JP2019131015A - 操舵制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の偏向を抑制できる操舵制御装置を提供する。【解決手段】操舵制御装置1は、操舵側モータ14の作動を制御する操舵側制御部61と、転舵側モータ43の作動を制御する転舵側制御部63とを備える。転舵側制御部63は、ピニオン絶対角センサの検出値に基づく中点舵角と転舵側モータ43の回転角θtとに基づいて制御用転舵対応角θpを演算する制御用転舵対応角演算部81とを備える。そして、目標操舵角θh*(目標転舵対応角)を補正成分に基づいて補正することにより、操舵角θhに対して操舵方向に応じたオフセットが生じるように補正目標転舵対応角θp**を演算し、制御用転舵対応角θpが補正目標転舵対応角θp**に追従するように角度フィードバック制御を実行することで、転舵側モータ43の作動を制御する。【選択図】図2
Description
本発明は、操舵制御装置に関する。
従来、操舵装置の一種として、運転者により操舵される操舵部と運転者の操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離されたステアバイワイヤ式のものがある。例えば特許文献1には、操舵部と転舵部とがクラッチにより機械的に断接可能とされた操舵装置が開示されている。そして、通常は、クラッチにより操舵部と転舵部とを遮断したステアバイワイヤモード(SBWモード)とし、操舵側モータを有する操舵側アクチュエータにより操舵部に運転者の操舵に抗する操舵反力を付与するとともに、転舵側モータを有する転舵側アクチュエータにより転舵部に転舵輪を転舵させる転舵力を付与し、車両の進行方向を変更している。
具体的には、特許文献1の操舵制御装置では、操舵トルクに基づく目標操舵角にステアリングホイールの実際の操舵角を追従させるべく、角度フィードバック制御の実行により操舵側モータの作動を制御することで操舵反力を付与する。なお、操舵角を示す値として、レゾルバ等の相対角センサにより検出される操舵側モータの回転角と、例えば中点情報(中立位置を示す中点舵角)に基づいて中立位置からカウントした操舵側モータの回転数とに基づいて演算され、360°を超える範囲の絶対角で示される制御用操舵角が用いられる。また、同操舵制御装置は、目標操舵角に応じて演算される転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の目標転舵対応角(例えば、目標ピニオン角)に同回転軸の回転角(例えば、ピニオン角)を追従させるべく、角度フィードバック制御の実行により転舵側モータの作動を制御することで転舵輪を転舵させる。なお、転舵対応角を示す値として、相対角センサにより検出される転舵側モータの回転角と、例えば中点舵角に基づいて中立位置からカウントした転舵側モータの回転数とに基づいて演算され、絶対角で示される制御用転舵対応角が用いられる。
ところで、例えば転舵部を構成する各部品が有する機械的な微小隙間(ガタ)等の影響により、制御用転舵対応角の基準となる中点舵角が、実際に車両が直進する位置からずれることがある。その結果、操舵制御装置が取得する制御用転舵対応角は、車両の進行方向と厳密には一致せず、角度フィードバック制御の実行により制御用転舵対応角が目標転舵対応角に追従することで、車両が中点舵角のずれに応じた方向に偏向するおそれがある。
本発明の目的は、車両の偏向を抑制できる操舵制御装置を提供することにある。
上記課題を解決する操舵制御装置は、操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する操舵側制御部と、前記転舵部に前記転舵輪を転舵させる力である転舵力を与える転舵側モータの作動を制御する転舵側制御部とを備え、前記転舵側制御部は、車両が所定の進行方向となる前記転舵輪の転舵角を示す基準点舵角と、前記転舵側モータの回転角を相対角で検出する相対角センサの検出値とに基づいて、前記転舵角に換算可能な回転軸の角度である制御用転舵対応角を絶対角で演算する制御用転舵対応角演算部と、操舵方向に応じた補正成分を演算する補正成分演算部を含み、前記操舵側制御部から出力される目標操舵角に応じた目標転舵対応角を前記補正成分に基づいて補正することにより、該目標転舵対応角に対して操舵方向に応じたオフセットが生じるように補正目標転舵対応角を演算する補正目標転舵対応角演算部とを有し、前記制御用転舵対応角が前記補正目標転舵対応角に追従するように角度フィードバック制御を実行することで、前記転舵側モータの作動を制御する。
上記構成によれば、補正目標転舵対応角は、目標転舵対応角に対して操舵方向に応じたオフセットが生じるように演算される。そのため、所望の進行方向となるように操舵部を操舵している状態において、例えば転舵部を構成する各部品が有する機械的な微小隙間(ガタ)等に起因して偏向が生じても、左右のいずれか一方に操舵してから所望の進行方向となる元の操舵角に戻すことで、当該偏向を抑制できる。
上記操舵制御装置において、前記制御用転舵対応角演算部は、前記基準点舵角として、前記転舵角に換算可能な換算値を検出する換算値検出センサの検出値に基づく値を用いることが好ましい。
例えばピニオン軸に設けられたピニオン絶対角センサやラック軸のストロークセンサ等の検出値に基づく基準点舵角を用いる場合、該基準点舵角は、センサの組み付け公差等に起因して、実際に車両が所定の進行方向となる舵角からずれることがある。そのため、上記構成のように換算値検出センサの検出値に基づく値を基準点舵角として用いる構成に対し、操舵方向に応じたオフセットが生じるように補正目標転舵対応角を演算することで、偏向を抑制する効果は大である。
上記操舵制御装置において、前記補正目標転舵対応角演算部は、前記目標転舵対応角を前記補正成分に基づいて補正することにより、少なくとも前記操舵部に連結されるステアリングホイールの操舵角が中立位置にある状態で、操舵方向に応じたオフセットが生じるように前記補正目標転舵対応角を演算することが好ましい。
ここで、偏向による影響は、操舵角が中立位置付近となるようにステアリング操作を行って車両を直進させる場合に顕著に現れ易い。この点、上記構成では、少なくともステアリングホイールの操舵角が中立位置付近にある状態で、目標転舵対応角に対してオフセットが生じるように補正目標転舵対応角が演算されるため、車両の直進時に偏向を抑制でき、その効果は大である。
上記操舵制御装置において、前記補正成分演算部は、前記補正成分が操舵方向に応じてヒステリシス特性を有するように演算することが好ましい。
上記構成によれば、補正成分が操舵方向に応じてヒステリシス特性を有するため、例えば操舵角の中立位置付近のみで、補正目標転舵対応角が目標転舵対応角に対してオフセットするように演算する場合に比べ、良好な操舵フィーリングを維持しつつ、偏向を抑制できる。
