JP2020203499A - Turning controller - Google Patents

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Abstract

To provide a turning controller capable of making a value of a derivative gain dependent on various required elements.SOLUTION: Through steering manipulation quantity calculation processing M16, a steering manipulation quantity Ts* is calculated as a manipulation quantity for feed-back controlling a steering torque Th into a target steering toque Th*. An axial force Taf that is a sum of the steering manipulation quantity Ts* and the steering torque Th is used as an input to calculate a pinion angle command value θp* in standard model arithmetic processing M20. Through angle manipulation quantity calculation processing M40, an angle manipulation quantity Tt* for controlling a pinion angle θp into a pinion angle command value θp* is calculated. An electric motor is operated based on a sum of the steering manipulation quantity Ts* and the angle manipulation quantity Tt*. A value obtained by multiplying a time differential value of the steering torque Th by a derivative gain is employed in the steering manipulation quantity calculation processing M16. The derivative gain is varied and designated depending on the axial force Taf and a vehicle speed.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電動機が内蔵されて且つ転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを操作対象とする転舵制御装置に関する。 The present invention relates to a steering control device for which a steering actuator having a built-in electric motor and steering a steering wheel is operated.

たとえば下記特許文献1には、操舵トルクを目標操舵トルクにフィードバック制御するための操作量に基づき、転舵輪を転舵させる制御装置が記載されている。詳しくは、この操作量は、比例要素、積分要素および微分要素の各出力値の和に応じて算出される。 For example, Patent Document 1 below describes a control device that steers a steering wheel based on an operation amount for feedback-controlling a steering torque to a target steering torque. Specifically, this manipulated variable is calculated according to the sum of the output values of the proportional element, the integral element, and the differential element.

特開2004−203089号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-203089

ところで、フィードバック制御のゲインを固定値とした場合には、外乱を抑制したり、安定性を確保したり、操舵フィーリングを最適化したりするなど、様々な要求要素に応じることが困難である。 By the way, when the gain of feedback control is set to a fixed value, it is difficult to meet various requirements such as suppressing disturbance, ensuring stability, and optimizing steering feeling.

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
1.電動機が内蔵されて且つ転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを操作対象とし、運転者が入力する操舵トルクの目標値である目標操舵トルクを算出する目標操舵トルク算出処理と、前記操舵トルクを前記目標操舵トルクにフィードバック制御すべく前記転舵輪を転舵させるための前記電動機の操作量であって前記電動機に要求されるトルクに換算可能な操作量である操舵操作量を算出する操舵操作量算出処理と、前記操舵操作量に基づき前記電動機の駆動回路を操作する操作処理と、を実行し、前記目標操舵トルク算出処理は、前記操舵操作量と前記操舵トルクとを同一の物体に働く力に換算した量同士の和に基づき、前記目標操舵トルクを算出する処理であり、前記操舵操作量算出処理は、前記操舵トルクと前記目標操舵トルクとの差に基づく比例項に、前記操舵トルクの時間変化に比例した微分項を加算する処理に基づき前記操舵操作量を算出する処理と、前記微分項における前記時間変化の比例係数である微分ゲインを、前記和の大きさの増加量に対する前記目標操舵トルクの大きさの増加量が第1の値であるときと第2の値であるときとで互いに異なる値に設定する微分ゲイン可変処理と、を含む転舵制御装置である。
Hereinafter, means for solving the above problems and their actions and effects will be described.
1. 1. The target steering torque calculation process for calculating the target steering torque, which is the target value of the steering torque input by the driver, for the steering actuator that has a built-in electric motor and steers the steering wheels, and the steering torque are described above. Steering operation amount calculation for calculating the steering operation amount, which is the operation amount of the electric motor for steering the steering wheel for feedback control to the target steering torque and is the operation amount that can be converted into the torque required for the electric motor. The processing and the operation processing for operating the drive circuit of the electric motor based on the steering operation amount are executed, and the target steering torque calculation processing is a force that exerts the steering operation amount and the steering torque on the same object. It is a process of calculating the target steering torque based on the sum of the converted amounts, and the steering operation amount calculation process is a proportional term based on the difference between the steering torque and the target steering torque, and the time of the steering torque. The process of calculating the steering operation amount based on the process of adding the differential term proportional to the change, and the differential gain, which is the proportional coefficient of the time change in the differential term, are the target steering with respect to the amount of increase in the magnitude of the sum. It is a steering control device including a differential gain variable process for setting different values depending on whether the amount of increase in the magnitude of torque is a first value and a second value.

発明者は、操舵操作量と操舵トルクとを同一の物体に働く力に換算した量同士の和の大きさの増加量に対する目標操舵トルクの大きさの増加量が異なる場合、操舵トルクのフィードバック制御の制御性を高く維持するうえで適切な微分ゲインの大きさが異なることを見出した。そのため、上記構成では、上記増加量が第1の場合と第2の場合とで微分ゲインを可変設定することにより、第1の場合と第2の場合とで微分ゲインの値をそれぞれ適切な値に設定することが可能となる。 The inventor controls feedback control of steering torque when the amount of increase in the magnitude of the target steering torque is different from the amount of increase in the sum of the amounts obtained by converting the steering operation amount and the steering torque into the forces acting on the same object. It was found that the appropriate magnitude of the differential gain is different in order to maintain high controllability. Therefore, in the above configuration, by setting the differential gain variably depending on whether the amount of increase is the first case or the second case, the differential gain value is set to an appropriate value in each of the first case and the second case. Can be set to.

2.前記微分ゲイン可変処理は、前記和の大きさと前記目標操舵トルクとで関係づけられる領域のうち、第1の領域において前記目標操舵トルクの大きさの増加量が大きい場合に小さい場合よりも前記微分ゲインを大きい値とする処理を実行し、前記第1の領域よりも前記和の大きさが大きい第2の領域において前記目標操舵トルクの大きさの増加量が大きい場合に小さい場合よりも前記微分ゲインを小さい値とする処理を実行する上記1記載の転舵制御装置である。 2. 2. In the differential gain variable processing, among the regions related to the magnitude of the sum and the target steering torque, the differentiation is larger than when the increase in the magnitude of the target steering torque is large in the first region. The process of setting the gain to a large value is executed, and in the second region where the magnitude of the sum is larger than that of the first region, the differentiation is larger than when the increase in the magnitude of the target steering torque is large. The steering control device according to 1 above, which executes a process of reducing the gain to a small value.

上記構成では、第1の領域において、目標操舵トルクの大きさの増加量が大きい場合に小さい場合よりも微分ゲインの値を大きい値とすることにより、外乱を抑制することができる。また、第2の領域において、目標操舵トルクの大きさの増加量の大きさが大きい場合に小さい場合よりも微分ゲインの値を小さい値とすることにより、安定性を確保できる。 In the above configuration, the disturbance can be suppressed by setting the differential gain value to a larger value when the amount of increase in the magnitude of the target steering torque is larger than when it is small in the first region. Further, in the second region, stability can be ensured by setting the differential gain value to a smaller value when the amount of increase in the magnitude of the target steering torque is large than when it is small.

3.前記微分ゲイン可変処理は、前記同一の物体に働く力に換算した量同士の和を入力として前記微分ゲインを可変設定する処理を含む上記1または2記載の転舵制御装置である。 3. 3. The steering control device according to 1 or 2 above, wherein the differential gain variable processing includes a processing of variably setting the differential gain by inputting a sum of quantities converted into forces acting on the same object as an input.

上記構成では、目標操舵トルク算出処理の入力となる上記和を微分ゲインを可変設定する際の入力とすることにより、操舵操作量と操舵トルクとを同一の物体に働く力に換算した量同士の和の大きさの増加量に対する目標操舵トルクの大きさの増加量に応じて、適切な微分ゲインを設定することができる。 In the above configuration, the sum, which is the input for the target steering torque calculation process, is used as the input when the differential gain is variably set, so that the steering operation amount and the steering torque are converted into the forces acting on the same object. An appropriate differential gain can be set according to the amount of increase in the magnitude of the target steering torque with respect to the amount of increase in the magnitude of the sum.

4.前記目標操舵トルク算出処理は、前記同一の物体に働く力に換算した量同士の和に加えて、車速に基づき、前記目標操舵トルクを算出する処理であり、前記微分ゲイン可変処理は、前記車速を入力として前記微分ゲインを可変設定する処理を含む上記1記載の転舵制御装置である。 4. The target steering torque calculation process is a process of calculating the target steering torque based on the vehicle speed in addition to the sum of the amounts converted into the forces acting on the same object, and the differential gain variable process is the vehicle speed. The steering control device according to 1 above, which includes a process of variably setting the differential gain with the input of.

目標操舵トルクが車速に応じて算出される場合、同一の物体に働く力に換算した量同士の和が同一であっても、上記目標操舵トルクの大きさの増加量が車速に応じて変化する。そこで上記構成では、車速に基づき微分ゲインを可変設定することにより、操舵操作量と操舵トルクとを同一の物体に働く力に換算した量同士の和の大きさの増加量に対する目標操舵トルクの大きさの増加量に応じて、微分ゲインをより適切に設定することができる。 When the target steering torque is calculated according to the vehicle speed, the amount of increase in the magnitude of the target steering torque changes according to the vehicle speed even if the sum of the amounts converted into the forces acting on the same object is the same. .. Therefore, in the above configuration, by variably setting the differential gain based on the vehicle speed, the magnitude of the target steering torque with respect to the increase in the sum of the amounts obtained by converting the steering operation amount and the steering torque into the forces acting on the same object. The differential gain can be set more appropriately according to the amount of increase in the torque.

5.前記比例項における前記操舵トルクと前記目標操舵トルクとの差の比例係数である比例ゲインを、車速に応じて可変設定する比例ゲイン可変処理を実行する上記1〜4のいずれか1つに記載の転舵制御装置である。 5. 4. The method according to any one of 1 to 4 above, which executes a proportional gain variable process for variably setting the proportional gain, which is a proportional coefficient of the difference between the steering torque and the target steering torque in the proportional term, according to the vehicle speed. It is a steering control device.

上記構成では、目標操舵トルクの大きさの増加量が車速に応じて変化することに鑑み、目標操舵トルクの大きさの増加量に応じて比例ゲインを可変設定することができ、ひいては安定性と応答性との好適な折衷を図ることができる。 In the above configuration, in view of the fact that the amount of increase in the magnitude of the target steering torque changes according to the vehicle speed, the proportional gain can be variably set according to the amount of increase in the magnitude of the target steering torque, which in turn provides stability. A suitable compromise with responsiveness can be achieved.

