JP2022022717A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、操舵装置に関する。 The present invention relates to a steering device.
運転支援技術の開発が進む中で、車両から運転者への情報伝達技術の重要性が増している。車両から運転者への情報伝達として、人間の感覚である聴覚、視覚、触覚等を利用した情報伝達を挙げることができる。今後、これらの感覚の中で、最も反応速度が速い触覚を利用した情報伝達技術の開発が重要になると予測される。
例えば、特許文献1には、車線の逸脱を運転者に警報するために、車線逸脱時に、ハンドルを振動させる機能を備えた電動パワーステアリング装置が開示されている。この種の従来技術では、車線逸脱時に、アシストトルク指令値に振動指令値が加算されることにより、モータトルク指令値が演算され、モータトルク指令値に基づいて電動モータ(アシストモータ)が駆動制御される。
As the development of driving assistance technology progresses, the importance of information transmission technology from the vehicle to the driver is increasing. As information transmission from the vehicle to the driver, information transmission using human senses such as hearing, sight, and touch can be mentioned. In the future, it is expected that the development of information transmission technology using the tactile sensation, which has the fastest reaction speed among these sensations, will be important.
For example,
ハンドルが中立位置から回転している場合には、ハンドルの重心位置がハンドルの回転に伴って移動し、意図しない操舵が生じるおそれがある。このような状態で、情報伝達のために振動を付与すると、さらに意図しない外乱が入力されることになるため、ハンドルを保舵しにくくなるおそれがある。
この発明の目的は、情報伝達のために付与する振動を用いて、ハンドルの重心位置がハンドルの回転に伴って移動し、意図しない操舵が生じるのを防止することができる操舵装置を提供することである。
When the steering wheel is rotated from the neutral position, the position of the center of gravity of the steering wheel moves with the rotation of the steering wheel, which may cause unintended steering. If vibration is applied for information transmission in such a state, further unintended disturbance will be input, which may make it difficult to keep the steering wheel steered.
An object of the present invention is to provide a steering device capable of preventing the position of the center of gravity of the handle from moving with the rotation of the handle and causing unintended steering by using the vibration applied for information transmission. Is.
本発明の一実施形態は、操舵部材と、前記操舵部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出部と、前記操舵部材に振動を付与するためのアクチュエータと、前記アクチュエータを制御するための制御部とを備え、前記制御部は、前記操舵角に基づき、前記操舵部材の重心に作用する重力によって前記操舵部材に作用する重力トルクを算出し、前記重力トルクと逆方向の振動成分の割合が、前記重力トルクと同一方向の振動成分の割合よりも大きくなるように、前記アクチュエータを制御する、操舵装置を提供する。 One embodiment of the present invention controls a steering member, a steering angle detecting unit that detects a steering angle that is a rotation angle of the steering member, an actuator for applying vibration to the steering member, and the actuator. Based on the steering angle, the control unit calculates the gravity torque acting on the steering member by the gravity acting on the center of gravity of the steering member, and the vibration component in the direction opposite to the gravity torque is calculated. Provided is a steering device that controls the actuator so that the ratio is larger than the ratio of the vibration component in the same direction as the gravity torque.
この構成では、情報伝達のために付与する振動により、重力トルクを低減することにより、ハンドルの重心位置がハンドルの回転に伴って移動し、意図しない操舵が生じるのを防止することができる。
本発明の一実施形態では、前記制御部は、振動トルク指令としての振動波形のオフセット量を前記重力トルクに応じて変更することにより、前記重力トルクと逆方向の振動成分の割合が、前記重力トルクと同一方向の振動成分の割合よりも大きくなるように、前記アクチュエータを制御する。
In this configuration, the position of the center of gravity of the steering wheel moves with the rotation of the steering wheel by reducing the gravitational torque due to the vibration applied for information transmission, and it is possible to prevent unintended steering from occurring.
In one embodiment of the present invention, the control unit changes the offset amount of the vibration waveform as a vibration torque command according to the gravity torque, so that the ratio of the vibration component in the direction opposite to the gravity torque is the gravity. The actuator is controlled so as to be larger than the ratio of the vibration component in the same direction as the torque.
