JP2022150399A - Controller of vehicle steering system, and steer by wire system with the same - Google Patents

Controller of vehicle steering system, and steer by wire system with the same Download PDF

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JP2022150399A JP2021052981A JP2021052981A JP2022150399A JP 2022150399 A JP2022150399 A JP 2022150399A JP 2021052981 A JP2021052981 A JP 2021052981A JP 2021052981 A JP2021052981 A JP 2021052981A JP 2022150399 A JP2022150399 A JP 2022150399A
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隆明 植本
Takaaki Uemoto
貴弘 椿
Takahiro Tsubaki
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Abstract

To provide an SBW system capable of suppressing an increase in power consumption, heat generation, or the like in a reaction actuator in a state of having steered to a steering end.SOLUTION: A controller of a vehicle steering system has an end-hitting determination unit for determining whether a steering state is an end-hitting ON state being a state of having steered to a steering end or an end-hitting OFF state being a state of having not steered to the steering end, using steering-related information detected in a steering mechanism. The end-hitting determination unit determines the steering state using a first threshold value for determining whether the steering state has turned to the end-hitting ON state and a second threshold value for determining whether the steering state has turned to the end-hitting OFF state, being set with respect for the steering-related information. When the second threshold value is set in a range of values of the steering-related information in which it is not determined that the steering state has turned to the end-hitting ON state by a determination using the first threshold value, and the steering state is the end-hitting ON state, the end-hitting determination unit reduces control information being the basis for adjusting current, in order to reduce a current fed to a reaction actuator.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されているステアバイワイヤ(SBW)システム等の車両用操向システムの制御装置に関し、特に、操舵可能な限界となる操舵終端を有する操舵機構を制御する車両用操向システムの制御装置及びそれを備えたSBWシステムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control device for a steering system for a vehicle, such as a steer-by-wire (SBW) system, in which the steering mechanism and the steering mechanism are mechanically separated, and more particularly to a steering system having a steering end that is the limit of steerability. The present invention relates to a vehicle steering system control device for controlling a mechanism and an SBW system including the same.

車両用操向システムの1つとして、運転者が操作するハンドルを有する操舵機構と転舵輪を転舵する転舵機構とが機械的に分離されているステアバイワイヤ(SBW)システムがある。SBWシステムでは、ハンドルの操作を電気信号によって転舵機構に伝えて転舵輪を転舵すると共に、運転者に適切な操舵感を与えるための操舵反力を操舵機構で生成する。操舵機構は反力用モータを備える反力アクチュエータにより操舵反力を生成し、転舵機構は転舵用モータを備える転舵アクチュエータにより転舵輪を転舵する。反力アクチュエータとハンドルはコラム軸を介して機械的に接続されており、反力アクチュエータが生成した反力(トルク)が、コラム軸とハンドルを介して運転者に伝達される。 As one vehicle steering system, there is a steer-by-wire (SBW) system in which a steering mechanism having a steering wheel operated by a driver and a steering mechanism for steering steered wheels are mechanically separated. In the SBW system, the operation of the steering wheel is transmitted to the steering mechanism by an electric signal to steer the steered wheels, and the steering mechanism generates a steering reaction force for giving an appropriate steering feeling to the driver. The steering mechanism generates a steering reaction force with a reaction force actuator having a reaction force motor, and the steering mechanism steers the steered wheels with a steering actuator having a steering motor. The reaction force actuator and the steering wheel are mechanically connected via the column shaft, and the reaction force (torque) generated by the reaction force actuator is transmitted to the driver via the column shaft and the steering wheel.

SBWシステムにおいて、操舵機構に操舵可能な限界となる操舵終端を設け、ハンドルの操舵角に上限値を設定することがある。これは、ハンドルに種々の電気部品を設置し、車両に固定された制御器とそれらをケーブルで接続する場合のケーブルに起因する問題の回避等を目的としたものである。例えば、特開2016-30521号公報(特許文献1)では、ステアリングシャフトの軸方向に凹む断面半円形状を有してステアリングシャフトの径方向に直線形状に形成されている第1の溝を有する第1プレートと、ステアリングシャフトの軸方向に凹む断面半円形状を有して平面視において螺旋形状に形成されている第2の溝を有する第2プレートを重ね合わせ、両方の溝に挟み込まれて移動可能なガイド球を有する回転制限機構を備える車両用操舵装置が提案されている。第1の溝に沿ってガイド球の両側には内径側規制部材と外形側規制部材が配置されている。第1プレートはステアリングシャフトと一体で回転し、第2プレートは回転しないようになっているので、操舵部品を回転し、第1プレートがステアリングシャフトと一体で回転すると、ガイド球は第2の溝に沿って移動するとともに、第1の溝に沿ってステアリングシャフトの径方向に移動する。そして、ガイド球が内径側規制部材の端部又は外形側規制部材の端部に接触すると、ガイド球の移動が制限され、操舵部品の回転も制限される。 In the SBW system, there is a case where the steering mechanism is provided with a steering end, which is the steerable limit, and an upper limit value is set for the steering angle of the steering wheel. This is intended to avoid problems caused by cables when installing various electric parts on the steering wheel and connecting them with a controller fixed to the vehicle. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-30521 (Patent Document 1), a first groove having a semicircular cross-sectional shape recessed in the axial direction of the steering shaft and formed in a straight shape in the radial direction of the steering shaft is provided. A first plate and a second plate having a second groove that has a semicircular cross section recessed in the axial direction of the steering shaft and is formed in a helical shape in plan view are superimposed, and the second plate is sandwiched between the two grooves. A vehicle steering system has been proposed that includes a rotation limiting mechanism having a movable guide ball. An inner regulating member and an outer regulating member are arranged on both sides of the guide ball along the first groove. Since the first plate rotates with the steering shaft and the second plate does not rotate, when the steering component rotates and the first plate rotates with the steering shaft, the guide ball moves into the second groove. and along the first groove in the radial direction of the steering shaft. When the guide ball comes into contact with the end of the inner diameter side restricting member or the outer diameter side restricting member, the movement of the guide ball is restricted, and the rotation of the steering component is also restricted.

また、上述のように、SBWシステムでの操舵機構は操舵反力を生成しており、操舵反力は、反力アクチュエータに電流を供給することにより生成される。そして、例えば、特許第5867612号公報(特許文献2)では、操舵反力を、転舵輪の転舵角等の転舵状態に応じて生成している。 Further, as described above, the steering mechanism in the SBW system generates steering reaction force, and the steering reaction force is generated by supplying current to the reaction force actuator. For example, in Japanese Patent No. 5867612 (Patent Document 2), the steering reaction force is generated according to the steering state such as the steering angle of the steered wheels.

特開2016-30521号公報JP 2016-30521 A 特許第5867612号公報Japanese Patent No. 5867612

しかしながら、操舵機構に操舵終端を設けられたSBWシステムの場合、操舵終端まで操舵した状態では、ハンドルの操作は操舵終端により抑制されている。換言すると、操舵終端から受ける反発力が、ハンドルに対する反力として作用するため、反力アクチュエータによる操舵反力は特に必要ではない。すなわち、操舵終端に達した後においても、反力アクチュエータにより反力を発生させ続けた場合、反力アクチュエータに不必要な負荷がかかり、消費電力は増加し、発熱等の不具合が発生するおそれがある。 However, in the case of the SBW system in which the steering mechanism is provided with the steering end, the operation of the steering wheel is restrained by the steering end when the vehicle is steered to the steering end. In other words, since the reaction force received from the steering end acts as a reaction force on the steering wheel, the steering reaction force by the reaction force actuator is not particularly necessary. That is, if the reaction force actuator continues to generate a reaction force even after reaching the end of the steering, an unnecessary load is applied to the reaction force actuator, power consumption increases, and problems such as heat generation may occur. be.

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、操舵終端まで操舵した状態において、反力アクチュエータでの消費電力の増加や発熱等を抑制可能な車両用操向システムの制御装置及びそれを備えたSBWシステムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vehicle steering system capable of suppressing an increase in power consumption, heat generation, etc., in a reaction force actuator in a state in which steering is performed to the end of steering. and a SBW system equipped with the same.

本発明は、操舵可能な限界となる操舵終端を有し、供給される電流を調節することにより反力アクチュエータを駆動制御し、操舵機構を制御する車両用操向システムの制御装置に関し、本発明の上記目的は、前記操舵機構において検出される操舵関連情報を用いて、操舵状態が前記操舵終端まで操舵した状態である端当てON状態であるか又は前記操舵終端まで操舵していない状態である端当てOFF状態であるかを判定する端当て判定部を備え、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報に対して設定される、前記操舵状態が前記端当てON状態になったか判定するための第1閾値及び前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったか判定するための第2閾値を使用して前記操舵状態を判定し、前記第2閾値が、前記第1閾値による判定では前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定されない前記操舵関連情報の値の範囲に設定され、前記操舵状態が前記端当てON状態の場合、前記電流を減少させるために、前記電流を調節する基となる制御用情報を減少させることにより達成される。 The present invention relates to a control device for a vehicle steering system that has a steering end that is the steerable limit, drives and controls a reaction force actuator by adjusting a supplied current, and controls a steering mechanism. The above-mentioned object of (1) uses the steering-related information detected in the steering mechanism to determine whether the steering state is an end contact ON state, which is a state in which the steering is performed to the end of the steering, or a state in which the steering is not performed to the end of the steering. An end reliance determining unit that determines whether the end reliance is OFF state is provided, and the end reliance determination unit determines whether the steering state has become the end reliance ON state, which is set for the steering related information. The steering state is determined using the first threshold of and the second threshold for determining whether the steering state has become the end rest OFF state, and the second threshold is the steering in the determination by the first threshold When the state is set to the range of the value of the steering-related information in which it is not determined that the state is the end contact ON state, and the steering state is the end contact ON state, the current is adjusted in order to decrease the current. This is achieved by reducing the control information such that