6.前記比例項における前記操舵トルクと前記目標操舵トルクとの差の比例係数である比例ゲインを、前記操舵トルクに応じて可変設定する比例ゲイン可変処理を実行する上記1〜4のいずれか1つに記載の転舵制御装置である。 6. One of the above 1 to 4 for executing the proportional gain variable processing in which the proportional gain, which is the proportional coefficient of the difference between the steering torque and the target steering torque in the proportional term, is variably set according to the steering torque. The steering control device described.

上記構成では、操舵トルクに応じて比例ゲインを設定することにより、比例ゲインを固定する場合と比較して、様々な要求要素に対処しやすい。
7.前記操作処理は、前記操舵操作量に応じて前記転舵輪の転舵角に換算可能な換算可能角度の指令値である角度指令値を算出する角度指令値算出処理と、前記換算可能角度を前記角度指令値にフィードバック制御する操作量であって前記電動機に要求されるトルクに換算可能な操作量である角度操作量を算出する角度操作量算出処理と、前記角度操作量に基づき前記駆動回路を操作する操作信号を生成する操作信号生成処理と、を含む上記1〜6のいずれか1つに記載の転舵制御装置である。
In the above configuration, by setting the proportional gain according to the steering torque, it is easier to deal with various required elements as compared with the case where the proportional gain is fixed.
7. The operation process includes an angle command value calculation process for calculating an angle command value which is a command value of a convertible angle that can be converted into a steering angle of the steering wheel according to the steering operation amount, and the convertible angle. The angle operation amount calculation process for calculating the angle operation amount, which is the operation amount for feedback control to the angle command value and can be converted into the torque required for the electric motor, and the drive circuit based on the angle operation amount. The steering control device according to any one of 1 to 6 above, which includes an operation signal generation process for generating an operation signal to be operated.

上記構成では、角度操作量に基づき駆動回路が操作されることから、車両が走行する路面の状態に関わらず転舵角がその目標値に制御されることとなる。そのため、路面からの逆入力を抑制することができる。また、上記構成では、操舵操作量に基づき角度指令値をいかに算出するかに応じて、操舵感を調整することができる。 In the above configuration, since the drive circuit is operated based on the angle manipulated variable, the steering angle is controlled to the target value regardless of the state of the road surface on which the vehicle travels. Therefore, the reverse input from the road surface can be suppressed. Further, in the above configuration, the steering feeling can be adjusted according to how the angle command value is calculated based on the steering operation amount.

8.前記操作信号生成処理は、前記操舵操作量を入力とすることなく前記角度操作量に基づき前記操作信号を生成する処理である上記7記載の転舵制御装置である。 8. The steering control device according to 7 above, wherein the operation signal generation process is a process of generating the operation signal based on the angle operation amount without inputting the steering operation amount.

第1の実施形態にかかる電動パワーステアリング装置を示す図。The figure which shows the electric power steering apparatus which concerns on 1st Embodiment. 同実施形態にかかる転舵制御装置が実行する処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process executed by the steering control device which concerns on the same embodiment. 同実施形態にかかる操舵操作量算出処理を示すブロック図。The block diagram which shows the steering operation amount calculation process which concerns on the same embodiment. 同実施形態にかかる微分ゲインの設定を例示する図。The figure which illustrates the setting of the differential gain concerning the same embodiment. 第2の実施形態にかかる電動パワーステアリング装置を示す図。The figure which shows the electric power steering apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 同実施形態にかかる転舵制御装置が実行する処理を示すブロック図。The block diagram which shows the process executed by the steering control device which concerns on the same embodiment.

<第1の実施形態>
以下、転舵制御装置にかかる第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に示すように、電動パワーステアリング装置10は、運転者のステアリングホイール22の操作に基づいて転舵輪12を転舵させる操舵機構20、および転舵輪12を電動で転舵させる転舵アクチュエータ30を備えている。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment of the steering control device will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the electric power steering device 10 includes a steering mechanism 20 that steers the steering wheel 12 based on the operation of the driver's steering wheel 22, and a steering actuator 30 that electrically steers the steering wheel 12. It has.

操舵機構20は、ステアリングホイール22と、ステアリングホイール22に固定されたステアリングシャフト24と、ラックアンドピニオン機構27と、を備えている。ステアリングシャフト24は、ステアリングホイール22と連結されたコラムシャフト24aと、コラムシャフト24aの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト24bと、インターミディエイトシャフト24bの下端部に連結されたピニオンシャフト24cとを有している。ピニオンシャフト24cの下端部は、ラック軸26とともに、ラックアンドピニオン機構27を構成している。ラック軸26の両端には、タイロッド28を介して、左右の転舵輪12が連結されている。したがって、ステアリングホイール22、すなわちステアリングシャフト24の回転運動は、ラックアンドピニオン機構27を介してラック軸26の軸方向(図1の左右方向)の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸26の両端にそれぞれ連結されたタイロッド28を介して、転舵輪12にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪12の転舵角が変化する。 The steering mechanism 20 includes a steering wheel 22, a steering shaft 24 fixed to the steering wheel 22, and a rack and pinion mechanism 27. The steering shaft 24 includes a column shaft 24a connected to the steering wheel 22, an intermediate shaft 24b connected to the lower end of the column shaft 24a, and a pinion shaft 24c connected to the lower end of the intermediate shaft 24b. doing. The lower end of the pinion shaft 24c, together with the rack shaft 26, constitutes a rack and pinion mechanism 27. Left and right steering wheels 12 are connected to both ends of the rack shaft 26 via tie rods 28. Therefore, the rotational movement of the steering wheel 22, that is, the steering shaft 24 is converted into a reciprocating linear motion in the axial direction (left-right direction in FIG. 1) of the rack shaft 26 via the rack and pinion mechanism 27. The reciprocating linear motion is transmitted to the steering wheels 12 via the tie rods 28 connected to both ends of the rack shaft 26, so that the steering angle of the steering wheels 12 changes.

一方、転舵アクチュエータ30は、ラック軸26を操舵機構20と共有し、また、電動機32や、インバータ33、ボールねじ機構34、ベルト式減速機構36を備えている。電動機32は、転舵輪12を転舵させるための動力の発生源であり、本実施形態では、電動機32として、3相の表面磁石同期電動機(SPMSM)を例示する。ボールねじ機構34は、ラック軸26の周囲に一体的に取り付けられており、ベルト式減速機構36は、電動機32の出力軸32aの回転力をボールねじ機構34に伝達する。電動機32の出力軸32aの回転力は、ベルト式減速機構36およびボールねじ機構34を介して、ラック軸26を軸方向に往復直線運動させる力に変換される。このラック軸26に付与される軸方向の力によって、転舵輪12を転舵させることができる。 On the other hand, the steering actuator 30 shares the rack shaft 26 with the steering mechanism 20, and also includes an electric motor 32, an inverter 33, a ball screw mechanism 34, and a belt type reduction mechanism 36. The electric motor 32 is a source of power for steering the steering wheel 12, and in the present embodiment, a three-phase surface magnet synchronous motor (SPMSM) is exemplified as the electric motor 32. The ball screw mechanism 34 is integrally attached around the rack shaft 26, and the belt type speed reduction mechanism 36 transmits the rotational force of the output shaft 32a of the electric motor 32 to the ball screw mechanism 34. The rotational force of the output shaft 32a of the electric motor 32 is converted into a force that causes the rack shaft 26 to reciprocate linearly in the axial direction via the belt type reduction mechanism 36 and the ball screw mechanism 34. The steering wheel 12 can be steered by the axial force applied to the rack shaft 26.

転舵制御装置40は、転舵輪12を制御対象とし、その制御量である転舵角を制御すべく、転舵アクチュエータ30を操作する。転舵制御装置40は、制御量の制御に際し、トルクセンサ50によって検出される、運転者がステアリングホイール22を介して入力するトルクである操舵トルクThや、車速センサ52によって検出される車速Vを参照する。また、転舵制御装置40は、回転角度センサ54によって検出される出力軸32aの回転角度θmや、電動機32を流れる電流iu,iv,iwを参照する。なお、電流iu,iv,iwは、インバータ33の各レッグに設けられたシャント抵抗における電圧降下として検出されるものとすればよい。 The steering control device 40 controls the steering wheel 12, and operates the steering actuator 30 in order to control the steering angle, which is the controlled amount thereof. The steering control device 40 determines the steering torque Th, which is the torque input by the driver via the steering wheel 22, and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 52, which are detected by the torque sensor 50 when controlling the control amount. refer. Further, the steering control device 40 refers to the rotation angle θm of the output shaft 32a detected by the rotation angle sensor 54 and the currents iu, iv, and iwa flowing through the electric motor 32. The currents iu, iv, and iw may be detected as voltage drops in the shunt resistors provided on each leg of the inverter 33.

転舵制御装置40は、CPU42、ROM44および周辺回路46を備え、それらが通信線48を介して接続されているものである。なお、周辺回路46は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路や、電源回路、リセット回路等を含む。 The steering control device 40 includes a CPU 42, a ROM 44, and peripheral circuits 46, which are connected via a communication line 48. The peripheral circuit 46 includes a circuit that generates a clock signal that defines the internal operation, a power supply circuit, a reset circuit, and the like.

図2に、転舵制御装置40が実行する処理の一部を示す。図2に示す処理は、ROM44に記憶されたプログラムをCPU42が実行することにより実現される。
ベース目標トルク算出処理M10は、後述する軸力Tafに基づき、ステアリングホイール22を介して運転者がステアリングシャフト24に入力すべき目標操舵トルクTh*のベース値であるベース目標トルクThb*を算出する処理である。ここで、軸力Tafは、ラック軸26に加わる軸方向の力である。軸力Tafは、転舵輪12に作用する横力に応じた量となることから、軸力Tafによって横力を把握することができる。一方、ステアリングホイール22を介して運転者がステアリングシャフト24に入力すべきトルクは、横力に応じて定めることが望ましい。したがって、ベース目標トルク算出処理M10は、軸力Tafから把握される横力に応じてベース目標トルクThb*を算出する処理となっている。
FIG. 2 shows a part of the processing executed by the steering control device 40. The process shown in FIG. 2 is realized by the CPU 42 executing the program stored in the ROM 44.
The base target torque calculation process M10 calculates the base target torque Thb *, which is the base value of the target steering torque Th * that the driver should input to the steering shaft 24 via the steering wheel 22, based on the axial force Taf described later. It is a process. Here, the axial force Taf is an axial force applied to the rack shaft 26. Since the axial force Taf is an amount corresponding to the lateral force acting on the steering wheel 12, the lateral force can be grasped by the axial force Taf. On the other hand, it is desirable that the torque to be input to the steering shaft 24 by the driver via the steering wheel 22 is determined according to the lateral force. Therefore, the base target torque calculation process M10 is a process of calculating the base target torque Thb * according to the lateral force grasped from the axial force Taf.