本発明の一実施形態では、前記制御部は、振動トルク指令としての矩形波のDuty比を前記重力トルクに応じて変更することにより、前記重力トルクと逆方向の振動成分の割合が、前記重力トルクと同一方向の振動成分の割合よりも大きくなるように、前記アクチュエータを制御する。 In one embodiment of the present invention, the control unit changes the Duty ratio of the square wave as a vibration torque command according to the gravity torque, so that the ratio of the vibration component in the direction opposite to the gravity torque is the gravity. The actuator is controlled so as to be larger than the ratio of the vibration component in the same direction as the torque.
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、電動パワーステアリング装置(EPS:Electric Power Steering)1は、車両を操向するための操舵部材としてのハンドル2と、このハンドル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。ハンドル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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the electric power steering device (EPS) 1 rolls a
図2Aに示すように、ハンドル2は、円環状のリム部31と、3本のスポーク部32と、ステアリングシャフトに連結される連結部33とを備えている。連結部33は、リム部31に囲まれた空間の中央部付近に配置されている。スポーク部32は、左側スポーク部32と右側スポーク部32と下側スポーク部32とからなる。
左側スポーク部32の左端は、リム部31の左側部中央部に連結され、左側スポーク部32の右端は、連結部33に連結されている。右側スポーク部32の右端は、リム部31の右側部中央部に連結され、右側スポーク部32の左端は、連結部33に連結されている。
下側スポーク部32の下端は、リム部31の下部中央部に連結され、下側スポーク部32の上端は、連結部33に連結されている。
As shown in FIG. 2A, the
The left end of the
The lower end of the
以下において、ハンドル2の回転に伴って回転するXhYh座標系を、ハンドル座標系ということにする。Xh軸は、ハンドル2の回転平面におけるハンドル2の重心位置Gと回転中心Cとを通る直線である。Yh軸は、回転中心Cを通りXh軸と直交する直線である。
また、ハンドル2の回転に伴って回転しないXvYv座標系を、車両座標系ということにする。Xv軸は、ハンドル2が中立位置にある場合に、ハンドル2の回転平面における重心位置Gと回転中心Cとを通る直線である。Yv軸は、回転中心Cを通りXv軸と直交する直線である。ハンドル座標系および車両座標系の原点は、回転中心Cとなる。
In the following, the XhYh coordinate system that rotates with the rotation of the
Further, the XvYv coordinate system that does not rotate with the rotation of the
図2Aに示すように、ハンドル2が中立位置にある場合には、ハンドル座標系のXh軸およびYh軸は、それぞれ車両座標系のXv軸およびYv軸と一致する。図2Bに示すように、ハンドル2が回転した場合には、ハンドル座標系は回転するが、車両座標系は回転しない。この実施形態では、ハンドル回転角である操舵角θdは、車両座標系の+Xv軸(Xv軸における原点Cより上側部分)からハンドル座標系のXh軸までの反時計回りの角度となる。
As shown in FIG. 2A, when the
図1に戻り、ステアリングシャフト6は、ハンドル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。
入力軸8の周囲には、操舵角θdを検出するための舵角センサ23が配置されている。舵角センサ23は、本発明の「操舵角検出部」の一例である。
Returning to FIG. 1, the
A
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、ハンドル2に与えられたトーションバートルク(操舵トルク)Ttb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トーションバートルクTtbは、たとえば、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トーションバートルクTtbの大きさが大きくなるものとする。
A
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、ハンドル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(図1では下端側)には、ピニオン16が形成されている。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には、ピニオン16に噛み合うラック17が形成されている。
The
ハンドル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。電動モータ18は、本発明の「アクチュエータ」の一例である。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。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。
When the
The
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。すなわち、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。
When the
