JP2020082915A - 操舵装置および操舵装置におけるモータ制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーンキープ制御および自動駐車制御を行え、かつ自動駐車制御時に振動が発生するのを抑制することができる操舵装置を提供する。【解決手段】操舵装置は、転舵輪を転舵可能な電動モータ18を制御して舵角を変更する制御部40とを備えている。制御部40は、走行路内に設定した目標経路に沿って車両が走行するように演算された第1目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行うレーンキープ制御と、車両が現在位置から駐車位置まで移動するように演算された第2目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う自動駐車制御とを実行可能な角度フィードバック制御部44と、自動駐車制御におけるフィードバックゲインを、レーンキープ制御におけるフィードバックゲインよりも小さな値に設定するゲイン設定部51とを含む。【選択図】図2
Description
この発明は、操舵装置および操舵装置におけるモータ制御方法に関する。
従来から、走行路内に設定した目標経路に沿って車両が自動走行するように目標舵角(目標操舵角または目標転舵角)を演算し、実舵角が目標舵角に一致するようにステアリングアクチュエータをフィードバック制御するレーンキープ制御が知られている(例えば、下記特許文献1参照)。
また、車両を現在位置から自動検出または運転者によって指定された駐車位置まで移動させるように目標舵角を演算し、実舵角が目標舵角に一致するようにステアリングアクチュエータをフィードバック制御する自動駐車制御が知られている(例えば、下記許文献2参照)。
また、車両を現在位置から自動検出または運転者によって指定された駐車位置まで移動させるように目標舵角を演算し、実舵角が目標舵角に一致するようにステアリングアクチュエータをフィードバック制御する自動駐車制御が知られている(例えば、下記許文献2参照)。
自動駐車制御およびレーンキープ制御を実行する場合、それぞれにおける角度フィードバック制御を同様に実施することが考えられる。しかしながら、自動駐車制御にレーンキープ制御と同一の角度フィードバック制御を適用すると、自動駐車制御時にステアリングアクチュエータである電動モータに振動が発生し、運転者に違和感を与えることが判明した。
この発明の目的は、レーンキープ制御および自動駐車制御を行え、かつ自動駐車制御時に振動が発生するのを抑制することができる操舵装置および操舵装置におけるモータ制御方法を提供することである。
この発明による操舵装置は、ステアリングホイールに接続された転舵輪を転舵可能な電動モータと、前記電動モータを制御して前記転舵輪の舵角を変更する制御部とを備え、前記制御部は、走行路内に設定した目標経路に沿って車両が走行するように演算された第1目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行うレーンキープ制御と、前記車両が現在位置から駐車位置まで移動するように演算された第2目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う自動駐車制御とを実行可能な角度フィードバック制御部と、前記自動駐車制御におけるフィードバックゲインを、前記レーンキープ制御におけるフィードバックゲインよりも小さな値に設定するゲイン設定部とを含む。
この構成では、レーンキープ制御および自動駐車制御を行え、かつ自動駐車制御時に振動が発生するのを抑制することができる操舵装置を実現できる。
この発明の一実施形態では、前記フィードバック制御は、比例積分微分制御であり、前記フィードバックゲインは、前記比例積分微分制御の微分ゲインを含む。
この発明の一実施形態では、前記フィードバックゲインは、前記比例積分微分制御の比例ゲインをさらに含む。
この発明の一実施形態では、前記フィードバック制御は、比例積分微分制御であり、前記フィードバックゲインは、前記比例積分微分制御の微分ゲインを含む。
この発明の一実施形態では、前記フィードバックゲインは、前記比例積分微分制御の比例ゲインをさらに含む。
この発明の一実施形態では、前記フィードバックゲインは、前記比例積分微分制御の積分ゲインをさらに含む。
この発明の一実施形態では、前記角度フィードバック制御部は、車両進行方向の障害物と衝突するリスクを検知したときに、前記障害物が存在しない方向に前記車両を移動させるように演算された第3目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う緊急回避支援制御をも実行可能であり、前記ゲイン設定部は、前記緊急回避支援制御におけるフィードバックゲインを、前記レーンキープ制御におけるフィードバックゲインよりも大きな値に設定する。