また、本発明の上記目的は、前記操舵状態が前記端当てOFF状態の場合、減少させられた前記電流を元に戻すために、前記制御用情報を増加させることにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵状態が前記端当てON状態の場合に経時的に小さくなるゲインを有し、前記ゲインを乗算することにより前記制御用情報を減少させることにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵状態が前記端当てON状態の場合に経時的に小さくなり、前記操舵状態が前記端当てOFF状態の場合に経時的に大きくなるゲインを有し、前記ゲインを乗算することにより前記制御用情報を減少又は増加させることにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として操舵角を使用し、前記操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上であるとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記操舵角の大きさが、前記第1操舵角閾値より小さい第2操舵角閾値より小さいとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として更に舵角速度を使用し、前記舵角速度の大きさが第1舵角速度閾値以下であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記舵角速度の大きさが、前記第1舵角速度閾値より大きい第2舵角速度閾値より大きいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として更に操舵トルクを使用し、前記操舵トルクの大きさが第1操舵トルク閾値以上であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記操舵トルクの大きさが、前記第1操舵トルク閾値より小さい第2操舵トルク閾値より小さいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として操舵トルクを使用し、前記操舵トルクの大きさが第1操舵トルク閾値以上であるとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記操舵トルクの大きさが、前記第1操舵トルク閾値より小さい第2操舵トルク閾値より小さいとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として更に舵角速度を使用し、前記舵角速度の大きさが第1舵角速度閾値以下であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記舵角速度の大きさが、前記第1舵角速度閾値より大きい第2舵角速度閾値より大きいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記操舵関連情報として更に前記電流を使用し、前記電流の大きさが第1電流閾値以上であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、前記電流の大きさが、前記第1電流閾値より小さい第2電流閾値より小さいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定することにより、或いは、前記端当て判定部が、前記各条件に対して設定された所定の時間だけ前記各条件を継続して満たす場合、前記各条件に対応した判定を下すことにより、或いは、目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、前記目標操舵トルクを目標捩れ角に変換する変換部と、前記目標捩れ角に対して、前記操舵機構が有するトーションバーの捩れ角を追従させるような、前記電流の目標値である電流指令値を演算する捩れ角制御部とを更に備え、前記制御用情報として前記目標操舵トルクを使用することにより、或いは、目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、前記目標操舵トルクを目標捩れ角に変換する変換部と、前記目標捩れ角に対して、前記操舵機構が有するトーションバーの捩れ角を追従させるような、前記電流の目標値である電流指令値を演算する捩れ角制御部とを更に備え、前記制御用情報として前記電流指令値を使用することにより、より効果的に達成される。 Further, the above-mentioned object of the present invention is to increase the control information in order to restore the reduced current when the steering state is the end contact OFF state, or the end contact determination The unit has a gain that decreases with time when the steering state is the end contact ON state, and the control information is reduced by multiplying the gain, or the end contact determination unit and a gain that decreases with time when the steering state is the end contact ON state and increases with time when the steering state is the end contact OFF state, and the control is performed by multiplying the gain. Alternatively, the end contact determination unit uses the steering angle as the steering-related information and satisfies the condition that the magnitude of the steering angle is greater than or equal to a first steering angle threshold. case, if it is determined that the steering state is the end rest ON state and the magnitude of the steering angle is smaller than the first steering angle threshold value and smaller than the second steering angle threshold value, then the steering state is satisfied. is in the end-reliance OFF state, or the end-reliance determination unit further uses the steering angular velocity as the steering-related information, and the magnitude of the steering angular velocity is equal to or less than the first steering angular velocity threshold If the condition is further satisfied, it is determined that the steering state has become the end rest ON state, and the magnitude of the steering angular velocity is greater than the second steering angular velocity threshold greater than the first steering angular velocity threshold. Also when it is satisfied, by determining that the steering state has become the end reliance OFF state, or the end reliance determination unit further uses the steering torque as the steering related information, and the magnitude of the steering torque is the first When the condition that the steering torque is equal to or greater than one steering torque threshold is further satisfied, it is determined that the steering state is the end rest ON state, and the magnitude of the steering torque is a second steering torque that is smaller than the first steering torque threshold. Even when the condition that the threshold value is smaller than the threshold value is satisfied, by determining that the steering state has changed to the end reliance OFF state, or the end reliance determination unit uses the steering torque as the steering related information, the steering If the condition that the magnitude of the torque is equal to or greater than the first steering torque threshold is satisfied, it is determined that the steering state is the end rest ON state, and the magnitude of the steering torque is greater than the first steering torque threshold. When the condition that the steering torque is smaller than the small second steering torque threshold is satisfied, by determining that the steering state has changed to the end rest OFF state, Alternatively, when the end contact determining unit further uses a steering angular velocity as the steering-related information and further satisfies a condition that the magnitude of the steering angular velocity is equal to or less than a first steering angular velocity threshold, the steering state is determined to be the edge. Also when it is determined that the contact ON state is established and the condition that the magnitude of the steering angular velocity is larger than the second steering angular velocity threshold larger than the first steering angular velocity threshold is satisfied, the steering state is changed to the end contact OFF state. By determining that it has become, or when the end reliance determination unit further uses the current as the steering related information and further satisfies the condition that the magnitude of the current is equal to or greater than the first current threshold, the Also when it is determined that the steering state is the end reliance ON state and the magnitude of the current is smaller than the second current threshold smaller than the first current threshold, the steering state is the reliance OFF. By judging that a state is established, or when the end contact judging section continuously satisfies each of the above conditions for a predetermined time set for each of the above conditions, a judgment corresponding to each of the above conditions is made. Alternatively, a target steering torque generation unit that generates a target steering torque, a conversion unit that converts the target steering torque into a target torsion angle, and a torsion bar of the steering mechanism with respect to the target torsion angle. a torsion angle control unit that calculates a current command value that is a target value of the current so as to follow the angle; a target steering torque generation unit that generates a target steering torque; a conversion unit that converts the target steering torque into a target torsion angle; is further provided with a torsion angle control section for calculating a current command value, which is a target value of .

または、本発明の上記目的は、操舵トルクの大きさが第1操舵トルク閾値以上である状態を、第1所定時間だけ継続した後に、前記電流を減少させ、前記電流を減少させた後、前記操舵トルクの大きさが、前記第1操舵トルク閾値より小さい第2操舵トルク閾値より小さい状態を、第2所定時間だけ継続した後に、前記電流を増加させることにより達成される。 Alternatively, the above-described object of the present invention is to decrease the current after the state in which the magnitude of the steering torque is equal to or greater than the first steering torque threshold is continued for a first predetermined time, and after decreasing the current, the This is achieved by increasing the current after a state in which the magnitude of the steering torque is less than the first steering torque threshold and less than the second steering torque threshold continues for a second predetermined time.

または、本発明の上記目的は、操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上である状態を、第1所定時間だけ継続した後に、前記電流を減少させ、前記電流を減少させた後、前記操舵角の大きさが、前記第1操舵角閾値より小さい第2操舵角閾値より小さい状態を、第2所定時間だけ継続した後に、前記電流を増加させることにより達成される。 Alternatively, the above-described object of the present invention is to decrease the current after the state in which the magnitude of the steering angle is equal to or greater than the first steering angle threshold continues for a first predetermined time, and decrease the current after the current is decreased. This is achieved by increasing the current after the magnitude of the steering angle remains smaller than the first steering angle threshold and smaller than the second steering angle threshold for a second predetermined time.

また、本発明の上記目的は、前記操舵機構が、ハンドルと前記反力アクチュエータの間に、弾性体又はトーションバーを有することにより、より効果的に達成される。 Moreover, the above object of the present invention can be achieved more effectively by providing the steering mechanism with an elastic body or a torsion bar between the steering wheel and the reaction force actuator.

更に、本発明の上記目的は、上記車両用操向システムの制御装置と、前記制御装置により制御される前記操舵機構とを備えるステアバイワイヤシステムにより達成される。 Further, the above object of the present invention is achieved by a steer-by-wire system comprising the vehicle steering system controller and the steering mechanism controlled by the controller.

本発明の車両用操向システムの制御装置によれば、操舵状態を判定し、操舵状態が操舵終端まで操舵した状態(端当てON状態)の場合、反力アクチュエータに供給される電流を減少する手段を講じることにより、反力アクチュエータでの消費電力の増加や発熱等を抑制することができる。 According to the control device of the steering system for a vehicle of the present invention, the steering state is determined, and when the steering state is the state in which the steering is steered to the end of the steering (end contact ON state), the current supplied to the reaction force actuator is reduced. By taking measures, it is possible to suppress an increase in power consumption and heat generation in the reaction force actuator.

また、操舵状態が端当てON状態になったか判定する閾値と、操舵状態が操舵終端まで操舵していない状態(端当てOFF状態)になったか判定する閾値を異ならせることにより、閾値境界でのハンチング現象を抑制することができる。 In addition, by differentiating the threshold for determining whether the steering state has become the end contact ON state and the threshold for determining whether the steering state has not been steered to the end of the steering (end contact OFF state), Hunting phenomenon can be suppressed.

本発明に係る制御装置を備えるSBWシステムの概要の例を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an example of an outline of an SBW system provided with a control device according to the present invention; FIG. コラム軸への各種センサの配設例を示す構造図である。FIG. 4 is a structural diagram showing an example of arrangement of various sensors on a column shaft; 本発明の構成例(第1実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (1st Embodiment) of this invention. 目標操舵トルク生成部の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a target steering torque generator; 基本マップ部の構成例及び基本マップの特性例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a basic map unit and a characteristic example of a basic map; ダンパゲインマップの特性例を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of characteristics of a damper gain map; 端当て判定部の構成例(第1実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (1st Embodiment) of an end contact determination part. 第1操舵角閾値及び第2操舵角閾値を設定した場合の操舵状態の変化を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining changes in steering state when a first steering angle threshold and a second steering angle threshold are set; 同じ値の閾値と異なる値の閾値を用いて端当て判定を行う場合の操舵角及びモータ電流値の時間変化のイメージを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an image of temporal changes in the steering angle and the motor current value when the end reliance determination is performed using the threshold of the same value and the threshold of a different value. 捩れ角制御部の構成例を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a configuration example of a twist angle control unit; FIG. 目標転舵角生成部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a target steering angle production|generation part. 制限部での上下限値の設定例を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of setting upper and lower limit values in a limiter; 本発明の動作例(第1実施形態)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example (1st Embodiment) of this invention. 目標操舵トルク生成部の動作例を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an operation example of a target steering torque generator; 端当て判定部の動作例(第1実施形態)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example (1st Embodiment) of operation of an end contact determination part. 目標転舵角生成部の動作例を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing an operation example of a target steering angle generator; 操舵状態判定部の動作の変形例を示すフローチャートである。9 is a flow chart showing a modification of the operation of the steering state determination section; 端当て判定部の構成例(第2実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (2nd Embodiment) of an end contact determination part. 端当て判定部の構成例(第3実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (3rd Embodiment) of an end contact determination part. 端当て判定部の構成例(第4実施形態)を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example (4th Embodiment) of an end contact determination part. 操舵状態判定部の動作例(第5実施形態)を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing an operation example (fifth embodiment) of a steering state determination unit; FIG. 反力制御系の構成例(第6実施形態)を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example (sixth embodiment) of a reaction force control system; 反力制御系の動作例(第6実施形態)の一部を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flow chart showing a part of an operation example (sixth embodiment) of a reaction force control system; FIG.