車両には、上位ECU(電子制御ユニット:Electronic Control Unit)201が設けられている。上位ECU201は、振動情報を含む振動発生指令Tv,cmdを出力する。この実施形態では、振動情報は、発生させるべき振動の周波数である振動周波数f、発生させるべき振動の振幅Aおよび振動を付与する時間長である振動付与時間τを含む。上位ECU201によって生成される振動発生指令Tv,cmdは、車載ネットワークを介して、モータ制御用ECU202に与えられる。モータ制御用ECU202は、本発明の「制御部」の一例である。
The vehicle is provided with a higher-level ECU (Electronic Control Unit) 201. The
上位ECU201は、例えば、車両前方を撮影するCCDカメラの撮像画像に基づいて、車両が車線を逸脱する可能性が高い状態であるか否かを判定し、車両が車線を逸脱する可能性が高い状態であるときに、その旨を運転者に知らせるために振動発生指令Tv,cmdを出力してもよい。また、上位ECU201は、例えば、運転者を撮像するCCDカメラの撮像画像に基づいて運転者の覚醒状態が低いか否かを判定し、運転者の覚醒状態が低いときに、その旨を運転者に知らせるために振動発生指令Tv,cmdを出力してもよい。
The
車両には、車速Vを検出するための車速センサ11が設けられている。舵角センサ23によって検出される操舵角θd、トルクセンサ12によって検出されるトーションバートルクTtb、車速センサ11によって検出される車速Vおよび上位ECU201から出力される振動発生指令Tv,cmdは、モータ制御用ECU202に入力される。モータ制御用ECU202は、これらの入力信号に基づいて、電動モータ18を制御する。よって、本実施形態では、電動モータ18で発生させた振動が、減速機19、ステアリングシャフト6を介して、ハンドル2に伝達される。
The vehicle is provided with a vehicle speed sensor 11 for detecting the vehicle speed V. The steering angle θ d detected by the
図3に示すように、モータ制御用ECU202は、電動モータ18を制御するための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)51と、電動モータ18に流れるモータ電流(実モータ電流Im)を検出する電流検出回路52とを含んでいる。
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り、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、アシスト電流指令値設定部41と、振動電流指令値演算部42と、電流指令値加算部43と、電流偏差演算部44と、PI制御部45と、PWM制御部46とが含まれる。
As shown in FIG. 3, the
The
アシスト電流指令値設定部41は、トルクセンサ12によって検出されるトーションバートルクTtbと車速センサ11によって検出される車速Vとに基づいて、アシスト電流指令値Ia,cmdを設定する。トーションバートルクTtbに対するアシスト電流指令値Ia,cmdの設定例は、図4に示されている。
アシスト電流指令値Ia,cmdは、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べきときには正の値とされ、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べきときには負の値とされる。アシスト電流指令値Ia,cmdは、トーションバートルクTtbの正の値に対しては正をとり、トーションバートルクTtbの負の値に対しては負をとる。そして、アシスト電流指令値Ia,cmdは、トーションバートルクTtb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ている。また、アシスト電流指令値Ia,cmdは、車速センサ11によって検出される車速Vが大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定される。これにより、低速走行時には大きな操舵補助力を発生させることができ、高速走行時には操舵補助力を小さくすることができる。
The assist current command
The assist current command values Ia and cmd are set to positive values when the steering assist force for leftward steering should be generated from the
以下において、トーションバートルクの目標値として表される振動指令値(振動波形)を、「トーションバートルクレベルの振動トルク指令値(振動波形)」という。これに対して、モータトルクの目標値として表される振動指令値を、「モータトルクレベルの振動トルク指令値」ということにする。また、モータ電流の目標値として表される振動指令値を、「振動電流指令値」ということにする。振動情報に含まれる振幅Aは、「トーションバートルクレベルの振動振幅[Nm]」である。 Hereinafter, the vibration command value (vibration waveform) represented as the target value of the torsion bar torque is referred to as "vibration torque command value (vibration waveform) of the torsion bar torque level". On the other hand, the vibration command value expressed as the target value of the motor torque is referred to as "the vibration torque command value of the motor torque level". Further, the vibration command value expressed as the target value of the motor current is referred to as "vibration current command value". The amplitude A included in the vibration information is "vibration amplitude [Nm] of torsion bar torque level".