この発明の一実施形態では、前記角度フィードバック制御部は、車両進行方向の障害物と衝突するリスクを検知したときに、前記障害物が存在しない方向に前記車両を移動させるように演算された第3目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う緊急回避支援制御をも実行可能であり、前記ゲイン設定部は、前記緊急回避支援制御におけるフィードバックゲインを、前記レーンキープ制御におけるフィードバックゲインよりも大きな値に設定する。
この発明による操舵装置におけるモータ制御方法は、ステアリングホイールに接続された転舵輪を転舵可能な電動モータを備え、レーンキープ制御および自動駐車制御を実行可能な操舵装置におけるモータ制御方法であって、前記レーンキープ制御は、走行路内に設定した目標経路に沿って車両が走行するように第1目標舵角を演算する工程と、前記第1目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う工程とを有し、前記自動駐車制御は、前記車両が現在位置から駐車位置まで移動するように第2目標舵角を演算する工程と、前記レーンキープ制御におけるフィードバックゲインよりも小さな値に設定されたフィードバックゲインを用いて前記第2目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う工程とを有する。
この方法では、レーンキープ制御および自動駐車制御を行え、かつ自動駐車制御時に振動が発生するのを抑制することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る操舵装置が適用された電動パワーステアリングシステムの概略構成を示す模式図である。
電動パワーステアリングシステム1は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール2と、このステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を転舵する転舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と転舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。これにより、ステアリングホイール2と転舵輪3とは、機械的に接続されている。
電動パワーステアリングシステム1は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール2と、このステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を転舵する転舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と転舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。これにより、ステアリングホイール2と転舵輪3とは、機械的に接続されている。
ステアリングシャフト6は、ステアリングホイール2に連結された入力軸8と、中間軸7に連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して相対回転可能に連結されている。
トーションバー10の近傍には、トルクセンサ12が配置されている。トルクセンサ12は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に与えられた操舵トルクTdを検出する。この実施形態では、トルクセンサ12によって検出される操舵トルクTdは、例えば、左方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、右方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクTdの大きさが大きくなるものとする。
トーションバー10の近傍には、トルクセンサ12が配置されている。トルクセンサ12は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に与えられた操舵トルクTdを検出する。この実施形態では、トルクセンサ12によって検出される操舵トルクTdは、例えば、左方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、右方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクTdの大きさが大きくなるものとする。