本発明は、操舵機構において検出される操舵角や操舵トルク等の操舵関連情報を用いて、操舵状態が操舵可能な限界となる操舵終端まで操舵した状態(端当てON状態)になったことを自動的に判定し、端当てON状態において、反力アクチュエータに供給される電流を減少させるために、その電流値を決定するまでに演算される、電流を調節する基となる中間データ(制御用情報)を減少する。これにより、供給される電流が減少するので、端当てON状態における反力アクチュエータでの消費電力の増加や発熱等を抑制することができる。消費電力の削減は、環境負荷低減による気候変動対策や、地球環境負荷の低減に繋がるものである。制御用情報として、目標操舵トルク等を使用することができる。 The present invention uses steering-related information such as the steering angle and steering torque detected by the steering mechanism to detect that the steering has reached the end of the steering that is the steerable limit (end rest ON state). Intermediate data (control information). As a result, the supplied current is reduced, so that it is possible to suppress an increase in power consumption and heat generation in the reaction force actuator in the end contact ON state. Reduction of power consumption leads to climate change countermeasures and reduction of global environmental load by reducing environmental load. A target steering torque or the like can be used as the control information.

また、本発明では、操舵状態が端当てON状態になったか判定する閾値(第1閾値)と、操舵状態が操舵終端まで操舵していない状態(端当てOFF状態)になったか判定する閾値(第2閾値)とを異なる値とする。例えば、操舵関連情報として操舵角を使用して判定を行う場合、第1閾値は第2閾値より大きい値とする。第1閾値と第2閾値とで同じ値を使用した場合、操舵関連情報が閾値境界で変動すると、操舵状態が端当てON状態と端当てOFF状態に頻繁に切り替わるハンチング現象が発生する。ハンチング現象の発生により、反力アクチュエータに供給される電流が不安定となり、それが操舵反力に影響し、運転者に不快感を与えるおそれがある。第1閾値と第2閾値とで異なる値を使用することにより、この閾値境界でのハンチング現象を抑制することができる。 Further, in the present invention, a threshold value (first threshold value) for determining whether the steering state has turned to the end contact ON state, and a threshold value for determining whether the steering state has not been steered to the end of the steering (end contact OFF state) ( second threshold) are set to different values. For example, when the steering angle is used as the steering-related information for determination, the first threshold is set to a value larger than the second threshold. When the same value is used for the first threshold and the second threshold, if the steering-related information fluctuates at the threshold boundary, a hunting phenomenon occurs in which the steering state is frequently switched between the end contact ON state and the end contact OFF state. Due to the occurrence of the hunting phenomenon, the current supplied to the reaction force actuator becomes unstable, which affects the steering reaction force and may make the driver feel uncomfortable. By using different values for the first threshold and the second threshold, the hunting phenomenon at the threshold boundary can be suppressed.

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明に係る制御装置を備えるステアバイワイヤ(SBW)システムの構成例について説明する。 First, a configuration example of a steer-by-wire (SBW) system including a control device according to the present invention will be described.

図1はSBWシステムの構成例を示した図である。SBWシステムは、運転者が操作するハンドルを有する操舵機構を構成する反力装置30、転舵輪を転舵する転舵機構を構成する転舵装置40、及び両装置の制御を行う制御装置50を備える。SBWシステムには、一般的な電動パワーステアリング装置が備える、コラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)2と機械的に結合されるインターミディエイトシャフトがなく、運転者によるハンドル1の操作を電気信号によって、具体的には反力装置30から出力される操舵角θhを電気信号として伝える。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the SBW system. The SBW system includes a reaction force device 30 that constitutes a steering mechanism having a steering wheel operated by a driver, a steering device 40 that constitutes a steering mechanism that turns the steered wheels, and a control device 50 that controls both devices. Prepare. The SBW system does not have an intermediate shaft that is mechanically coupled with a column shaft (steering shaft, handle shaft) 2, which is provided in a general electric power steering device. Specifically, the steering angle θh output from the reaction force device 30 is transmitted as an electrical signal.

反力装置30は、反力用モータ31及び反力用モータ31の回転速度を減速する減速機構32を備え、転舵輪5L,5Rから伝わる車両の運動状態を、反力用モータ31により生成される反力(トルク)として運転者に伝達する。反力装置30は、コラム軸2に設けられる舵角センサ33及び角度センサ34を更に備えている。コラム軸2への舵角センサ33及び角度センサ34の配設は、具体的には図2のようになっている。即ち、舵角センサ33はコラム軸2の上部に設けられ、操舵角θhを検出する。コラム軸2にはトーションバー2Aが介挿されており、角度センサ34として、トーションバー2Aを挟んでコラム軸2のハンドル1側に上側角度センサ34Aが設けられ、トーションバー2Aを挟んでコラム軸2のハンドル1の反対側に下側角度センサ34Bが設けられており、上側角度センサ34Aはハンドル角θを検出し、下側角度センサ34Bはコラム角θを検出する。ハンドル角θ及びコラム角θは捩れ角演算部36に入力され、捩れ角演算部36は下記数1によってトーションバーの捩れ角Δθを求める。 The reaction force device 30 includes a reaction force motor 31 and a speed reduction mechanism 32 that reduces the rotation speed of the reaction force motor 31. is transmitted to the driver as a reaction force (torque). The reaction force device 30 further includes a steering angle sensor 33 and an angle sensor 34 provided on the column shaft 2 . Specifically, the arrangement of the steering angle sensor 33 and the angle sensor 34 on the column shaft 2 is as shown in FIG. That is, the steering angle sensor 33 is provided above the column shaft 2 and detects the steering angle θh. A torsion bar 2A is inserted in the column shaft 2, and as an angle sensor 34, an upper angle sensor 34A is provided on the handle 1 side of the column shaft 2 with the torsion bar 2A interposed therebetween. 2, a lower angle sensor 34B is provided on the opposite side of the steering wheel 1. The upper angle sensor 34A detects the steering wheel angle .theta.1, and the lower angle sensor 34B detects the column angle .theta.2. The steering wheel angle .theta.1 and the column angle .theta.2 are input to the torsion angle calculator 36, and the torsion angle calculator 36 obtains the torsion bar torsion angle .DELTA..theta.

Figure 2022150399000002
なお、磁歪式や光学式等の公知のセンサを用いて、捩れ角Δθを直接求めても良い。
Figure 2022150399000002
Note that the torsion angle Δθ may be obtained directly using a known sensor such as a magnetostrictive sensor or an optical sensor.

コラム軸2は、操舵可能な限界となる操舵終端を物理的に設定するストッパ35を備える。操舵終端まで操舵したときの操舵角θhが、操舵角θhの大きさ(絶対値)の限界値(以下、「終端角度」とする)となる。ストッパ35として、例えば特許文献1に記載の回転制限機構等を使用する。なお、反力アクチュエータは反力用モータ31、減速機構32等により構成されるが、反力用モータ31のみを反力アクチュエータと呼ぶこともある。 The column shaft 2 is provided with a stopper 35 that physically sets the steering end, which is the steerable limit. The steering angle θh when the steering is steered to the end of the steering becomes the limit value (hereinafter referred to as the “end angle”) of the magnitude (absolute value) of the steering angle θh. As the stopper 35, for example, a rotation limiting mechanism or the like disclosed in Patent Document 1 is used. The reaction force actuator is composed of the reaction force motor 31, the reduction mechanism 32, and the like, but the reaction force motor 31 alone may be called the reaction force actuator.

転舵装置40は、転舵用モータ41、転舵用モータ41の回転速度を減速する減速機構42及び回転運動を直線運動に変換するピニオンラック機構44を備える。操舵角θhの変化に合わせて、転舵用モータ41を駆動し、その駆動力を、減速機構42を介してピニオンラック機構44に付与し、タイロッド3a,3bを経て、転舵輪5L,5Rを転舵する。ピニオンラック機構44の近傍には角度センサ43が配置されており、転舵輪5L,5Rの転舵角θtを検出する。転舵角θtとして、転舵用モータ41のモータ角やラックの位置等を使用しても良い。 The steering device 40 includes a steering motor 41, a deceleration mechanism 42 for reducing the rotational speed of the steering motor 41, and a pinion rack mechanism 44 for converting rotational motion into linear motion. The steering motor 41 is driven in accordance with the change in the steering angle θh, and the driving force thereof is applied to the pinion rack mechanism 44 via the speed reduction mechanism 42, and the steered wheels 5L, 5R are driven via the tie rods 3a, 3b. steer. An angle sensor 43 is arranged near the pinion rack mechanism 44 to detect the turning angle θt of the steerable wheels 5L and 5R. As the steering angle θt, the motor angle of the steering motor 41, the position of the rack, or the like may be used.

制御装置50は、反力装置30及び転舵装置40を協調制御するために、両装置から出力される操舵角θhや転舵角θt等の情報に加え、車速センサ10で検出される車速Vs等を基に、反力用モータ31を駆動制御するための電圧制御指令値Vref1及び転舵用モータ41を駆動制御するための電圧制御指令値Vref2を生成する。制御装置50には、バッテリ12から電力が供給されると共に、イグニションキー11を経てイグニションキー信号が入力される。また、制御装置50には、車両の各種情報を授受するCAN(Controller Area Network)20が接続されており、車速VsはCAN20から受信することも可能である。更に、制御装置50には、CAN20以外の通信、アナログ/ディジタル信号、電波等を授受する非CAN21も接続可能である。 In order to cooperatively control the reaction force device 30 and the steering device 40, the control device 50 controls the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 10 in addition to information such as the steering angle θh and the steering angle θt output from both devices. Based on the above, a voltage control command value Vref1 for driving and controlling the reaction force motor 31 and a voltage control command value Vref2 for driving and controlling the steering motor 41 are generated. The control device 50 is supplied with power from the battery 12 and receives an ignition key signal through the ignition key 11 . Further, the controller 50 is connected to a CAN (Controller Area Network) 20 for exchanging various types of vehicle information, and the vehicle speed Vs can also be received from the CAN 20 . Further, the control device 50 can be connected to a non-CAN 21 that exchanges communication other than the CAN 20, analog/digital signals, radio waves, and the like.