上記構成によれば、補正成分が操舵方向に応じてヒステリシス特性を有するため、例えば操舵角の中立位置付近のみで、補正目標転舵対応角が目標転舵対応角に対してオフセットするように演算する場合に比べ、良好な操舵フィーリングを維持しつつ、偏向を抑制できる。
上記操舵制御装置において、車両が直進している場合の前記制御用転舵対応角である直進時転舵対応角に基づいて、前記基準点舵角を更新する基準点学習部を備え、前記補正目標転舵対応角演算部は、前記基準点学習部による前記基準点舵角の更新に基づいて、前記補正成分の絶対値を上限値以下に制限するガード処理部を備えることが好ましい。
基準点舵角の更新(学習)を行う構成では、制御用転舵対応角の基準点舵角の精度が向上した後は偏向し難くなるため、補正目標転舵対応角にオフセットを生じさせることでかえって操舵フィーリングの低下を招くおそれがある。この点、上記構成では、基準点舵角の更新に基づいて、補正成分の絶対値の上限値が制限されることで、補正目標転舵対応角の目標転舵対応角に対するオフセットが小さくなるため、良好な操舵フィーリングを実現できる。
上記操舵制御装置において、前記ガード処理部は、前記基準点舵角を更新した学習回数の増大に基づいて、上限値を小さくすることが好ましい。
上記構成によれば、好適に補正成分の絶対値の上限値を制限できる。
上記構成によれば、好適に補正成分の絶対値の上限値を制限できる。
本発明によれば、車両の偏向を抑制できる。
以下、操舵制御装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、操舵制御装置1の制御対象となるステアバイワイヤ式の操舵装置2は、運転者により操舵される操舵部3と、運転者による操舵部3の操舵に応じて転舵輪4を転舵させる転舵部5とを備えている。
図1に示すように、操舵制御装置1の制御対象となるステアバイワイヤ式の操舵装置2は、運転者により操舵される操舵部3と、運転者による操舵部3の操舵に応じて転舵輪4を転舵させる転舵部5とを備えている。
操舵部3は、ステアリングホイール11が固定されるステアリングシャフト12と、ステアリングシャフト12に操舵反力を付与可能な操舵側アクチュエータ13とを備えている。操舵側アクチュエータ13は、駆動源となる操舵側モータ14と、操舵側モータ14の回転を減速してステアリングシャフト12に伝達する操舵側減速機15とを備えている。
転舵部5は、転舵輪4の転舵角に換算可能な回転軸としての第1ピニオン軸31と、第1ピニオン軸31に連結されたラック軸32と、ラック軸32を往復動可能に収容するラックハウジング33とを備えている。第1ピニオン軸31とラック軸32とは、所定の交差角をもって配置されており、第1ピニオン軸31に形成された第1ピニオン歯31aとラック軸32に形成された第1ラック歯32aとを噛合することによって第1ラックアンドピニオン機構34が構成されている。なお、ラック軸32は、第1ラックアンドピニオン機構34によりその軸方向一端側が往復動可能に支持されている。ラック軸32の両端には、ボールジョイントからなるラックエンド35を介してタイロッド36が連結されており、タイロッド36の先端は、転舵輪4が組み付けられた図示しないナックルに連結されている。
また、転舵部5には、ラック軸32に転舵輪4を転舵させる転舵力を付与する転舵側アクチュエータ41が第2ピニオン軸42を介して設けられている。転舵側アクチュエータ41は、駆動源となる転舵側モータ43と、転舵側モータ43の回転を減速して第2ピニオン軸42に伝達する転舵側減速機44とを備えている。第2ピニオン軸42とラック軸32とは、所定の交差角をもって配置されており、第2ピニオン軸42に形成された第2ピニオン歯42aとラック軸32に形成された第2ラック歯32bとを噛合することによって第2ラックアンドピニオン機構45が構成されている。なお、ラック軸32は、第2ラックアンドピニオン機構45によりその軸方向他端側が往復動可能に支持されている。
このように構成された操舵装置2では、運転者によるステアリング操作に応じて転舵側アクチュエータ41により第2ピニオン軸42が回転駆動され、この回転が第2ラックアンドピニオン機構45によりラック軸32の軸方向移動に変換されることで、転舵輪4の転舵角が変更される。このとき、操舵側アクチュエータ13からは、運転者の操舵に抗する操舵反力がステアリングホイール11に付与される。
次に、本実施形態の電気的構成について説明する。
操舵制御装置1は、操舵側アクチュエータ13(操舵側モータ14)及び転舵側アクチュエータ41(転舵側モータ43)に接続されており、これらの作動を制御する。なお、操舵制御装置1は、図示しない中央処理装置(CPU)やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをCPUが実行することによって、各種制御が実行される。
操舵制御装置1は、操舵側アクチュエータ13(操舵側モータ14)及び転舵側アクチュエータ41(転舵側モータ43)に接続されており、これらの作動を制御する。なお、操舵制御装置1は、図示しない中央処理装置(CPU)やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをCPUが実行することによって、各種制御が実行される。
操舵制御装置1には、車両の車速Vを検出する車速センサ51、及びステアリングシャフト12に付与された操舵トルクTを検出するトルクセンサ52が接続されている。なお、トルクセンサ52は、ステアリングシャフト12における操舵側アクチュエータ13(操舵側減速機15)との連結部分よりもステアリングホイール11側に設けられている。また、操舵制御装置1には、操舵部3の操舵量を示す検出値として操舵側モータ14の回転角θsを360°の範囲内の相対角で検出する操舵側回転センサ53、及び転舵部5の転舵量を示す検出値として転舵側モータ43の回転角θtを相対角で検出する転舵側回転センサ54が接続されている。また、操舵制御装置1には、ステアリングシャフト12の回転角であるステアリングセンサ角θh_dを360°を超える範囲の絶対角で検出するステアリングセンサ55、及び第1ピニオン軸31の回転角であるピニオンセンサ角θp_dを絶対角で検出する換算値検出センサとしてのピニオン絶対角センサ56が接続されている。また、操舵制御装置1には、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ57、及び車両の横加速度Gを検出する横加速度センサ58が接続されている。そして、操舵制御装置1は、これらの各種状態量に基づいて操舵側モータ14及び転舵側モータ43の作動を制御する。なお、操舵トルクT及び回転角θs,θtは、一方向(本実施形態では、右)に操舵した場合に正の値、他方向(本実施形態では、左)に操舵した場合に負の値として検出する。