転舵機構4は、ピニオン軸13と、転舵軸としてのラック軸14とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸14の各端部には、タイロッド15およびナックルアーム(図示略)を介して転舵輪3が連結されている。ピニオン軸13は、中間軸7に連結されている。ピニオン軸13は、ステアリングホイール2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸13の先端には、ピニオン16が連結されている。
ラック軸14は、車両の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸14の軸方向の中間部には、ピニオン16に噛み合うラック17が形成されている。このピニオン16およびラック17によって、ピニオン軸13の回転がラック軸14の軸方向移動に変換される。ラック軸14を軸方向に移動させることによって、転舵輪3を転舵することができる。
ステアリングホイール2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、ピニオン軸13に伝達される。そして、ピニオン軸13の回転は、ピニオン16およびラック17によって、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵補助力(アシストトルク)を発生するための電動モータ18と、電動モータ18の出力トルクを増幅して転舵機構4に伝達するための減速機19とを含む。減速機19は、ウォームギヤ20と、このウォームギヤ20と噛み合うウォームホイール21とを含むウォームギヤ機構からなる。
操舵補助機構5は、操舵補助力(アシストトルク)を発生するための電動モータ18と、電動モータ18の出力トルクを増幅して転舵機構4に伝達するための減速機19とを含む。減速機19は、ウォームギヤ20と、このウォームギヤ20と噛み合うウォームホイール21とを含むウォームギヤ機構からなる。
減速機19は、伝達機構ハウジングとしてのギヤハウジング22内に収容されている。以下において、減速機19の減速比(ギヤ比)をNで表す場合がある。減速比Nは、ウォームホイール21の角速度ωwwに対するウォームギヤ20の角速度ωwgの比ωwg/ωwwとして定義される。
ウォームギヤ20は、電動モータ18によって回転駆動される。また、ウォームホイール21は、出力軸9に一体回転可能に連結されている。
ウォームギヤ20は、電動モータ18によって回転駆動される。また、ウォームホイール21は、出力軸9に一体回転可能に連結されている。
電動モータ18によってウォームギヤ20が回転駆動されると、ウォームホイール21が回転駆動され、ステアリングシャフト6にモータトルクが付与されるとともにステアリングシャフト6(出力軸9)が回転する。そして、ステアリングシャフト6の回転は、中間軸7を介してピニオン軸13に伝達される。ピニオン軸13の回転は、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。また、ステアリングシャフト6の回転に伴い、ステアリングホイール2も回転する。
つまり、電動モータ18によってウォームギヤ20を回転駆動することによって、電動モータ18による操舵補助や転舵輪3の転舵が可能となる。電動モータ18には、電動モータ18のロータの回転角を検出するための回転角センサ23が設けられている。
以下において、レーンキープ制御とは、走行路内に設定した目標経路に沿って車両が走行するように演算された目標舵角(以下、「第1目標舵角」という)に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う制御をいう。また、自動駐車制御とは、車両が現在位置から駐車位置まで移動するように演算された目標舵角(以下、「第2目標舵角」という)に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う制御をいう。この実施形態では、「目標舵角」とは、出力軸9に対する目標回転角をいうものとする。
以下において、レーンキープ制御とは、走行路内に設定した目標経路に沿って車両が走行するように演算された目標舵角(以下、「第1目標舵角」という)に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う制御をいう。また、自動駐車制御とは、車両が現在位置から駐車位置まで移動するように演算された目標舵角(以下、「第2目標舵角」という)に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う制御をいう。この実施形態では、「目標舵角」とは、出力軸9に対する目標回転角をいうものとする。
