JP2020185920A - 操舵制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この点、上記の操舵制御装置によれば、目標回転角が第1の目標回転角と第2の目標回転角との間で切り替えられるとき、第1または第2の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差が零へ向けて徐々に減少するように今回の最終的な目標回転角が演算される。このため、操舵補助力の急変が抑制される。したがって、運転者に与える違和感を低減することができる。
以下、操舵制御装置をステアバイワイヤ方式の操舵装置に適用した第1の実施の形態を説明する。
また、操舵装置10は、操舵反力を生成するための構成として、反力モータ31、減速機構32、回転角センサ33、およびトルクセンサ34を有している。ちなみに、操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール11の操作方向と反対方向へ向けて作用する力(トルク)をいう。操舵反力をステアリングホイール11に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。
また、操舵装置10は、転舵輪16,16を転舵させるための動力である転舵力を生成するための構成として、転舵モータ41、減速機構42、および回転角センサ43を有している。
ちなみに、操舵装置10は、ピニオンシャフト13を有している。ピニオンシャフト13は、転舵シャフト14に対して交わるように設けられている。ピニオンシャフト13のピニオン歯13aは、転舵シャフト14のラック歯14aに噛み合わされている。ピニオンシャフト13を設ける理由は、ピニオンシャフト44と共に転舵シャフト14をハウジング(図示略)の内部に支持するためである。すなわち、操舵装置10に設けられる支持機構(図示略)によって、転舵シャフト14は、その軸方向に沿って移動可能に支持されるとともに、ピニオンシャフト13,44へ向けて押圧される。これにより、転舵シャフト14はハウジングの内部に支持される。ただし、ピニオンシャフト13を使用せずに転舵シャフト14をハウジングに支持する他の支持機構を設けてもよい。
また、操舵装置10は、制御装置50を有している。制御装置50は、各種のセンサの検出結果に基づき反力モータ31、および転舵モータ41を制御する。センサとしては、前述した回転角センサ33、トルクセンサ34および回転角センサ43に加えて、車速センサ501がある。車速センサ501は、車両に設けられて車両の走行速度である車速Vを検出する。
つぎに、制御装置50について詳細に説明する。
図2に示すように、制御装置50は、反力制御を実行する反力制御部50a、および転舵制御を実行する転舵制御部50bを有している。
反力制御部50aは、舵角演算部51、操舵反力指令値演算部52、および通電制御部53を有している。
操舵反力指令値演算部52は、操舵トルクTh、車速Vおよび舵角θsに基づき操舵反力指令値T*を演算する。操舵反力指令値演算部52は、操舵トルクThの絶対値が大きいほど、また車速Vが遅いほど、より大きな絶対値の操舵反力指令値T*を演算する。ちなみに、操舵反力指令値演算部52は、操舵反力指令値T*を演算する過程でステアリングホイール11の目標舵角θ*を演算する。操舵反力指令値演算部52については、後に詳述する。
転舵制御部50bは、ピニオン角演算部61、ピニオン角フィードバック制御部62、通電制御部63を有している。
つぎに、操舵反力指令値演算部52について詳細に説明する。
図3に示すように、操舵反力指令値演算部52は、加算器70、目標操舵トルク演算部71、トルクフィードバック制御部72、軸力演算部73、目標舵角演算部74、舵角フィードバック制御部75、および加算器76を有している。
ただし、「J」はステアリングホイール11およびステアリングシャフト12の慣性モーメントに対応する慣性係数、「C」は転舵シャフト14のハウジングに対する摩擦などに対応する粘性係数(摩擦係数)、「K」はステアリングホイール11およびステアリングシャフト12をそれぞればねとみなしたときのばね係数である。粘性係数Cおよび慣性係数Jは、車速Vに応じた値となる。また、「θ*′′」は目標舵角θ*の二階時間微分値、「θ*′」は目標舵角θ*の一階時間微分値である。
すなわち、先の図2に二点鎖線で示すように、転舵制御部50bには角度差徐変処理部80が設けられている。
要求信号生成部81は、上位制御装置500により生成される指令Srを取り込み、この取り込まれる指令Srに応じて第1の要求信号Srq1および第2の要求信号Srq2を生成する。要求信号生成部81は、指令Srとしてのフラグの値が「1」から「0」へ切り替わったとき、または指令Srとしてのフラグの値が「0」から「1」へ切り替わったとき、第1の要求信号Srq1および第2の要求信号Srq2を生成する。第1の要求信号Srq1は、差分演算部82に対して動作の開始を要求する命令である。第2の要求信号Srq2は、徐変処理部84に対して動作の開始を要求する命令である。
(c1)後述する徐変処理部84により生成される最終的な目標ピニオン角θp *。
(c3)目標舵角演算部74により演算される目標舵角θ*(=θppre *)。
(c4)舵角演算部51により演算される舵角θs。
つぎに、徐変処理部84について詳細に説明する。
図5に示すように、徐変処理部84は、減算値演算部91、ゲイン演算部92、乗算器93、選択部94、減算器95、および加算器96を有している。
選択部94は、要求信号生成部81により生成される第2の要求信号Srq2、差分演算部82により演算される角度差δθ、および乗算器93により演算される減算値θ2を取り込む。選択部94は、要求信号生成部81により第2の要求信号Srq2が生成されるとき、乗算器93により演算される減算値θ2を最終的な減算値θ3として選択する。選択部94は、要求信号生成部81により第2の要求信号Srq2が生成されないとき、差分演算部82により演算される角度差δθを最終的な減算値θ3として選択する。
つぎに、転舵制御部50bとして角度差徐変処理部80を有する構成を採用したことによる作用を説明する。
したがって、第1の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、目標舵角演算部74により演算される目標舵角θ*であるプレ目標ピニオン角θppre *の値と、角度差徐変処理部80を通じて演算された前回の最終的な目標ピニオン角θp *との角度差δθが「0」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標ピニオン角θp *が演算される。このため、自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、最終的な目標ピニオン角θp *、ひいては転舵輪16,16の転舵角θwが急激に変化することが抑制される。したがって、転舵角θwの急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