詳しくは、ベース目標トルク算出処理M10は、軸力Tafの大きさ(絶対値)が同一であっても車速Vが小さい場合に大きい場合よりも、ベース目標トルクThb*の大きさ(絶対値)をより小さい値に算出する処理である。これは、たとえば、軸力Tafまたは軸力Tafから把握される横加速度および車速Vを入力変数とし、ベース目標トルクThb*を出力変数とするマップデータが予めROM44に記憶された状態でCPU42によりベース目標トルクThb*をマップ演算することによって実現できる。ここで、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とするのに対し、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。 Specifically, in the base target torque calculation process M10, even if the magnitude (absolute value) of the axial force Taf is the same, the magnitude (absolute value) of the base target torque Thb * is larger than that when the vehicle speed V is small. Is a process of calculating to a smaller value. This is based on, for example, by the CPU 42 in a state where map data having the lateral acceleration and vehicle speed V grasped from the axial force Taf or the axial force Taf as input variables and the base target torque Thb * as the output variable is stored in the ROM 44 in advance. This can be achieved by performing map calculation of the target torque Thb *. Here, the map data is a set of data of discrete values of input variables and values of output variables corresponding to the values of the input variables. In the map calculation, for example, when the value of the input variable matches any of the values of the input variable of the map data, the value of the output variable of the corresponding map data is used as the calculation result, whereas when they do not match, the map is used. The processing may be performed on the value obtained by interpolating the values of a plurality of output variables included in the data as the calculation result.

ヒステリシス処理M14は、転舵輪12の転舵角に換算可能な換算可能角度であるピニオンシャフト24cの回転角度(ピニオン角θp)に基づき、ベース目標トルクThb*を補正するヒステリシス補正量Thysを算出して出力する処理である。詳しくは、ヒステリシス処理M14は、ピニオン角θpの変化等に基づき、ステアリングホイール22の切り込み時および切り戻し時を識別し、切り込み時において切り戻し時と比較して目標操舵トルクTh*の大きさがより大きくなるように、ヒステリシス補正量Thysを算出する処理を含む。詳しくは、ヒステリシス処理M14は、車速Vに応じてヒステリシス補正量Thysを可変設定する処理を含む。 The hysteresis processing M14 calculates the hysteresis correction amount This that corrects the base target torque Thb * based on the rotation angle (pinion angle θp) of the pinion shaft 24c, which is a convertible angle that can be converted into the steering angle of the steering wheel 12. It is a process to output. Specifically, the hysteresis processing M14 identifies the turning time and the turning back time of the steering wheel 22 based on the change of the pinion angle θp and the like, and the magnitude of the target steering torque Th * at the cutting time is smaller than that at the turning back time. A process of calculating the hysteresis correction amount Thys so as to be larger is included. Specifically, the hysteresis process M14 includes a process of variably setting the hysteresis correction amount This according to the vehicle speed V.

加算処理M12は、ベース目標トルクThb*にヒステリシス補正量Thysを加算することによって、目標操舵トルクTh*を算出する処理である。
操舵操作量算出処理M16は、操舵トルクThを目標操舵トルクTh*にフィードバック制御するための操作量である操舵操作量Ts*を算出する処理である。なお、操舵操作量Ts*は、操舵トルクThを目標操舵トルクTh*にフィードバック制御するうえでの電動機32に対する要求トルクTdに応じた量であるが、本実施形態では、操舵操作量Ts*は、ステアリングシャフト24に加わるトルクに換算された量となっている。
The addition process M12 is a process of calculating the target steering torque Th * by adding the hysteresis correction amount Thys to the base target torque Thb *.
The steering operation amount calculation process M16 is a process of calculating the steering operation amount Ts *, which is the operation amount for feedback-controlling the steering torque Th to the target steering torque Th *. The steering operation amount Ts * is an amount corresponding to the required torque Td for the electric motor 32 for feedback-controlling the steering torque Th to the target steering torque Th *. However, in the present embodiment, the steering operation amount Ts * is , It is an amount converted into the torque applied to the steering shaft 24.

軸力算出処理M18は、操舵操作量Ts*に操舵トルクThを加算することによって、軸力Tafを算出する処理である。なお、操舵トルクThは、ステアリングシャフト24に加わるトルクのため、本実施形態において軸力Tafは、ラック軸26の軸方向に加わる力を、ステアリングシャフト24に加わるトルクに換算した値となっている。 The axial force calculation process M18 is a process of calculating the axial force Taf by adding the steering torque Th to the steering operation amount Ts *. Since the steering torque Th is the torque applied to the steering shaft 24, the axial force Taf in the present embodiment is a value obtained by converting the force applied in the axial direction of the rack shaft 26 into the torque applied to the steering shaft 24. ..

規範モデル演算処理M20は、軸力Tafに基づき、ピニオン角θpの指令値であるピニオン角指令値θp*を算出する処理である。詳しくは、規範モデル演算処理M20は、以下の式(c1)にて表現されるモデル式を用いて、ピニオン角指令値θp*を算出する処理である。 The normative model calculation process M20 is a process of calculating the pinion angle command value θp *, which is the command value of the pinion angle θp, based on the axial force Taf. Specifically, the normative model calculation process M20 is a process of calculating the pinion angle command value θp * using the model formula expressed by the following formula (c1).

Taf=K・θp*+C・θp*’+J・θp*’’ …(c1)
上記の式(c1)にて表現されるモデルは、軸力Tafと等しい量のトルクがステアリングシャフト24に入力された場合にピニオン角θpが示す値をモデル化したものである。上記の式(c1)において、粘性係数Cは、電動パワーステアリング装置10の摩擦等をモデル化したものであり、慣性係数Jは、電動パワーステアリング装置10の慣性をモデル化したものであり、弾性係数Kは、電動パワーステアリング装置10が搭載される車両のサスペンションやホイールアライメント等の仕様をモデル化したものである。このモデルは、実際の電動パワーステアリング装置10や電動パワーステアリング装置10が搭載される車両を正確に表現したモデルではなく、入力に対する転舵角の挙動を理想的な挙動とするために設計された規範モデルである。すなわち、本実施形態では、規範モデルの設計を通じて操舵フィーリングの調整を可能としている。
Taf = K · θp * + C · θp *'+ J · θp *''… (c1)
The model expressed by the above equation (c1) is a model of the value indicated by the pinion angle θp when a torque equal to the axial force Taf is input to the steering shaft 24. In the above equation (c1), the viscosity coefficient C is a model of the friction of the electric power steering device 10, and the inertial coefficient J is a model of the inertia of the electric power steering device 10. The coefficient K is a model of specifications such as suspension and wheel alignment of a vehicle on which the electric power steering device 10 is mounted. This model is not a model that accurately represents the actual electric power steering device 10 or the vehicle on which the electric power steering device 10 is mounted, but is designed to make the behavior of the steering angle with respect to the input ideal. It is a normative model. That is, in the present embodiment, it is possible to adjust the steering feeling through the design of the normative model.

積算処理M30は、電動機32の回転角度θmの積算値Inθを算出する処理である。なお、本実施形態では、車両が直進するときの転舵輪12の転舵角を「0」としており、転舵角が「0」であるときの積算値Inθを「0」とする。換算処理M32は、積算値Inθを、ステアリングシャフト24から電動機32までの減速比Kmで除算することによって、ピニオン角θpを算出する処理である。ピニオン角θpは、「0」である場合に直進方向であることを示し、正であるか負であるかに応じて、右旋回側の転舵角であるか左旋回側の転舵角であるかを示す。 The integration process M30 is a process for calculating the integrated value Inθ of the rotation angle θm of the electric motor 32. In the present embodiment, the steering angle of the steering wheel 12 when the vehicle travels straight is set to "0", and the integrated value Inθ when the steering angle is "0" is set to "0". The conversion process M32 is a process of calculating the pinion angle θp by dividing the integrated value Inθ by the reduction ratio Km from the steering shaft 24 to the electric motor 32. When the pinion angle θp is “0”, it indicates that the vehicle is going straight, and depending on whether it is positive or negative, it is the turning angle on the right turning side or the turning angle on the left turning side. Indicates whether it is.

角度操作量算出処理M40は、ピニオン角θpをピニオン角指令値θp*にフィードバック制御するための操作量である角度操作量Tt*を算出する処理である。角度操作量Tt*は、ピニオン角θpをピニオン角指令値θp*にフィードバック制御するうえでの電動機32に対する要求トルクTdに応じた量であるが、本実施形態では、ステアリングシャフト24に加わるトルクに換算された量となっている。 The angle manipulated variable calculation process M40 is a process of calculating the angle manipulated variable Tt *, which is the manipulated variable for feedback-controlling the pinion angle θp to the pinion angle command value θp *. The angle manipulation amount Tt * is an amount corresponding to the required torque Td for the electric motor 32 for feedback-controlling the pinion angle θp to the pinion angle command value θp *, but in the present embodiment, it is a torque applied to the steering shaft 24. It is the converted amount.

角度操作量算出処理M40は、角度操作量Tt*と操舵トルクTh以外に、ピニオン角θpに影響するトルクを外乱トルクとして推定し、これを推定外乱トルクTldeとする外乱オブザーバM42を含む。なお、本実施形態では、推定外乱トルクTldeをステアリングシャフト24に加わるトルクに換算している。 In addition to the angle manipulated variable Tt * and the steering torque Th, the angle manipulated variable calculation process M40 includes a disturbance observer M42 that estimates a torque affecting the pinion angle θp as a disturbance torque and uses this as the estimated disturbance torque Tlde. In the present embodiment, the estimated disturbance torque Tlde is converted into the torque applied to the steering shaft 24.

外乱オブザーバM42は、慣性係数Jp、ピニオン角θpの推定値θpe、角度操作量Tt0*およびオブザーバゲインl1,l2,l3を規定する3行1列の行列Lを用いて以下の式(c2)にて、推定外乱トルクTldeや推定値θpeを算出する。なお、慣性係数Jpは、電動パワーステアリング装置10の慣性をモデル化したものであり、慣性係数Jと比較して、実際の電動パワーステアリング装置10の慣性を高精度に表現した値となっている。 The disturbance observer M42 uses a three-row, one-column matrix L that defines the inertial coefficient Jp, the estimated value θpe of the pinion angle θp, the angle manipulation amount Tt0 *, and the observer gains l1, l2, and l3 in the following equation (c2). The estimated disturbance torque Tlde and the estimated value θpe are calculated. The inertia coefficient Jp is a model of the inertia of the electric power steering device 10, and is a value that expresses the inertia of the actual electric power steering device 10 with high accuracy as compared with the inertia coefficient J. ..


微分演算処理M44は、ピニオン角指令値θp*の微分演算によってピニオン角速度指令値を算出する処理である。

The differential calculation process M44 is a process of calculating the pinion angular velocity command value by the differential calculation of the pinion angular velocity command value θp *.