電動パワーステアリングシステム1は、さらに、モータ制御用ECU(制御部)102を備えている。トルクセンサ12によって検出される操舵トルクTd、回転角センサ23の出力信号は、モータ制御用ECU102に入力される。モータ制御用ECU102は、これらの入力信号および車両側の上位ECU101から与えられる情報に基づいて、電動モータ18を制御する。
上位ECU101は、レーンキープ制御時に、車両を目標経路に沿って自動走行させるための第1目標舵角θad1を生成してモータ制御用ECU102に与える機能および自動駐車制御時に車両を所定の駐車位置まで移動させるための第2目標舵角θad2を生成してモータ制御用ECU102に与える機能を備えている。このような第1目標舵角θad1および第2目標舵角θad2を生成する処理は、周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
また、上位ECU101には、運転者によって設定されている制御モードを表す制御モード信号Smodeをモータ制御用ECU102に与える機能を備えている。制御モードには、通常走行時に行われる通常制御モードと、レーンキープ制御を行うためのレーンキープ制御モードと、自動駐車制御を行うための自動駐車制御モードとがある。
上位ECU101によって生成される第1目標舵角θad1および第2目標舵角θad2ならびに制御モード信号Smodeは、例えば車載ネットワークを介して、モータ制御用ECU102に与えられる。
上位ECU101によって生成される第1目標舵角θad1および第2目標舵角θad2ならびに制御モード信号Smodeは、例えば車載ネットワークを介して、モータ制御用ECU102に与えられる。
図2は、モータ制御用ECU102の電気的構成を説明するためのブロック図である。
モータ制御用ECU102は、マイクロコンピュータ40と、マイクロコンピュータ40によって制御され、電動モータ18に電力を供給する駆動回路(インバータ回路)31と、電動モータ18に流れる電流(以下、「モータ電流I」という)を検出するための電流検出回路32とを備えている。
モータ制御用ECU102は、マイクロコンピュータ40と、マイクロコンピュータ40によって制御され、電動モータ18に電力を供給する駆動回路(インバータ回路)31と、電動モータ18に流れる電流(以下、「モータ電流I」という)を検出するための電流検出回路32とを備えている。
マイクロコンピュータ40は、CPUおよびメモリ(ROM、RAM、不揮発性メモリなど)を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、電流指令値設定部41と、角度偏差演算部43と、PID(比例積分微分)制御部44(角度フィードバック制御部)と、指令値切替部45と、電流偏差演算部46と、PI(比例積分)制御部47と、PWM制御部48と、回転角演算部49と、減速比除算部50と、ゲイン設定部51とを含む。
電流指令値設定部41は、操舵トルクTdに基づいて、通常制御モード時における電動モータ18に対する電流指令値Iasを演算する。電流指令値Iasは、操舵トルクTdの正の値に対しては正をとり、電動モータ18から左方向操舵のための操舵補助力を発生させる。また、電流指令値Iasは、操舵トルクTdの負の値に対しては負をとり、電動モータ18から右方向操舵のための操舵補助力を発生させる。そして、電流指令値Iasは、操舵トルクTdbの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定される。電流指令値設定部41によって演算される電流指令値Iasは、指令値切替部45に入力される。
回転角演算部49は、回転角センサ23の出力信号に基づいて、電動モータ18のロータ回転角θmを演算する。減速比除算部50は、回転角演算部49によって演算されるロータ回転角θmを減速比Nで除算することにより、ロータ回転角θmを出力軸9の回転角(実舵角)θに換算する。減速比除算部50によって演算される実舵角θは、角度偏差演算部43に与えられる。
角度偏差演算部43は、上位ECU101から出力される第1標舵角θad1または第2目標舵角θad2と、実舵角θとの偏差Δθ(=(θad1−θ)または(θad2−θ))を演算する。
PID制御部44は、角度偏差演算部43によって演算される角度偏差Δθに対してPID演算を行うことにより、電流指令値Iadを演算する。具体的には、PID制御部44は、比例処理部61、積分処理部62、微分処理部63、比例ゲイン乗算部64、積分ゲイン乗算部65、微分ゲイン乗算部66および加算部67を備えている。