つぎに、操舵制御装置の第2の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1〜図3に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。したがって、第1の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
(2)自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、目標舵角演算部74により演算される目標舵角θ*の値と、角度差徐変処理部101を通じて演算された前回の最終的な目標舵角θ*との角度差δθが「0」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標舵角θ*が演算される。このため、このため、自動運転制御機能がオンとオフとの間で切り替えられる際、最終的な目標舵角θ*、ひいてはステアリングホイール11に付与される操舵反力が急激に変化することが抑制される。したがって、操舵反力の急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
つぎに、操舵制御装置の第3の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1〜図3に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。したがって、第1の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
第1の目標ピニオン角演算部111は、目標舵角演算部74(図3参照)により演算される目標舵角θ*および車速センサ501を通じて検出される車速Vに基づき第1の目標ピニオン角θp1 *を演算する。第1の目標ピニオン角演算部111は、目標舵角θ*と第1の目標ピニオン角θp1 *との関係を規定するマップを使用して第1の目標ピニオン角θp1 *を演算する。第1の目標ピニオン角演算部111は、目標舵角θ*の絶対値が大きくなるほど、また車速Vが遅くなるほど、より大きな絶対値の第1の目標ピニオン角θp1 *を演算する。
図4に二点鎖線で示すように、要求信号生成部81は、異常検出装置により生成されるフラグFvdを取り込む。要求信号生成部81は、フラグFvdの値が「0」から「1」へ切り替わったとき、またはフラグFvdの値が「1」から「0」へ切り替わったとき、第1の要求信号Srq1および第2の要求信号Srq2を生成する。差分演算部82は、第1の要求信号Srq1の受信を契機として動作を開始する。徐変処理部84は、第2の要求信号Srq2の受信を契機として動作を開始する。
(3)車速センサ501に異常が発生した場合、舵角比変更制御部110により演算されるプレ目標ピニオン角θppre *と、角度差徐変処理部80により演算された前回の最終的な目標ピニオン角θp *との角度差δθが「0」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標ピニオン角θp *が演算される。このため、車速センサ501に異常が発生することによって、舵角比変更制御部110により演算されるプレ目標ピニオン角θppre *の目標舵角θ*に対する変化特性が切り替わったときであれ、角度差徐変処理部80を通じて演算される今回の最終的な目標ピニオン角θp *の急変、ひいては転舵輪16,16の転舵角θwの急変が抑制される。したがって、転舵角θwの急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
つぎに、操舵制御装置をEPS(電動パワーステアリング装置)の制御装置に具体化した第4の実施の形態を説明する。なお、第1の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
アシスト指令値演算部212は、アシストトルク演算部221、軸力演算部222、目標ピニオン角演算部223、ピニオン角フィードバック制御部(ピニオン角F/B制御部)224、および加算器225を有している。
つぎに、操舵制御装置をVGR機構(Variable-Gear-Ratio/可変ギヤ比機構)が搭載された操舵装置の制御装置に具体化した第5の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図7に示される第4の実施の形態と同様の構成を有している。したがって、第4の実施の形態と同一の部材および構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を割愛する。
ただし、「θs」は舵角、「θg」はVGRモータ(モータシャフト)の回転角である。
VGR機構240を有するEPS200の制御装置204には、VGRモータ241を制御するVGR制御部(図示略)が設けられる。先の図6に括弧書きの符号で示すように、VGR制御部は、舵角比変更制御部261を有している。舵角比変更制御部261は、図6に示される第3の実施の形態の舵角比変更制御部110と同様の構成を有している。
(5)車速センサ501に異常が発生した場合、舵角比変更制御部261により演算される目標回転角θg *と、角度差徐変処理部262により演算された前回の最終的な目標回転角θg *との角度差δθが「0」へ向けて徐々に減少するように、今回の最終的な目標回転角θg *が演算される。このため、車速センサ501に異常が発生することによって、舵角比変更制御部261により演算される目標回転角θg *の目標舵角θ*に対する変化特性が切り替わったときであれ、角度差徐変処理部262を通じて演算される今回の最終的な目標回転角θg *の急変、ひいては転舵輪16,16の転舵角θwの急変が抑制される。したがって、転舵角θwの急変に伴う運転者の違和感を低減することができる。