フィードバック項算出処理M46は、ピニオン角指令値θp*と推定値θpeとの差に応じた比例項と、ピニオン角指令値θp*の微分値と推定値θpeの微分値との差に応じた微分項との和であるフィードバック操作量Ttfbを算出する処理である。 The feedback term calculation process M46 is a differential term according to the difference between the pinion angle command value θp * and the estimated value θpe, and the differential value according to the difference between the differential value of the pinion angle command value θp * and the differential value of the estimated value θpe. This is a process for calculating the feedback operation amount Ttfb, which is the sum of the terms.

2階微分処理M48は、ピニオン角指令値θp*の2階時間微分値を算出する処理である。フィードフォワード項算出処理M50は、2階微分処理M48の出力値に慣性係数Jpを乗算することによってフィードフォワード操作量Ttffを算出する処理である。2自由度操作量算出処理M52は、フィードバック操作量Ttfbと、フィードフォワード操作量Ttffとの和から、推定外乱トルクTldeを減算して、角度操作量Tt0*を算出する処理である。 The second-order differential process M48 is a process for calculating the second-order time derivative value of the pinion angle command value θp *. The feedforward term calculation process M50 is a process of calculating the feedforward manipulated variable Ttff by multiplying the output value of the second-order differential process M48 by the inertia coefficient Jp. The two-degree-of-freedom manipulated variable calculation process M52 is a process of subtracting the estimated disturbance torque Tlde from the sum of the feedback manipulated variable Ttfb and the feedforward manipulated variable Ttff to calculate the angle manipulated variable Tt0 *.

操舵トルク補償処理M54は、角度操作量Tt0*から操舵トルクThを減算して角度操作量算出処理M40の出力となる角度操作量Tt*を算出する処理である。
加算処理M60は、操舵操作量Ts*と角度操作量Tt*とを加算して、電動機32に対する要求トルクTdを算出する処理である。
The steering torque compensation process M54 is a process of subtracting the steering torque Th from the angle manipulated variable Tt0 * to calculate the angle manipulated variable Tt * that is the output of the angle manipulated variable calculation process M40.
The addition process M60 is a process of adding the steering operation amount Ts * and the angle operation amount Tt * to calculate the required torque Td for the electric motor 32.

換算処理M62は、要求トルクTdを減速比Kmで除算することによって、要求トルクTdを、電動機32に対するトルクの指令値であるトルク指令値Tm*に換算する処理である。 The conversion process M62 is a process of converting the required torque Td into the torque command value Tm *, which is the command value of the torque for the electric motor 32, by dividing the required torque Td by the reduction ratio Km.

操作信号生成処理M64は、電動機32のトルクをトルク指令値Tm*に制御するためのインバータ33の操作信号MStを生成して出力する処理である。なお、操作信号MStは、実際には、インバータ33の各レッグの各アームの操作信号となる。 The operation signal generation process M64 is a process of generating and outputting the operation signal MSt of the inverter 33 for controlling the torque of the electric motor 32 to the torque command value Tm *. The operation signal MSt is actually an operation signal for each arm of each leg of the inverter 33.

図3に、操舵操作量算出処理M16の詳細を示す。
図3に示すように、偏差算出処理M70は、操舵トルクThから目標操舵トルクTh*を減算する処理である。比例ゲイン設定処理M72は、車速Vと操舵トルクThとに基づき、比例ゲインKpを設定する処理である。この処理は、車速Vおよび操舵トルクThを入力変数とし比例ゲインKpを出力変数とするマップデータが予めROM44に記憶された状態で、CPU42により比例ゲインKpをマップ演算する処理である。比例項算出処理M74は、偏差算出処理M70の出力値に比例ゲインKpを乗算することによって、比例項Tfbpを算出する処理である。なお、比例ゲインKpは、正の値であり、操舵トルクThおよび目標操舵トルクTh*がともに正の場合、操舵トルクThが目標操舵トルクTh*よりも大きいほど、比例項Tfbpが正で大きい値を有する。
FIG. 3 shows the details of the steering operation amount calculation process M16.
As shown in FIG. 3, the deviation calculation process M70 is a process of subtracting the target steering torque Th * from the steering torque Th. The proportional gain setting process M72 is a process for setting the proportional gain Kp based on the vehicle speed V and the steering torque Th. This process is a process in which the CPU 42 performs a map calculation of the proportional gain Kp in a state where map data having the vehicle speed V and the steering torque Th as input variables and the proportional gain Kp as the output variable is stored in the ROM 44 in advance. The proportional term calculation process M74 is a process of calculating the proportional term Tfbp by multiplying the output value of the deviation calculation process M70 by the proportional gain Kp. The proportional gain Kp is a positive value, and when both the steering torque Th and the target steering torque Th * are positive, the larger the steering torque Th is than the target steering torque Th *, the larger the proportional term Tfbp is. Has.

微分処理M76は、操舵トルクThの1階時間微分値を算出する処理である。第1微分ゲイン設定処理M78は、車速Vに基づき第1微分ゲインKd1を設定する処理である。詳しくは、車速Vを入力変数とし第1微分ゲインKd1を出力変数とするマップデータが予めROM44に記憶された状態で、CPU42により第1微分ゲインKd1をマップ演算する。第1微分項算出処理M80は、微分処理M76の出力値に第1微分ゲインKd1を乗算することによって、第1微分項Tfbd1を算出する処理である。 The differential process M76 is a process for calculating the first-order time derivative value of the steering torque Th. The first differential gain setting process M78 is a process for setting the first differential gain Kd1 based on the vehicle speed V. Specifically, the CPU 42 performs map calculation of the first differential gain Kd1 in a state where the map data with the vehicle speed V as the input variable and the first differential gain Kd1 as the output variable is stored in the ROM 44 in advance. The first differential term calculation process M80 is a process of calculating the first differential term Tfbd1 by multiplying the output value of the differential process M76 by the first differential gain Kd1.

第2微分ゲイン設定処理M82は、軸力Tafと車速Vとに基づき、第2微分ゲインKd2を設定する処理である。詳しくは、軸力Tafおよび車速Vを入力変数とし第2微分ゲインKd2を出力変数とするマップデータが予めROM44に記憶された状態で、CPU42により第2微分ゲインKd2をマップ演算する。第2微分項算出処理M84は、微分処理M76の出力値に第2微分ゲインKd2を乗算することによって、第2微分項Tfbd2を算出する処理である。 The second differential gain setting process M82 is a process for setting the second differential gain Kd2 based on the axial force Taf and the vehicle speed V. Specifically, the CPU 42 performs a map calculation of the second differential gain Kd2 in a state where the map data in which the axial force Taf and the vehicle speed V are input variables and the second differential gain Kd2 is the output variable is stored in the ROM 44 in advance. The second differential term calculation process M84 is a process of calculating the second differential term Tfbd2 by multiplying the output value of the differential process M76 by the second differential gain Kd2.

微分項算出処理M86は、第1微分項Tfbd1および第2微分項Tfbd2を加算することによって、微分項Tfbdを算出する処理である。
加算処理M88は、比例項Tfbpと微分項Tfbdとを加算した値を操舵操作量Ts*として出力する処理である。
The differential term calculation process M86 is a process of calculating the differential term Tfbd by adding the first differential term Tfbd1 and the second differential term Tfbd2.
The addition process M88 is a process of outputting the value obtained by adding the proportional term Tfbp and the differential term Tfbd as the steering operation amount Ts *.

図4に、第2微分ゲイン設定処理M82による第2微分ゲインKd2の設定手法を示す。図4には、車速Vが一定である場合における軸力Tafと第2微分ゲインKd2との関係を示しており、車速Vが異なれば、軸力Tafに応じた第2微分ゲインKd2の値自体は異なりうるものの、軸力Tafの変化に対する第2微分ゲインKd2の変化の傾向は同様である。 FIG. 4 shows a method for setting the second differential gain Kd2 by the second differential gain setting process M82. FIG. 4 shows the relationship between the axial force Taf and the second differential gain Kd2 when the vehicle speed V is constant, and when the vehicle speed V is different, the value of the second differential gain Kd2 according to the axial force Taf itself. The tendency of the change of the second differential gain Kd2 with respect to the change of the axial force Taf is the same.

図4に示すように、軸力Tafの大きさが小さい第1領域A1においては、軸力Tafが小さい場合(たとえばTaf1)に大きい場合(たとえばTaf2)よりも、第2微分ゲインKd2が大きい値に設定される。ここで、本実施形態では、第1領域A1において、軸力Tafの大きさの増加に対する目標操舵トルクTh*の大きさの増加量が、軸力Tafが大きいほど小さくなっている。そのため、第1領域A1においては、軸力Tafの大きさの増加に対する目標操舵トルクTh*の大きさの増加量が大きい場合に小さい場合よりも、第2微分ゲインKd2が大きい値に設定されている。これは、ブレーキ振動等の外乱を抑制するための設定である。 As shown in FIG. 4, in the first region A1 where the magnitude of the axial force Taf is small, the value at which the second differential gain Kd2 is larger than when the axial force Taf is small (for example, Taf1) and large (for example, Taf2). Is set to. Here, in the present embodiment, in the first region A1, the amount of increase in the magnitude of the target steering torque Th * with respect to the increase in the magnitude of the axial force Taf becomes smaller as the axial force Taf increases. Therefore, in the first region A1, the second differential gain Kd2 is set to a larger value than when the amount of increase in the magnitude of the target steering torque Th * with respect to the increase in the magnitude of the axial force Taf is large and small. There is. This is a setting for suppressing disturbances such as brake vibration.

これに対し、軸力Tafの大きさが大きい第2領域A2においては、軸力Tafが大きい場合(たとえばTaf4)に小さい場合(たとえばTaf3)よりも、第2微分ゲインKd2が大きい値に設定される。なお、「Taf3>Taf2」である。ここで、本実施形態では、第2領域A2において、軸力Tafの大きさの増加に対する目標操舵トルクTh*の大きさの増加量が、軸力Tafが大きいほど小さくなっている。そのため、第2領域A2においては、軸力Tafの大きさの増加に対する目標操舵トルクTh*の大きさの増加量が大きい場合に小さい場合よりも、第2微分ゲインKd2が小さい値に設定されている。これは、システムの安定性を確保するための設定である。 On the other hand, in the second region A2 in which the magnitude of the axial force Taf is large, the second differential gain Kd2 is set to a larger value than when the axial force Taf is large (for example, Taf4) and small (for example, Taf3). To. In addition, "Taf3> Taf2". Here, in the present embodiment, in the second region A2, the amount of increase in the magnitude of the target steering torque Th * with respect to the increase in the magnitude of the axial force Taf becomes smaller as the axial force Taf increases. Therefore, in the second region A2, the second differential gain Kd2 is set to a smaller value than when the amount of increase in the magnitude of the target steering torque Th * with respect to the increase in the magnitude of the axial force Taf is large. There is. This is a setting to ensure the stability of the system.

ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
CPU42は、軸力Tafに基づき、第2微分ゲインKd2の大きさを可変設定する。これにより、外乱を抑制する要求要素やシステムを安定化させる要求要素を満たすように第2微分ゲインKd2を設定することができる。
Here, the operation and effect of this embodiment will be described.
The CPU 42 variably sets the magnitude of the second differential gain Kd2 based on the axial force Taf. Thereby, the second differential gain Kd2 can be set so as to satisfy the requirement element for suppressing the disturbance and the requirement element for stabilizing the system.

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用効果が得られる。
(1)軸力Tafを入力として第2微分ゲインKd2を可変設定することにより、軸力Tafの大きさの増加に対する目標操舵トルクTh*の大きさの増加量に応じて第2微分ゲインKd2を可変設定することができる。
According to the present embodiment described above, the effects described below can be further obtained.
(1) By variably setting the second differential gain Kd2 with the axial force Taf as an input, the second differential gain Kd2 is set according to the amount of increase in the magnitude of the target steering torque Th * with respect to the increase in the magnitude of the axial force Taf. It can be set variably.

(2)車速Vに基づき、目標操舵トルクTh*を算出し、車速Vに基づき第2微分ゲインKd2を可変設定した。これにより、軸力Tafの大きさの増加に対する目標操舵トルクTh*の大きさの増加量が車速Vに応じて変化することに鑑み、第2微分ゲインKd2を適切に設定することができる。 (2) The target steering torque Th * was calculated based on the vehicle speed V, and the second differential gain Kd2 was variably set based on the vehicle speed V. As a result, the second differential gain Kd2 can be appropriately set in view of the fact that the amount of increase in the magnitude of the target steering torque Th * with respect to the increase in the magnitude of the axial force Taf changes according to the vehicle speed V.

(3)車速Vに応じて第1微分ゲインKd1を可変設定することにより、第1微分項Tfbd1によって、操舵感を適切に調整することができる。
(4)比例ゲインKpを、車速Vに応じて可変設定した。これにより、目標操舵トルクTh*の大きさの増加量が車速Vに応じて変化することに鑑み、目標操舵トルクTh*の大きさの増加量に応じて比例ゲインKpを可変設定することができ、ひいては安定性と応答性との好適な折衷を図ることができる。
(3) By variably setting the first differential gain Kd1 according to the vehicle speed V, the steering feeling can be appropriately adjusted by the first differential term Tfbd1.
(4) The proportional gain Kp was variably set according to the vehicle speed V. As a result, the proportional gain Kp can be variably set according to the increase in the magnitude of the target steering torque Th * in view of the fact that the increase in the magnitude of the target steering torque Th * changes according to the vehicle speed V. As a result, a suitable compromise between stability and responsiveness can be achieved.

(5)比例ゲインKpを、操舵トルクThに応じて可変設定した。これにより、操舵感を適切に調整することができる。
(6)規範モデル演算処理M20によって、規範モデルを表現する上記の式(c1)に基づいて、ピニオン角指令値θp*を算出し、ピニオン角θpをピニオン角指令値θp*に制御した。これにより、操舵特性を規範モデルによって調整することができる。
(5) The proportional gain Kp was variably set according to the steering torque Th. Thereby, the steering feeling can be appropriately adjusted.
(6) The pinion angle command value θp * was calculated by the norm model calculation process M20 based on the above equation (c1) expressing the norm model, and the pinion angle θp was controlled to the pinion angle command value θp *. As a result, the steering characteristics can be adjusted by the normative model.

(7)操舵操作量Ts*と操舵トルクThとの和に応じて、目標操舵トルクTh*を設定した。ここで、運転者による操舵フィーリングを良好とする上で要求される目標トルクは、横力に応じて定まる傾向がある。一方、操舵操作量Ts*と操舵トルクThとの和は車両の横力に換算可能であることから、上記和に基づき目標操舵トルクTh*を定めることにより、目標操舵トルクTh*の算出処理の設計が容易となる。 (7) The target steering torque Th * was set according to the sum of the steering operation amount Ts * and the steering torque Th. Here, the target torque required to improve the steering feeling by the driver tends to be determined according to the lateral force. On the other hand, since the sum of the steering operation amount Ts * and the steering torque Th can be converted into the lateral force of the vehicle, the target steering torque Th * can be calculated by determining the target steering torque Th * based on the above sum. Easy to design.

<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<Second embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.

図5に、本実施形態にかかる電動パワーステアリング装置10の構成を示す。なお、図5に示す部材のうち図1に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。 FIG. 5 shows the configuration of the electric power steering device 10 according to the present embodiment. Of the members shown in FIG. 5, the members corresponding to the members shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals for convenience.

本実施形態では、ステアリングホイール22との間の動力の伝達を遮断可能なクラッチ60が設けられている。すなわち、クラッチ60の一方には、ピニオンシャフト24cが連結されており、クラッチ60の他方には、ステアリングホイール22と連結されている入力軸24dが連結されている。本実施形態では、入力軸24dおよびピニオンシャフト24cを、ステアリングシャフト24と称する。 In this embodiment, a clutch 60 capable of blocking the transmission of power to and from the steering wheel 22 is provided. That is, the pinion shaft 24c is connected to one side of the clutch 60, and the input shaft 24d connected to the steering wheel 22 is connected to the other side of the clutch 60. In the present embodiment, the input shaft 24d and the pinion shaft 24c are referred to as a steering shaft 24.

入力軸24dには、減速機70を介して電動機72の動力が付与される。電動機72の各端子には、インバータ74の電圧が印加される。なお、入力軸24d、減速機70、電動機72およびインバータ74によって、抗力アクチュエータ80が構成されている。なお、本実施形態では、転舵制御装置40は、舵角センサ82によって検出されるステアリングホイール22の回転角度(操舵角θh)を参照する。 The power of the electric motor 72 is applied to the input shaft 24d via the speed reducer 70. The voltage of the inverter 74 is applied to each terminal of the electric motor 72. The drag actuator 80 is composed of an input shaft 24d, a speed reducer 70, an electric motor 72, and an inverter 74. In the present embodiment, the steering control device 40 refers to the rotation angle (steering angle θh) of the steering wheel 22 detected by the steering angle sensor 82.

図6に、本実施形態にかかる転舵制御装置40が実行する処理の一部を示す。図6に示す処理は、ROM44に記憶されたプログラムをCPU42が実行することにより実現される。なお、図6において、図2に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。 FIG. 6 shows a part of the processing executed by the steering control device 40 according to the present embodiment. The process shown in FIG. 6 is realized by the CPU 42 executing the program stored in the ROM 44. In FIG. 6, the same reference numerals are given to the processes corresponding to the processes shown in FIG. 2 for convenience.

図6に示すように、本実施形態では、規範モデル演算処理M20において、ピニオン角指令値θp*に代えて、操舵角の指令値(操舵角指令値θh*)が算出される。一方、舵角比可変処理M90は、操舵角指令値θh*に対する転舵角の目標値(ピニオン角指令値θp*)の比率である舵角比を可変とするための調整量Δaを、車速Vに応じて可変設定する処理である。詳しくは、車速Vが低い場合に高い場合よりも、操舵角の変化に対する転舵角の変化を大きくするように、調整量Δaを設定する。加算処理M92は、操舵角指令値θh*に調整量Δaを加算することによって、ピニオン角指令値θp*を設定する。 As shown in FIG. 6, in the present embodiment, in the normative model calculation process M20, a steering angle command value (steering angle command value θh *) is calculated instead of the pinion angle command value θp *. On the other hand, the steering angle ratio variable processing M90 adjusts the adjustment amount Δa for making the steering angle ratio variable, which is the ratio of the target value of the steering angle (pinion angle command value θp *) to the steering angle command value θh *, as the vehicle speed. This is a process of variably setting according to V. Specifically, the adjustment amount Δa is set so that the change in the steering angle with respect to the change in the steering angle is larger than when the vehicle speed V is low and high. The addition process M92 sets the pinion angle command value θp * by adding the adjustment amount Δa to the steering angle command value θh *.

抗力算出処理M94は、操舵角θhを操舵角指令値θh*にフィードバック制御するための操作量として、電動機72のトルク指令値Tr*を算出する処理である。操作信号生成処理M96は、電動機72のトルクをトルク指令値Tr*に制御すべく、インバータ74に操作信号MSsを出力してインバータ74を操作する処理である。 The drag calculation process M94 is a process of calculating the torque command value Tr * of the electric motor 72 as an operation amount for feedback-controlling the steering angle θh to the steering angle command value θh *. The operation signal generation process M96 is a process of outputting operation signals MSs to the inverter 74 to operate the inverter 74 in order to control the torque of the electric motor 72 to the torque command value Tr *.

なお、本実施形態では、操舵トルク補償処理M54を備えず、角度操作量算出処理M40の出力が角度操作量Tt0*となっている。また、本実施形態では、角度操作量算出処理M40が出力する角度操作量Tt0*が要求トルクTdとなっている。すなわち、本実施形態では、角度操作量Tt0*のみからトルク指令値Tm*が算出される。 In this embodiment, the steering torque compensation process M54 is not provided, and the output of the angle manipulated variable calculation process M40 is the angle manipulated variable Tt0 *. Further, in the present embodiment, the angle manipulated variable Tt0 * output by the angle manipulated variable calculation process M40 is the required torque Td. That is, in the present embodiment, the torque command value Tm * is calculated only from the angle manipulated variable Tt0 *.