図2に示すように、操舵制御装置1は、操舵側モータ制御信号Msを出力する操舵側制御部61と、操舵側モータ制御信号Msに基づいて操舵側モータ14に駆動電力を供給する操舵側駆動回路62とを備えている。また、操舵制御装置1は、転舵側モータ制御信号Mtを出力する転舵側制御部63と、転舵側モータ制御信号Mtに基づいて転舵側モータ43に駆動電力を供給する転舵側駆動回路64とを備えている。なお、本実施形態の操舵側駆動回路62及び転舵側駆動回路64には、複数のスイッチング素子(例えば、FET等)を有する周知のPWMインバータがそれぞれ採用されている。操舵側モータ制御信号Ms及び転舵側モータ制御信号Mtは、それぞれ各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲートオンオフ信号となっている。操舵制御装置1は、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行して、操舵側モータ制御信号Ms及び転舵側モータ制御信号Mtを生成する。そして、操舵側モータ制御信号Ms及び転舵側モータ制御信号Mtが操舵側駆動回路62及び転舵側駆動回路64に出力されることにより、各スイッチング素子がオンオフし、操舵側モータ14及び転舵側モータ43に駆動電力がそれぞれ供給される。これにより、操舵側アクチュエータ13及び転舵側アクチュエータ41の作動が制御される。
次に、操舵側制御部61について説明する。
操舵側制御部61には、上記車速V、操舵トルクT、回転角θs及びステアリングセンサ角θh_dが入力される。また、操舵側制御部61には、操舵側駆動回路62と操舵側モータ14の各相のモータコイルとの間の接続線65に設けられた電流センサ66により検出される操舵側モータ14の各相電流値Ius,Ivs,Iwsが入力される。なお、図2では、説明の便宜上、各相の接続線65及び各相の電流センサ66をそれぞれ1つにまとめて図示している。そして、操舵側制御部61は、これら各状態量に基づいて操舵側モータ制御信号Msを生成して出力する。
操舵側制御部61には、上記車速V、操舵トルクT、回転角θs及びステアリングセンサ角θh_dが入力される。また、操舵側制御部61には、操舵側駆動回路62と操舵側モータ14の各相のモータコイルとの間の接続線65に設けられた電流センサ66により検出される操舵側モータ14の各相電流値Ius,Ivs,Iwsが入力される。なお、図2では、説明の便宜上、各相の接続線65及び各相の電流センサ66をそれぞれ1つにまとめて図示している。そして、操舵側制御部61は、これら各状態量に基づいて操舵側モータ制御信号Msを生成して出力する。
詳しくは、操舵側制御部61は、操舵側モータ14の回転角θs及びステアリングセンサ角θh_dに基づいて、ステアリングホイール11の操舵角に相当する制御用操舵角θhを演算する制御用操舵角演算部71を備えている。また、操舵側制御部61は、目標操舵角θh*を生成する目標操舵角設定部72と、制御用操舵角θh及び目標操舵角θh*に基づいて操舵側目標電流値Ids*,Iqs*を演算する操舵側目標電流値演算部73と、操舵側目標電流値Ids*,Iqs*に基づいて操舵側モータ制御信号Msを生成する操舵側モータ制御信号生成部74とを備えている。
制御用操舵角演算部71には、回転角θs及びステアリングセンサ角θh_dが入力される。制御用操舵角演算部71は、ステアリングセンサ角θh_dの原点(ゼロ度)及び回転角θsを基に、中立位置からの操舵側モータ14の回転数をカウントすることにより絶対回転角を演算する。そして、制御用操舵角演算部71は、該絶対回転角に操舵側減速機15の回転速度比に基づく換算係数Ksを乗算して制御用操舵角θhを演算する。
目標操舵角設定部72は、操舵トルクTが入力される入力トルク基礎成分演算部75と、目標操舵角θh*を演算する目標操舵角演算部76とを備えている。入力トルク基礎成分演算部75は、操舵トルクTの絶対値が大きいほど、大きな絶対値を有する入力トルク基礎成分(反力基礎成分)Tb*を演算する。入力トルク基礎成分Tb*は、加算器77に出力される。加算器77には、入力トルク基礎成分Tb*に加え、操舵トルクTが入力される。そして、加算器77において、入力トルク基礎成分Tb*に操舵トルクTが足し合わされることで入力トルクT*が演算される。
目標操舵角演算部76は、入力トルクT*と目標操舵角θh*とを関係づけるモデル式を利用して、目標操舵角θh*を演算する。このモデル式は、ステアリングホイール11と転舵輪4とが機械的に連結されたものにおいて、ステアリングホイール11の回転に伴って回転する回転軸のトルクと回転角との関係を定めて表したものであり、操舵装置2の摩擦等をモデル化した粘性係数C、操舵装置2の慣性をモデル化した慣性係数Jを用いて表したものである。なお、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。そして、このようにモデル式を用いて演算された目標操舵角θh*は、減算器78及び転舵側制御部63に出力される。
操舵側目標電流値演算部73には、減算器78において目標操舵角θh*から制御用操舵角θhが差し引かれた角度偏差Δθsが入力される。そして、操舵側目標電流値演算部73は、角度偏差Δθsに基づき、制御用操舵角θhを目標操舵角θh*にフィードバック制御するための制御量として、操舵側モータ14が付与する操舵反力に対応した駆動電流の目標値である操舵側目標電流値Ids*,Iqs*を演算する。具体的には、角度偏差Δθs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、d/q座標系におけるq軸上の操舵側q軸目標電流値Iqs*として演算する。なお、本実施形態では、d軸上の操舵側d軸目標電流値Ids*はゼロに設定されている。
操舵側モータ制御信号生成部74には、操舵側目標電流値Ids*,Iqs*に加え、回転角θs及び相電流値Ius,Ivs,Iwsが入力される。そして、操舵側モータ制御信号生成部74は、これら各状態量に基づいてd/q座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、上記操舵側駆動回路62に出力する操舵側モータ制御信号Msを生成(演算)する。具体的には、操舵側モータ制御信号生成部74は、d軸及びq軸上の各電流偏差に基づいて電圧指令値を演算し、該電圧指令値に基づくデューティ比を有する操舵側モータ制御信号Msを生成して上記操舵側駆動回路62に出力する。これにより、操舵側モータ制御信号Msに応じた駆動電力が操舵側モータ14に出力され、その作動が制御される。
