversion coefficient Ks, and the processing by the integration processing unit M2 is performed. The turning value θp as the actual turning angle is calculated by multiplying the output value of the turning side sensor 90 by the conversion coefficient Kt. Here, the conversion factor Ks is determined in accordance with the rotational speed ratio between the reaction reduction gear 24 and the rotation shaft 26a of the reaction motor 26, and thereby, the change amount of the rotation angle θs of the rotation shaft 26a It is converted into the amount of rotation of the steering 10. Therefore, the steering angle θh is the rotation angle of the steering 10 based on the neutral position. The conversion coefficient Kt is a rotation speed ratio between the steered side reduction gear 54 and the rotating shaft 56 a of the steered side motor 56. Thereby, the rotation amount of the rotating shaft 56a is converted into the rotation amount of the steering wheel 10 when it is assumed that the steering shaft 22 is connected.

なお、図2における処理は、回転角度θs,θt、操舵角θh、及び転舵角θpが所定方向の回転角度の場合に正、逆方向の回転角度の場合に負とする。例えば、積算処理部M2は、ステアリング10が中立位置にある状態から回転軸26aが所定方向とは逆回転する場合に、出力値を負の値とする。ただし、これは、制御系のロジックの一例に過ぎない。特に、本明細書では、回転角度θs,θt、操舵角θh、及び転舵角θpが大きいとは、中立位置からの変化量が大きいこととする。換言すれば、上記のように正負の値を取りうるパラメータの絶対値が大きいこととする。   The processing in FIG. 2 is positive when the rotation angles θs and θt, the steering angle θh, and the turning angle θp are rotation angles in a predetermined direction, and is negative when the rotation angles are in the opposite direction. For example, the integration processing unit M2 sets the output value to a negative value when the rotation shaft 26a rotates in the reverse direction to the predetermined direction from the state where the steering 10 is at the neutral position. However, this is only an example of the logic of the control system. In particular, in the present specification, when the rotation angles θs and θt, the steering angle θh, and the turning angle θp are large, it is assumed that the amount of change from the neutral position is large. In other words, the absolute value of the parameter that can take a positive or negative value as described above is large.

反力トルク設定処理部M6は、操舵トルクTrqsに基づき、反力トルクTrqa*を設定する。反力トルクTrqa*は、操舵トルクTrqsが大きいほど大きい値に設定される。加算処理部M8は、反力トルクTrqa*に操舵トルクTrqsを加算して出力する。   The reaction torque setting processing unit M6 sets the reaction torque Trqa * based on the steering torque Trqs. The reaction torque Trqa * is set to a larger value as the steering torque Trqs is larger. The addition processing unit M8 adds the steering torque Trqs to the reaction torque Trqa * and outputs it.

反力設定処理部M10は、ステアリング10の回転に抗する力である反力Firを設定する。詳しくは、転舵輪30が障害物に衝突していない通常走行状態、或いは停車状態では、反力設定処理部M10は、ベース反力設定処理部M10aによって、ステアリング10の操作に応じたベース反力Fdを設定する。また、反力設定処理部M10は、制限用反力設定処理部M10bによって、ステアリング10の回転量が許容最大値に近づく場合に、ステアリング10が更に上限値側に操作されるのに抗する反力である制限用反力Fieを設定する。そして、反力設定処理部M10は、加算処理部M10cによってベース反力Fdと制限用反力Fieとを加算し、これを反力Firとして出力する。   The reaction force setting processing unit M <b> 10 sets a reaction force Fir that is a force that resists the rotation of the steering wheel 10. Specifically, in the normal traveling state where the steered wheels 30 do not collide with the obstacle or in the stopped state, the reaction force setting processing unit M10 controls the base reaction force according to the operation of the steering 10 by the base reaction force setting processing unit M10a. Set Fd. Further, the reaction force setting processing unit M10 resists the steering 10 from being further moved to the upper limit side when the rotation amount of the steering 10 approaches the allowable maximum value by the restriction reaction force setting processing unit M10 b. Set the limiting reaction force Fie that is a force. Then, the reaction force setting processing unit M10 adds the base reaction force Fd and the restriction reaction force Fie by the addition processing unit M10c, and outputs this as a reaction force Fir.

偏差算出処理部M12は、加算処理部M8の出力から反力Firを減算した値を出力する。
目標操舵角算出処理部M20は、偏差算出処理部M12の出力値に基づき、目標操舵角θh*を設定する。ここでは、偏差算出処理部M12の出力値Δと、目標操舵角θh*とを関係づける以下の式(c1)にて表現されるモデル式を利用する。
The deviation calculation processing unit M12 outputs a value obtained by subtracting the reaction force Fir from the output of the addition processing unit M8.
The target steering angle calculation processing unit M20 sets the target steering angle θh * based on the output value of the deviation calculation processing unit M12. Here, a model equation expressed by the following equation (c1) which relates the output value Δ of the deviation calculation processing unit M12 and the target steering angle θh * is used.

Δ=C・θh*’+J・θh*’’…(c1)
上記の式(c1)にて表現されるモデルは、ステアリング10と転舵輪30とが機械的に連結されたものにおいて、ステアリング10の回転に伴って回転する回転軸のトルクと回転角度との関係を定めるモデルである。上記の式(c1)において、粘性係数Cは、操舵装置の摩擦等をモデル化したものであり、慣性係数Jは、操舵装置の慣性をモデル化したものである。ここで、粘性係数C及び慣性係数Jは、車速Vに応じて可変設定される。
Δ = C · θh * ′ + J · θh * ′ ′ (c1)
The model represented by the above equation (c1) is a relationship between the torque of the rotation shaft that rotates with the rotation of the steering 10 and the rotation angle in the case where the steering 10 and the steered wheels 30 are mechanically connected. It is a model that determines. In the above equation (c1), the viscosity coefficient C models the friction of the steering device, and the inertia coefficient J models the inertia of the steering device. Here, the viscosity coefficient C and the inertia coefficient J are variably set according to the vehicle speed V.

操舵角フィードバック処理部M22は、操舵角θhを目標操舵角θh*にフィードバック制御するための操作量として、反力モータ26が生成する反力トルクの目標値である目標反力トルクTrqr*を設定する。具体的には、目標操舵角θh*から操舵角θhを減算した値を入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、目標反力トルクTrqr*とする。   The steering angle feedback processing unit M22 sets a target reaction force torque Trqr * that is a target value of the reaction force torque generated by the reaction force motor 26 as an operation amount for feedback control of the steering angle θh to the target steering angle θh *. To do. Specifically, the sum of the output values of a proportional element, an integral element, and a differential element, which has a value obtained by subtracting the steering angle θh from the target steering angle θh *, is set as a target reaction force torque Trqr *.