振動電流指令値演算部42は、上位ECU201から与えられる振動情報f,A,τを含む振動発生指令Tv,cmdと舵角センサ23によって検出される操舵角θdとに基づいて、振動電流指令値Iv,cmdを演算する。振動電流指令値演算部42は、振動波形生成部(トルク指令値生成部)42Aと、トルク指令値変換部42Bと、トルク定数除算部42Cと、テーブル記憶部42Dを含む。
The vibration current command
テーブル記憶部42Dには、トルク変換テーブルTAが記憶されている。トルク変換テーブルTAには、電動モータ18に対するモータトルク指令値と、モータトルク指令値に基づいて電動モータ18から発生するモータトルクによって生じるトーションバートルクとの関係が、モータトルクレベルの振動トルク指令値とトーションバートルクレベルのトルク指令値との関係として記憶されている。この関係は、例えば、減速機19の減速比に基づき求めてもよい。
The torque conversion table TA is stored in the
振動波形生成部42Aは、振動発生指令Tv,cmdを受信したときに、トーションバートルクレベルの振動トルク指令値(振動波形)Tvt,cmdを生成する。振動波形生成部42Aの動作の詳細については後述する。
トルク指令値変換部42Bは、この実施形態では、トルク変換テーブルTAを用いて、振動波形生成部42Aによって生成されたトーションバートルクレベルの振動トルク指令値Tvt,cmdを、モータトルクレベルの振動トルク指令値Tvm,cmdに変換する。
When the vibration
In this embodiment, the torque command
トルク定数除算部42Cは、トルク指令値変換部42Bによって得られる振動トルク指令値Tvm,cmdを、電動モータ18のトルク定数Ktで除算することにより、モータ電流レベルの振動電流指令値Iv,cmdを演算する。
電流指令値加算部43は、アシスト電流指令値設定部41によって設定されたアシスト電流指令値Ia,cmdに、振動電流指令値演算部42によって演算された振動電流指令値Iv,cmdを加算することにより、モータ電流指令値Im,cmdを演算する。電流偏差演算部44は、電流指令値加算部43によって得られたモータ電流指令値Im,cmdと電流検出回路52によって検出された実モータ電流Imとの偏差(電流偏差=Im,cmd-Im)を演算する。
The torque
The current command
PI制御部45は、電流偏差演算部44によって演算された電流偏差に対するPI演算を行うことにより、電動モータ18に流れる電流Imをモータ電流指令値Im,cmdに近づけるための駆動指令値を生成する。PWM制御部46は、前記駆動指令値に対応するDuty比のPWM制御信号を生成して、駆動回路51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。
The
電流偏差演算部44およびPI制御部45は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、電動モータ18に流れるモータ電流Imが、モータ電流指令値Im,cmdに近づくように制御される。
以下、振動波形生成部42Aの動作について説明する。
図5に示すように、振動波形生成部42Aは、基準振幅正弦波発生部61と、乗算部62と、重力トルク算出部63と、オフセット量算出部64と、加算部65とを備えている。
The current
Hereinafter, the operation of the vibration
As shown in FIG. 5, the vibration
基準振幅正弦波発生部61は、上位ECU201から振動情報f,A,τを含む振動発生指令Tv,cmdを受信すると、振幅が1[Nm]でかつ周波数が振動周波数fである基準振幅正弦波を振動付与時間τだけ発生する。
乗算部62は、基準振幅正弦波発生部61によって発生された基準振幅正弦波に、振動振幅Aを乗算する。これにより、振幅がA[Nm]でかつ周波数がfの正弦波が、振動付与時間τに相当する時間、乗算部62から出力される。
When the reference amplitude sine
The
重力トルク算出部63は、次式(1)に基づいて、ハンドル2の重心に作用する重力によってハンドル2に作用する重力トルクTrを算出する。
Tr=-LGC・MH・g・sinθd …(1)
式(1)において、LGCは回転中心Cと重心位置Gとの間の距離、MHはハンドル2の質量、gは重力加速度であり、これらの値は予め設定されている。
The gravity
Tr = -L GC · MH · g · sin θ d … (1)
In the formula (1), LGC is the distance between the center of rotation C and the position of the center of gravity G, MH is the mass of the
オフセット量算出部64は、重力トルクTrと逆方向の振動成分の割合が、重力トルクTrと同一方向の振動成分の割合よりも大きくなるように、オフセット量F[Nm]を算出する。具体的には、オフセット量算出部64は、重力トルクTrが正である場合には、振動波形が負の方向にオフセットされるようにオフセット量Fを算出し、重力トルクTrが負である場合には、振動波形が正の方向にオフセットされるように、オフセット量Fを算出する。
The offset
この実施形態では、オフセット量算出部64は、重力トルクTrが正である場合には、振動波形の負の成分の時間積分値の絶対値から正の成分の時間積分値の絶対値を減算した値が、重力トルクTrの時間積分値と等しくなるようにオフセット量Fを算出する。一方、重力トルクTrが負である場合には、オフセット量算出部64は、振動波形の正の成分の時間積分値の絶対値から負の成分の時間積分値の絶対値を減算した値が、重力トルクTrの時間積分値と等しくなるようにオフセット量Fを算出する。これにより、重力トルクTrを補償するような振動をハンドル2に与えることができる。
In this embodiment, the offset
なお、オフセット量算出部64は、重力トルクTrに-1を乗算した値を、オフセット量Fとして設定してもよい。
加算部65は、乗算部62から出力される正弦波に、オフセット量Fを加算する。これにより、トーションバートルクレベルの振動トルク指令値(振動波形)Tvt,cmdが加算部65から出力される。
The offset
The