PID制御部44は、角度偏差演算部43によって演算される角度偏差Δθに対してPID演算を行うことにより、電流指令値Iadを演算する。具体的には、PID制御部44は、比例処理部61、積分処理部62、微分処理部63、比例ゲイン乗算部64、積分ゲイン乗算部65、微分ゲイン乗算部66および加算部67を備えている。
比例ゲイン乗算部64は、比例処理部61が角度偏差Δθを比例処理したものに、ゲイン設定部51から与えられる比例ゲインKPを乗算する。積分ゲイン乗算部65は、積分処理部62が角度偏差Δθを積分処理したものに、ゲイン設定部51から与えられる積分ゲインKIを乗算する。微分ゲイン乗算部66は、微分処理部63が角度偏差Δθを微分処理したものに、ゲイン設定部51から与えられる微分ゲインKDを乗算する。ゲイン設定部51の動作の詳細については、後述する。
加算部67は、比例ゲイン乗算部64、積分ゲイン乗算部65および微分ゲイン乗算部66の各乗算結果を加算することにより、レーンキープ制御モード時または自動駐車制御モード時における電動モータ18に対する電流指令値Iadを演算する。PID制御部44によって演算される電流指令値Iadは、指令値切替部45に入力される。
指令値切替部45は、制御モード信号Smodeが通常制御モードを表す信号であるときには電流指令値Iasを選択して出力し、それ以外のレーンキープ制御モードを表す信号であるとき、あるいは自動駐車制御モードを表す信号であるときには電流指令値Iadを選択して出力する。指令値切替部45の出力は、電流偏差演算部46に与えられる。
指令値切替部45は、制御モード信号Smodeが通常制御モードを表す信号であるときには電流指令値Iasを選択して出力し、それ以外のレーンキープ制御モードを表す信号であるとき、あるいは自動駐車制御モードを表す信号であるときには電流指令値Iadを選択して出力する。指令値切替部45の出力は、電流偏差演算部46に与えられる。
電流偏差演算部46は、指令値切替部45から出力される電流指令値IasまたはIadと、電流検出回路32によって検出されたモータ電流Iとの偏差ΔI(=(Ias−I)または(Iad−I))を演算する。
PI制御部47は、電流偏差演算部96によって演算された電流偏差ΔIに対するPI演算(比例積分演算)を行うことにより、電動モータ18に流れるモータ電流Iを電流指令値IasまたはIadに導くための駆動指令値を生成する。PWM制御部48は、前記駆動指令値に対応するデューティ比のPWM制御信号を生成して、駆動回路31に供給する。これにより、駆動指令値に対応した電力が電動モータ18に供給されることになる。
PI制御部47は、電流偏差演算部96によって演算された電流偏差ΔIに対するPI演算(比例積分演算)を行うことにより、電動モータ18に流れるモータ電流Iを電流指令値IasまたはIadに導くための駆動指令値を生成する。PWM制御部48は、前記駆動指令値に対応するデューティ比のPWM制御信号を生成して、駆動回路31に供給する。これにより、駆動指令値に対応した電力が電動モータ18に供給されることになる。
上記のような構成において、制御モードが通常制御モードに設定されている場合には、電流指令値設定部41によって設定された電流指令値Iasが指令値切替部45から出力される。したがって、電動モータ18から操舵トルクTdに応じたアシストトルクが発生する。
制御モードがレーンキープ制御モードに設定されている場合には、上位ECU101からモータ制御ECU102に第1目標舵角θad1が与えられる。そして、PID制御部44によって、第1目標舵角θad1と実舵角θとの角度偏差Δθ(=θad1−θ)に対してPID演算が行われる。これにより、レーンキープ制御のための電流指令値Iadが演算される。そして、この電流指令値Iadが指令値切替部45から出力されるので、モータ電流Iが当該電流指令値Iadと一致するように駆動回路31が駆動制御される。これにより、実舵角θが第1目標舵角θad1に一致するように電動モータ18が制御される。
制御モードがレーンキープ制御モードに設定されている場合には、上位ECU101からモータ制御ECU102に第1目標舵角θad1が与えられる。そして、PID制御部44によって、第1目標舵角θad1と実舵角θとの角度偏差Δθ(=θad1−θ)に対してPID演算が行われる。これにより、レーンキープ制御のための電流指令値Iadが演算される。そして、この電流指令値Iadが指令値切替部45から出力されるので、モータ電流Iが当該電流指令値Iadと一致するように駆動回路31が駆動制御される。これにより、実舵角θが第1目標舵角θad1に一致するように電動モータ18が制御される。