次に、転舵側制御部63について説明する。
転舵側制御部63には、上記回転角θt、車速V、ピニオンセンサ角θp_d、横加速度G、ヨーレートγ、制御用操舵角θh及び目標操舵角θh*が入力される。また、転舵側制御部63には、転舵側駆動回路64と転舵側モータ43の各相のモータコイルとの間の接続線67に設けられた電流センサ68により検出される転舵側モータ43の各相電流値Iut,Ivt,Iwtが入力される。なお、図2では、説明の便宜上、各相の接続線及び各相の電流センサ68をそれぞれ1つにまとめて図示している。そして、転舵側制御部63は、これら各状態量に基づいて転舵側モータ制御信号Mtを生成して出力する。
転舵側制御部63には、上記回転角θt、車速V、ピニオンセンサ角θp_d、横加速度G、ヨーレートγ、制御用操舵角θh及び目標操舵角θh*が入力される。また、転舵側制御部63には、転舵側駆動回路64と転舵側モータ43の各相のモータコイルとの間の接続線67に設けられた電流センサ68により検出される転舵側モータ43の各相電流値Iut,Ivt,Iwtが入力される。なお、図2では、説明の便宜上、各相の接続線及び各相の電流センサ68をそれぞれ1つにまとめて図示している。そして、転舵側制御部63は、これら各状態量に基づいて転舵側モータ制御信号Mtを生成して出力する。
詳しくは、転舵側制御部63は、転舵輪4の転舵角に換算可能な回転軸である第1ピニオン軸31の回転角(ピニオン角)に相当する制御用転舵対応角θpを演算する制御用転舵対応角演算部81を備えている。また、転舵側制御部63は、目標操舵角θh*に基づく目標転舵対応角を補正して補正目標転舵対応角θp**を演算する補正目標転舵対応角演算部82を備えている。なお、本実施形態の操舵装置2では、制御用操舵角θhと制御用転舵対応角θpとの比である舵角比が一定に設定されており、目標転舵対応角は、目標操舵角θh*と等しい。さらに、転舵側制御部63は、制御用転舵対応角θp及び補正目標転舵対応角θp**に基づいて転舵側目標電流値Idt*,Iqt*を演算する転舵側目標電流値演算部83と、転舵側目標電流値Idt*,Iqt*に基づいて転舵側モータ制御信号Mtを生成する転舵側モータ制御信号生成部84とを備えている。
制御用転舵対応角演算部81には、車速V、回転角θt、ピニオンセンサ角θp_d、横加速度G及びヨーレートγが入力される。そして、制御用転舵対応角演算部81は、これらの各状態量に基づいて絶対角で示される制御用転舵対応角θpを演算する。また、本実施形態の制御用転舵対応角演算部81は、車速V、横加速度G及びヨーレートγに基づいて直進判定を行い、その判定結果に基づいて制御用転舵対応角θpの基準点舵角としての中立位置を示す中点舵角θp_0を更新(学習)する。
詳しくは、図3に示すように、制御用転舵対応角演算部81は、車両が直進しているか否かを判定する直進判定部91と、制御用転舵対応角θpを演算する演算処理部92とを備えている。
直進判定部91には、車速V、横加速度G及びヨーレートγが入力される。直進判定部91は、車速Vが所定車速Vth以上である状態において、横加速度Gが予め設定された横加速度閾値Gth以下であり、かつヨーレートγがヨーレート閾値γth以下である場合に、車両が直進していると判定する。なお、所定車速Vthは、車両が走行していることを示す速度であり、ゼロよりも大きな値に設定されている。また、横加速度閾値Gth及びヨーレート閾値γthは、それぞれ車両が直進している状態での横加速度G及びヨーレートγであり、ノイズの影響等を考慮してゼロよりも僅かに大きい値に設定されている。そして、直進判定部91は、判定結果に基づいて、車両が直進している場合にはその旨を示す判定信号S、車両が直進していない場合にはその旨を示す判定信号Sを演算処理部92に出力する。
演算処理部92には、転舵側モータ43の回転角θt、ピニオンセンサ角θp_d及び判定信号Sが入力される。演算処理部92は、第1ピニオン軸31の中点舵角(ゼロ度)θp_0を記憶しており、中点舵角θp_0を基に回転角θtを中立位置からの転舵側モータ43の回転数をカウントすることにより絶対回転角を演算する。そして、演算処理部92は、該絶対回転角に転舵側減速機44の回転速度比、第1及び第2ラックアンドピニオン機構34,45の回転速度比に基づく換算係数Ktを乗算して制御用転舵対応角θpを演算する。つまり、制御用転舵対応角θpは、第1ピニオン軸31がステアリングシャフト12に連結されていると仮定した場合におけるステアリングホイール11の回転角度に相当する。本実施形態の中点舵角θp_0は、制御用転舵対応角θpの原点(ゼロ度)であり、直進判定部91の判定結果に基づいて更新される。なお、初期状態では、中点舵角θp_0としてピニオンセンサ角θp_dの原点(ゼロ度)が用いられる。また、中点舵角θp_0は、1トリップ(本実施形態では、イグニッションスイッチやスタートスイッチがオンされてからオフされるまでの期間)ごとに初期状態に戻される(初期化される)。
演算処理部92は、中点舵角θp_0の更新を図4に示すフローチャートに従って行う。具体的には、各種状態量を取得すると(ステップ101)、車両が直進しているか否か、すなわち車両が直進している旨の判定信号Sが入力されたか否かを判定する(ステップ102)。続いて、車両が直進している旨の判定信号Sが入力された場合には(ステップ102:YES)、今回の演算周期で演算した車両直進時の制御用転舵対応角θpである直進時転舵対応角θp_stと中点舵角θp_0との差分である中点差分Δθ0、すなわち直進時転舵対応角θp_stの絶対値を演算する(ステップ103)。そして、中点差分Δθ0の所定割合(例えば、1%)だけ、中点舵角θp_0が直進時転舵対応角θp_st側に近づくように中点舵角θp_0を更新し(ステップ104)、1トリップの間に更新した学習回数Nを補正目標転舵対応角演算部82に出力する(ステップ105)。なお、演算処理部92は、中点差分Δθ0がゼロとなり、中点舵角θp_0の値が変化せずとも更新を行い、学習回数Nをインクリメントする(N=N+1)。すなわち、学習回数Nは、車両が直進していると判定された回数に等しい。一方、車両が直進していない旨の判定信号Sが入力された場合には(ステップ102:NO)、ステップ103〜105の処理は実行しない。これにより、車両が直進している場合には、運転者がステアリングホイール11を保舵し、実際の転舵輪4の転舵角が変化しなくても、更新により中点舵角θp_0(制御用転舵対応角θpの原点)が変化することで、制御用転舵対応角θpが中点差分Δθ0の所定割合ずつ変化することになる。つまり、演算処理部92は、基準点学習部としても機能する。
図2に示すように、補正目標転舵対応角演算部82には、制御用操舵角θh、目標操舵角θh*及び学習回数Nが入力される。補正目標転舵対応角演算部82は、後述するように該目標操舵角θh*(目標転舵対応角)に基づいて補正目標転舵対応角θp**を演算し、減算器85に出力する。