操作信号生成処理部M24は、目標反力トルクTrqr*に基づき、インバータ28の操作信号MSsを生成してインバータ28に出力する。これは、例えば、目標反力トルクTrqr*に基づきq軸電流の指令値を設定し、dq軸の電流を指令値にフィードバック制御するための操作量としてdq軸の電圧指令値を設定する周知の電流フィードバック制御にて実現することができる。なお、d軸電流はゼロに制御してもよいが、反力モータ26の回転速度が大きい場合には、d軸電流の絶対値をゼロより大きい値に設定し弱め界磁制御を実行してもよい。もっとも、低回転速度領域においてd軸電流の絶対値をゼロよりも大きい値に設定することも可能である。なお、反力トルク設定処理部M6、加算処理部M8、反力設定処理部M10、偏差算出処理部M12、目標操舵角算出処理部M20、操舵角フィードバック処理部M22、及び操作信号生成処理部M24は反力処理部の一例であり、特に、操舵角フィードバック処理部M22及び操作信号生成処理部M24は操舵角制御処理部の一例である。   The operation signal generation processing unit M24 generates an operation signal MSs for the inverter 28 based on the target reaction force torque Trqr * and outputs the operation signal MSs to the inverter 28. This is known, for example, to set the command value of the q-axis current based on the target reaction force torque Trqr * and to set the voltage command value of the dq axis as an operation amount for feedback controlling the current of the dq axis to the command value. It can be realized by current feedback control. The d-axis current may be controlled to zero, but when the rotational speed of the reaction force motor 26 is large, the field-weakening control may be performed by setting the absolute value of the d-axis current to a value larger than zero. . However, it is also possible to set the absolute value of the d-axis current to a value larger than zero in the low rotational speed region. The reaction torque setting processing unit M6, addition processing unit M8, reaction force setting processing unit M10, deviation calculation processing unit M12, target steering angle calculation processing unit M20, steering angle feedback processing unit M22, and operation signal generation processing unit M24. Is an example of a reaction force processing unit, and in particular, the steering angle feedback processing unit M22 and the operation signal generation processing unit M24 are an example of a steering angle control processing unit.

舵角比可変処理部M26は、目標操舵角θh*に基づき、操舵角θhと転舵角θpとの比である舵角比を可変設定するための目標動作角θa*を設定する。加算処理部M28は、目標操舵角θh*に目標動作角θa*を加算することにより、目標転舵角θp*を算出する。   The steering angle ratio variable processing unit M26 sets a target operating angle θa * for variably setting a steering angle ratio, which is a ratio between the steering angle θh and the turning angle θp, based on the target steering angle θh *. The addition processing unit M28 calculates the target turning angle θp * by adding the target operating angle θa * to the target steering angle θh *.

転舵角フィードバック処理部M32は、転舵角θpを目標転舵角θp*にフィードバック制御するための操作量として、転舵側モータ56が生成する目標転舵トルクTrqt*を設定する。具体的には、目標転舵角θp*から転舵角θpを減算した値を入力とする比例要素、積分要素及び微分要素のそれぞれの出力値の和を、目標転舵トルクTrqt*とする。   The turning angle feedback processing unit M32 sets a target turning torque Trqt * generated by the turning side motor 56 as an operation amount for feedback control of the turning angle θp to the target turning angle θp *. Specifically, the sum of the output values of a proportional element, an integral element, and a differential element using a value obtained by subtracting the turning angle θp from the target turning angle θp * is taken as a target turning torque Trqt *.

操作信号生成処理部M34は、目標転舵トルクTrqt*に基づき、インバータ58の操作信号MStを生成してインバータ58に出力する。これは、操作信号生成処理部M24による操作信号の生成処理と同様に行うことができる。なお、転舵角フィードバック処理部M32及び操作信号生成処理部M34は転舵角制御処理部の一例である。   The operation signal generation processing unit M34 generates an operation signal MSt for the inverter 58 based on the target turning torque Trqt * and outputs the operation signal MSt to the inverter 58. This can be performed in the same manner as the operation signal generation processing by the operation signal generation processing unit M24. The turning angle feedback processing unit M32 and the operation signal generation processing unit M34 are an example of a turning angle control processing unit.

最大値選択処理部M36は、目標操舵角θh*と目標転舵角θp*とのうちの大きい方の値(最大値θe)を選択して出力する。
上記ベース反力設定処理部M10aは、目標転舵角θp*を入力とする。一方、上記制限用反力設定処理部M10bは、最大値θeを入力として制限用反力Fieを設定する。これは、ラック軸46が軸方向に変位してラック軸46の端部がラックハウジング44(ラックストッパ)に接触する直前と、ステアリング10がスパイラルケーブル68から定まる上限値まで回転する直前との双方において、ステアリング10に、操舵角の大きさをそれ以上大きくするのに抗する力を増加制御するための設定である。以下、これについて説明する。
Maximum value selection processing unit M36 selects and outputs the larger value (maximum value θe) of target steering angle θh * and target turning angle θp *.
The base reaction force setting processing unit M10a receives the target turning angle θp * as an input. On the other hand, the limiting reaction force setting processing unit M10b sets the limiting reaction force Fie with the maximum value θe as an input. This is both immediately before the end of the rack shaft 46 comes into contact with the rack housing 44 (rack stopper) as the rack shaft 46 is displaced in the axial direction, and just before the steering 10 rotates to the upper limit value determined from the spiral cable 68. In FIG. 4, the steering force is set to increase the force that resists the steering 10 from further increasing the magnitude of the steering angle. This will be described below.

図3に、操舵角θh及び転舵角θpのそれぞれの上限値θhH,θpHの関係を示す。図示されるように、本実施形態では、操舵角θhの上限値θhHと転舵角θpの上限値θpHとがほぼ等しい値となっている。これは、計量単位設定処理部M4による操舵角θh及び転舵角θpの計量単位の設定によって実現したものである。本実施形態では、仮にステアリングシャフト22が連結状態とされる場合に、ラック軸46がラックハウジング44に接触するまで軸方向に変位したときに、ステアリング10を更にわずかに回転可能なように、スパイラルケーブル68の長さにわずかにマージンを持たせてある。このため、計量単位設定処理部M4によって、操舵角θhをステアリング10の回転角度とし、転舵角θpを目標動作角θa*をゼロと仮定したときのステアリング10の回転角度とすることにより、操舵角θhの上限値θhHと転舵角θpの上限値θpHとがほぼ等しい値となる。   FIG. 3 shows the relationship between upper limit values θhH and θpH of the steering angle θh and the turning angle θp. As illustrated, in the present embodiment, the upper limit value θhH of the steering angle θh and the upper limit value θpH of the turning angle θp are substantially equal. This is realized by setting the measurement unit of the steering angle θh and the turning angle θp by the measurement unit setting processing unit M4. In the present embodiment, when the steering shaft 22 is in a connected state, when the rack shaft 46 is displaced in the axial direction until it comes into contact with the rack housing 44, the spiral is set so that the steering 10 can be further rotated slightly. The length of the cable 68 has a slight margin. For this reason, steering is performed by setting the steering angle θh as the rotation angle of the steering 10 and the turning angle θp as the rotation angle of the steering 10 assuming that the target operating angle θa * is zero by the weighing unit setting processing unit M4. The upper limit value θhH of the angle θh and the upper limit value θpH of the turning angle θp have substantially the same value.

本実施形態では、操舵角θh及び転舵角θpに共通閾値θenを設けて、操舵角θhが上限値θhHに達する前であって且つ転舵角θpが上限値θpHに達する前にステアリング10の反力を増加制御する。図2に示した制限用反力設定処理部M10bは、最大値θeと制限用反力Fieとの関係を定めたマップを備えている。このマップは、最大値θeの大きさが共通閾値θen以上となることで制限用反力Fieがゼロよりも大きくなるものであり、特に、制限用反力Fieが共通閾値θenを超えてある程度大きくなると、人の力ではそれ以上の操作ができないほど大きい値が設定されている。なお、図2には、最大値θeがゼロから所定の回転方向に大きくなるにつれて制限用反力Fieが大きくなることのみを示したが、所定の回転方向とは逆方向に大きくなる場合であっても、制限用反力Fieの絶対値は大きくなる。ただし、図2の処理における制限用反力Fieは、所定の回転方向とは逆方向の場合には負となる。   In the present embodiment, the steering angle θh and the turning angle θp are provided with the common threshold θen, and the steering angle θh reaches the upper limit value θhH and before the turning angle θp reaches the upper limit value θpH. Increase control of reaction force. The limiting reaction force setting processing unit M10b illustrated in FIG. 2 includes a map that defines the relationship between the maximum value θe and the limiting reaction force Fie. In this map, when the magnitude of the maximum value θe becomes equal to or greater than the common threshold θen, the limiting reaction force Fie becomes larger than zero, and in particular, the limiting reaction force Fie exceeds the common threshold θen to a certain extent. In other words, the value is set so large that it cannot be operated by human power any more. Although FIG. 2 only shows that the limiting reaction force Fie increases as the maximum value θe increases from zero to a predetermined rotation direction, it is a case where the restriction reaction force Fie increases in a direction opposite to the predetermined rotation direction. Even so, the absolute value of the limiting reaction force Fie increases. However, the limiting reaction force Fie in the process of FIG. 2 is negative in the direction opposite to the predetermined rotation direction.