なお、前記各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第1〜第3の実施の形態において、操舵装置10にクラッチを設けてもよい。この場合、先の図1に二点鎖線で示すように、ステアリングシャフト12とピニオンシャフト13とをクラッチ21を介して連結する。クラッチ21としては、励磁コイルに対する通電の断続を通じて動力の断続を行う電磁クラッチが採用される。制御装置50は、クラッチ21の断続を切り替える断続制御を実行する。クラッチ21が切断されるとき、ステアリングホイール11と転舵輪16,16との間の動力伝達が機械的に切断される。クラッチ21が接続されるとき、ステアリングホイール11と転舵輪16,16との間の動力伝達が機械的に連結される。
Claims (9)
- 車両の操舵機構に付与される駆動力の発生源であるモータを、前記モータに連動して回転するシャフトの回転角を目標回転角に追従させるように制御する操舵制御装置であって、
前記目標回転角が、第1の制御状態で使用される第1の目標回転角と第2の制御状態で使用される第2の目標回転角との間で切り替えられるとき、当該切り替えられる前記第1または第2の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差が零へ向けて徐々に減少するように今回の最終的な目標回転角を演算する演算部を有している操舵制御装置。 - 前記演算部は、前記切り替えられる第1または第2の目標回転角と前回の最終的な目標回転角との差である角度差を演算する第1の演算部と、
ステアリングホイールの操舵状態または転舵輪の転舵状態に応じて前記角度差に対する減算値を演算する第2の演算部と、
前記目標回転角が前記第1の目標回転角と前記第2の目標回転角との間で切り替えられるとき、前記角度差から前記減算値を減算することにより最終的な角度差を演算する第3の演算部と、
前記切り替えられる第1または第2の目標回転角に対して前記最終的な角度差を加算することにより今回の最終的な目標回転角を演算する第4の演算部と、を有している請求項1に記載の操舵制御装置。 - 前記第2の演算部は、ステアリングホイールの操舵速度もしくは当該操舵速度が反映される状態変数、または転舵輪の転舵速度もしくは当該転舵速度が反映される状態変数に応じて、前記減算値を演算する請求項2に記載の操舵制御装置。
- 前記演算部は、車速に応じたゲインを演算する第5の演算部と、
前記第5の演算部により演算されるゲインを前記第2の演算部により演算される前記減算値に乗ずる第6の演算部と、を有している請求項3に記載の操舵制御装置。 - 前記第1の制御状態は車載される上位制御装置が操舵制御に介入しないときの制御状態であって、前記第2の制御状態は前記上位制御装置が操舵制御に介入するときの制御状態である請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。
- 前記第1の目標回転角は、操舵状態が反映される第1の状態変数および車両の走行状態が反映される第2の状態変数に基づくものである一方、前記第2の目標回転角は前記第1の状態変数に基づくものであって、
前記第1の状態変数が正常であることを前提とするとき、前記第1の制御状態は前記第2の状態変数が正常であるときの制御状態であって、前記第2の制御状態は前記第2の状態変数が異常であるときの制御状態である請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。 - 前記操舵機構は、ステアリングホイールとの間の動力伝達が分離される転舵輪を転舵させる転舵シャフトを備えることを前提として、
前記モータは前記転舵シャフトに付与される前記駆動力として転舵輪を転舵させるための転舵力を発生する転舵モータを含む請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。 - 前記操舵機構は、ステアリングホイールの操作に連動して回転するとともに、転舵輪との間の動力伝達が分離されたステアリングシャフトを備えることを前提として、
前記モータは前記ステアリングシャフトに付与される前記駆動力として操舵方向と反対方向のトルクである操舵反力を発生する反力モータを含む請求項1〜請求項7のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。 - 前記操舵機構は、ステアリングホイールの操作に連動して回転するシャフトおよび前記シャフトの回転に連動して転舵輪を転舵させる転舵シャフトを備えることを前提として、
前記モータは前記シャフトまたは前記転舵シャフトに付与される前記駆動力として操舵方向と同方向のトルクである操舵補助力を発生させるアシストモータである請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。
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Citations (4)
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JP2010184547A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
JP2015137085A (ja) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用操舵制御装置 |
JP2018172050A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | トヨタ自動車株式会社 | 操舵制御装置 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006021722A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Nissan Motor Co Ltd | 駐車支援装置 |
JP2010184547A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
JP2015137085A (ja) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用操舵制御装置 |
JP2018172050A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | トヨタ自動車株式会社 | 操舵制御装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112021005826T5 (de) | 2020-11-06 | 2023-08-24 | Denso Corporation | Laserradargerät |
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