制御装置50はCPU(MCU、MPU等も含む)を有し、反力装置30及び転舵装置40の協調制御は、主としてCPU内部においてプログラムで実行される。その制御を行うための構成例(第1実施形態)を図3に示す。図3において、反力用モータ31、舵角センサ33、角度センサ34、PWM(パルス幅変調)制御部37、インバータ38及びモータ電流検出器39を反力装置30が具備し、転舵用モータ41、角度センサ43、PWM制御部47、インバータ48及びモータ電流検出器49を転舵装置40が具備し、その他の構成要素が制御装置50で実現される。なお、制御装置50の構成要素の一部又は全部をハードウェアで実現しても良い。制御装置50は、データやプログラム等を格納するために、RAM(ランダムアクセスメモリ)やROM(リードオンリーメモリ)等を搭載しても良い。また、制御装置50がPWM制御部37、インバータ38、モータ電流検出器39、PWM制御部47、インバータ48及びモータ電流検出器49の一部又は全部を具備しても良い。 The control device 50 has a CPU (including MCU, MPU, etc.), and coordinated control of the reaction force device 30 and the steering device 40 is mainly executed by a program inside the CPU. FIG. 3 shows a configuration example (first embodiment) for performing the control. In FIG. 3, a reaction force device 30 includes a reaction force motor 31, a steering angle sensor 33, an angle sensor 34, a PWM (pulse width modulation) control unit 37, an inverter 38, and a motor current detector 39. 41 , an angle sensor 43 , a PWM control unit 47 , an inverter 48 and a motor current detector 49 , the steering device 40 is provided, and other components are realized by the control device 50 . A part or all of the constituent elements of the control device 50 may be realized by hardware. The control device 50 may be equipped with a RAM (random access memory), a ROM (read only memory), or the like to store data, programs, and the like. Also, the control device 50 may include part or all of the PWM control section 37 , the inverter 38 , the motor current detector 39 , the PWM control section 47 , the inverter 48 and the motor current detector 49 .

制御装置50は、反力装置30の制御を行う構成(以下、「反力制御系」とする)と、転舵装置40の制御を行う構成(以下、「転舵制御系」とする)を有し、反力制御系60と転舵制御系70が協調して、反力装置30及び転舵装置40を制御する。 The control device 50 has a configuration for controlling the reaction force device 30 (hereinafter referred to as a “reaction force control system”) and a configuration for controlling the steering device 40 (hereinafter referred to as a “steering control system”). The reaction force control system 60 and the steering control system 70 cooperate to control the reaction force device 30 and the steering device 40 .

反力制御系60は、目標操舵トルク生成部100、端当て判定部200、変換部300、捩れ角制御部400、電流制御部500、乗算部510及び減算部520を備え、トーションバー2Aの捩れ角が目標捩れ角に追従するような制御を行う。また、制御用情報として目標操舵トルクを使用する。目標操舵トルク生成部100にて操舵角θh及び車速Vsに基づいて目標操舵トルクTrefAが生成され、端当て判定部200にて操舵状態の判定に基づいて端当て判定ゲインGeが求められ、目標操舵トルクTrefAに端当て判定ゲインGeを乗算した結果である目標操舵トルクTrefが変換部300にて目標捩れ角Δθrefに変換される。目標捩れ角Δθrefは捩れ角Δθと共に捩れ角制御部400に入力され、捩れ角制御部400にて、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθrefとなるような電流指令値Imcが演算される。そして、電流指令値Imcとモータ電流検出器39で検出される反力用モータ41の電流値(モータ電流値)Imrの偏差I1(=Imc-Imr)が減算部520で算出され、偏差I1に基づいて電流制御部500にて電圧制御指令値Vref1が求められる。反力装置30では、電圧制御指令値Vref1に基づいて、PWM制御部37及びインバータ38を介して反力用モータ31が駆動制御される。 The reaction force control system 60 includes a target steering torque generation section 100, an end contact determination section 200, a conversion section 300, a torsion angle control section 400, a current control section 500, a multiplication section 510 and a subtraction section 520. Control is performed so that the angle follows the target twist angle. Also, the target steering torque is used as control information. A target steering torque generation unit 100 generates a target steering torque TrefA based on the steering angle θh and the vehicle speed Vs. The conversion unit 300 converts the target steering torque Tref, which is the result of multiplying the torque TrefA by the end contact determination gain Ge, into the target twist angle Δθref. The target torsion angle Δθref is input together with the torsion angle Δθ to the torsion angle control unit 400, and the torsion angle control unit 400 calculates a current command value Imc that makes the torsion angle Δθ equal to the target torsion angle Δθref. Then, a deviation I1 (=Imc−Imr) between the current command value Imc and the current value (motor current value) Imr of the reaction force motor 41 detected by the motor current detector 39 is calculated by the subtractor 520, and the deviation I1 is Based on this, the current control unit 500 obtains the voltage control command value Vref1. In the reaction force device 30, the reaction force motor 31 is driven and controlled via the PWM control section 37 and the inverter 38 based on the voltage control command value Vref1.

目標操舵トルク生成部100の構成例を図4に示す。目標操舵トルク生成部100は、基本マップ部110、微分部120、ダンパゲイン部130、乗算部140及び加算部150を備える。操舵角θhは基本マップ部110及び微分部120に入力され、車速Vsは基本マップ部110及びダンパゲイン部130に入力される。 FIG. 4 shows a configuration example of the target steering torque generator 100. As shown in FIG. The target steering torque generation section 100 includes a basic map section 110 , a differentiation section 120 , a damper gain section 130 , a multiplication section 140 and an addition section 150 . The steering angle θh is input to the basic map portion 110 and the differentiating portion 120, and the vehicle speed Vs is input to the basic map portion 110 and the damper gain portion .

基本マップ部110は、基本マップを有し、基本マップを用いて、車速Vsをパラメータとするトルク信号Tref_aを出力する。トルク信号Tref_aは、基本となる反力を生成するために使用される。基本マップはチューニングにより調整されており、例えば、図5(A)に示されるように、トルク信号Tref_aが、操舵角θhの大きさ|θh|が増加するにつれて増加し、車速Vsが増加するにつれても増加するようになっている。つまり、操舵角θhの大きさ|θh|が大きくなるにつれ、また、車速Vsが速くなるにつれ、反力が大きくなる。なお、図5(A)において、符号部111は操舵角θhの符号(+1、-1)を乗算部112に出力しており、操舵角θhの大きさ|θh|からマップによりトルク信号Tref_aの大きさを求め、これに操舵角θhの符号を乗算し、トルク信号Tref_aを求める構成となっている。または、図5(B)に示されるように、正負の操舵角θhに応じてマップを構成しても良く、この場合、操舵角θhが正の場合と負の場合とで変化の態様を変えても良い。また、図5に示される基本マップは車速感応であるが、車速感応でなくても良い。 The basic map unit 110 has a basic map, and uses the basic map to output a torque signal Tref_a having the vehicle speed Vs as a parameter. Torque signal Tref_a is used to generate a basic reaction force. The basic map is adjusted by tuning. For example, as shown in FIG. 5(A), the torque signal Tref_a increases as the steering angle θh magnitude |θh| is also increasing. That is, as the magnitude |θh| of the steering angle θh increases and as the vehicle speed Vs increases, the reaction force increases. In FIG. 5A, sign section 111 outputs the sign (+1, -1) of steering angle θh to multiplication section 112, and torque signal Tref_a is calculated from the magnitude |θh| of steering angle θh using a map. The magnitude is obtained and multiplied by the sign of the steering angle θh to obtain the torque signal Tref_a. Alternatively, as shown in FIG. 5(B), the map may be configured according to the positive and negative steering angles θh. can be Further, although the basic map shown in FIG. 5 is vehicle speed sensitive, it does not have to be vehicle speed sensitive.

微分部120は、操舵角θhを微分して舵角速度ωh1を算出し、舵角速度ωh1は乗算部140に入力される。なお、舵角速度ωh1の算出において、高域のノイズの影響を低減するために適度にローパスフィルタ(LPF)処理を実施しても良く、ハイパスフィルタ(HPF)とゲインにより、微分演算とLPF処理を実施しても良い。また、舵角速度ωh1は、操舵角θhではなく、上側角度センサが検出するハンドル角θ又は下側角度センサが検出するコラム角θに対して微分演算とLPF処理を行って算出しても良い。舵角速度ωh1の代わりに転舵用モータ41のモータ角速度を使用しても良い。この場合、微分部120は不要となる。 Differentiating section 120 differentiates steering angle θh to calculate steering angular velocity ωh1 , and steering angular velocity ωh1 is input to multiplying section 140 . In calculating the steering angular velocity ωh1, low-pass filter (LPF) processing may be appropriately performed in order to reduce the influence of high-frequency noise. You can implement it. Further, the steering angular velocity ωh1 may be calculated by performing differential operation and LPF processing on the steering wheel angle θ1 detected by the upper angle sensor or the column angle θ2 detected by the lower angle sensor instead of the steering angle θh. good. The motor angular velocity of the steering motor 41 may be used instead of the steering angular velocity ωh1. In this case, the differentiating section 120 becomes unnecessary.

ダンパゲイン部130は、舵角速度ωh1に乗算されるダンパゲインDを出力する。乗算部140にてダンパゲインDを乗算された舵角速度ωh1は、トルク信号Tref_bとして加算部150に入力される。ダンパゲインDは、ダンパゲイン部130が有する車速感応型のダンパゲインマップを用いて、車速Vsに応じて求められる。ダンパゲインマップは、例えば、図6に示されるように、車速Vsが速くなるに従って徐々に大きくなる特性を有する。このようなダンパゲインDを舵角速度ωh1に乗算して舵角速度ωh1に比例した目標操舵トルクの補償を行うことにより、フィーリングとしての粘性感を持たせることができ、また、ステアリングを切った状態から手放しの状態にした場合、ハンドルが発振することなく収れん性を持たせられ、システム安定性の向上を図れる。ダンパゲインマップは操舵角θhに応じて可変としても良い。 A damper gain section 130 outputs a damper gain DG to be multiplied by the steering angular velocity ωh1 . The steering angular velocity ωh1 multiplied by the damper gain DG in the multiplier 140 is input to the adder 150 as the torque signal Tref_b. The damper gain DG is obtained according to the vehicle speed Vs using a vehicle speed sensitive damper gain map of the damper gain section 130 . The damper gain map has a characteristic of gradually increasing as the vehicle speed Vs increases, as shown in FIG. 6, for example. By multiplying the steering angular velocity ωh1 by such a damper gain DG and compensating for the target steering torque proportional to the steering angular velocity ωh1, it is possible to give a viscous feeling as a feeling, and the steering is turned off. When the handle is released from the handle, the steering wheel does not oscillate and has convergence, improving system stability. The damper gain map may be variable according to the steering angle θh.