判定部M40は、転舵輪30が縁石等の障害物に衝突したか否かを判定する。なお、転舵輪30が衝突して転舵輪30の転舵が困難となるのは縁石に限定するものではないが、以下では、障害物の代表例として縁石に衝突した場合について説明する。   Determination unit M40 determines whether or not turning wheel 30 has collided with an obstacle such as a curb or the like. Although it is not limited to the curb that the steered wheels 30 collide and the turning of the steered wheels 30 becomes difficult, the following description will be made on the case of collision with the curb as a representative example of the obstacle.

具体的には判定部M40は、目標転舵角θp*及び転舵角θp(実転舵角)を入力し、|目標転舵角θp*−転舵角θp(実転舵角)|=転舵角偏差Δθpを算出し、転舵角偏差Δθpが衝突判定偏差閾値Δθprを超えているか否かを判定する。   Specifically, determination unit M40 inputs target turning angle θp * and turning angle θp (actual turning angle), and | target turning angle θp * −turning angle θp (actual turning angle) | = A turning angle deviation Δθp is calculated, and it is determined whether the turning angle deviation Δθp exceeds the collision determination deviation threshold value Δθpr.

すなわち、転舵輪30が縁石(障害物)に衝突した場合、縁石により転舵輪30が転舵できなくなり、転舵角θp(実転舵角)が一定となる。ステアバイワイヤは転舵輪30とステアリング10間の機械的連結がないため、転舵輪30が縁石(障害物)に衝突した後にも転舵輪30の転舵方向と同方向となるようにステアリング10が操舵されると、その操舵に応じて、目標転舵角θp*が増大して算出されるためである(図5参照)。   That is, when the steered wheels 30 collide with a curb (obstacle), the steered wheels 30 can not be steered by the curbs, and the steered angle θp (actual steered angle) becomes constant. Since there is no mechanical connection between the steered wheels 30 and the steering 10, the steer 10 is steered so that the steer-by-wires have the same direction as the steered wheels 30 after the steered wheels 30 collide with a curb (obstacle). This is because the target turning angle θp * increases and is calculated in accordance with the steering (see FIG. 5).

従って、この目標転舵角θp*と転舵角θp(実転舵角)との転舵角偏差Δθpが衝突判定偏差閾値Δθprを超えると、判定部M40は、縁石衝突の判定条件の1つを満足していると判定するのである。   Accordingly, when the turning angle deviation Δθp between the target turning angle θp * and the turning angle θp (actual turning angle) exceeds the collision determination deviation threshold value Δθpr, the determination unit M40 is one of the determination conditions for the curb collision. Is determined to be satisfied.

また、判定部M40は、転舵電流である電流iu,iv,iwの値を入力し、これらに基づいてq軸の電流iqを算出する。q軸の電流iqの算出については、後述する。
判定部M40は、q軸の電流iqを転舵電流として、転舵電流が衝突判定電流閾値irを超えているか否かを判定する。
Further, the determination unit M40 inputs the values of the currents iu, iv, iw which are the turning currents, and calculates the q-axis current iq based on these. The calculation of the q-axis current iq will be described later.
The determination unit M40 determines whether the steering current exceeds the collision determination current threshold ir using the q-axis current iq as the steering current.

図6に示すように、縁石衝突があると、転舵電流は、フィードバック制御により転舵電流が増加する。この増加する転舵電流が衝突判定電流閾値irを超えたとき、すなわち、1つ、または2つ以上の転舵電流が衝突判定電流閾値irを超えたとき、縁石衝突の判定条件の1つを満足していると判定する。   As shown in FIG. 6, when there is a curb collision, the steering current is increased by the feedback control. When the increasing turning current exceeds the collision determination current threshold ir, that is, when one or more turning currents exceed the collision determination current threshold ir, one of the judgment conditions of the curb collision is set. It is determined that the user is satisfied.

判定部M40は、上記した2つの判定条件をいずれも満足した場合、縁石衝突があったと判定し、「1」の衝突フラグFを、後述する反力設定処理部M10の軸力配分演算部M10aaに出力する。また、判定部M40は、上記2つの判定条件の少なくともいずれか一方が満足していない場合には、縁石衝突はないと判定し、「0」の衝突フラグFを、後述する反力設定処理部M10の軸力配分演算部M10aaに出力する。   If both of the above two determination conditions are satisfied, the determination unit M40 determines that there is a curb collision, and determines that the collision flag F of “1” is an axial force distribution calculation unit M10aa of the reaction force setting processing unit M10 described later. Output to. Further, when at least one of the above two determination conditions is not satisfied, the determination unit M40 determines that there is no curb collision, and a collision flag F of "0" is a reaction force setting processing unit described later. It outputs to the axial force distribution calculating part M10aa of M10.

<衝突フラグF=0の場合>
図2に示すように、本実施形態において、反力設定処理部M10は、転舵輪30に対して路面から加えられる軸力が反映されるように、理想軸力Fib及び推定軸力Ferを所定割合で配分した配分成分として、ベース反力Fdを設定するための演算を実行する軸力配分演算部M10aaを備えている。この転舵輪30に対して加えられる軸力は、転舵輪30に対して路面から伝達される路面情報である。
<When collision flag F = 0>
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the reaction force setting processing unit M10 determines the ideal axial force Fib and the estimated axial force Fer so as to reflect the axial force applied to the steered wheels 30 from the road surface. As a distribution component distributed at a ratio, an axial force distribution calculation unit M10aa is provided which executes calculation for setting a base reaction force Fd. The axial force applied to the steered wheels 30 is road surface information transmitted from the road surface to the steered wheels 30.

また、反力設定処理部M10は、ベース反力Fdの成分のうち、転舵輪30に作用する軸力(転舵輪30に伝達される伝達力)の理想値であって、路面情報が反映されない理想成分である理想軸力Fibを算出する理想軸力演算部M10abを備えている。理想軸力演算部M10abは、目標転舵角θp*に基づき、理想軸力Fibを算出する。例えば、目標転舵角θp*の絶対値が大きくなるにつれて理想軸力Fibの絶対値が大きくなるように設定されている。なお、軸力配分演算部M10aaは配分成分演算部の一例である。また、理想軸力演算部M10abは理想成分演算部の一例である。   Further, the reaction force setting processing unit M10 is an ideal value of the axial force (transmission force transmitted to the turning wheel 30) acting on the turning wheel 30, among the components of the base reaction force Fd, and the road surface information is not reflected An ideal axial force calculation unit M10ab is provided that calculates an ideal axial force Fib that is an ideal component. The ideal axial force calculation unit M10ab calculates an ideal axial force Fib based on the target turning angle θp *. For example, the absolute value of the ideal axial force Fib is set to increase as the absolute value of the target turning angle θp * increases. The axial force distribution calculation unit M10aa is an example of a distribution component calculation unit. The ideal axial force calculation unit M10ab is an example of an ideal component calculation unit.