<対応関係>
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。[1]目標操舵トルク算出処理は、ベース目標トルク算出処理M10、加算処理M12、およびヒステリシス処理M14に対応する。操作処理は、図2における規範モデル演算処理M20、角度操作量算出処理M40、加算処理M60、換算処理M62および操作信号生成処理M64や、図6における規範モデル演算処理M20、舵角比可変処理M90、加算処理M92、角度操作量算出処理M40、換算処理M62および操作信号生成処理M64に対応する。駆動回路は、インバータ33に対応する。微分ゲインは、第2微分ゲインKd2に対応する。第1の値および第2の値は、軸力Tafが、Taf1,Taf2,Taf3,Taf4の4つのうちのいずれか2つのそれぞれにおける値に対応する。[2]図4の処理に対応する。[3〜6]図3の処理に対応する。[7]角度指令値算出処理は、図2の規範モデル演算処理M20や、図6の規範モデル演算処理M20、舵角比可変処理M90および加算処理M92に対応する。換算可能角度は、ピニオン角θpに対応する。[8]図6の処理に対応する。
<Correspondence>
The correspondence between the matters in the above embodiment and the matters described in the column of "Means for Solving the Problem" is as follows. In the following, the correspondence is shown for each number of the solution means described in the column of "Means for solving the problem". [1] The target steering torque calculation process corresponds to the base target torque calculation process M10, the addition process M12, and the hysteresis process M14. The operation processing includes the normative model arithmetic processing M20 in FIG. 2, angle manipulation amount calculation processing M40, addition processing M60, conversion processing M62 and operation signal generation processing M64, normative model arithmetic processing M20 in FIG. 6, and steering angle ratio variable processing M90. , Addition process M92, angle operation amount calculation process M40, conversion process M62, and operation signal generation process M64. The drive circuit corresponds to the inverter 33. The differential gain corresponds to the second differential gain Kd2. The first value and the second value correspond to the values at which the axial force Taf is any two of the four Taf1, Taf2, Taf3, and Taf4. [2] Corresponds to the process of FIG. [3 to 6] Corresponds to the process of FIG. [7] The angle command value calculation process corresponds to the norm model calculation process M20 of FIG. 2, the norm model calculation process M20 of FIG. 6, the steering angle ratio variable process M90, and the addition process M92. The convertible angle corresponds to the pinion angle θp. [8] Corresponds to the process of FIG.

<その他の実施形態>
なお、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。本実施形態および以下の変更例は、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。
<Other Embodiments>
In addition, this embodiment can be implemented by changing as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

・「微分ゲイン可変処理について」
上記実施形態では、第1領域A1と第2領域A2とで、軸力Tafの大きさに対する第2微分ゲインKd2の大きさの関係を逆転させたが、これに限らない。たとえば、いずれの領域においても軸力Tafが大きい場合に小さい場合よりも第2微分ゲインKd2を大きい値に設定して、システムの安定性を確保してもよい。
・ "About variable differential gain processing"
In the above embodiment, the relationship between the magnitude of the axial force Taf and the magnitude of the second differential gain Kd2 is reversed in the first region A1 and the second region A2, but the present invention is not limited to this. For example, in any region, when the axial force Taf is large, the second differential gain Kd2 may be set to a larger value than when it is small to ensure the stability of the system.

上記実施形態では、車速Vと軸力Tafとに応じて第2微分ゲインKd2を可変設定したが、これに限らない。たとえば、車速Vと目標操舵トルクTh*とに応じて第2微分ゲインKd2を可変設定してもよい。これによっても、軸力Tafの大きさの増加に対する目標操舵トルクTh*の大きさの増加量に応じて第2微分ゲインKd2を可変設定することができる。さらに、操舵トルクThが目標操舵トルクTh*に近似すると考えられることから操舵トルクThおよび車速Vに基づき第2微分ゲインKd2を可変設定してもよい。 In the above embodiment, the second differential gain Kd2 is variably set according to the vehicle speed V and the axial force Taf, but the present invention is not limited to this. For example, the second differential gain Kd2 may be variably set according to the vehicle speed V and the target steering torque Th *. Also by this, the second differential gain Kd2 can be variably set according to the amount of increase in the magnitude of the target steering torque Th * with respect to the increase in the magnitude of the axial force Taf. Further, since the steering torque Th is considered to be close to the target steering torque Th *, the second differential gain Kd2 may be variably set based on the steering torque Th and the vehicle speed V.

なお、車速Vに応じて第2微分ゲインKd2を可変設定することなく、軸力Taf、目標操舵トルクTh*、および操舵トルクThのいずれか1つのみに基づき第2微分ゲインKd2を可変設定してもよい。 The second differential gain Kd2 is variably set based on only one of the axial force Taf, the target steering torque Th *, and the steering torque Th, without variably setting the second differential gain Kd2 according to the vehicle speed V. You may.

・「比例ゲイン可変処理について」
上記実施形態では、操舵トルクThおよび車速Vに基づき比例ゲインKpを可変設定したが、これに限らない。たとえば操舵トルクThおよび車速Vの2つに関しては、それらのうちの1つのみに基づき可変設定してもよい。
・ "About proportional gain variable processing"
In the above embodiment, the proportional gain Kp is variably set based on the steering torque Th and the vehicle speed V, but the present invention is not limited to this. For example, the steering torque Th and the vehicle speed V may be variably set based on only one of them.

また、操舵トルクThに代えて、軸力Tafや目標操舵トルクTh*に応じて比例ゲインKpを可変設定してもよい。なお、操舵トルクThや、軸力Taf、目標操舵トルクTh*によって、軸力Tafの大きさの増加に対する目標操舵トルクTh*の大きさの増加量を把握できるため、第2微分ゲインKd2と同様、それら3つのパラメータのうちのいずれか1つや車速Vに基づき、目標操舵トルクTh*の大きさの増加量に応じて比例ゲインKpを可変設定してもよい。これにより、安定性と応答性との折衷を図ることができる。 Further, instead of the steering torque Th, the proportional gain Kp may be variably set according to the axial force Taf and the target steering torque Th *. Since the amount of increase in the target steering torque Th * with respect to the increase in the magnitude of the axial force Taf can be grasped from the steering torque Th, the axial force Taf, and the target steering torque Th *, the same as the second differential gain Kd2. , The proportional gain Kp may be variably set according to the amount of increase in the magnitude of the target steering torque Th * based on any one of these three parameters or the vehicle speed V. This makes it possible to strike a compromise between stability and responsiveness.

・「操舵操作量算出処理について」
上記実施形態では、第2微分ゲインKd2を、操舵トルクThの1階時間微分値の比例係数としたが、これに限らず、たとえば、操舵トルクThから目標操舵トルクTh*を減算した値の1階時間微分値の比例係数としてもよい。この場合であっても、第2微分ゲインKd2は、操舵トルクThの1階時間微分値の比例係数とみなせる。また、たとえば第2微分ゲインKd2を、操舵トルクThの1階時間微分値の比例係数としつつ、目標操舵トルクTh*の1階時間微分値の比例係数としての第3微分ゲインKd3を設け、第3微分項をさらに加えて操舵操作量Ts*を算出してもよい。なお、この場合、第3微分ゲインKd3は、第2微分ゲインKd2と同様のパラメータに応じて可変設定すればよい。
・ "About steering operation amount calculation processing"
In the above embodiment, the second differential gain Kd2 is set as the proportional coefficient of the first-order time derivative value of the steering torque Th, but the present invention is not limited to this, and for example, 1 is the value obtained by subtracting the target steering torque Th * from the steering torque Th. It may be a proportional coefficient of the fractional time derivative value. Even in this case, the second differential gain Kd2 can be regarded as a proportional coefficient of the first-order time differential value of the steering torque Th. Further, for example, the second differential gain Kd2 is set as the proportional coefficient of the first-order time differential value of the steering torque Th, and the third differential gain Kd3 is provided as the proportional coefficient of the first-order time differential value of the target steering torque Th *. The steering operation amount Ts * may be calculated by further adding the three differential terms. In this case, the third differential gain Kd3 may be variably set according to the same parameters as the second differential gain Kd2.

第1微分項Tfbd1を設けることは必須ではない。
なお、操舵操作量Ts*を、上記実施形態等で例示したフィードバック制御のための操作量のみから算出することは必須ではなく、たとえば、開ループ制御の操作量と上記実施形態等で例示したフィードバック制御のための操作量との和としてもよい。
It is not essential to provide the first differential term Tfbd1.
It is not essential to calculate the steering operation amount Ts * only from the operation amount for feedback control exemplified in the above embodiment, for example, the operation amount of open loop control and the feedback exemplified in the above embodiment. It may be the sum of the operation amount for control.

・「換算処理M62の入力となる要求トルクTdについて」
図2では、角度操作量Tt*および操舵操作量Ts*の和を換算処理M62の入力となる要求トルクTdとしたが、これに限らない。たとえば、角度操作量Tt*を換算処理M62の入力となる要求トルクTdとしてもよい。もっとも、換算処理M62の入力となる要求トルクTdとしては、角度操作量Tt*に応じた量に限らない。たとえば、図2の処理における規範モデル演算処理M20、角度操作量算出処理M40等を削除し、操舵操作量Ts*を換算処理M62の入力となる要求トルクTdとしてもよい。
-"About the required torque Td that is the input of the conversion process M62"
In FIG. 2, the sum of the angle operation amount Tt * and the steering operation amount Ts * is set as the required torque Td which is the input of the conversion process M62, but the present invention is not limited to this. For example, the angle manipulated variable Tt * may be the required torque Td that is the input of the conversion process M62. However, the required torque Td that is the input of the conversion process M62 is not limited to the amount corresponding to the angle manipulation amount Tt *. For example, the normative model calculation process M20, the angle operation amount calculation process M40, and the like in the process of FIG. 2 may be deleted, and the steering operation amount Ts * may be the required torque Td to be input to the conversion process M62.

図6の処理では、角度操作量Tt*を換算処理M62の入力となる要求トルクTdとしたが、これに限らない。たとえば、角度操作量Tt*と操舵操作量Ts*との和を換算処理M62の入力となる要求トルクTdとしてもよい。 In the process of FIG. 6, the angle manipulated variable Tt * is set to the required torque Td which is the input of the conversion process M62, but the present invention is not limited to this. For example, the sum of the angle manipulated variable Tt * and the steering manipulated variable Ts * may be the required torque Td that is the input of the conversion process M62.

「角度指令値算出処理について」
上記実施形態では、軸力Tafを入力として、ピニオン角指令値θp*や操舵角指令値θh*を算出したが、これに限らず、たとえば、操舵操作量Ts*を入力としてもよい。上記実施形態では、軸力Tafを入力とし、上記の式(c1)等に基づきピニオン角指令値θp*や操舵角指令値θh*を算出したが、ピニオン角指令値θp*や操舵角指令値θh*を算出するためのロジック(モデル)としては、これに限らない。
"About angle command value calculation processing"
In the above embodiment, the pinion angle command value θp * and the steering angle command value θh * are calculated by inputting the axial force Taf, but the present invention is not limited to this, and for example, the steering operation amount Ts * may be input. In the above embodiment, the axial force Taf is input and the pinion angle command value θp * and the steering angle command value θh * are calculated based on the above equation (c1) and the like, but the pinion angle command value θp * and the steering angle command value are calculated. The logic (model) for calculating θh * is not limited to this.

さらに、たとえば図6の処理において、舵角比可変処理M90および加算処理M92を削除し、規範モデル演算処理M20の出力を、操舵角指令値θh*兼ピニオン角指令値θp*としてもよい。 Further, for example, in the process of FIG. 6, the rudder angle ratio variable process M90 and the addition process M92 may be deleted, and the output of the norm model calculation process M20 may be set to the steering angle command value θh * and the pinion angle command value θp *.