トルク信号Tref_a及びTref_bは、加算部150で加算され、加算結果は目標操舵トルクTrefAとして出力される。 The torque signals Tref_a and Tref_b are added by the adder 150, and the addition result is output as the target steering torque TrefA.

端当て判定部200は、操舵関連情報として操舵角θhを用いて、操舵状態Stを判定し、操舵状態Stに基づいて端当て判定ゲインGeを決定する。端当て判定ゲインGeを目標操舵トルクTrefAに乗算して求められる目標操舵トルクTrefに基づいて、反力用モータ41のモータ電流値Imrが調節されるので、端当てON状態において端当て判定ゲインGeを小さくすることにより、目標操舵トルクTrefの大きさも小さくなり、最終的にモータ電流値Imrを減少させることができる。 The end contact determination section 200 determines the steering state St using the steering angle θh as the steering related information, and determines the end contact determination gain Ge based on the steering state St. Since the motor current value Imr of the reaction force motor 41 is adjusted based on the target steering torque Tref obtained by multiplying the target steering torque TrefA by the end contact determination gain Ge, the end contact determination gain Ge is adjusted in the end contact ON state. is decreased, the magnitude of the target steering torque Tref is also decreased, and finally the motor current value Imr can be decreased.

端当て判定部200の構成例を図7に示す。端当て判定部200は、操舵状態判定部210及びゲイン演算部220を備える。操舵角θhは操舵状態判定部210に入力される。 FIG. 7 shows a configuration example of the end contact determination unit 200. As shown in FIG. The end contact determination section 200 includes a steering state determination section 210 and a gain calculation section 220 . The steering angle θh is input to the steering state determination section 210 .

操舵状態判定部210は、操舵角θhを用いて、操舵状態Stが端当てON状態になったかの判定(以下、「端当てON判定」とする)と、操舵状態Stが端当てOFF状態になったかの判定(以下、「端当てOFF判定」とする)を行い、操舵状態Stを出力する。 The steering state determination unit 210 uses the steering angle θh to determine whether the steering state St is in the end reliance ON state (hereinafter referred to as “end reliance ON determination”), and to determine whether the steering state St is in the end reliance OFF state. (hereinafter referred to as "end contact OFF determination") is performed, and the steering state St is output.

端当てON判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が予め設定された所定の閾値(第1操舵角閾値)θth1以上の場合、操舵状態Stが端当てON状態になったとして、「操舵状態St=端当てON状態」とする。第1操舵角閾値θth1として、終端角度より若干手前の角度、例えば終端角度より2deg手前の角度を使用する。終端角度より手前に第1操舵角閾値θth1を設定することにより、操舵終端に達してからモータ電流値Imrが減少し始めるまでに生じる可能性があるタイムラグを吸収することができる。第1操舵角閾値θth1として終端角度を使用しても良い。 of the steering angle θh is greater than or equal to a predetermined threshold value (first steering angle threshold value) θth1, the steering state St is assumed to be in the ON state. state St=end contact ON state”. As the first steering angle threshold θth1, an angle slightly before the terminal angle, for example, an angle 2 degrees before the terminal angle is used. By setting the first steering angle threshold θth1 before the terminal angle, it is possible to absorb the time lag that may occur from the time when the steering terminal is reached until the motor current value Imr starts decreasing. A terminal angle may be used as the first steering angle threshold θth1.

端当てOFF判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が予め設定された所定の閾値(第2操舵角閾値)θth2より小さい場合、操舵状態Stが端当てOFF状態になったとして、「操舵状態St=端当てOFF状態」とする。第2操舵角閾値θth2は、端当てON判定において操舵状態Stが端当てON状態になったと判定されない操舵角θhの大きさ|θh|の範囲、即ち第1操舵角閾値θth1より小さい範囲に設定される。つまり、第2操舵角閾値θth2は第1操舵角閾値θth1より小さい値に設定される。例えば、第2操舵角閾値θth2として、終端角度より5deg手前の角度を使用する。 of the steering angle θh is smaller than a predetermined threshold value (second steering angle threshold value) θth2, the steering state St is assumed to be in the off state. state St=end contact OFF state”. The second steering angle threshold value θth2 is set within a range of the magnitude |θh| of the steering angle θh in which it is not determined that the steering state St is in the end contact ON state in the end contact ON determination, that is, a range smaller than the first steering angle threshold value θth1. be done. That is, the second steering angle threshold θth2 is set to a value smaller than the first steering angle threshold θth1. For example, an angle 5 degrees before the terminal angle is used as the second steering angle threshold θth2.

このように第1操舵角閾値θth1及び第2操舵角閾値θth2を設定してハンドル1を操作した場合の操舵状態の変化は、図8のようになる。ハンドル1を中立位置から操作し、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上となるまで、操舵状態は「端当てOFF状態」である(矢印A)。操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上となると、操舵状態は「端当てON状態」となる(矢印B)。そして、ハンドル1を戻して、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さくなるまで、操舵状態は「端当てON状態」のままである(矢印C)。操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さくなると、操舵状態は「端当てOFF状態」となる(矢印D)。よって、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上となり、操舵状態が「端当てON状態」となった直後に、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1より小さくなっても、操舵状態は「端当てON状態」のままである。また、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さくなり、操舵状態が「端当てOFF状態」となった直後に、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2以上となっても、操舵状態は「端当てOFF状態」のままである。このように、第1操舵角閾値θth1及び第2操舵角閾値θth2を使用することにより、閾値境界で操舵角θhの大きさ|θh|が変動しても、操舵状態が端当てON状態と端当てOFF状態に頻繁に切り替わるようなハンチング現象を抑制することができる。 FIG. 8 shows changes in the steering state when the steering wheel 1 is operated with the first steering angle threshold .theta.th1 and the second steering angle threshold .theta.th2 thus set. When the steering wheel 1 is operated from the neutral position, the steering state is the "end contact OFF state" (arrow A) until the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes greater than or equal to the first steering angle threshold value θth1. of the steering angle θh becomes greater than or equal to the first steering angle threshold value θth1, the steering state becomes the “end contact ON state” (arrow B). Then, the steering wheel 1 is returned and the steering state remains in the "end contact ON state" (arrow C) until the steering angle .theta.h magnitude |.theta.h| becomes smaller than the second steering angle threshold value .theta.th2. When the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes smaller than the second steering angle threshold value θth2, the steering state becomes the “end contact OFF state” (arrow D). Therefore, immediately after the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes greater than or equal to the first steering angle threshold value θth1 and the steering state becomes the “end contact ON state”, the magnitude of the steering angle θh |θh| Even if it becomes smaller than the threshold value θth1, the steering state remains in the “end contact ON state”. Further, immediately after the steering angle θh magnitude |θh| becomes smaller than the second steering angle threshold value θth2 and the steering state becomes the “end contact OFF state”, the steering angle θh magnitude |θh| Even when the angle threshold value θth2 or more is reached, the steering state remains in the “end contact OFF state”. By using the first steering angle threshold value θth1 and the second steering angle threshold value θth2 in this way, even if the magnitude |θh| It is possible to suppress the hunting phenomenon that frequently switches to the contact OFF state.

操舵状態判定部210は、端当てON判定及び端当てOFF判定(以下、この2つの判定を総称して「端当て判定」とする)を以下のような手順で行う。まず、端当てON判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上の場合、「操舵状態St=端当てON状態」とし、そうではない場合、端当てOFF判定を行う。そして、端当てOFF判定にて操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい場合、「操舵状態St=端当てOFF状態」とし、そうではない場合、即ち操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2以上で第1操舵角閾値θth1より小さい場合、操舵状態Stは変更しない。 The steering state determination unit 210 performs end reliance ON determination and end reliance OFF determination (hereinafter, these two determinations are collectively referred to as “end reliance determination”) in the following procedure. First, the end contact ON determination is performed, and if the magnitude of the steering angle θh |θh| I do. If the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold value θth2 in the end contact OFF determination, the steering state St is determined to be the end contact OFF state. When the magnitude |θh| is equal to or greater than the second steering angle threshold θth2 and smaller than the first steering angle threshold θth1, the steering state St is not changed.

ゲイン演算部220は、操舵状態Stに基づいて端当て判定ゲインGeを決定する。上述のように、端当てON状態では、目標操舵トルクTrefの大きさを小さくするために、端当て判定ゲインGeを小さくする。端当てOFF状態では、小さくなった目標操舵トルクを元に戻すべく、端当て判定ゲインGeを大きくする。 The gain calculator 220 determines the end contact determination gain Ge based on the steering state St. As described above, in the end contact ON state, the end contact determination gain Ge is decreased in order to reduce the magnitude of the target steering torque Tref. In the end contact OFF state, the end contact determination gain Ge is increased in order to restore the reduced target steering torque.

操舵状態Stが「端当てON状態」の場合、端当て判定ゲインGeの乗算により目標操舵トルクを単調に減少させるために、ゲイン演算部220は、端当て判定ゲインGeを経時的に小さくする。具体的には、端当てON状態になってから端当て判定ゲインGeを1から一定の割合で漸次小さくするために、直前の端当て判定ゲインGe(以下、「直前端当て判定ゲインGep」とする)から一定の値FR1(例えば、0.2)を減算した値を新たな端当て判定ゲインGeとする。即ち、Ge=Gep-FR1として新たな端当て判定ゲインGeを求める。減算した値が0以下の場合、端当て判定ゲインGeは0とする。直前端当て判定ゲインGepは、新たに求めた端当て判定ゲインGeに更新する。 When the steering state St is the “end reliance ON state”, the gain calculation unit 220 decreases the end reliance determination gain Ge over time in order to monotonically decrease the target steering torque by multiplication of the end reliance determination gain Ge. Specifically, in order to gradually decrease the end contact determination gain Ge from 1 at a constant rate after the end contact ON state, the immediately preceding end contact determination gain Ge (hereinafter referred to as “immediate end contact determination gain Gep”) A value obtained by subtracting a constant value FR1 (for example, 0.2) from the value FR1 is set as a new end contact determination gain Ge. That is, a new end contact determination gain Ge is obtained by setting Ge=Gep-FR1. If the subtracted value is 0 or less, the end contact determination gain Ge is set to 0. The immediately preceding end contact determination gain Gep is updated to the newly obtained end contact determination gain Ge.