制御モードが自動駐車制御モードに設定されている場合には、上位ECU101からモータ制御ECU102に第2目標舵角θad2が与えられる。そして、PID制御部44によって、第2目標舵角θad2と実舵角θとの角度偏差Δθ(=θad2−θ)に対してPID演算が行われる。これにより、自動駐車制御のための電流指令値Iadが演算される。そして、この電流指令値Iadが指令値切替部45から出力されるので、モータ電流Iが当該電流指令値Iadと一致するように駆動回路31が駆動制御される。これにより、実舵角θが第2目標舵角θad2に一致するように電動モータ18が制御される。
以下、ゲイン設定部51の動作について詳しく説明する。
ゲイン設定部51は、上位ECU101から与えられる制御モード信号Smodeに応じて、比例ゲインKP、積分ゲインKIおよび微分ゲインKDを設定する。以下、より具体的に説明する。制御モードがレーンキープ制御モードであるときに設定される比例ゲインKP、積分ゲインKIおよび微分ゲインKDを、それぞれ第1比例ゲインKP1、第1積分ゲインKI1および第1微分ゲインKD1とする。これに対して、制御モードが自動駐車制御モードであるときに設定される比例ゲインKP、積分ゲインKIおよび微分ゲインKDを、それぞれ第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2とする。
ゲイン設定部51は、上位ECU101から与えられる制御モード信号Smodeに応じて、比例ゲインKP、積分ゲインKIおよび微分ゲインKDを設定する。以下、より具体的に説明する。制御モードがレーンキープ制御モードであるときに設定される比例ゲインKP、積分ゲインKIおよび微分ゲインKDを、それぞれ第1比例ゲインKP1、第1積分ゲインKI1および第1微分ゲインKD1とする。これに対して、制御モードが自動駐車制御モードであるときに設定される比例ゲインKP、積分ゲインKIおよび微分ゲインKDを、それぞれ第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2とする。
なお、第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2は、それぞれ第1比例ゲインKP1、第1積分ゲインKI1および第1微分ゲインKD1よりも小さい値に設定されている。以下、この理由について説明する。
レーンキープ制御時の車速は、通常、自動駐車制御時の車速に比べて大きいため、自動駐車制御に比べてレーンキープ制御には高い応答性が要求される。このため、レーンキープ制御時の第1比例ゲインKP1、第1積分ゲインKI1および第1微分ゲインKD1は、比較的大きな値に設定される。このように、レーンキープ制御のフィードバックゲインKP1,KI1,KD1を比較的高い値に設定した上で、自動駐車制御のフィードバックゲインKP2,KI2,KD2を、レーンキープ制御のフィードバックゲインKP1,KI1,KD1と同じ値に設定すると、自動駐車制御時における車速に対して応答性が過剰に高くなることから、自動駐車制御時に電動モータ18に振動が発生し、運転者に違和感を与えることが判明した。
レーンキープ制御時の車速は、通常、自動駐車制御時の車速に比べて大きいため、自動駐車制御に比べてレーンキープ制御には高い応答性が要求される。このため、レーンキープ制御時の第1比例ゲインKP1、第1積分ゲインKI1および第1微分ゲインKD1は、比較的大きな値に設定される。このように、レーンキープ制御のフィードバックゲインKP1,KI1,KD1を比較的高い値に設定した上で、自動駐車制御のフィードバックゲインKP2,KI2,KD2を、レーンキープ制御のフィードバックゲインKP1,KI1,KD1と同じ値に設定すると、自動駐車制御時における車速に対して応答性が過剰に高くなることから、自動駐車制御時に電動モータ18に振動が発生し、運転者に違和感を与えることが判明した。
そこで、この実施形態では、自動駐車制御時に発生する電動モータ18に振動を抑制するために、第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2を、それぞれ第1比例ゲインKP1、第1積分ゲインKI1および第1微分ゲインKD1よりも小さい値に設定した。これにより、自動駐車制御時に発生する電動モータ18に振動を抑制することができた。
このように、自動駐車制御のフィードバックゲインKP2,KI2,KD21を、レーンキープ制御のフィードバックゲインKP1,KI1,KD1よりも小さい値に設定すると、自動駐車制御時の応答性が低下するが、レーンキープ制御に比べて自動駐車制御には高い応答性が要求されないので、自動駐車制御に支障をきたさない。