・「外乱オブザーバについて」
上記実施形態では、転舵輪12に作用するトルクが転舵角の角加速度に比例するトルクと釣り合うという簡易なモデルにて外乱オブザーバを構成したが、これに限らない。たとえば、転舵輪12に作用するトルクが、転舵角の角加速度に比例するトルクと転舵角の角速度に比例するトルクとの和と釣り合うというモデルを用いて外乱オブザーバを構成してもよい。
・ "About the disturbance observer"
In the above embodiment, the disturbance observer is configured by a simple model in which the torque acting on the steering wheel 12 is balanced with the torque proportional to the angular acceleration of the steering angle, but the present invention is not limited to this. For example, the disturbance observer may be configured by using a model in which the torque acting on the steering wheel 12 is balanced with the sum of the torque proportional to the angular acceleration of the steering angle and the torque proportional to the angular velocity of the steering angle.

推定外乱トルクTldeの算出手法としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば図2の処理において、ピニオン角指令値θp*の2階時間微分値、またはピニオン角θpの2階時間微分値に慣性係数Jpを乗算した値から角度操作量Tt*、操舵操作量Ts*および操舵トルクThを減算することによって算出してもよい。 The method for calculating the estimated disturbance torque Tlde is not limited to the one illustrated in the above embodiment. For example, in the processing of FIG. 2, the angle manipulation amount Tt * and the steering manipulation amount Ts * are obtained from the second-order time differential value of the pinion angle command value θp * or the second-order time differential value of the pinion angle θp multiplied by the inertia coefficient Jp. And may be calculated by subtracting the steering torque Th.

・「角度操作量算出処理について」
上記実施形態では、フィードフォワード操作量Ttffを、ピニオン角指令値θp*の2階時間微分値に基づき算出したが、これに限らず、たとえばピニオン角θpの2階時間微分値に基づき算出したり、推定値θpeの2階時間微分値に基づき算出したりしてもよい。
・ "About angle manipulation amount calculation processing"
In the above embodiment, the feed forward operation amount Ttff is calculated based on the second-order time derivative value of the pinion angle command value θp *, but is not limited to this, and is calculated based on, for example, the second-order time derivative value of the pinion angle θp. , It may be calculated based on the second-order time derivative value of the estimated value θpe.

上記実施形態では、電動パワーステアリング装置10を、転舵輪12に作用するトルクが転舵角の角加速度に比例するトルクと釣り合うという簡易なモデルにてモデル化することによって、フィードフォワード項を算出したが、これに限らない。たとえば、転舵輪12に作用するトルクが、転舵角の角加速度に比例するトルクと転舵角の角速度に比例するトルクとの和と釣り合うというモデルを用いてフィードフォワード項を算出してもよい。これは、たとえば、ピニオン角指令値θp*の2階時間微分値に上記慣性係数Jpを乗算した値と、ピニオン角指令値θp*の1階時間微分値に粘性係数Cpを乗算した値との和をフィードフォワード操作量Ttffとすることによって実現できる。ここで、角速度の比例係数である粘性係数Cpは、規範モデル演算処理M20において用いる粘性係数Cとはその狙いとするところが相違し、実際の電動パワーステアリング装置10の挙動を極力高精度にモデル化したものとすることが望ましい。 In the above embodiment, the feed forward term is calculated by modeling the electric power steering device 10 with a simple model in which the torque acting on the steering wheel 12 is balanced with the torque proportional to the angular acceleration of the steering angle. However, it is not limited to this. For example, the feed forward term may be calculated using a model in which the torque acting on the steering wheel 12 is balanced with the sum of the torque proportional to the angular acceleration of the steering angle and the torque proportional to the angular velocity of the steering angle. .. This is, for example, the value obtained by multiplying the second-order time derivative value of the pinion angle command value θp * by the inertial coefficient Jp and the value obtained by multiplying the first-order time derivative value of the pinion angle command value θp * by the viscosity coefficient Cp. This can be achieved by setting the sum to the feed forward operation amount Ttff. Here, the viscosity coefficient Cp, which is a proportional coefficient of the angular velocity, is different from the viscosity coefficient C used in the normative model calculation process M20 in that the aim is different, and the actual behavior of the electric power steering device 10 is modeled with as high accuracy as possible. It is desirable to make it.

フィードバック項算出処理M46の入力のうちのフィードバック制御量としては推定値θpeやその1階時間微分値に限らない。たとえば、推定値θpeやその1階時間微分値に代えて、ピニオン角θpやその時間微分値自体としてもよい。 The feedback control amount in the input of the feedback term calculation process M46 is not limited to the estimated value θpe and its first-order time derivative value. For example, instead of the estimated value θpe or its first-order time derivative value, the pinion angle θp or its time derivative value itself may be used.

フィードバック項算出処理M46としては、比例要素および微分要素の各出力値の和を出力する処理に限らない。たとえば比例要素の出力値を出力するものとしてもよく、またたとえば微分要素の出力値を出力するものとしてもよい。さらにたとえば、比例要素の出力値および微分要素の出力値の少なくとも一方と、積分要素の出力値との和を出力する処理としてもよい。なお、積分要素の出力値を用いる場合には、外乱オブザーバを削除することが望ましい。もっとも、積分要素の出力値を用いない場合において、外乱オブザーバを用いること自体必須ではない。 The feedback term calculation process M46 is not limited to the process of outputting the sum of the output values of the proportional element and the differential element. For example, the output value of the proportional element may be output, or the output value of the differential element may be output, for example. Further, for example, it may be a process of outputting the sum of at least one of the output value of the proportional element and the output value of the differential element and the output value of the integrating element. When using the output value of the integrating element, it is desirable to delete the disturbance observer. However, it is not essential to use the disturbance observer when the output value of the integrating element is not used.

・「換算可能角について」
上記実施形態では、換算可能角度として、ピニオン角θpを用いたが、これに限らない。たとえば、転舵輪の転舵角自体としてもよい。
・ "About convertible angle"
In the above embodiment, the pinion angle θp is used as the convertible angle, but the present invention is not limited to this. For example, it may be the steering angle itself of the steering wheel.

・「操舵操作量について」
上記実施形態では、操舵操作量Ts*を、ステアリングシャフト24のトルクに換算したが、これに限らない。たとえば、電動機32のトルクとしてもよい。ただし、その場合、たとえば操舵トルクThを減速比Kmで除算した値と操舵操作量Ts*との和を軸力Tafとしたり、操舵操作量Ts*に減速比Kmを乗算した値と操舵トルクThとの和を軸力Tafとしたりする。
・ "About steering operation amount"
In the above embodiment, the steering operation amount Ts * is converted into the torque of the steering shaft 24, but the present invention is not limited to this. For example, it may be the torque of the electric motor 32. However, in that case, for example, the sum of the steering torque Th divided by the reduction ratio Km and the steering operation amount Ts * is used as the axial force Taf, or the steering operation amount Ts * multiplied by the reduction ratio Km and the steering torque Th. The sum of and is taken as the axial force Taf.

・「角度操作量について」
上記実施形態では、角度操作量Tt*をステアリングシャフト24のトルクに換算したが、これに限らない。たとえば、電動機32のトルクとしてもよい。ただし、たとえば操舵操作量Ts*がステアリングシャフト24のトルクに換算されている場合、要求トルクTdを、角度操作量Tt*に減速比Kmを乗算した値と操舵操作量Ts*との和等とする。
・ "About angle manipulation amount"
In the above embodiment, the angular manipulated variable Tt * is converted into the torque of the steering shaft 24, but the present invention is not limited to this. For example, it may be the torque of the electric motor 32. However, for example, when the steering operation amount Ts * is converted into the torque of the steering shaft 24, the required torque Td is the sum of the angle operation amount Tt * multiplied by the reduction ratio Km and the steering operation amount Ts *. To do.

・「目標操舵トルク算出処理について」
ベース目標トルク算出処理としては、軸力Tafと車速Vとに応じてベース目標トルクThb*を算出する処理に限らない。たとえば軸力Tafのみに基づきベース目標トルクThb*を算出する処理であってもよい。
・ "Target steering torque calculation process"
The base target torque calculation process is not limited to the process of calculating the base target torque Thb * according to the axial force Taf and the vehicle speed V. For example, the process may be a process of calculating the base target torque Thb * based only on the axial force Taf.

ベース目標トルクThb*をヒステリシス補正量Thysで補正すること自体必須ではない。
・「転舵制御装置について」
転舵制御装置としては、CPU42とROM44とを備えてソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路(たとえばASIC等)を備えてもよい。すなわち、転舵制御装置は、以下の(a)〜(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、1または複数のソフトウェア処理回路および1または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。
It is not essential to correct the base target torque Thb * with the hysteresis correction amount Thys.
・ "About the steering control device"
The steering control device is not limited to the one provided with the CPU 42 and the ROM 44 to execute software processing. For example, a dedicated hardware circuit (for example, ASIC or the like) for hardware processing at least a part of the software processed in the above embodiment may be provided. That is, the steering control device may have any of the following configurations (a) to (c). (A) A processing device that executes all of the above processing according to a program and a program storage device such as a ROM that stores the program are provided. (B) A processing device and a program storage device that execute a part of the above processing according to a program, and a dedicated hardware circuit that executes the remaining processing are provided. (C) A dedicated hardware circuit for executing all of the above processes is provided. Here, there may be a plurality of software processing circuits including a processing device and a program storage device, and a plurality of dedicated hardware circuits. That is, the processing may be executed by a processing circuit including at least one of one or more software processing circuits and one or more dedicated hardware circuits.

・「電動機、駆動回路について」
電動機としては、SPMSMに限らず、IPMSM等であってもよい。また、同期機に限らず誘導機であってもよい。さらに、たとえばブラシ付きの直流電動機であってもよい。その場合、駆動回路としては、Hブリッジ回路を採用すればよい。
・ "About electric motors and drive circuits"
The electric motor is not limited to SPMSM, and may be IPMSM or the like. Further, the machine is not limited to the synchronous machine and may be an induction machine. Further, for example, it may be a DC motor with a brush. In that case, an H-bridge circuit may be adopted as the drive circuit.

・「転舵アクチュエータについて」
転舵アクチュエータとしては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば、ピニオンシャフト24cとは別に、電動機32の動力をラック軸26に伝達させるための第2のピニオンシャフトを備えるいわゆるデュアルピニオン型のものであってもよい。またたとえば、ステアリングシャフト24に電動機32の出力軸32aが機械的に連結された構成であってもよい。その場合、転舵アクチュエータは、ステアリングシャフト24やラックアンドピニオン機構27を操舵機構と共有する。
・ "About steering actuator"
The steering actuator is not limited to the one illustrated in the above embodiment. For example, a so-called dual pinion type may be provided, which is provided with a second pinion shaft for transmitting the power of the electric motor 32 to the rack shaft 26 in addition to the pinion shaft 24c. Further, for example, the output shaft 32a of the electric motor 32 may be mechanically connected to the steering shaft 24. In that case, the steering actuator shares the steering shaft 24 and the rack and pinion mechanism 27 with the steering mechanism.