操舵状態Stが「端当てOFF状態」の場合、端当て判定ゲインGeの乗算により目標操舵トルクを単調に増加させるために、ゲイン演算部220は、端当て判定ゲインGeを経時的に大きくする。具体的には、端当てOFF状態になってから端当て判定ゲインGeを1になるまで一定の割合で漸次大きくするために、直前端当て判定ゲインGepに一定の値FR2(例えば、0.2)を加算した値を新たな端当て判定ゲインGeとする。即ち、Ge=Gep+FR2として新たな端当て判定ゲインGeを求める。加算した値が1以上の場合、端当て判定ゲインGeは1とする。直前端当て判定ゲインGepは、新たに求めた端当て判定ゲインGeに更新する。なお、一定の値FR1とFR2は同じ値でも異なる値でも良い。 When the steering state St is the “end reliance OFF state”, the gain calculation unit 220 increases the end reliance determination gain Ge over time in order to monotonically increase the target steering torque by multiplication of the end reliance determination gain Ge. Specifically, in order to gradually increase the end contact determination gain Ge at a constant rate until the end contact determination gain Ge becomes 1 after the end contact OFF state, a constant value FR2 (for example, 0.2 ) is added as a new end contact determination gain Ge. That is, a new edge contact determination gain Ge is obtained by setting Ge=Gep+FR2. If the added value is 1 or more, the end contact determination gain Ge is set to 1. The immediately preceding end contact determination gain Gep is updated to the newly obtained end contact determination gain Ge. The constant values FR1 and FR2 may be the same value or different values.

端当て判定部200から出力される端当て判定ゲインGeは、乗算部510にて目標操舵トルクTrefAに乗算され、乗算結果が目標操舵トルクTrefとして出力される。 The end contact determination gain Ge output from the end contact determination unit 200 is multiplied by the target steering torque TrefA in the multiplication unit 510, and the multiplication result is output as the target steering torque Tref.

このようにして目標操舵トルクTrefを求めることにより、端当てON状態においてモータ電流値Imrを減少させると共に、閾値境界でのハンチング現象を抑制することができる。例えば、図9は、時点t1からハンドル1を中立位置から切り始め、時点t2において終端角度に到達し、その後、終端角度より手前に設定された閾値前後でハンドル1を操作した場合の操舵角θhとモータ電流値Imrの時間変化のイメージを示した図であり、この図を用いてその効果を説明する。図9(A)は第1操舵角閾値θth1と第2操舵角閾値θth2を同じ値(操舵角閾値と表記)とした場合の図で、図9(B)は第1操舵角閾値θth1と第2操舵角閾値θth2を異なる値とした本実施形態の場合の図である。第1操舵角閾値θth1と第2操舵角閾値θth2を同じ値とした場合、図9(A)に示されるように、操舵角θhが操舵角閾値境界で変動すると、それに合わせて操舵状態が端当てON状態と端当てOFF状態に交互に切り替わり、モータ電流値Imrが増減を繰り返すことになる。なお、図9(A)において、説明の便宜上、操舵角θhとモータ電流値Imrは重なるように表示されている。それに対して、第1操舵角閾値θth1と第2操舵角閾値θth2を異なる値とした場合、図9(B)に示されるように、操舵角θhが第1操舵角閾値θth1境界で変動しても(破線参照)、第2操舵角閾値θth2より小さくならなければ、操舵状態は端当てON状態のままであるから、モータ電流値Imrは徐々に減少し、時点t3において0となる(実線参照)。 By obtaining the target steering torque Tref in this way, it is possible to reduce the motor current value Imr in the end reliance ON state and to suppress the hunting phenomenon at the threshold boundary. For example, FIG. 9 shows the steering angle θh when the steering wheel 1 starts to be turned from the neutral position at time t1, reaches the terminal angle at time t2, and then operates the steering wheel 1 around a threshold set before the terminal angle. and the motor current value Imr. The effect will be described using this figure. FIG. 9A shows a case where the first steering angle threshold θth1 and the second steering angle threshold θth2 are set to the same value (referred to as steering angle threshold). FIG. 9B shows the first steering angle threshold θth1 and the second steering angle threshold θth2. It is a figure in the case of this embodiment which set 2 steering angle threshold value (theta)th2 to a different value. When the first steering angle threshold value θth1 and the second steering angle threshold value θth2 are set to the same value, as shown in FIG. The contact ON state and the end contact OFF state are alternately switched, and the motor current value Imr repeats increase and decrease. In addition, in FIG. 9A, for convenience of explanation, the steering angle θh and the motor current value Imr are displayed so as to overlap each other. On the other hand, when the first steering angle threshold θth1 and the second steering angle threshold θth2 are set to different values, the steering angle θh fluctuates at the boundary of the first steering angle threshold θth1 as shown in FIG. 9B. Also (see the dashed line), if the steering angle does not become smaller than the second steering angle threshold θth2, the steering state remains in the end contact ON state, so the motor current value Imr gradually decreases and becomes 0 at time t3 (see the solid line). ).

なお、端当て判定ゲインGeの最小値は0としているが、任意の小さな値を最小値としても良い。また、端当て判定ゲインGeの減少及び増加を一定の割合で直線的に行っているが、端当て判定ゲインGeを単調に減少及び増加するのであれば変化の形状は任意で良く、例えば曲線的に行っても良い。端当て判定ゲインGeの増減をマップや関数に基づいて行っても良い。更には、端当てON状態になったと判定した時点で、端当て判定ゲインGeを0又は任意の小さな値にしても良く、端当てOFF状態になったと判定した時点で、端当て判定ゲインGeを1にしても良い。この場合、目標操舵トルクTrefAに端当て判定ゲインGeを乗算するのではなく、操舵状態Stに応じて、目標操舵トルクTrefAと0又は任意の小さな値をスイッチで切り替えて、目標操舵トルクTrefとして出力するようにしても良い。 Although the minimum value of the end contact determination gain Ge is set to 0, any small value may be set as the minimum value. Further, although the end contact determination gain Ge is linearly decreased and increased at a constant rate, the shape of the change may be arbitrary as long as the end contact determination gain Ge is monotonously decreased and increased. you can go to The end contact determination gain Ge may be increased or decreased based on a map or function. Further, the end contact determination gain Ge may be set to 0 or an arbitrary small value when it is determined that the end contact is ON, and the end contact determination gain Ge is set when it is determined that the end contact is OFF. It can be set to 1. In this case, instead of multiplying the target steering torque TrefA by the end contact determination gain Ge, the target steering torque TrefA and 0 or any small value are switched by a switch according to the steering state St, and output as the target steering torque Tref. You can make it work.

変換部300は、トーションバー2Aのバネ定数Ktの逆数“1/Kt”の特性を有しており、目標操舵トルクTrefを目標捩れ角Δθrefに変換する。 The conversion unit 300 has a characteristic of the reciprocal "1/Kt" of the spring constant Kt of the torsion bar 2A, and converts the target steering torque Tref into the target twist angle Δθref.

捩れ角制御部400は、目標捩れ角Δθref及び捩れ角Δθを入力し、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθrefとなるような電流指令値Imcを演算する。捩れ角Δθを操舵角θhに応じた値に追従するように制御することにより、所望の操舵反力を実現する。 The torsion angle control unit 400 inputs the target torsion angle Δθref and the torsion angle Δθ, and calculates the current command value Imc such that the torsion angle Δθ becomes the target torsion angle Δθref. A desired steering reaction force is realized by controlling the torsion angle Δθ so as to follow a value corresponding to the steering angle θh.

図10は捩れ角制御部400の構成例を示すブロック図であり、捩れ角制御部400は、ゲイン部420、440及び470、積分部450、微分部460、減算部410及び480並びに加算部430を備え、微分先行型PID(比例積分微分)制御(PI-D制御)により、目標捩れ角Δθref及び捩れ角Δθを用いて、電流指令値Imcを演算する。目標捩れ角Δθrefは減算部410に加算入力され、捩れ角Δθは減算部410に減算入力されると共に、微分部460に入力される。 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of the torsion angle control section 400. The torsion angle control section 400 includes gain sections 420, 440 and 470, an integration section 450, a differentiation section 460, subtraction sections 410 and 480, and an addition section 430. and calculates a current command value Imc using a target torsion angle Δθref and a torsion angle Δθ by derivative-preceding PID (proportional-integral-derivative) control (PI-D control). The target twist angle Δθref is added to the subtraction unit 410 , and the twist angle Δθ is subtracted from the subtraction unit 410 and input to the differentiating unit 460 .

減算部410にて目標捩れ角Δθrefと捩れ角Δθの角度偏差dΔθが算出され、角度偏差dΔθはゲイン部420及び440に入力される。ゲイン部420では比例ゲインKpが角度偏差dΔθに乗算され、乗算結果が電流指令値Imc1として加算部430に入力される。ゲイン部440では積分ゲインKiが角度偏差dΔθに乗算され、乗算結果は積分部450に入力されて積分(1/s)され、積分結果が電流指令値Imc2として加算部430に入力される。加算部430では電流指令値Imc1及びImc2が加算され、加算結果である電流指令値Imc3は、減算部480に加算入力される。捩れ角Δθを入力した微分部460は捩れ角Δθを微分(s)し、微分結果はゲイン部470に入力されて微分ゲインKdが乗算され、乗算結果は電流指令値Imc4として減算部480に減算入力される。減算部480では、電流指令値Imc3から電流指令値Imc4が減算され、減算結果が電流指令値Imcとして出力される。 An angle deviation dΔθ between the target twist angle Δθref and the twist angle Δθ is calculated by the subtractor 410 , and the angle deviation dΔθ is input to the gain units 420 and 440 . Gain unit 420 multiplies angle deviation dΔθ by proportional gain Kp, and the multiplication result is input to addition unit 430 as current command value Imc1. The angular deviation dΔθ is multiplied by integral gain Ki in gain section 440, the multiplication result is input to integration section 450 and integrated (1/s), and the integration result is input to addition section 430 as current command value Imc2. The addition unit 430 adds the current command values Imc1 and Imc2, and the current command value Imc3, which is the addition result, is input to the subtraction unit 480 for addition. The differentiating section 460 that receives the torsion angle Δθ differentiates (s) the torsion angle Δθ. The differentiation result is input to the gain section 470 and multiplied by the differentiation gain Kd. is entered. Subtraction unit 480 subtracts current command value Imc4 from current command value Imc3, and outputs the subtraction result as current command value Imc.