また、反力設定処理部M10は、ベース反力Fdの成分のうち、転舵輪30に作用する軸力(転舵輪30に伝達される伝達力)の推定値であって、路面情報が反映された路面成分である推定軸力Ferを算出する推定軸力演算部M10acを備えている。推定軸力演算部M10acは、転舵側モータ56の実電流値である電流iu,iv,iwを取得し、これにより算出されるq軸の電流iqに基づき、推定軸力Ferを算出する。q軸の電流ipの算出は、転舵側モータ56の回転角度θt0に基づき、回転座標系であるdq軸の座標系への変換処理によって実現することができる。そして、推定軸力演算部M10acは、q軸の電流iqに、所定の係数K1を乗算することによって推定軸力Ferを算出する。   The reaction force setting processing unit M10 is an estimated value of the axial force acting on the steered wheels 30 (the transmission force transmitted to the steered wheels 30) among the components of the base reaction force Fd, and road surface information is reflected. An estimated axial force calculation unit M10ac is provided to calculate an estimated axial force Fer, which is a road surface component. The estimated axial force calculation unit M10ac acquires the currents iu, iv, iw that are actual current values of the steered side motor 56, and calculates the estimated axial force Fer based on the q-axis current iq calculated by this. The calculation of the current ip of the q axis can be realized based on the rotation angle θt0 of the turning side motor 56 by conversion processing of the dq axis which is a rotation coordinate system to the coordinate system. Then, the estimated axial force calculation unit M10ac calculates the estimated axial force Fer by multiplying the q-axis current iq by a predetermined coefficient K1.

ここで、所定の係数K1は、転舵側減速機54のギア比や、ピニオン軸50のトルクとラック軸46の軸力との比、さらには、トルク定数に基づき設定されるものである。すなわち、q軸の電流iqに定数を乗算することによって、転舵側モータ56のトルクが定まる。そして、転舵側モータ56のトルクは、転舵側減速機54等によって変換されてラック軸46に加わる。このため、q軸の電流iqに所定の係数K1を乗算することによって、転舵側モータ56によってラック軸46に加えられる軸力を算出することができる。転舵側モータ56によってラック軸46に加えられる軸力と、転舵輪30に対して路面から加えられる軸力とがつり合いの関係とみなせる場合、q軸の電流iqに基づき、転舵輪30に対して路面から加えられる軸力を推定軸力Ferとして推定することができる。この推定軸力Ferは、少なくとも路面情報が反映された成分である。なお、推定軸力演算部M10acは路面成分演算部の一例である。   Here, the predetermined coefficient K1 is set based on the gear ratio of the turning side reduction gear 54, the ratio of the torque of the pinion shaft 50 to the axial force of the rack shaft 46, and the torque constant. That is, the torque of the turning side motor 56 is determined by multiplying the q-axis current iq by a constant. Then, the torque of the turning side motor 56 is converted by the turning side reduction gear 54 or the like and added to the rack shaft 46. Therefore, the axial force applied to the rack shaft 46 by the steered side motor 56 can be calculated by multiplying the q-axis current iq by a predetermined coefficient K1. When the axial force applied to the rack shaft 46 by the steered side motor 56 and the axial force applied from the road surface to the steered wheels 30 can be regarded as a balanced relationship, the steered wheel 30 is turned based on the q-axis current iq. Thus, the axial force applied from the road surface can be estimated as the estimated axial force Fer. The estimated axial force Fer is a component that reflects at least road surface information. The estimated axial force calculation unit M10ac is an example of a road surface component calculation unit.

図4に示すように、軸力配分演算部M10aaは、理想軸力Fibと推定軸力Ferとを配分するためのそれぞれの配分割合である配分ゲインGib及び配分ゲインGerを算出するゲイン演算部M10aaaを備えている。ゲイン演算部M10aaaは、車速Vと、各配分ゲインGib,Gerと、ユーザーにより選択されるドライブモードDMとの関係を定めた3次元マップを備えており、ドライブモードDM及び車速Vを入力とし、各配分ゲインGib,Gerをマップ演算する。配分ゲインGibは車速Vが大きい場合に小さい場合よりも値が小さくなる一方、配分ゲインGerは車速Vが大きい場合に小さい場合よりも値が大きくなる。   As shown in FIG. 4, the axial force distribution calculation unit M10aa calculates a distribution gain Gib and a distribution gain Ger that are distribution ratios for distributing the ideal axial force Fib and the estimated axial force Fer, respectively. It has. The gain calculation unit M10aaa includes a three-dimensional map that defines the relationship between the vehicle speed V, each of the distribution gains Gib and Ger, and the drive mode DM selected by the user, and receives the drive mode DM and the vehicle speed V as inputs. Each distribution gain Gib, Ger is map-calculated. While the distribution gain Gib is smaller in value when the vehicle speed V is large, the distribution gain Ger is larger in value when the vehicle speed V is large than when it is small.

各配分ゲインGib,Gerは、例えば、ドライブモードDMが上記ECOモードや上記ノーマルモードの場合に、総和が1となるように値が設定されている。一方、各配分ゲインGib,Gerは、例えば、ドライブモードDMが上記スポーツモードの場合に、総和が1を超えるように配分ゲインGerの値を大きくし、特に、車速Vが大きいほど配分ゲインGerの値を大きくするように設定されている。   The values of the distribution gains Gib and Ger are set such that the sum becomes 1 when, for example, the drive mode DM is the ECO mode or the normal mode. On the other hand, each of the distribution gains Gib and Ger increases the value of the distribution gain Ger so that the sum exceeds 1, for example, when the drive mode DM is the sports mode. In particular, the distribution gain Ger increases as the vehicle speed V increases. It is set to increase the value.

そして、軸力配分演算部M10aaは、乗算処理部M10aabにより、理想軸力演算部M10abの出力値に配分ゲインGibを乗算する。また、軸力配分演算部M10aaは、乗算処理部M10aacにより、推定軸力演算部M10acの出力値に配分ゲインGerを乗算する。また、軸力配分演算部M10aaは、加算処理部M10aadにおいて、理想軸力Fibに配分ゲインGibを乗算したものと、推定軸力Ferに配分ゲインGerを乗算したものとを加算して、ベース反力Fdを算出して出力する。   Then, the axial force distribution calculation unit M10aa multiplies the output value of the ideal axial force calculation unit M10ab by the distribution gain Gib by the multiplication processing unit M10aab. Further, the axial force distribution calculation unit M10aa multiplies the output value of the estimated axial force calculation unit M10ac by the distribution gain Ger by the multiplication processing unit M10aac. Further, in the addition processing unit M10aad, the axial force distribution calculation unit M10aa adds the product obtained by multiplying the distribution gain Gib by the ideal axial force Fib and the product obtained by multiplying the distribution gain Ger by the estimated axial force Fer, Calculate and output force Fd.

上記のようにして、衝突フラグF=0の場合は、車両走行状態において、ステアリングが中立のセンター付近のときには理想軸力がメインとなるように、また、ステアリングが切り込みされたときには、推定軸力がメインとなるように配分がされている。また、停車状態では、ラック軸46(転舵軸)の作動範囲の全ての領域において、理想軸力に基づいた反力を操舵者に伝えるようにしている。   As described above, when the collision flag F = 0, in the vehicle traveling state, the ideal axial force is main when the steering is near the neutral center, and the estimated axial force when the steering is cut. Is distributed to become the main. Further, in the stopped state, the reaction force based on the ideal axial force is transmitted to the steerer in the entire area of the operation range of the rack shaft 46 (the steered shaft).