・「そのほか」
たとえば図6において、クラッチ60を削除し、代わりに、ギア比を可変とするギア比可変機構を介して入力軸24dをピニオンシャフト24cに機械的に連結してもよい。その場合であっても、ステアバイワイヤの場合において例示した処理と同様の処理を実現できる。
·"others"
For example, in FIG. 6, the clutch 60 may be deleted, and instead, the input shaft 24d may be mechanically connected to the pinion shaft 24c via a gear ratio variable mechanism that makes the gear ratio variable. Even in that case, the same processing as that illustrated in the case of steer-by-wire can be realized.

10…電動パワーステアリング装置、12…転舵輪、16…ラックハウジング、20…操舵機構、22…ステアリングホイール、24…ステアリングシャフト、24a…コラムシャフト、24b…インターミディエイトシャフト、24c…ピニオンシャフト、24d…入力軸、26…ラック軸、27…ラックアンドピニオン機構、28…タイロッド、30…転舵アクチュエータ、32…電動機、32a…出力軸、33…インバータ、34…ボールねじ機構、36…ベルト式減速機構、40…転舵制御装置、42…CPU、44…ROM、46…周辺回路、48…通信線、50…トルクセンサ、52…車速センサ、54…回転角度センサ、60…クラッチ、70…減速機、72…電動機、74…インバータ、80…抗力アクチュエータ、82…舵角センサ。 10 ... Electric power steering device, 12 ... Steering wheel, 16 ... Rack housing, 20 ... Steering mechanism, 22 ... Steering wheel, 24 ... Steering shaft, 24a ... Column shaft, 24b ... Intermediate shaft, 24c ... Pinion shaft, 24d ... Input shaft, 26 ... Rack shaft, 27 ... Rack and pinion mechanism, 28 ... Tie rod, 30 ... Steering actuator, 32 ... Electric motor, 32a ... Output shaft, 33 ... Inverter, 34 ... Ball screw mechanism, 36 ... Belt type reduction mechanism , 40 ... Steering control device, 42 ... CPU, 44 ... ROM, 46 ... Peripheral circuit, 48 ... Communication line, 50 ... Torque sensor, 52 ... Vehicle speed sensor, 54 ... Rotation angle sensor, 60 ... Clutch, 70 ... Reducer , 72 ... Electric, 74 ... Inverter, 80 ... Torque actuator, 82 ... Steering angle sensor.

Claims (8)

電動機が内蔵されて且つ転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを操作対象とし、
運転者が入力する操舵トルクの目標値である目標操舵トルクを算出する目標操舵トルク算出処理と、
前記操舵トルクを前記目標操舵トルクにフィードバック制御すべく前記転舵輪を転舵させるための前記電動機の操作量であって前記電動機に要求されるトルクに換算可能な操作量である操舵操作量を算出する操舵操作量算出処理と、
前記操舵操作量に基づき前記電動機の駆動回路を操作する操作処理と、を実行し、
前記目標操舵トルク算出処理は、前記操舵操作量と前記操舵トルクとを同一の物体に働く力に換算した量同士の和に基づき、前記目標操舵トルクを算出する処理であり、
前記操舵操作量算出処理は、前記操舵トルクと前記目標操舵トルクとの差に基づく比例項に、前記操舵トルクの時間変化に比例した微分項を加算する処理に基づき前記操舵操作量を算出する処理と、前記微分項における前記時間変化の比例係数である微分ゲインを、前記和の大きさの増加量に対する前記目標操舵トルクの大きさの増加量が第1の値であるときと第2の値であるときとで互いに異なる値に設定する微分ゲイン可変処理と、を含む転舵制御装置。
The operation target is a steering actuator that has a built-in electric motor and steers the steering wheel.
Target steering torque calculation processing that calculates the target steering torque, which is the target value of the steering torque input by the driver, and
Calculates the steering operation amount, which is the operation amount of the electric motor for steering the steering wheel in order to feedback control the steering torque to the target steering torque, which is the operation amount that can be converted into the torque required for the electric motor. Steering operation amount calculation processing to be performed and
The operation process of operating the drive circuit of the electric motor based on the steering operation amount is executed.
The target steering torque calculation process is a process of calculating the target steering torque based on the sum of the amounts obtained by converting the steering operation amount and the steering torque into a force acting on the same object.
The steering operation amount calculation process is a process of calculating the steering operation amount based on a process of adding a differential term proportional to a time change of the steering torque to a proportional term based on the difference between the steering torque and the target steering torque. And the differential gain, which is the proportional coefficient of the time change in the differential term, is obtained when the amount of increase in the magnitude of the target steering torque with respect to the amount of increase in the magnitude of the sum is the first value and the second value. A steering control device that includes variable differential gain processing that sets different values from each other.
前記微分ゲイン可変処理は、前記和の大きさと前記目標操舵トルクとで関係づけられる領域のうち、第1の領域において前記目標操舵トルクの大きさの増加量が大きい場合に小さい場合よりも前記微分ゲインを大きい値とする処理を実行し、前記第1の領域よりも前記和の大きさが大きい第2の領域において前記目標操舵トルクの大きさの増加量が大きい場合に小さい場合よりも前記微分ゲインを小さい値とする処理を実行する請求項1記載の転舵制御装置。 In the differential gain variable processing, among the regions related to the magnitude of the sum and the target steering torque, the differentiation is larger than when the increase in the magnitude of the target steering torque is large in the first region. The process of setting the gain to a large value is executed, and in the second region where the magnitude of the sum is larger than that of the first region, the differentiation is larger than when the increase in the magnitude of the target steering torque is large. The steering control device according to claim 1, wherein the process of reducing the gain to a small value is executed. 前記微分ゲイン可変処理は、前記同一の物体に働く力に換算した量同士の和を入力として前記微分ゲインを可変設定する処理を含む請求項1または2記載の転舵制御装置。 The steering control device according to claim 1 or 2, wherein the differential gain variable processing includes a processing of variably setting the differential gain by inputting a sum of quantities converted into forces acting on the same object as an input. 前記目標操舵トルク算出処理は、前記同一の物体に働く力に換算した量同士の和に加えて、車速に基づき、前記目標操舵トルクを算出する処理であり、
前記微分ゲイン可変処理は、前記車速を入力として前記微分ゲインを可変設定する処理を含む請求項1記載の転舵制御装置。
The target steering torque calculation process is a process of calculating the target steering torque based on the vehicle speed in addition to the sum of the amounts converted into the forces acting on the same object.
The steering control device according to claim 1, wherein the differential gain variable processing includes a processing of variably setting the differential gain with the vehicle speed as an input.
前記比例項における前記操舵トルクと前記目標操舵トルクとの差の比例係数である比例ゲインを、車速に応じて可変設定する比例ゲイン可変処理を実行する請求項1〜4のいずれか1項に記載の転舵制御装置。 The item according to any one of claims 1 to 4, wherein the proportional gain variable processing for variably setting the proportional gain, which is the proportional coefficient of the difference between the steering torque and the target steering torque in the proportional term, is set according to the vehicle speed. Steering control device. 前記比例項における前記操舵トルクと前記目標操舵トルクとの差の比例係数である比例ゲインを、前記操舵トルクに応じて可変設定する比例ゲイン可変処理を実行する請求項1〜4のいずれか1項に記載の転舵制御装置。 Any one of claims 1 to 4 for executing proportional gain variable processing in which the proportional gain, which is the proportional coefficient of the difference between the steering torque and the target steering torque in the proportional term, is variably set according to the steering torque. The steering control device according to. 前記操作処理は、
前記操舵操作量に応じて前記転舵輪の転舵角に換算可能な換算可能角度の指令値である角度指令値を算出する角度指令値算出処理と、
前記換算可能角度を前記角度指令値にフィードバック制御する操作量であって前記電動機に要求されるトルクに換算可能な操作量である角度操作量を算出する角度操作量算出処理と、
前記角度操作量に基づき前記駆動回路を操作する操作信号を生成する操作信号生成処理と、を含む請求項1〜6のいずれか1項に記載の転舵制御装置。
The operation process is
An angle command value calculation process for calculating an angle command value which is a convertible angle command value that can be converted into a steering angle of the steering wheel according to the steering operation amount, and
The angle operation amount calculation process for calculating the angle operation amount which is the operation amount for feedback-controlling the convertible angle to the angle command value and which is the operation amount which can be converted into the torque required for the electric motor.
The steering control device according to any one of claims 1 to 6, further comprising an operation signal generation process for generating an operation signal for operating the drive circuit based on the angle operation amount.
前記操作信号生成処理は、前記操舵操作量を入力とすることなく前記角度操作量に基づき前記操作信号を生成する処理である請求項7記載の転舵制御装置。 The steering control device according to claim 7, wherein the operation signal generation process is a process of generating the operation signal based on the angle operation amount without inputting the steering operation amount.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023148883A1 (en) * 2022-02-03 2023-08-10 株式会社ジェイテクト Steering control device and steering control method
WO2023148886A1 (en) * 2022-02-03 2023-08-10 株式会社ジェイテクト Steering control device and steering control method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10291481A (en) * 1997-04-21 1998-11-04 Kayaba Ind Co Ltd Electric power steering system
JP2001328553A (en) * 2000-05-24 2001-11-27 Nsk Ltd Control device for electric power steering device
WO2015163051A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 三菱電機株式会社 Steering control device and steering-assisting torque control method thereof
JP2019059393A (en) * 2017-09-27 2019-04-18 株式会社ジェイテクト Vehicle control device
WO2019087866A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-09 株式会社ジェイテクト Steering control device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10291481A (en) * 1997-04-21 1998-11-04 Kayaba Ind Co Ltd Electric power steering system
JP2001328553A (en) * 2000-05-24 2001-11-27 Nsk Ltd Control device for electric power steering device
WO2015163051A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 三菱電機株式会社 Steering control device and steering-assisting torque control method thereof
JP2019059393A (en) * 2017-09-27 2019-04-18 株式会社ジェイテクト Vehicle control device
WO2019087866A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-09 株式会社ジェイテクト Steering control device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023148883A1 (en) * 2022-02-03 2023-08-10 株式会社ジェイテクト Steering control device and steering control method
WO2023148886A1 (en) * 2022-02-03 2023-08-10 株式会社ジェイテクト Steering control device and steering control method

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