なお、第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2のうち、第2微分ゲインKD2のみを、第1微分ゲインKD1よりも小さい値に設定するようにしてもよい。また、第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2のうち、第2積分ゲインKI2以外の第2微分ゲインKD2および第2比例ゲインKP2を、それぞれ第1微分ゲインKD1および第1比例ゲインKP1よりも小さい値に設定するようにしてもよい。
なお、第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2のうち、第2微分ゲインKD2のみを、第1微分ゲインKD1よりも小さい値に設定するようにしてもよい。また、第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2のうち、第2積分ゲインKI2以外の第2微分ゲインKD2および第2比例ゲインKP2を、それぞれ第1微分ゲインKD1および第1比例ゲインKP1よりも小さい値に設定するようにしてもよい。
すなわち、第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2のうち、少なくとも第2微分ゲインKD2を第1微分ゲインKD1よりも小さい値とすることによって自動駐車制御時における電動モータ18の振動を抑制することができるが、第2微分ゲインKD2および第2比例ゲインKP2-を、それぞれ第1微分ゲインKD1および第1比例ゲインKP1よりも小さい値に設定することが好ましい。これにより、第2微分ゲインKD2のみを第1微分ゲインKD1よりも小さい値にする場合に比べて、自動駐車制御時における電動モータ18の振動をより効果的に抑制することができる。
さらに、第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2を、それぞれ第1比例ゲインKP1、第1積分ゲインKI1および第1微分ゲインKD1よりも小さい値に設定することが好ましい。これにより、PID制御系の安定性を向上させることができる。
したがって、第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2の全てを、それぞれ第1比例ゲインKP1、第1積分ゲインKI1および第1微分ゲインKD1よりも小さく設定するのが最も好ましい。次に、第2微分ゲインKD2および第2比例ゲインKP2-の2つを、それぞれ第1微分ゲインKD1および第1比例ゲインKP1よりも小さい値に設定することが好ましいが、少なくとも第2微分ゲインKD2のみを第1微分ゲインKD1よりも小さい値とすれば、自動駐車制御時における電動モータ18の振動を抑制する効果を奏することができる。
したがって、第2比例ゲインKP2、第2積分ゲインKI2および第2微分ゲインKD2の全てを、それぞれ第1比例ゲインKP1、第1積分ゲインKI1および第1微分ゲインKD1よりも小さく設定するのが最も好ましい。次に、第2微分ゲインKD2および第2比例ゲインKP2-の2つを、それぞれ第1微分ゲインKD1および第1比例ゲインKP1よりも小さい値に設定することが好ましいが、少なくとも第2微分ゲインKD2のみを第1微分ゲインKD1よりも小さい値とすれば、自動駐車制御時における電動モータ18の振動を抑制する効果を奏することができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。例えば、前述の実施形態では、上位ECU101は、レーンキープ制御のための第1目標舵角θad1および自動駐車制御のための第2目標舵角θad2を生成してモータ制御用ECU102に与える機能を備えている。しかし、上位ECU101は、図1および図2に二点鎖線で示すように、それに加えて、緊急回避支援制御のための第3目標舵角θad3を生成してモータ制御用ECU102に与える機能を備えていてもよい。
緊急回避支援制御とは、車両進行方向の障害物と衝突するリスクを検知したときに、障害物が存在しない方向に車両を移動させるための目標舵角(第3目標舵角)θad3を演算し、実舵角が第3目標舵角θad3に一致するようにフィードバック制御を行う制御をいう。この場合には、制御モードの種類には、前述の通常制御モード、レーンキープ制御モードおよび自動駐車制御モードに、緊急回避支援制御のための緊急回避支援制御モードが追加される。