<衝突フラグF=1の場合>
衝突フラグF=1の場合には、反力設定処理部M10の軸力配分演算部M10aaは、理想軸力の配分ゲインGibを0にするとともに、推定軸力の配分ゲインGerを1にする。この結果、軸力配分演算部M10aaは、ラック軸46(転舵軸)に伝達される軸力として目標転舵角から算出する理想軸力に代えて、転舵電流から算出する推定軸力に切り換えて、ベース反力Fdが算出される。そして、反力設定処理部M10は、加算処理部M10cによってベース反力Fdと制限用反力Fieとを加算し、これを反力Firとして偏差算出処理部M12に出力する。
<When collision flag F = 1>
When the collision flag F = 1, the axial force distribution operation unit M10aa of the reaction force setting processing unit M10 sets the distribution gain Gib of the ideal axial force to 0 and sets the distribution gain Ger of the estimated axial force to 1. As a result, the axial force distribution calculation unit M10aa substitutes the ideal axial force calculated from the target turning angle as the axial force transmitted to the rack shaft 46 (steering shaft) to the estimated axial force calculated from the turning current By switching, the base reaction force Fd is calculated. The reaction force setting processing unit M10 adds the base reaction force Fd and the limiting reaction force Fie by the addition processing unit M10c, and outputs this as the reaction force Fir to the deviation calculation processing unit M12.

以上に説明した本実施形態によれば、以下に示す作用及び効果を奏する。
本実施形態のステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置では、目標転舵角θp*と転舵角θp(実転舵角)との転舵角偏差Δθpが衝突判定偏差閾値Δθprを越えたこと、及び、q軸の電流iq(転舵電流)が衝突判定電流閾値irを越えていることを、判定条件としている。そして、制御装置80(反力制御部)は、両判定条件を満足したとき、転舵輪30が縁石衝突と判定する判定部M40を備えている。判定部M40が縁石衝突の判定後は、ラック軸46(転舵軸)に伝達される軸力として目標転舵角から算出する理想軸力Fibを、推定軸力Ferに切り換えて、反力を演算する。
According to the present embodiment described above, the following actions and effects can be obtained.
In the steering control device in which the steer-by-wire type vehicle steering apparatus of the present embodiment is controlled, the turning angle deviation Δθp between the target turning angle θp * and the turning angle θp (actual turning angle) is a collision determination deviation It is determined that the threshold value Δθpr has been exceeded and that the q-axis current iq (turning current) exceeds the collision determination current threshold ir. The control device 80 (a reaction force control unit) includes a determination unit M40 that determines that the steered wheels 30 collide with a curb when the determination conditions are satisfied. After the determination unit M40 determines that a curb collision has occurred, the ideal axial force Fib calculated from the target turning angle is switched to the estimated axial force Fer as the axial force transmitted to the rack shaft 46 (turning shaft), and the reaction force is determined. Calculate.

この結果、本実施形態によれば、推定軸力と理想軸力の配分で反力を設定するステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置において、縁石(障害物)に転舵輪が衝突した際に、縁石(障害物)の衝突を推定軸力に基づいた反力により操舵者に伝えることができる効果がある。   As a result, according to the present embodiment, in the steering control device for controlling the steer-by-wire type vehicle steering device that sets the reaction force by the distribution of the estimated axial force and the ideal axial force, it is turned to a curb (obstacle) When the steering wheel collides, there is an effect that the collision of a curb (obstacle) can be transmitted to the steerer by the reaction force based on the estimated axial force.

また、操舵者に対して推定軸力に基づいて算出された縁石衝突の反力を与えることにより、さらに、縁石側へステアリングを切り込まないようにすることができ、メカの損傷を抑制することができる効果がある。   In addition, by giving the reaction force of the curb collision calculated based on the estimated axial force to the steerer, it is possible to further prevent the steering from being cut to the curb side, thereby suppressing mechanical damage. There is an effect that can.

(第2実施形態)
次に、図7及び図8を参照して第2実施形態のステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置を説明する。なお、第1実施形態と同一構成または相当する構成については、同一符号を付してその詳細説明を省略し、異なる構成について説明する。
Second Embodiment
Next, a steering control device in which the steer-by-wire type vehicle steering device of the second embodiment is controlled will be described with reference to FIGS. 7 and 8. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, or the structure equivalent, the same code | symbol is attached | subjected, the detailed description is abbreviate | omitted, and a different structure is demonstrated.

本実施形態では、第1実施形態の判定部M40の代わりに判定部M42が設けられている。判定部M42では、縁石衝突の有無を判定する判定条件として、判定部M40が行っている2つの判定条件を満足しているか否かの判定の他に、さらに、下記の2つの判定条件を満足しているか否か判定を行うところが、判定部M40と異なっている。   In the present embodiment, a determination unit M42 is provided instead of the determination unit M40 of the first embodiment. In the determination unit M42, the following two determination conditions are further satisfied as well as the determination whether the two determination conditions performed by the determination unit M40 are satisfied as the determination conditions for determining the presence or absence of a curb collision It is different from the determination unit M40 in that it is determined whether or not it is.

追加された判定条件は、|転舵角速度|<衝突判定転舵角速度閾値Aで、かつ、|目標転舵角加速度|<衝突判定目標舵角加速度閾値Bである。
判定部M42は、入力した転舵角θp(実転舵角)を微分して転舵角速度θp/dtを取得し、|転舵角速度|<衝突判定転舵角速度閾値Aとなっているか、否かを判定する。
The added determination condition is | steering angular velocity | <collision judgment steering angular velocity threshold A and | target steering angular acceleration | <collision judgment target steering angular acceleration threshold B.
Determination unit M 42 differentiates the input turning angle θp (actual turning angle) to obtain turning angular velocity θp / dt, and it is determined whether | turning angular velocity | <collision determination turning angular velocity threshold A or not Determine whether.

ステアリング10による急操舵時やsin操舵時では、目標転舵角θp*と転舵角θp(実転舵角)との転舵角偏差Δθp、及びq軸の電流iq(転舵電流)は増加することがある。   During sudden steering or sin steering by the steering 10, the turning angle deviation Δθp between the target turning angle θp * and the turning angle θp (actual turning angle) and the q-axis current iq (steering current) increase. There are things to do.

このため、前記実施形態では、転舵輪30が縁石衝突していないにも関わらず縁石衝突と誤判定する虞がある。これに対して、転舵角速度θp/dtは、急操舵時やsin操舵時には出力されるが、図8(a)に示すように、縁石衝突後は減少し、また、縁石に転舵輪30が当たっている最中は転舵角速度は、一定となり、0近傍の値を取る。   For this reason, in the said embodiment, although the steered wheel 30 is not curb collision, there exists a possibility of misjudging with curb collision. On the other hand, the turning angular velocity θp / dt is output at the time of sudden steering or sin steering, but decreases after the curb collision, as shown in FIG. While hitting, the turning angular velocity is constant and takes a value near zero.

このため、本実施形態では、|転舵角速度θp/dt|<衝突判定転舵角速度閾値Aとなっているか否かを判定するのである。
なお、sin操舵時でステアリングを切り返す際に転舵角速度θp/dtは、衝突判定転舵角速度閾値A未満の値となることから、転舵角速度θp/dtのみの比較判定では、誤判定の可能性がある。
For this reason, in the present embodiment, it is determined whether or not | turning angular velocity θp / dt | <collision determination turning angular velocity threshold A.
Since the turning angular velocity θp / dt becomes a value smaller than the collision determination turning angular velocity threshold A when turning back the steering at the time of sin steering, it is possible to make an erroneous determination by comparing and judging only the turning angular velocity θp / dt. There is sex.