なお、捩れ角制御部400での制御はPI-D制御に限られず、目標捩れ角Δθrefに対して捩れ角Δθが追従するように制御するものであれば良く、PI(比例積分)制御、P(比例)制御、PID制御、I-P制御(比例先行型PI制御)、モデルマッチング制御、モデル規範制御等の一般的に用いられる制御でも良い。また、捩れ角制御部400の後段に、電流指令値Imcの最大値を制限するリミッタを設けても良い。 Note that the control by the torsion angle control unit 400 is not limited to PI-D control, and may be controlled so that the torsion angle Δθ follows the target torsion angle Δθref. PI (proportional integral) control, P Commonly used controls such as (proportional) control, PID control, IP control (proportional leading PI control), model matching control, and model reference control may be used. Also, a limiter that limits the maximum value of the current command value Imc may be provided in the subsequent stage of the torsion angle control section 400 .

電流指令値Imcは減算部520に加算入力され、減算部520にて、フィードバックされているモータ電流値Imrとの偏差I1が演算される。電流制御部500は偏差I1を入力し、PI制御等により電流制御を行い、電流制御された電圧制御指令値Vref1を出力する。 The current command value Imc is added to the subtraction unit 520, and the subtraction unit 520 calculates the deviation I1 from the motor current value Imr being fed back. A current control unit 500 inputs the deviation I1, performs current control by PI control or the like, and outputs a current-controlled voltage control command value Vref1.

電圧制御指令値Vref1は反力装置30に送られ、PWM制御部37に入力されてデューティが演算され、PWM制御部37からのPWM信号により、インバータ38を介して反力用モータ31がPWM駆動される。反力用モータ31のモータ電流値Imrはモータ電流検出器39で検出され、反力制御系60の減算部520にフィードバックされる。 The voltage control command value Vref1 is sent to the reaction force device 30, input to the PWM control unit 37, and the duty is calculated. be done. A motor current value Imr of the reaction force motor 31 is detected by the motor current detector 39 and fed back to the subtractor 520 of the reaction force control system 60 .

転舵制御系70は、目標転舵角生成部600、転舵角制御部700、電流制御部800及び減算部810を備え、転舵角θtが目標転舵角θtrefに追従するような制御を行う。目標転舵角生成部600にて操舵角θhに基づいて目標転舵角θtrefが生成され、目標転舵角θtrefは転舵角θtと共に転舵角制御部700に入力され、転舵角制御部700にて、転舵角θtが目標転舵角θtrefとなるような電流指令値Imctが演算される。そして、電流指令値Imctとモータ電流検出器49で検出される転舵用モータ41の電流値(モータ電流値)Imdの偏差I2(=Imct-Imd)が減算部810で算出され、偏差I2に基づいて電流制御部800にて電圧制御指令値Vref2が求められる。転舵装置40では、電圧制御指令値Vref2に基づいて、PWM制御部47及びインバータ48を介して転舵用モータ41が駆動制御される。 The steering control system 70 includes a target steering angle generator 600, a steering angle controller 700, a current controller 800, and a subtractor 810, and controls the steering angle θt to follow the target steering angle θtref. conduct. A target turning angle θtref is generated based on the steering angle θh in the target turning angle generation unit 600, and the target turning angle θtref is input to the turning angle control unit 700 together with the turning angle θt. At 700, a current command value Imct is calculated so that the steering angle θt becomes the target steering angle θtref. Then, a deviation I2 (=Imct-Imd) between the current command value Imct and the current value (motor current value) Imd of the steering motor 41 detected by the motor current detector 49 is calculated by the subtractor 810. Based on this, voltage control command value Vref2 is obtained in current control unit 800 . In the steering device 40, the driving of the steering motor 41 is controlled via the PWM control section 47 and the inverter 48 based on the voltage control command value Vref2.

目標転舵角生成部600の構成例を図11に示す。目標転舵角生成部600は、制限部610、レート制限部620及び補正部630を備える。 FIG. 11 shows a configuration example of the target turning angle generator 600. As shown in FIG. The target steering angle generator 600 includes a limiter 610 , a rate limiter 620 and a corrector 630 .

制限部610は、操舵角θhの上下限値を制限して、操舵角θh1を出力する。操舵角θhの上下限値を制限することにより、ハードウェアエラー等によるRAMのデータ化けや通信異常等の影響で操舵角θhが異常値となった場合に、異常な値の出力を抑える。図12に示されるように、操舵角に対する上限値及び下限値を予め設定し、入力する操舵角θhが、上限値以上の場合は上限値を、下限値以下の場合は下限値を、それ以外の場合は操舵角θhを、操舵角θh1として出力する。なお、操舵角が異常値とならない場合や、他の手段で異常な値の出力を抑える場合等では制限部610は省略可能である。 Limiting unit 610 limits the upper and lower limits of steering angle θh and outputs steering angle θh1. By limiting the upper and lower limits of the steering angle .theta.h, output of an abnormal value is suppressed when the steering angle .theta.h becomes an abnormal value due to data corruption in the RAM due to a hardware error or the like, a communication error, or the like. As shown in FIG. 12, an upper limit value and a lower limit value for the steering angle are set in advance. , the steering angle θh is output as the steering angle θh1. Note that the limiting unit 610 can be omitted when the steering angle does not become an abnormal value or when suppressing the output of an abnormal value by other means.

レート制限部620は、非常に急激な操舵が行われた場合、又は、上記のように操舵角が異常値になった場合に、操舵角の急変を防止するために、操舵角θh1の変化量に対して制限値を設定して制限をかけて、操舵角θh2を出力する。例えば、1サンプル前の操舵角θh1からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値(制限値)より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、操舵角θh1を加減算し、操舵角θh2として出力し、制限値以下の場合は、操舵角θh1をそのまま操舵角θh2として出力する。操舵角θh1の変化量に対して制限をかけることにより、目標転舵角の急変を防止し、車両の不安定挙動を抑制する。なお、変化量の絶対値に対して制限値を設定するのではなく、変化量に対して上限値及び下限値を設定して制限をかけるようにしても良く、変化量ではなく変化率や差分率に対して制限をかけるようにしても良い。また、操舵角が急変しない場合や、他の手段で急変を回避する場合等ではレート制限部620は省略可能である。 Rate limiter 620 controls the amount of change in steering angle θh1 in order to prevent a sudden change in the steering angle when the steering is performed very abruptly or when the steering angle becomes an abnormal value as described above. A limit value is set for , and the steering angle θh2 is output. For example, if the amount of change is the difference from the steering angle θh1 one sample before, and the absolute value of the amount of change is greater than a predetermined value (limit value), the steering angle The steering angle .theta.h2 is output by adding or subtracting .theta.h1. If the steering angle .theta.h2 is equal to or less than the limit value, the steering angle .theta.h1 is directly output as the steering angle .theta.h2. By limiting the amount of change in the steering angle θh1, sudden changes in the target steering angle are prevented and unstable behavior of the vehicle is suppressed. Instead of setting a limit value for the absolute value of the amount of change, an upper limit value and a lower limit value may be set for the amount of change to limit the amount of change. You may make it restrict|limit with respect to a rate. Also, the rate limiter 620 can be omitted if the steering angle does not change suddenly or if the sudden change is avoided by other means.

補正部630は、操舵角θh2を補正して、目標転舵角θtrefを出力する。例えば、目標操舵トルク生成部100内の基本マップ部110のように、操舵角θh2の大きさ|θh2|に対する目標転舵角θtrefの特性を定義したマップを用いて、操舵角θh2より目標転舵角θtrefを求める。或いは、単純に、操舵角θh2に所定のゲインを乗算することにより、目標転舵角θtrefを求めるようにしても良い。 Correction unit 630 corrects steering angle θh2 and outputs target steering angle θtref. For example, using a map such as the basic map section 110 in the target steering torque generation section 100 that defines the characteristic of the target steering angle θtref with respect to the magnitude |θh2| of the steering angle θh2, the target steering angle Find the angle θtref. Alternatively, the target steering angle θtref may be obtained simply by multiplying the steering angle θh2 by a predetermined gain.

転舵角制御部700は、捩れ角制御部400と同様の構成及び動作で、PI-D制御により、目標転舵角θtref及び転舵角θtを用いて、目標転舵角θtrefに転舵角θtが追従するような電流指令値Imctを演算する。 The steering angle control unit 700 has the same configuration and operation as the torsion angle control unit 400, and uses the target steering angle θtref and the steering angle θt to obtain the target steering angle θtref by PI-D control. A current command value Imct that θt follows is calculated.

減算部810、電流制御部800、PWM制御部47、インバータ48及びモータ電流検出器49は、それぞれ減算部520、電流制御部500、PWM制御部37、インバータ38及びモータ電流検出器39と同様な構成で同様な動作を行う。 Subtractor 810, current controller 800, PWM controller 47, inverter 48, and motor current detector 49 are similar to subtractor 520, current controller 500, PWM controller 37, inverter 38, and motor current detector 39, respectively. Do the same with configuration.

このような構成において、本実施形態の動作例を図13~図16のフローチャートを参照して説明する。 In such a configuration, an operation example of this embodiment will be described with reference to the flow charts of FIGS. 13 to 16. FIG.

動作を開始すると、操舵角θh、車速Vs、捩れ角Δθ及び転舵角θtが検出又は算出され(ステップS10)、操舵角θhは目標操舵トルク生成部100、端当て判定部200及び目標転舵角生成部600に、車速Vsは目標操舵トルク生成部100に、捩れ角Δθは捩れ角制御部400に、転舵角θtは転舵角制御部700にそれぞれ入力される。 When the operation is started, the steering angle θh, vehicle speed Vs, torsion angle Δθ, and turning angle θt are detected or calculated (step S10), and the steering angle θh is calculated by the target steering torque generation unit 100, the end contact determination unit 200, and the target turning angle θh. The vehicle speed Vs is input to the target steering torque generator 100, the twist angle Δθ is input to the twist angle controller 400, and the steering angle θt is input to the steering angle controller 700, respectively.

操舵角θh及び車速Vsを入力した目標操舵トルク生成部100は、目標操舵トルクTrefAを生成する(ステップS20)。目標操舵トルク生成部100の動作例については、図14のフローチャートを参照して説明する。 The target steering torque generator 100, which receives the steering angle θh and the vehicle speed Vs, generates a target steering torque TrefA (step S20). An example of the operation of the target steering torque generator 100 will be described with reference to the flowchart of FIG.