転舵側目標電流値演算部83には、減算器85において補正目標転舵対応角θp**から制御用転舵対応角θpが差し引かれた角度偏差Δθpが入力される。そして、転舵側目標電流値演算部83は、角度偏差Δθpに基づき、制御用転舵対応角θpを補正目標転舵対応角θp**にフィードバック制御するための制御量として、転舵側モータ43が付与する転舵力に対応した駆動電流の目標値である転舵側目標電流値Idt*,Iqt*を演算する。
具体的には、転舵側目標電流値演算部83は、角度偏差Δθp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、d/q座標系におけるq軸上の転舵側q軸目標電流値Iqt*として演算する。なお、本実施形態では、d軸上の転舵側d軸目標電流値Idt*はゼロに設定されている。このように演算された転舵側目標電流値Idt*,Iqt*は、転舵側モータ制御信号生成部84に出力される。
転舵側モータ制御信号生成部84には、転舵側目標電流値Idt*,Iqt*に加え、回転角θt及び相電流値Iut,Ivt,Iwtが入力される。そして、転舵側モータ制御信号生成部84は、これら各状態量に基づいてd/q座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、上記転舵側駆動回路64に出力する転舵側モータ制御信号Mtを生成(演算)する。具体的には、転舵側モータ制御信号生成部84は、d軸及びq軸上の電流偏差に基づいて電圧指令値を演算し、該電圧指令値に基づくデューティ比を有する転舵側モータ制御信号Mtを生成して上記転舵側駆動回路64に出力する。これにより、転舵側モータ制御信号Mtに応じた駆動電力が転舵側モータ43に出力され、その作動が制御される。
次に、補正目標転舵対応角演算部82について説明する。
図5に示すように、補正目標転舵対応角演算部82は、操舵方向に応じた補正成分Chyを演算する補正成分演算部93と、学習回数Nに応じて補正成分Chyの絶対値を上限値Clim以下に制限するガード処理部94とを備えている。
図5に示すように、補正目標転舵対応角演算部82は、操舵方向に応じた補正成分Chyを演算する補正成分演算部93と、学習回数Nに応じて補正成分Chyの絶対値を上限値Clim以下に制限するガード処理部94とを備えている。
補正成分演算部93には、制御用操舵角θhが入力される。補正成分演算部93は、制御用操舵角θhに基づいて、ステアリング操作可能な全範囲(左右いずれか一方のエンド位置から他方のエンド位置までの範囲)に亘って、補正成分Chyが操舵方向に応じてオフセットするようにヒステリシス特性を有する補正成分Chyを演算する。
具体的には、補正成分演算部93は、制御用操舵角θhの符号及び増減に基づいて、切り込み操舵であるか、又は切り戻し操舵であるかを判定し、切り込み操舵時には、図6(a)に示すマップに基づいて補正成分Chyを演算する。本実施形態のマップでは、制御用操舵角θhの絶対値が大きくなるほど、補正成分Chyの絶対値が大きくなるとともに、制御用操舵角θhに対する補正成分Chyの変化率の絶対値が小さくなるように補正成分Chyが設定されている。また、制御用操舵角θhが所定操舵角以上になった場合には、補正成分Chyの絶対値が予め設定された最大補正値Cmax以下となるように設定されている。なお、最大補正値Cmaxは、例えばピニオン絶対角センサ56の組み付け公差や第1ピニオン歯31aと第1ラック歯32a間の微小隙間(ガタ)等を考慮して生じる最大の偏向量以下に設定されており、例えば3°程度の小さな値に設定される。そして、補正成分演算部93は、右方向への切り込み操舵を行う場合、その切り込み操舵の開始位置での制御用操舵角θhを同マップの原点として第1象限に示される補正成分Chyを用いる。また、左方向への切り込み操舵を行う場合、その切り込み操舵の開始位置での制御用操舵角θhを同マップの原点として第3象限に示される補正成分Chyを用いる。
一方、補正成分演算部93は、切り戻し操舵時には、図6(b)に示すマップに基づいて補正成分Chyを演算する。本実施形態のマップでは、制御用操舵角θhに比例して補正成分Chyが大きくなるように設定されるとともに、所定の操舵角範囲内にのみ設定されている。そして、補正成分演算部93は、右方向への切り戻し操舵を行う場合、その切り戻し操舵の開始位置での制御用操舵角θhを同マップの原点として第1象限に示される補正成分Chyを用いる。さらに、切り込み操舵が所定操舵角範囲の半分(図6(a)における補正成分Chyが設定されている範囲)の角度だけ行われた後は、その位置での制御用操舵角θhを図6(a)に示すマップの原点として第1象限に示される補正成分Chyを用いる。また、左方向への切り戻し操舵を行う場合、その切り戻し操舵の開始位置での制御用操舵角θhを同マップの原点として第3象限に示される補正成分Chyを用いる。さらに、切り込み操舵が所定操舵角範囲の半分の角度だけ行われた後は、その位置での制御用操舵角θhを図6(a)に示すマップの原点として第3象限に示される補正成分Chyを用いる。
これにより、図7に示すように、例えばステアリングホイール11を一定周波数で周期的に切り込み操舵及び切り戻し操舵を繰り返し行うサイン操舵した際において、補正成分演算部93は、制御用操舵角θhの変化に対してヒステリシス特性を有する補正成分Chyを演算する。そして、このように演算される補正成分Chyは、ガード処理部94に出力される。
図5に示すように、ガード処理部94には、補正成分Chyとともに中点舵角θp_0の学習回数Nが入力される。ガード処理部94は、例えば図8に示すようなマップを参照することにより、学習回数Nに応じて補正成分Chyの絶対値の上限値Climを設定する。本実施形態のマップは、学習回数Nの増加に比例して上限値Climが小さくなるとともに、閾値回数Nthにおいて上限値Climがゼロとなるように設定されている。なお、閾値回数Nthは、中点舵角θp_0の更新により、中点舵角θp_0と直進時転舵対応角θp_stとが略一致するとみなすことができるまで中点舵角θp_0の精度が向上する回数であり、予め設定されている。そして、ガード処理部94は、補正成分Chyの絶対値が上限値Clim以下である場合には、補正成分Chyをそのままガード補正成分Chy’として減算器95に出力する。一方、補正成分Chyの絶対値が上限値Climよりも大きい場合には、補正成分Chyの絶対値を上限値Climに制限したガード補正成分Chy’を減算器95に出力する。