このため、図8(b)に示すように、目標転舵角加速度d^2θp*/dt^2が衝突判定目標転舵角加速度閾値B未満のときを縁石衝突のさらなる判定条件とすることで、sin操舵時の切り返しでは誤判定としないようにしている。なお、「^」はベキ乗を示し、従って、「^2」は2乗を示している。   For this reason, as shown in FIG.8 (b), when the target turning angular acceleration d ^ 2 (theta) p * / dt ^ 2 is less than the collision determination target turning angular acceleration threshold B, it is set as the further determination conditions of a curb collision. In this case, erroneous determination is not made at the turning-back at the time of sin steering. Note that “^” indicates power, and “^ 2” indicates square.

このようにして判定部M42は、上記した4つの判定条件をいずれも満足した場合、縁石衝突があったと判定し、「1」の衝突フラグFを、反力設定処理部M10の軸力配分演算部M10aaに出力する。また、判定部M42は、上記4つの判定条件の少なくとも一つが満足していない場合には、縁石衝突はないと判定し、「0」の衝突フラグFを、反力設定処理部M10の軸力配分演算部M10aaに出力する。他の構成は、第1実施形態と同様である。   In this way, the determination unit M42 determines that a curb collision has occurred when all of the above four determination conditions are satisfied, and sets the collision flag F of “1” to the axial force distribution calculation of the reaction force setting processing unit M10. Output to section M10aa. When at least one of the above four determination conditions is not satisfied, the determination unit M42 determines that there is no curb collision, and sets the collision flag F of "0" to the axial force of the reaction force setting processing unit M10. Output to the distribution operation unit M10aa. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

上記のようにして、本実施形態では、第1実施形態での判定条件の他に、|転舵角速度|<衝突判定転舵角速度閾値Aで、かつ、|目標転舵角加速度|<衝突判定目標舵角加速度閾値Bであることを、さらに判定条件としていることにより、縁石衝突の誤判定をなくすことが可能となる。   As described above, in the present embodiment, in addition to the determination conditions in the first embodiment, | turning angular velocity | <collision determination turning angular velocity threshold A, and | target turning angle acceleration | <collision determination By using the target rudder angular acceleration threshold B as a determination condition, it is possible to eliminate erroneous determination of curb collision.

(第3実施形態)
次に、図9及び図10を参照して第3実施形態のステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置を説明する。なお、第1実施形態と同一構成または相当する構成については、同一符号を付してその詳細説明を省略し、異なる構成について説明する。
Third Embodiment
Next, a steering control device in which the steer-by-wire type vehicle steering device of the third embodiment is controlled will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, or the structure equivalent, the same code | symbol is attached | subjected, the detailed description is abbreviate | omitted, and a different structure is demonstrated.

本実施形態では、第1実施形態の判定部M40の代わりに判定部M44が設けられている。判定部M44では、縁石衝突の有無を判定する判定条件として、判定部M40が行っている2つの判定条件を満足しているか否かの判定の他に、さらに、|推定軸力|−|理想軸力|が衝突判定軸力差分閾値Dを越えていることが判定条件として加えられている。   In the present embodiment, a determination unit M44 is provided instead of the determination unit M40 of the first embodiment. In the determination unit M44, as the determination condition for determining the presence or absence of a curb collision, in addition to the determination as to whether or not the two determination conditions performed by the determination unit M40 are satisfied, | estimated axial force |-| ideal It is added as a judgment condition that the axial force | exceeds the collision judgment axial force difference threshold D.

判定部M44は、推定軸力Fer及び理想軸力Fibを入力し、|推定軸力Fer|−|理想軸力Fib|が衝突判定軸力差分閾値Dを満足しているか否かを判定する。
図10に示すように、角度情報である目標転舵角から算出された理想軸力に対して、路面情報から算出された推定軸力は縁石衝突時に増加するため、推定軸力の絶対値は、理想軸力の絶対値より大きくなる特性がある。なお、|推定軸力−理想軸力|>閾値の判定条件も考えられるが、低μ路では、理想軸力>推定軸力となることがあるため、誤判定の可能性がある。
The determination unit M44 receives the estimated axial force Fer and the ideal axial force Fib, and determines whether | estimated axial force Fer |-| ideal axial force Fib | satisfies the collision determination axial force difference threshold D or not.
As shown in FIG. 10, the estimated axial force calculated from the road surface information increases at the time of curb collision with respect to the ideal axial force calculated from the target turning angle that is angle information, so the absolute value of the estimated axial force is There is a characteristic that becomes larger than the absolute value of the ideal axial force. Note that a determination condition of | estimated axial force−ideal axial force |> threshold is also conceivable, but in a low μ road, ideal axial force> estimated axial force may be satisfied.

また、第2実施形態でも説明したように、ステアリング10による急操舵時やsin操舵時では、目標転舵角θp*と転舵角θp(実転舵角)との転舵角偏差Δθp、及びq軸の電流iq(転舵電流)は増加することがある。このため、第1実施形態では、転舵輪30が縁石衝突していないにも関わらず縁石衝突と誤判定する虞がある。   As described in the second embodiment, the steering angle deviation Δθp between the target turning angle θp * and the turning angle θp (actual turning angle) at the time of sudden steering by the steering 10 or at the time of sin steering, The q-axis current iq (steering current) may increase. For this reason, in 1st Embodiment, although the steered wheel 30 is not curb collision, there exists a possibility of misjudging with curb collision.

これに対して判定部M44は、ステアリング10による急操舵時やsin操舵時において、誤判定はなく、上記した3つの判定条件をいずれも満足した場合、縁石衝突があったと判定し、「1」の衝突フラグFを、反力設定処理部M10の軸力配分演算部M10aaに出力する。また、判定部M42は、上記4つの判定条件の少なくとも一つが満足していない場合には、縁石衝突はないと判定し、「0」の衝突フラグFを、反力設定処理部M10の軸力配分演算部M10aaに出力する。他の構成は、第1実施形態と同様である。   On the other hand, the determination unit M44 determines that there is a curb collision when there is no erroneous determination at the time of sudden steering by the steering 10 or at the time of sin steering, and any of the three determination conditions described above is satisfied. The collision flag F is output to the axial force distribution calculation unit M10aa of the reaction force setting processing unit M10. When at least one of the above four determination conditions is not satisfied, the determination unit M42 determines that there is no curb collision, and sets the collision flag F of "0" to the axial force of the reaction force setting processing unit M10. Output to the distribution operation unit M10aa. The other configuration is the same as that of the first embodiment.

上記のようにして、第1実施形態での判定条件の他に、|推定軸力|−|理想軸力|が衝突判定軸力差分閾値Dを越えていることを、さらに判定条件としていることにより、縁石衝突の誤判定をなくすことが可能となる。   As described above, in addition to the determination condition in the first embodiment, the condition that | the estimated axial force |-| ideal axial force | exceeds the collision determination axial force difference threshold D is further set as the determination condition. This makes it possible to eliminate erroneous determination of curb collision.

なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・前記実施形態では、クラッチレスのステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置に具体化したが、図11に示すようにクラッチありのステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置に具体化してもよい。
In addition, each embodiment can also be implemented with the following forms.
In the above embodiment, the steering control device is controlled to be a clutchless steer-by-wire steering device, but as shown in FIG. 11, a steer-by-wire steering device with a clutch is controlled. You may actualize to the steering control apparatus made into object.