図6Aは、重力トルク算出部63によって算出される重力トルクTrの一例を示すタイムチャートである。図6Bは、重力トルクTrが図6Aで示されるような値である場合に、加算部65から出力される振動波形を示すタイムチャートである。
図6Aでは、説明の便宜上、重力トルクTrが0.5[Nm]を一定期間継続している場合を示している。また、説明の便宜上、振幅Aが1[Nm]であるとする。この場合には、振動波形は、図6Bに示されるように、振幅Aが1[Nm]で、オフセット量Fが-0.5[Nm]の正弦波となる。
FIG. 6A is a time chart showing an example of the gravity torque Tr calculated by the gravity
FIG. 6A shows a case where the gravitational torque Tr continues to be 0.5 [Nm] for a certain period for convenience of explanation. Further, for convenience of explanation, it is assumed that the amplitude A is 1 [Nm]. In this case, as shown in FIG. 6B, the vibration waveform is a sine wave having an amplitude A of 1 [Nm] and an offset amount F of −0.5 [Nm].
本実施形態では、ハンドル2の重心に作用する重力によってハンドル2に作用する重力トルクTrに応じて、振動波形のオフセット量が変更される。具体的には、重力トルクTrと逆方向の振動成分の割合が、重力トルクTrと同一方向の振動成分の割合よりも大きくなるように、振動波形のオフセット量が算出される。これにより、情報伝達のために付与する振動により、重力トルクTrを低減することにより、ハンドルの重心位置がハンドルの回転に伴って移動し、意図しない操舵が生じるのを防止することができる。
In the present embodiment, the offset amount of the vibration waveform is changed according to the gravity torque Tr acting on the
次に、振動波形生成部42Aの変形例について説明する。
図7に示すように、振動波形生成部42Aは、重力トルク算出部71と、Duty比算出部72と、矩形波生成部73を備えている。重力トルク算出部71の動作は、それぞれ図5の重力トルク算出部63の動作と同じであるのでその説明を省略する。
Duty比算出部72は、上位ECU201から与えられる振幅A、振動周波数fおよび振動付与時間τと、重力トルク算出部63によって算出された重力トルクTrとに基づいて、時間とともに周期的に正と負が変化する矩形波のDuty比(highの期間/周期)を算出する。具体的には、Duty比算出部72は、重力トルクTrが正である場合には、負の期間が正の期間よりも長くなるようにDuty比Dを算出し、重力トルクTrが負である場合には、正の期間が負の期間よりも長くなるようにDuty比Dを算出する。
Next, a modification of the vibration
As shown in FIG. 7, the vibration
The duty
この実施形態では、重力トルクTrが正である場合には、Duty比算出部72は、振動波形の負の成分の時間積分値の絶対値から正の成分の時間積分値の絶対値を減算した値が、重力トルクTrの時間積分値と等しくなるようにDuty比Dを算出する。一方、重力トルクTrが負である場合には、Duty比算出部72は、振動波形の正の成分の時間積分値の絶対値から負の成分の時間積分値の絶対値を減算した値が、重力トルクTrの時間積分値と等しくなるようにDuty比Dを算出する。これにより、重力トルクTrを補償(相殺)するような振動をハンドル2に与えることができる。
In this embodiment, when the gravity torque Tr is positive, the Duty
矩形波生成部73は、振幅がAで周波数がfでDuty比がDの矩形波を、振動付与時間τだけ発生させる。
図6Aは、重力トルク算出部71によって算出される重力トルクTrの一例を示すタイムチャートである。図6Cは、重力トルクTrが図6Aで示されるような値である場合に、矩形波生成部73から出力される振動波形を示すタイムチャートである。
The square
FIG. 6A is a time chart showing an example of the gravity torque Tr calculated by the gravity
図6Aでは、説明の便宜上、重力トルクTrが0.5[Nm]を一定期間継続している場合を示している。また、説明の便宜上、振幅Aが1[Nm]であるとする。この場合には、振動波形は、図6Cに示すように、時間とともに周期的に正と負が変化する矩形波であって、振幅がAで、周波数がfで、Duty比Dが0.25の矩形波となる。
この変形例では、ハンドル2の重心に作用する重力によってハンドル2に作用する重力トルクTrに応じて、時間とともに周期的に正と負が変化する矩形波のDuty比Dが変更される。具体的には、重力トルクTrと逆方向の振動成分の割合が、重力トルクTrと同一方向の振動成分の割合よりも大きくなるように、矩形波のDuty比Dが算出される。これにより、ハンドルを保持しやすくなり、情報伝達を正確に行うことが可能となる。特に、この実施形態では、前述したように重力トルクTrを補償するような振動をハンドル2に与えることができるので、重力トルクTrによって運転者の意図とは異なる操舵が行われるのを効果的に抑制できる。
FIG. 6A shows a case where the gravitational torque Tr continues to be 0.5 [Nm] for a certain period for convenience of explanation. Further, for convenience of explanation, it is assumed that the amplitude A is 1 [Nm]. In this case, as shown in FIG. 6C, the vibration waveform is a square wave whose positive and negative changes periodically with time, the amplitude is A, the frequency is f, and the duty ratio D is 0.25. It becomes a square wave of.