補正目標転舵対応角演算部82は、減算器95において目標操舵角θh*からガード補正成分Chy’を減算した値を補正目標転舵対応角θp**として出力する。これにより、例えば中立位置から右方向に操舵した後、再び中立位置まで切り戻した場合の制御用操舵角θhと補正目標転舵対応角θp**とは、図9に示すような関係となる。
具体的には、補正目標転舵対応角θp**は、切り込み操舵による制御用操舵角θhの増大に基づいて、目標操舵角θh*(目標転舵対応角)よりも図6(a)に示すマップに応じて小さな値となる。その後、補正成分Chyの絶対値がその最大補正値Cmaxとなると(時刻t1)、補正目標転舵対応角θp**は、目標操舵角θh*よりも一定値(最大補正値Cmax)だけ小さくなる。
続いて、制御用操舵角θhが操舵角θh1となる位置で運転者が操舵方向を変え、切り戻し操舵を行うと(時刻t2)、図6(b)に示すマップに基づいて補正成分Chyが減少するように変化する。そして、補正成分Chyの符号が変わると、補正目標転舵対応角θp**は目標操舵角θh*よりも大きくなる。その後、図6(a)に示すマップに基づいて補正成分Chyが変化し(時刻t3)、その絶対値が最大補正値Cmaxになると(時刻t4)、補正目標転舵対応角θp**は、目標操舵角θh*よりも一定値(最大補正値Cmax)だけ大きくなる。そして、補正目標転舵対応角θp**が目標操舵角θh*よりも一定値だけ大きい状態が維持され、制御用操舵角θhがゼロ度となっても(時刻t5)、補正目標転舵対応角θp**は目標操舵角θh*(目標転舵対応角)に対して一定値だけ大きくなる。つまり、オフセットが生じる。
一方、中立位置から左方向に操舵した後、再び中立位置まで切り戻した場合には、符号が逆となる以外は、同様に補正目標転舵対応角θp**が変化し、制御用操舵角θhがゼロ度となっても、補正目標転舵対応角θp**は目標転舵対応角に対して一定値だけ小さくなる。また、中立位置から切り込み操舵を行い、再び中立位置まで切り戻した場合に限らず、任意の位置から切り込み操舵を行い、再び同位置まで切り戻した場合にも、操舵方向に応じて補正目標転舵対応角θp**に目標操舵角θh*に対するオフセットが生じる。そして、このように操舵方向に応じて生じるオフセットは、学習回数Nの増大に比例して徐々に小さくなり、閾値回数Nthを超えると、補正目標転舵対応角θp**にオフセットが生じなくなる。
ここで、ピニオン絶対角センサ56の組み付け公差や第1ピニオン歯31aと第1ラック歯32a間の微小隙間(ガタ)等により、実際に車両が直進する舵角に対して中点舵角θp_0がずれている操舵装置2を想定する。運転者がスタートボタンを押して車両を始動状態とした直後、すなわち中点舵角θp_0の更新(学習)がまだほとんど行われていない状態では、ステアリングホイール11の操舵角がゼロとなるように操舵し、直進しようとしても、制御用転舵対応角θpを目標操舵角θh*(目標転舵対応角)に追従させると、偏向が発生する。この点、本実施形態では、上記のように補正目標転舵対応角θp**に目標操舵角θh*に対するオフセットが生じるため、左右いずれかに切り直すことで、偏向を抑制できる。一例として、ピニオン絶対角センサ56の組み付け公差に起因して右方向に偏向する場合には、左方向に操舵してから戻すことで、偏向を抑制できる。なお、この場合に右方向に操舵してから戻しても、偏向は抑制しないため、その際には再度左方向に操舵してから戻すことになる。
さらに、車両が長時間直進することで、中点舵角θp_0の更新が十分な回数行われ、中点舵角θp_0の精度が向上した後は、補正成分Chyが小さく又はゼロとなるため、補正目標転舵対応角θp**に生じるオフセットが小さく又はゼロとなる。
本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)転舵側制御部63は、目標操舵角θh*(目標転舵対応角)を補正成分Chyに基づいて補正することにより、目標操舵角θh*に対して操舵方向に応じたオフセットが生じるように補正目標転舵対応角θp**を演算し、制御用転舵対応角θpが補正目標転舵対応角θp**に追従するように角度フィードバック制御を実行する。そのため、所望の進行方向となるように操舵部3を操舵している状態において、ピニオン絶対角センサ56の組み付け公差等に起因して偏向が生じても、左右のいずれか一方に操舵してから所望の進行方向となる元の操舵角に戻すことで、当該偏向を抑制できる。
(1)転舵側制御部63は、目標操舵角θh*(目標転舵対応角)を補正成分Chyに基づいて補正することにより、目標操舵角θh*に対して操舵方向に応じたオフセットが生じるように補正目標転舵対応角θp**を演算し、制御用転舵対応角θpが補正目標転舵対応角θp**に追従するように角度フィードバック制御を実行する。そのため、所望の進行方向となるように操舵部3を操舵している状態において、ピニオン絶対角センサ56の組み付け公差等に起因して偏向が生じても、左右のいずれか一方に操舵してから所望の進行方向となる元の操舵角に戻すことで、当該偏向を抑制できる。
(2)偏向による影響は、操舵角が中立位置となるようにステアリング操作を行って車両を直進させる場合、すなわち目標操舵角θh*(目標転舵対応角)が中立位置を示す角度(例えばゼロ度)になるように運転者がステアリング操作を行う場合に顕著に現れ易い。この点、本実施形態では、制御用操舵角θhの原点を含む全範囲に亘ってオフセットが生じるように補正目標転舵対応角θp**が演算されるため、車両の直進時に偏向を抑制でき、その効果は大である。
(3)補正成分演算部93は、補正成分Chyが操舵方向に応じてヒステリシス特性を有するように演算するため、例えば制御用操舵角θhの中立位置(原点)付近のみで補正目標転舵対応角θp**が目標操舵角θh*に対してオフセットするように演算する場合に比べ、良好な操舵フィーリングを維持しつつ、偏向を抑制できる。
(4)制御用操舵角演算部71は、直進時転舵対応角θp_stに基づいて、中点舵角θp_0を更新するため、車両が直進する正確な中点舵角θp_0を取得できる。
ここで、中点舵角θp_0の更新(学習)を行う構成では、制御用転舵対応角θpの中点舵角の精度が向上した後は偏向し難くなるため、補正目標転舵対応角θp**にオフセットを生じさせることでかえって操舵フィーリングの低下を招くおそれがある。この点、本実施形態では、中点舵角θp_0の更新に基づいて、補正成分Chyの絶対値が上限値Clim以下に制限されることで、補正目標転舵対応角θp**の目標操舵角θh*(目標転舵対応角)に対するオフセットが小さくなるため、良好な操舵フィーリングを実現できる。
ここで、中点舵角θp_0の更新(学習)を行う構成では、制御用転舵対応角θpの中点舵角の精度が向上した後は偏向し難くなるため、補正目標転舵対応角θp**にオフセットを生じさせることでかえって操舵フィーリングの低下を招くおそれがある。この点、本実施形態では、中点舵角θp_0の更新に基づいて、補正成分Chyの絶対値が上限値Clim以下に制限されることで、補正目標転舵対応角θp**の目標操舵角θh*(目標転舵対応角)に対するオフセットが小さくなるため、良好な操舵フィーリングを実現できる。