ステアリングシャフト22は、クラッチ12を介して転舵アクチュエータ40のピニオン軸42に連結可能とされている。上記の構成によって、転舵アクチュエータ40は、ラックアンドピニオン機構48、52、転舵側モータ56及びインバータ58を備えることになる。また、ラックアンドピニオン機構48は、所定の交叉角をもって配置されたラック軸46とピニオン軸42とを備え、ラック軸46に形成されたラック歯46aとピニオン軸42に形成されたピニオン歯42aとが噛合されている。   The steering shaft 22 is connectable to the pinion shaft 42 of the steering actuator 40 via the clutch 12. With the above configuration, the turning actuator 40 includes the rack and pinion mechanisms 48 and 52, the turning side motor 56, and the inverter 58. Further, the rack and pinion mechanism 48 includes a rack shaft 46 and a pinion shaft 42 disposed with a predetermined crossing angle, and includes rack teeth 46 a formed on the rack shaft 46 and pinion teeth 42 a formed on the pinion shaft 42. Are engaged.

クラッチ12は、制御装置80からの指令に応じて解放状態または連結状態となる。通常は、クラッチ12は解放状態となっているが、操舵反力等異常があった場合等では、連結状態となるように前記指令により制御される。   The clutch 12 is in a released state or a connected state according to a command from the control device 80. Normally, the clutch 12 is in the released state, but when there is an abnormality such as a steering reaction force, control is performed by the command so as to be in the connected state.

・判定部は、目標転舵角と実転舵角との衝突判定偏差閾値を越えたときのみを、判定条件としてもよい。
・判定部は、(a)転舵電流が衝突判定電流閾値を越えていること、(b)|転舵角速度|<衝突判定転舵角速度閾値で、かつ、|目標転舵角加速度|<衝突判定目標舵角加速度閾値であること、及び(c)|推定軸力|−|理想軸力|が衝突判定軸力差分閾値を越えていること、の全てを判定条件としてもよい。そして、全ての判定条件を満足したとき、判定部は「1」の衝突フラグFを、M10aaに出力してもよい。
-A judgment part is good also as a judgment condition only when the collision judgment deviation threshold value of a target turning angle and an actual turning angle is exceeded.
· The determination unit (a) that the turning current exceeds the collision determination current threshold, (b) | turning angle velocity | <collision determination turning angular velocity threshold, and | target turning angle acceleration | The determination condition may be all of the determination target rudder angular acceleration threshold and (c) | estimated axial force |-| ideal axial force | exceeds the collision determination axial force difference threshold. When all the determination conditions are satisfied, the determination unit may output a collision flag F of “1” to M10aa.

・各配分ゲインGib,Gerは、ドライブモードDMに関係なく、総和が1となるように値が設定されていてもよい。この場合、ゲイン演算部M10aaaは、各配分ゲインGib,Gerの何れかをマップ演算し、得られた配分ゲインを1から減算することによって残りの配分ゲインを算出するようにしてもよい。また、各配分ゲインGib,Gerは、総和が1未満となるように値が設定されていてもよい。   The values of the distribution gains Gib and Ger may be set so that the sum is 1 regardless of the drive mode DM. In this case, the gain calculation unit M10aaa may calculate the remaining distribution gains by performing map operation on any of the distribution gains Gib and Ger and subtracting the obtained distribution gains from one. The distribution gains Gib and Ger may be set so that the sum is less than 1.

・各配分ゲインGib,Gerを算出するためのパラメータとしては、操舵角θh、転舵角θp、車両の重心点を通る鉛直軸回りの回転角速度(所謂、ヨーレート)、左右の転舵輪30に対してそれぞれ設けられる車輪速センサの車輪速差等のパラメータをドライブモードDMや車速Vの替わりに用いるようにしてもよい。これらドライブモードDMや車速Vを含むパラメータは、単独で用いるようにしてもよいし、任意に組み合わせて用いるようにしてもよい。また、各配分ゲインGib,Gerは、GPS等から得られる情報に基づき、算出されるようにしてもよい。このように、重要視したいパラメータを任意に選択して、操舵フィーリングを調整することができ、操舵フィーリングの調整の自由度を高めることができる。   · Parameters for calculating the distribution gains Gib and Ger include steering angle θh, turning angle θp, rotational angular velocity (so-called yaw rate) about the vertical axis passing through the center of gravity of the vehicle, and turning wheels 30 on the left and right Alternatively, parameters such as a wheel speed difference of a wheel speed sensor provided respectively may be used instead of the drive mode DM or the vehicle speed V. The parameters including the drive mode DM and the vehicle speed V may be used alone or in any combination. Further, each allocation gain Gib, Ger may be calculated based on information obtained from GPS or the like. In this manner, the steering feeling can be adjusted by arbitrarily selecting a parameter to be emphasized, and the degree of freedom in adjusting the steering feeling can be enhanced.

・各配分ゲインGib,Gerについて、車速Vとの関係は変更可能である。例えば、配分ゲインGibは、車速Vが大きいほど小さい値となるものであってもよい。また、配分ゲインGerは、車速Vが大きいほど大きい値となるものであってもよい。すなわち、車両の仕様や車両の使用環境等に応じて、各配分ゲインGib,Gerについて、車速Vとの関係を設定することができる。   The relationship between the distribution gain Gib and Ger and the vehicle speed V can be changed. For example, the distribution gain Gib may be smaller as the vehicle speed V is larger. Also, the distribution gain Ger may be a value that increases as the vehicle speed V increases. That is, the relationship with the vehicle speed V can be set for each of the distribution gains Gib and Ger according to the vehicle specifications, the vehicle usage environment, and the like.

・ドライブモードDMの種類は、車両の仕様等に応じて増減させてもよい。この場合、ドライブモードDMの種類に応じてマップが備えられていればよい。また、ドライブモードDMは、ユーザーにより選択される構成でなくてもよく、例えば、車両の走行状態やユーザーの操作等に応じて、制御装置80(車両側)で自動的に選択される構成でもよい。   -The type of drive mode DM may be increased or decreased according to vehicle specifications. In this case, a map may be provided according to the type of drive mode DM. The drive mode DM may not be selected by the user. For example, the drive mode DM may be automatically selected by the control device 80 (vehicle side) according to the traveling state of the vehicle or the user's operation. Good.

・第1実施形態では、反力設定処理部M10から、制限用反力設定処理部M10bを削除してもよい。
・各実施形態において、反力モータ26や転舵側モータ56としては、SPMSMに限らず、例えばIPMSMを用いてもよい。
In the first embodiment, the limiting reaction force setting processing unit M10b may be deleted from the reaction force setting processing unit M10.
In each embodiment, the reaction force motor 26 and the steered side motor 56 are not limited to SPMSM, and for example, an IPMSM may be used.

・各実施形態において、転舵アクチュエータ40としては、ラックアシスト型であれば、例えば、ラック軸46の同軸上に転舵側モータ56を配置するものや、ラック軸46に平行に転舵側モータ56を配置するもの等であってもよい。   -In each embodiment, if it is a rack assist type as the steering actuator 40, for example, what arranges the steering side motor 56 coaxially with the rack shaft 46, a steering side motor parallel to the rack shaft 46, etc. 56 may be arranged.

・各実施形態において、制御装置80としては、CPU82やメモリ84の他、専用のハードウェア(ASIC)を設けるようにしてもよい。そして、CPU82の一部の処理については、ハードウェア処理とし、ハードウェアからCPU82が取得するようにしてもよい。   In each embodiment, the control device 80 may be provided with dedicated hardware (ASIC) in addition to the CPU 82 and the memory 84. Then, a part of the processing of the CPU 82 may be hardware processing, and the CPU 82 may acquire it from the hardware.

