JP2020069860A - 操舵制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、操舵制御装置の第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、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31(転舵側モータ33)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、各種制御を実行する。
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を出力する制御部としての操舵側制御部51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52とを備えている。操舵側制御部51には、操舵側駆動回路52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53を流れる操舵側モータ14の各相電流値Ius,Ivs,Iwsを検出する電流センサ54が接続されている。なお、図2では、説明の便宜上、各相の接続線53及び各相の電流センサ54をそれぞれ1つにまとめて図示している。
操舵側制御部51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を演算する。操舵側制御部51には、上記車速V、操舵トルクTh、回転角θs、センサ軸力Fse、各相電流値Ius,Ivs,Iws及び後述する転舵側モータ33の駆動電流であるq軸電流値Iqtが入力される。そして、操舵側制御部51は、これら各状態量に基づいて操舵側モータ制御信号Msを演算して出力する。
このモデル式は、ステアリングホイール11(操舵部3)と転舵輪4(転舵部5)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る。そして、このモデル式は、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を用いて表される。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67及び転舵側制御部55に加え、反力成分演算部63に出力される。
転舵側制御部55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、転舵側モータ制御信号Mtを演算する。転舵側制御部55には、上記回転角θt、目標操舵角θh*及び転舵側モータ33の各相電流値Iut,Ivt,Iwtが入力される。そして、転舵側制御部55は、これら各状態量に基づいて転舵側モータ制御信号Mtを演算して出力する。
反力成分演算部63には、車速V、センサ軸力Fse、転舵側モータ33のq軸電流値Iqt及び目標操舵角θh*が入力される。反力成分演算部63は、これらの状態量に基づいてラック軸22に作用する軸力に応じた反力成分Firを演算し、目標操舵角演算部64に出力する。
(1)基礎反力演算部82は、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseのいずれかが異常である場合には、該異常がある軸力に乗算する配分ゲインGer,Gib,Gseをゼロにすることで、該異常な軸力の反力成分Fir(基礎反力)に対する寄与率をゼロにするようにした。具体的には、基礎反力演算部82は、電流軸力Fer、角度軸力Fib及びセンサ軸力Fseに異常がない場合には、電流軸力Ferを30%、角度軸力Fibを45%、センサ軸力Fseを70%の割合で配分して反力成分Firを演算する。ここで、例えばセンサ軸力Fseの値が異常となる場合を想定すると、基礎反力演算部82は、電流軸力Ferを45%、角度軸力Fibを60%、センサ軸力Fseを0%の割合で配分して反力成分Firを演算する。これにより、反力成分Firの値に対する異常な軸力の影響(寄与)がなくなるため、反力成分Firを用いて演算される目標反力トルクTs*が異常な値となることを好適に抑制し、異常な操舵反力を付与することを好適に抑制できる。
次に、操舵制御装置の第2実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(第3実施形態)
次に、操舵制御装置の第3実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(第4実施形態)
次に、操舵制御装置の第4実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(第5実施形態)
次に、操舵制御装置の第5実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第4実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
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。
・上記各実施形態では、角度軸力Fibを目標操舵角θh*(目標転舵対応角)及び車速Vに基づいて演算したが、これに限らず、目標操舵角θh*(目標転舵対応角)のみに基づいて演算してもよい。また、目標操舵角θh*に限らず、操舵角θh又は転舵対応角θpに基づいて演算してもよい。さらに、例えば操舵トルクThや車速V等、他のパラメータを加味する等、他の方法で演算してもよい。
・上記各実施形態において、転舵側アクチュエータ31として、例えばラック軸22の同軸上に転舵側モータ33を配置するものや、ラック軸22と平行に転舵側モータ33を配置するもの等を用いてもよい。
(イ)前記基礎反力演算部は、前記複数種の軸力をそれぞれ個別に設定される配分比率で合算した配分軸力又は前記タイヤ力を前記基礎反力として演算する操舵制御装置。
Claims (5)
- 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の間の動力伝達が分離した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制御部を備え、
前記制御部は、
前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも2つを取得して基礎反力を演算する基礎反力演算部と、
前記基礎反力に基づく反力成分を用いて、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の目標値となる目標操舵角を演算する目標操舵角演算部とを備え、
前記操舵角を前記目標操舵角に追従させる角度フィードバック制御の実行に基づいて前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算するものであって、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。 - 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の間の動力伝達が分離した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制御部を備え、
前記制御部は、
前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも2つを取得して基礎反力を演算する基礎反力演算部を備え、
前記操舵部に付与される操舵トルク及び前記基礎反力に基づく反力成分を用いて、前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算するものであって、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。 - 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の間の動力伝達が分離した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制御部を備え、
前記制御部は、
前記転舵輪が連結される転舵軸に作用する複数種の軸力及び前記転舵輪に作用するタイヤ力の少なくとも2つを取得して基礎反力を演算する基礎反力演算部を備え、
前記基礎反力に基づく反力成分を用いて、前記操舵反力の目標値となる目標反力トルクを演算するものであって、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率が低くなるように該基礎反力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、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、該異常な力の前記基礎反力に対する寄与率がゼロとなるように該基礎反力を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、
前記基礎反力演算部は、取得した前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常である場合には、前記複数種の軸力及び前記タイヤ力のいずれかが異常でない場合に比べ、該異常な力以外の力の前記基礎反力に対する寄与率が高くなるように該基礎反力を演算する操舵制御装置。
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