(5)ガード処理部94は、中点舵角θp_0を更新した学習回数Nの増大に基づいて、最大補正値Cmaxを小さくするため、好適に補正成分Chyの絶対値の上限値Climを制限できる。
(6)演算処理部92は、中点舵角θp_0と直進時転舵対応角θp_stとの差分である中点差分Δθ0(直進時転舵対応角θp_stの絶対値)の所定割合だけ、該中点舵角θp_0を直進時転舵対応角θp_st側に近づけた角度を新たな中点舵角θp_0として更新するため、中点舵角θp_0を好適に更新(学習)できる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本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。
・上記実施形態では、1トリップをイグニッションスイッチやスタートスイッチがオンされてからオフされるまでの期間としたが、これに限らず、例えば車載電源を設置してから交換するまでの期間としてもよい。
・上記実施形態では、1トリップをイグニッションスイッチやスタートスイッチがオンされてからオフされるまでの期間としたが、これに限らず、例えば車載電源を設置してから交換するまでの期間としてもよい。
・上記実施形態では、制御用操舵角θhと制御用転舵対応角θpとの舵角比を一定としたが、これに限らず、これらが車速等に応じて可変としてもよい。なお、この場合には、目標操舵角θh*と目標転舵対応角とが異なる値になる。
・上記実施形態において、目標操舵角演算部76がサスペンションやホールアライメント等の仕様によって決定されるバネ係数Kを用いた、所謂バネ項を追加してモデル化したモデル式を利用して目標操舵角θh*を演算してもよい。
・上記実施形態では、車速V、横加速度G及びヨーレートγに基づいて直進判定を行ったが、これに限らず、例えば車速Vと横加速度G及びヨーレートγのいずれか一方とに基づいて直進判定を行ってもよい。また、操舵トルクTを用い、操舵されていないこと(非操舵判定)を直進判定が成立する条件に加えてもよい。
・上記実施形態では、制御用転舵対応角θpをピニオンセンサ角θp_dの原点及び回転角θtに基づいて演算したが、これに限らず、例えば操舵装置2を車両に搭載する際に制御用転舵対応角θpの中点舵角θp_0を不揮発性のメモリに記憶し、該中点舵角θp_0と回転角θtとに基づいて制御用転舵対応角θpを演算してもよい。また、制御用操舵角θhの演算についても同様に、例えば操舵装置2を車両に搭載する際に制御用操舵角θhの中点舵角を不揮発性のメモリに記憶し、該中点舵角と回転角θsとに基づいて制御用操舵角θhを演算してもよい。なお、これらの場合には、車両の非起動状態においても操舵側モータ14及び転舵側モータ43の回転を検出する。
・上記実施形態では、制御用転舵対応角θpをピニオン絶対角センサ56の検出値に基づく中点舵角θp_0と回転角θtとに基づいて演算したが、これに限らず、例えば換算値検出センサとしてラック軸32のストローク量を検出するストロークセンサを設け、該ストロークセンサの検出値に基づく中点舵角と回転角θtとに基づいて演算してもよい。
・上記実施形態において、第1ラックアンドピニオン機構34に代えて、例えばブッシュ等によりラック軸32を支持してもよい。この場合には、例えばストロークセンサの検出値に基づく中点舵角と回転角θtとに基づいて制御用転舵対応角θpを演算できる。また、ラック軸32に第1ラック歯32aを形成しなくともよくなる。
・上記実施形態では、車両が直進していると判定された時に、中点差分Δθ0の所定割合だけ該中点舵角θp_0を直進時転舵対応角θp_st側に近づけた角度を新たな中点舵角θp_0とした。しかし、これに限らず、車両が直進していると判定された時に、例えば予め設定された調整角度だけ中点舵角θp_0を直進時転舵対応角θp_st側に近づけた角度を新たな中点舵角θp_0としてもよく、中点舵角θp_0の更新態様は適宜変更可能である。
・上記実施形態において、制御用操舵角θhの中点舵角を、制御用転舵対応角θpの中点舵角θp_0と同様に、例えば直進時の制御用操舵角θhに基づいて更新(学習)してもよい。
・上記実施形態では、学習回数Nが閾値回数Nthを超えると、上限値Climがゼロとなるようにしたが、これに限らず、例えば学習回数Nが閾値回数Nthを超えても、上限値Climがゼロよりも大きな値となるようにしてもよい。
・上記実施形態では、中点舵角θp_0を更新した学習回数N(車両が直進状態であると判定された回数)の増大に基づいて、上限値Climを小さくしたが、これに限らず、例えば中点差分Δθ0の大きさに応じて上限値Climを小さくしてもよく、上限値Climの減少態様は適宜変更可能である。また、上限値Climを予め定められた一定値とし、学習回数N等に応じて減少させなくてもよい。
・上記実施形態において、中点舵角θp_0を更新(学習)しなくてもよい。
・上記実施形態では、基準点舵角として中点舵角θp_0を用い、中点舵角θp_0と回転角θtとに基づいて制御用転舵対応角θpを演算したが、これに限らず、例えば基準点舵角として左右いずれかのエンド位置での舵角を用いてもよい。
・上記実施形態では、基準点舵角として中点舵角θp_0を用い、中点舵角θp_0と回転角θtとに基づいて制御用転舵対応角θpを演算したが、これに限らず、例えば基準点舵角として左右いずれかのエンド位置での舵角を用いてもよい。
・上記実施形態では、制御用操舵角θhに基づいて補正成分Chyを演算したが、これに限らず、例えば目標操舵角θh*又は目標転舵対応角に基づいて補正成分Chyを演算してもよい。
・上記実施形態では、補正成分が操舵方向に応じてヒステリシス特性を有するように演算したが、これに限らず、例えばステアリングホイールの操舵角が中立位置付近にある状態でのみゼロよりも大きな補正成分Chyを演算してもよい。また、ステアリングホイールの操舵角が中立位置から離れた位置にある状態でのみゼロよりも大きな補正成分Chyを演算してもよい。
・上記実施形態では、目標操舵角設定部72が操舵トルクT及び車速Vに基づいて目標操舵角θh*を設定したが、これに限らず、少なくとも操舵トルクTに基づいて設定されれば、例えば車速Vを用いずともよい。
・上記実施形態では、操舵制御装置1の制御対象となる操舵装置2を、操舵部3と転舵部5とを機械的に分離したリンクレスのステアバイワイヤ式操舵装置としたが、これに限らず、クラッチにより操舵部3と転舵部5とを機械的に断接可能なステアバイワイヤ式操舵装置としてもよい。