10…ステアリング、12…クラッチ、20…反力アクチュエータ、
22…ステアリングシャフト、24…反力側減速機、26…反力モータ、
26a…回転軸、28…インバータ、30…転舵輪、
40…転舵アクチュエータ、42…ピニオン軸、44…ラックハウジング、
46…ラック軸(転舵軸)、46b…ラック歯、50…ピニオン軸、
50a…ピニオン歯、52…ラックアンドピニオン機構、
54…転舵側減速機、56…転舵側モータ、56a…回転軸、
58…インバータ、60…スパイラルケーブル装置、
62…第1ハウジング、64…第2ハウジング、66…筒状部材、
68…スパイラルケーブル、70…ホーン、72…バッテリ、
80…制御装置(転舵制御部、反力制御部)、82…CPU、
84…メモリ、86…シャント抵抗、90…転舵側センサ、
92…操舵側センサ、94…トルクセンサ、
96…車速センサ、98…スイッチ、
M10…反力設定処理部、M10a…ベース反力設定処理部、
M10aa…軸力配分演算部、M10aaa…ゲイン演算部、
M10aab…乗算処理部、M10aac…乗算処理部、
M10aad…加算処理部、M10ab…理想軸力演算部、
M10ac…推定軸力演算部、M10b…制限用反力設定処理部、
M10c…加算処理部、M12…偏差算出処理部、
M20…目標操舵角算出処理部、M22…操舵角フィードバック処理部、
M24…操作信号生成処理部、M26…舵角比可変処理部、
M28…加算処理部、M32…転舵角フィードバック処理部、
M34…操作信号生成処理部、M36…最大値選択処理部、
M40、M42、M44…判定部、M48…目標転舵角算出処理部。
10 ... Steering, 12 ... Clutch, 20 ... Reaction force actuator,
22 ... steering shaft, 24 ... reaction force reduction gear, 26 ... reaction force motor
26a ... rotating shaft, 28 ... inverter, 30 ... steered wheel,
40: steering actuator, 42: pinion shaft, 44: rack housing,
46 ... rack shaft (steering shaft), 46b ... rack teeth, 50 ... pinion shaft,
50a ... pinion teeth, 52 ... rack and pinion mechanism,
54: turning side reduction gear, 56: turning side motor, 56a: rotating shaft,
58 ... Inverter, 60 ... Spiral cable device,
62 ... 1st housing, 64 ... 2nd housing, 66 ... Cylindrical member,
68 ... spiral cable, 70 ... horn, 72 ... battery,
80 ... Control device (steering control unit, reaction force control unit), 82 ... CPU,
84 ... Memory, 86 ... Shunt resistance, 90 ... Steering side sensor,
92 ... steering side sensor, 94 ... torque sensor,
96 ... vehicle speed sensor, 98 ... switch,
M10: Reaction force setting processing unit, M10a: Base reaction force setting processing unit,
M10aa: axial force distribution operation unit, M10aaa: gain operation unit,
M10aab ... multiplication processing unit, M10aac ... multiplication processing unit,
M10aad ... addition processing unit, M10ab ... ideal axial force calculation unit,
M10ac: Estimated axial force calculation unit, M10b: Reaction force setting processing unit for restriction,
M10c ... addition processing unit, M12 ... deviation calculation processing unit,
M20 ... Target steering angle calculation processing unit, M22 ... Steering angle feedback processing unit,
M24: operation signal generation processing unit, M26: steering angle ratio variable processing unit,
M28 ... addition processing unit, M32 ... turning angle feedback processing unit,
M34 ... operation signal generation processing unit, M36 ... maximum value selection processing unit,
M40, M42, M44 ... determination unit, M48 ... target steering angle calculation processing unit.

Claims (5)

ステアリングの操作に抗する反力を付与する反力アクチュエータと、転舵輪と前記ステアリングとの間の動力遮断状態下で前記転舵輪を転舵軸を介して転舵する転舵アクチュエータと、前記転舵アクチュエータを前記ステアリングの操舵に応じて制御する転舵制御部と、前記反力アクチュエータを制御するための前記反力を演算する反力制御部とを備えたステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置であって、
前記反力制御部は、判定条件として少なくとも目標転舵角と実転舵角との衝突判定偏差閾値を越えたときに障害物衝突と判定する判定部を備え、この判定後は、前記転舵軸に伝達される軸力として目標転舵角から算出する理想軸力を、前記転舵アクチュエータの転舵電流から算出する推定軸力に切り換えて、前記反力を演算するステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置。
A reactive actuator that applies a reaction force that opposes the operation of steering, a steering actuator that steers the steered wheels through a steered shaft under a power cutoff state between the steered wheels and the steering, the turning A steer-by-wire type vehicle steering apparatus comprising: a steering control unit that controls a rudder actuator in accordance with the steering of the steering; and a reaction control unit that calculates the reaction force for controlling the reaction force actuator. A steering control device to be controlled,
The reaction force control unit includes a determination unit that determines an obstacle collision when at least a collision determination deviation threshold between a target turning angle and an actual turning angle is exceeded as a determination condition. For steer-by-wire vehicles that calculate the reaction force by switching the ideal axial force calculated from the target turning angle as the axial force transmitted to the shaft to the estimated axial force calculated from the turning current of the turning actuator A steering control device that controls the steering device.
前記判定部は、さらに下記の(a)から(c)のうち、いずれか1つ以上の組み合わせを前記判定条件として、組み合わせた判定条件が全て満足するときに障害物衝突と判定する請求項1に記載のステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置。
(a)前記転舵電流が衝突判定電流閾値を越えている。
(b)|転舵角速度|<衝突判定転舵角速度閾値で、かつ、|目標転舵角加速度|<衝突判定目標舵角加速度閾値である。
(c)|推定軸力|−|理想軸力|が衝突判定軸力差分閾値を越えている。
The determination unit further determines an obstacle collision when any combination of the following (a) to (c) is satisfied as a determination condition and all the combination determination conditions are satisfied. The steering control apparatus which made the control object the vehicle steering apparatus of the steer-by-wire type as described in 4.
(A) The turning current exceeds the collision determination current threshold.
(B) | turning angular velocity | <collision determination turning angular velocity threshold, and | target turning angular acceleration | <collision determination target steering angle acceleration threshold.
(C) | estimated axial force | --ideal axial force | exceeds the collision determination axial force difference threshold.
前記判定部は、前記転舵電流が衝突判定電流閾値を越えていることを、さらに、前記判定条件とし、これらの判定条件を全て満足するときに障害物衝突と判定する請求項1に記載のステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置。   The determination unit further determines that the steering current exceeds the collision determination current threshold as the determination condition, and determines that the collision is an obstacle when all the determination conditions are satisfied. A steering control device for which a steer-by-wire vehicle steering device is controlled. 前記判定部は、|転舵角速度|<衝突判定転舵角速度閾値で、かつ、|目標転舵角加速度|<衝突判定目標舵角加速度閾値であることを、さらに、前記判定条件とし、これらの判定条件を全て満足するときに障害物衝突と判定する請求項3に記載のステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置。   The determination unit further determines that | turning angular velocity | <collision determination turning angular velocity threshold and | target turning angle acceleration | <collision determination target steering angle acceleration threshold, as the determination condition, 4. The steering control apparatus according to claim 3, wherein it is determined that an obstacle collision occurs when all the determination conditions are satisfied. 前記判定部は、|推定軸力|−|理想軸力|が衝突判定軸力差分閾値を越えていることを、さらに、前記判定条件とし、これらの判定条件を全て満足するときに障害物衝突と判定する請求項3に記載のステアバイワイヤ式の車両用操舵装置を制御対象とした操舵制御装置。   The determination unit further determines that | estimated axial force | − | ideal axial force | exceeds the collision determination axial force difference threshold as the determination condition, and when all the determination conditions are satisfied, an obstacle collision occurs. A steering control apparatus for controlling the steer-by-wire type vehicle steering apparatus according to claim 3, which is determined as
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