制御モードが緊急回避支援制御モードである場合、角度偏差演算部43に、上位ECU101からの第3目標舵角θad3が入力される。そして、ゲイン設定部51は、制御モードが緊急回避支援制御モードであるとき、比例ゲインKP、積分ゲインKIおよび微分ゲインKDを、それぞれ第3比例ゲインKP3、第3積分ゲインKI3および第3微分ゲインKD3に設定する。この場合、第3比例ゲインKP3、第3積分ゲインKI3および第3微分ゲインKD3は、それぞれ第1比例ゲインKP1、第1積分ゲインKI1および第1微分ゲインKD1よりも大きい値に設定される。これは、緊急回避支援制御には、レーンキープ制御に比べて高い応答性が要求されるからである。
なお、第3比例ゲインKP3、第3積分ゲインKI3および第3微分ゲインKD3のうち、第3微分ゲインKD3のみを、第1微分ゲインKD1よりも大きい値に設定するようにしてもよい。また、第3比例ゲインKP3、第3積分ゲインKI3および第3微分ゲインKD3のうち、第3積分ゲインKI3以外の第3微分ゲインKD3および第3比例ゲインKP3を、それぞれ第1微分ゲインKD1および第1比例ゲインKP1よりも大きい値に設定するようにしてもよい。
また、前述の実施形態では、この発明をコラムタイプEPSの適用した場合の例を示したが、この発明は、コラムタイプ以外のEPSにも適用することができる。また、この発明は、ステアバイワイヤシステムにも適用することができる。
その他、この発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
その他、この発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
1…電動パワーステアリング装置、3…転舵輪、4…転舵機構、18…電動モータ、40…マイクロコンピュータ、41…電流指令値設定部、42…目標舵角切替部、44…PID(比例積分微分)制御部、45…指令値切替部、46…電流偏差演算部、47…PI(比例積分)制御部、48…PWM制御部、49…回転角演算部、50…減速比除算部、51…ゲイン設定部、101…上位ECU、102…モータ制御用ECU
Claims (6)
- ステアリングホイールに接続された転舵輪を転舵可能な電動モータと、
前記電動モータを制御して前記転舵輪の舵角を変更する制御部と、を備え、
前記制御部は、
走行路内に設定した目標経路に沿って車両が走行するように演算された第1目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行うレーンキープ制御と、前記車両が現在位置から駐車位置まで移動するように演算された第2目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う自動駐車制御とを実行可能な角度フィードバック制御部と、
前記自動駐車制御におけるフィードバックゲインを、前記レーンキープ制御におけるフィードバックゲインよりも小さな値に設定するゲイン設定部とを含む、操舵装置。 - 前記フィードバック制御は、比例積分微分制御であり、
前記フィードバックゲインは、前記比例積分微分制御の微分ゲインを含む、請求項1に記載の操舵装置。 - 前記フィードバックゲインは、前記比例積分微分制御の比例ゲインをさらに含む、請求項2に記載の操舵装置。
- 前記フィードバックゲインは、前記比例積分微分制御の積分ゲインをさらに含む、請求項3に記載の操舵装置。
- 前記角度フィードバック制御部は、車両進行方向の障害物と衝突するリスクを検知したときに、前記障害物が存在しない方向に前記車両を移動させるように演算された第3目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う緊急回避支援制御をも実行可能であり、
前記ゲイン設定部は、前記緊急回避支援制御におけるフィードバックゲインを、前記レーンキープ制御におけるフィードバックゲインよりも大きな値に設定する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の操舵装置。 - ステアリングホイールに接続された転舵輪を転舵可能な電動モータを備え、レーンキープ制御および自動駐車制御を実行可能な操舵装置におけるモータ制御方法であって、
前記レーンキープ制御は、
走行路内に設定した目標経路に沿って車両が走行するように第1目標舵角を演算する工程と、
前記第1目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う工程と、を有し、
前記自動駐車制御は、
前記車両が現在位置から駐車位置まで移動するように第2目標舵角を演算する工程と、
前記レーンキープ制御におけるフィードバックゲインよりも小さな値に設定されたフィードバックゲインを用いて前記第2目標舵角に実舵角が一致するようにフィードバック制御を行う工程と、を有する、操舵装置におけるモータ制御方法。
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