In this modification, the duty ratio D of a square wave whose positive and negative changes periodically with time is changed according to the gravity torque Tr acting on the
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、振幅A、周波数fおよび振動付与時間τは、上位ECU201からモータ制御用ECU202に与えられているが、これらは、モータ制御用ECU202に予め設定されていてもよい。この場合には、上位ECU201は振幅A、周波数fおよび振動付与時間τをモータ制御用ECU202に与える必要はない。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can also be implemented in other embodiments. For example, in the above-described embodiment, the amplitude A, the frequency f, and the vibration applying time τ are given to the
その他、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。 In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.
1…電動パワーステアリング装置、2…ハンドル、11…車速センサ、12…トルクセンサ、18…電動モータ、23…舵角センサ、41…アシスト電流指令値設定部、42…振動電流指令値演算部、42A…振動波形生成部、42B…トルク変換部、42C…トルク定数除算部、61…基準振幅正弦波発生部、62…乗算部、63,71…重力トルク算出部、64…オフセット量算出部、65…加算部、72…Duty比算出部、73…矩形波生成部、201…上位ECU、202…モータ制御用ECU 1 ... Electric power steering device, 2 ... Handle, 11 ... Vehicle speed sensor, 12 ... Torque sensor, 18 ... Electric motor, 23 ... Steering angle sensor, 41 ... Assist current command value setting unit, 42 ... Vibration current command value calculation unit, 42A ... Vibration waveform generation unit, 42B ... Torque conversion unit, 42C ... Torque constant division unit, 61 ... Reference amplitude sinusoidal wave generation unit, 62 ... Multiplying unit, 63, 71 ... Gravity torque calculation unit, 64 ... Offset amount calculation unit, 65 ... Addition unit, 72 ... Duty ratio calculation unit, 73 ... Rectangular wave generation unit, 201 ... Upper ECU, 202 ... Motor control ECU
Claims (3)
前記操舵部材の回転角である操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記操舵部材に振動を付与するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御するための制御部とを備え、
前記制御部は、前記操舵角に基づき、前記操舵部材の重心に作用する重力によって前記操舵部材に作用する重力トルクを算出し、前記重力トルクと逆方向の振動成分の割合が、前記重力トルクと同一方向の振動成分の割合よりも大きくなるように、前記アクチュエータを制御する、操舵装置。 Steering member and
A steering angle detection unit that detects a steering angle that is the rotation angle of the steering member, and
An actuator for applying vibration to the steering member and
A control unit for controlling the actuator is provided.
The control unit calculates the gravity torque acting on the steering member by the gravity acting on the center of gravity of the steering member based on the steering angle, and the ratio of the vibration component in the direction opposite to the gravity torque is the gravity torque. A steering device that controls the actuator so as to be larger than the ratio of vibration components in the same direction.
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2020
- 2020-07-02 JP JP2020114894A patent/JP2022022717A/en active Pending
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