例えば図10に示す例では、操舵部3と転舵部5との間には、クラッチ101が設けられている。クラッチ101は、その入力側要素に固定された入力側中間軸102を介してステアリングシャフト12に連結されるとともに、その出力側要素に固定された出力側中間軸103を介して第1ピニオン軸31に連結されている。そして、操舵制御装置1からの制御信号によりクラッチ101が解放状態となることで、操舵装置2はステアバイワイヤモードとなり、クラッチ101が締結状態となることで、操舵装置2は電動パワーステアリングモードとなる。
・上記実施形態では、目標操舵角θh*(目標転舵対応角)に対して操舵方向に応じたオフセットが生じるように補正目標転舵対応角θp**を演算したが、これに限らず、直進判定を行い、直進時転舵対応角θp_stに基づいて中点舵角θp_0を更新していれば、目標操舵角θh*を補正しなくてもよい。
次に、上記各実施形態及び変形例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
(イ)操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、車両が所定の進行方向となる前記転舵輪の転舵角を示す基準点舵角と、前記転舵側モータの回転角を相対角で検出する相対角センサの検出値とに基づいて、前記転舵角に換算可能な回転軸の角度である制御用転舵対応角を絶対角で演算する制御用転舵対応角演算部と、車両が直進している場合の前記制御用転舵対応角である直進時転舵対応角に基づいて、前記基準点舵角を更新する基準点学習部とを備えた操舵制御装置。上記構成によれば、車両が直進している場合の制御用転舵対応角に基づいて基準点舵角を更新(学習)することで、車両が直進する正確な基準点舵角を取得できる。
(イ)操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、車両が所定の進行方向となる前記転舵輪の転舵角を示す基準点舵角と、前記転舵側モータの回転角を相対角で検出する相対角センサの検出値とに基づいて、前記転舵角に換算可能な回転軸の角度である制御用転舵対応角を絶対角で演算する制御用転舵対応角演算部と、車両が直進している場合の前記制御用転舵対応角である直進時転舵対応角に基づいて、前記基準点舵角を更新する基準点学習部とを備えた操舵制御装置。上記構成によれば、車両が直進している場合の制御用転舵対応角に基づいて基準点舵角を更新(学習)することで、車両が直進する正確な基準点舵角を取得できる。
(ロ)前記基準点舵角は、中立位置を示す中点舵角であり、前記基準点学習部は、前記基準点舵角と前記直進時転舵対応角との差分の所定割合だけ、該基準点舵角を前記直進時転舵対応角側に近づけた角度を新たな前記基準点舵角として更新する操舵制御装置。上記構成によれば、基準点舵角を好適に更新(学習)できる。
1…操舵制御装置、2…操舵装置、3…操舵部、4…転舵輪、5…転舵部、11…ステアリングホイール、12…ステアリングシャフト、14…操舵側モータ、31…第1ピニオン軸(回転軸)、32…ラック軸、43…転舵側モータ、53…操舵側回転センサ、54…転舵側回転センサ、55…ステアリングセンサ、56…ピニオン絶対角センサ(換算値検出センサ)、61…操舵側制御部、63…転舵側制御部、71…制御用操舵角演算部、72…目標操舵角設定部、76…目標操舵角演算部、81…制御用転舵対応角演算部、82…補正目標転舵対応角演算部、91…直進判定部、92…演算処理部(基準点学習部)、93…補正成分演算部、94…ガード処理部、101…クラッチ、Chy…補正成分、Clim…上限値、Cmax…最大補正値、G…横加速度、N…学習回数、Nth…閾値回数、S…判定信号、T…操舵トルク、V…車速、θh…制御用操舵角、θp…制御用転舵対応角、γ…ヨーレート、θs,θt…回転角、Δθ0…中点差分、θh*…目標操舵角、θh_d…ステアリングセンサ角、θp_0…中点舵角、θp_d…ピニオンセンサ角、θp**…補正目標転舵対応角、θp_st…直進時転舵対応角。
Claims (6)
- 操舵部と、前記操舵部に入力される操舵に応じて転舵輪を転舵させる転舵部とが機械的に分離した構造又は機械的に断接可能な構造を有する操舵装置を制御対象とし、
前記操舵部に入力される操舵に抗する力である操舵反力を与える操舵側モータの作動を制御する操舵側制御部と、
前記転舵部に前記転舵輪を転舵させる力である転舵力を与える転舵側モータの作動を制御する転舵側制御部とを備え、
前記転舵側制御部は、
車両が所定の進行方向となる前記転舵輪の転舵角を示す基準点舵角と、前記転舵側モータの回転角を相対角で検出する相対角センサの検出値とに基づいて、前記転舵角に換算可能な回転軸の角度である制御用転舵対応角を絶対角で演算する制御用転舵対応角演算部と、
操舵方向に応じた補正成分を演算する補正成分演算部を含み、前記操舵側制御部から出力される目標操舵角に応じた目標転舵対応角を前記補正成分に基づいて補正することにより、該目標転舵対応角に対して操舵方向に応じたオフセットが生じるように補正目標転舵対応角を演算する補正目標転舵対応角演算部とを有し、
前記制御用転舵対応角が前記補正目標転舵対応角に追従するように角度フィードバック制御を実行することで、前記転舵側モータの作動を制御する操舵制御装置。 - 請求項1に記載の操舵制御装置において、
前記制御用転舵対応角演算部は、前記基準点舵角として、前記転舵角に換算可能な換算値を検出する換算値検出センサの検出値に基づく値を用いる操舵制御装置。 - 請求項1又は2に記載の操舵制御装置において、
前記補正目標転舵対応角演算部は、前記目標転舵対応角を前記補正成分に基づいて補正することにより、少なくとも前記操舵部に連結されるステアリングホイールの操舵角が中立位置にある状態で、操舵方向に応じたオフセットが生じるように前記補正目標転舵対応角を演算する操舵制御装置。 - 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、
前記補正成分演算部は、前記補正成分が操舵方向に応じてヒステリシス特性を有するように演算する操舵制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
車両が直進している場合の前記制御用転舵対応角である直進時転舵対応角に基づいて、前記基準点舵角を更新する基準点学習部を備え、
前記補正目標転舵対応角演算部は、前記基準点学習部による前記基準点舵角の更新に基づいて、前記補正成分の絶対値を上限値以下に制限するガード処理部を備えた操舵制御装置。 - 請求項5に記載の操舵制御装置において、
前記ガード処理部は、前記基準点舵角を更新した学習回数の増大に基づいて、上限値を小さくする操舵制御装置。
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