目標操舵トルク生成部100に入力された操舵角θhは基本マップ部110及び微分部120に、車速Vsは基本マップ部110及びダンパゲイン部130にそれぞれ入力される(ステップS21)。 The steering angle θh inputted to the target steering torque generating section 100 is inputted to the basic map section 110 and the differentiating section 120, and the vehicle speed Vs is inputted to the basic map section 110 and the damper gain section 130 (step S21).

基本マップ部110は、図5(A)又は(B)に示される基本マップを用いて、操舵角θh及び車速Vsに応じたトルク信号Tref_aを生成して、加算部150に出力する(ステップS22)。 The basic map unit 110 uses the basic map shown in FIG. 5A or 5B to generate a torque signal Tref_a corresponding to the steering angle θh and the vehicle speed Vs, and outputs the torque signal Tref_a to the addition unit 150 (step S22). ).

微分部120は操舵角θhを微分して舵角速度ωh1を出力し(ステップS23)、ダンパゲイン部130は図6に示されるダンパゲインマップを用いて車速Vsに応じたダンパゲインDを出力し(ステップS24)、乗算部140は舵角速度ωh1及びダンパゲインDを乗算してトルク信号Tref_bを演算し、加算部150に出力する(ステップS25)。そして、加算部150にてトルク信号Tref_a及びTref_bが加算され、目標操舵トルクTrefAが演算される(ステップS26)。 The differentiating section 120 differentiates the steering angle θh to output the steering angular velocity ωh1 (step S23), and the damper gain section 130 outputs the damper gain DG according to the vehicle speed Vs using the damper gain map shown in FIG. 6 (step S24), the multiplier 140 multiplies the steering angular velocity ωh1 and the damper gain DG to calculate the torque signal Tref_b, and outputs it to the adder 150 (step S25). Then, the addition unit 150 adds the torque signals Tref_a and Tref_b to calculate the target steering torque TrefA (step S26).

操舵角θhを入力した端当て判定部200は、端当て判定ゲインGeを求める(ステップS30)。端当て判定部200の動作例については、図15のフローチャートを参照して説明する。なお、操舵状態判定部210が出力する操舵状態Stの初期値は「端当てOFF状態」であり、ゲイン演算部220で使用する直前端当て判定ゲインGepには、予め初期値として1が設定されている。 After inputting the steering angle θh, the end contact determination section 200 obtains the end contact determination gain Ge (step S30). An operation example of the end contact determination unit 200 will be described with reference to the flowchart of FIG. 15 . The initial value of the steering state St output by the steering state determination unit 210 is the “end contact OFF state”, and the immediately preceding end contact determination gain Gep used in the gain calculation unit 220 is set to 1 in advance as an initial value. ing.

端当て判定部200に入力された操舵角θhは操舵状態判定部210に入力される(ステップS31)。 The steering angle θh input to the end contact determining section 200 is input to the steering state determining section 210 (step S31).

操舵状態判定部210は、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上の場合(ステップS32)、操舵状態Stが端当てON状態になったと判定し、操舵状態Stを「端当てON状態」とする(ステップS33)。操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1より小さい場合(ステップS32)、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さいか調べる(ステップS34)。そして、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい場合、操舵状態Stが端当てOFF状態になったと判定し、操舵状態Stを「端当てOFF状態」とし(ステップS35)、そうではない場合、操舵状態Stは変更せずにそのままとする。操舵状態判定部210は、操舵状態Stをゲイン演算部220に出力する(ステップS36)。 of the steering angle θh is greater than or equal to the first steering angle threshold value θth1 (step S32), the steering state determination unit 210 determines that the steering state St is in the end contact ON state, and sets the steering state St to " end contact ON state" (step S33). If the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the first steering angle threshold θth1 (step S32), it is checked whether the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold θth2 (step S34). When the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold value θth2, it is determined that the steering state St is in the end contact OFF state, and the steering state St is set to the “end contact OFF state” (step S35). ), otherwise the steering state St remains unchanged. The steering state determination unit 210 outputs the steering state St to the gain calculation unit 220 (step S36).

ゲイン演算部220は、操舵状態Stが「端当てON状態」の場合(ステップS37)、端当て判定ゲインGeを、直前端当て判定ゲインGepから一定の値FR1を減算した値とし(ステップS38)、端当て判定ゲインGeが0以下ならば(ステップS39)、端当て判定ゲインGeを0とする(ステップS40)。操舵状態Stが「端当てOFF状態」の場合(ステップS37)、端当て判定ゲインGeを、直前端当て判定ゲインGepに一定の値FR2を加算した値とし(ステップS41)、端当て判定ゲインGeが1以上ならば(ステップS42)、端当て判定ゲインGeを1とする(ステップS43)。そして、直前端当て判定ゲインGepを新たに求めた端当て判定ゲインGeに更新し(ステップS44)、端当て判定ゲインGeを乗算部510に出力する(ステップS45)。 When the steering state St is in the "end contact ON state" (step S37), the gain calculator 220 sets the end contact determination gain Ge to a value obtained by subtracting a constant value FR1 from the immediately preceding end contact determination gain Gep (step S38). If the end contact determination gain Ge is 0 or less (step S39), the end contact determination gain Ge is set to 0 (step S40). When the steering state St is the "end contact OFF state" (step S37), the end contact determination gain Ge is set to a value obtained by adding a constant value FR2 to the immediately preceding end contact determination gain Gep (step S41). is 1 or more (step S42), the end contact determination gain Ge is set to 1 (step S43). Then, the immediately preceding end contact determination gain Gep is updated to the newly obtained end contact determination gain Ge (step S44), and the end contact determination gain Ge is output to the multiplier 510 (step S45).

乗算部510において目標操舵トルクTrefAに端当て判定ゲインGeが乗算され(ステップS50)、乗算結果が目標操舵トルクTrefとして変換部300に出力される。 Target steering torque TrefA is multiplied by end contact determination gain Ge in multiplication section 510 (step S50), and the multiplication result is output to conversion section 300 as target steering torque Tref.

変換部300は、目標操舵トルクTrefを目標捩れ角Δθrefに変換し(ステップS60)、目標捩れ角Δθrefは捩れ角制御部400に入力される。 Conversion unit 300 converts target steering torque Tref into target twist angle Δθref (step S 60 ), and target twist angle Δθref is input to twist angle control unit 400 .

捩れ角制御部400は、目標捩れ角Δθrefと共に捩れ角Δθを入力し、図10に示される構成によりPI-D制御を行い、電流指令値Imcを演算する(ステップS70)。 The torsion angle control unit 400 inputs the torsion angle Δθ together with the target torsion angle Δθref, performs PI-D control according to the configuration shown in FIG. 10, and calculates the current command value Imc (step S70).

電流指令値Imcは減算部520に加算入力され、モータ電流検出器39で検出されたモータ電流値Imrとの偏差I1が減算部520で算出される(ステップS80)。偏差I1は電流制御部500に入力され、電流制御部500は電流制御により電圧制御指令値Vref1を算出する(ステップS90)。その後、電圧制御指令値Vref1に基づいて、PWM制御部37及びインバータ38を介して、反力用モータ31が駆動制御される(ステップS100)。 The current command value Imc is added to the subtractor 520, and the deviation I1 from the motor current value Imr detected by the motor current detector 39 is calculated by the subtractor 520 (step S80). The deviation I1 is input to the current control unit 500, and the current control unit 500 calculates the voltage control command value Vref1 by current control (step S90). After that, based on the voltage control command value Vref1, the reaction force motor 31 is driven and controlled via the PWM control section 37 and the inverter 38 (step S100).

一方、操舵角θhを入力した目標転舵角生成部600は、目標転舵角θtrefを生成する(ステップS110)。目標転舵角生成部600の動作例については、図16のフローチャートを参照して説明する。 On the other hand, the target turning angle generator 600, which receives the steering angle θh, generates a target turning angle θtref (step S110). An example of the operation of the target steering angle generator 600 will be described with reference to the flowchart of FIG.

目標転舵角生成部600に入力された操舵角θhは制限部610に入力される。制限部610は、予め設定された上限値及び下限値により操舵角θhの上下限値を制限し(ステップS111)、操舵角θh1としてレート制限部620に出力する。レート制限部620は、予め設定された制限値により操舵角θh1の変化量に対して制限をかけ(ステップS112)、操舵角θh2として補正部630に出力する。補正部630は、操舵角θh2を補正して目標転舵角θtrefを求める(ステップS113)。目標転舵角θtrefは転舵角制御部700に入力される。 The steering angle θh input to the target steering angle generation section 600 is input to the limit section 610 . Limiting unit 610 limits the upper and lower limits of steering angle θh using preset upper and lower limits (step S111), and outputs the result to rate limiting unit 620 as steering angle θh1. Rate limiter 620 limits the amount of change in steering angle θh1 by a preset limit value (step S112), and outputs the result to correction unit 630 as steering angle θh2. The correction unit 630 corrects the steering angle θh2 to obtain the target turning angle θtref (step S113). The target steering angle θtref is input to the steering angle control section 700 .

転舵角制御部700は、目標転舵角θtrefと共に転舵角θtを入力し、PI-D制御により電流指令値Imctを求める(ステップS120)。 The turning angle control unit 700 inputs the turning angle θt together with the target turning angle θtref, and obtains the current command value Imct by PI-D control (step S120).

電流指令値Imctは減算部810に加算入力され、モータ電流検出器49で検出されたモータ電流値Imdとの偏差I2が減算部810で算出される(ステップS130)。偏差I2は電流制御部800に入力され、電流制御部800は電流制御により電圧制御指令値Vref2を算出する(ステップS140)。その後、電圧制御指令値Vref2に基づいて、PWM制御部47及びインバータ48を介して、転舵用モータ41が駆動制御される(ステップS150)。 The current command value Imct is added to the subtractor 810, and the deviation I2 from the motor current value Imd detected by the motor current detector 49 is calculated by the subtractor 810 (step S130). Deviation I2 is input to current control section 800, and current control section 800 calculates voltage control command value Vref2 by current control (step S140). After that, based on the voltage control command value Vref2, the driving of the steering motor 41 is controlled via the PWM control section 47 and the inverter 48 (step S150).

なお、図13~図16におけるデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。 Note that the order of data input and calculation in FIGS. 13 to 16 can be changed as appropriate.

上述の動作例において、操舵状態判定部210が、端当て判定を行う時点での操舵状態Stに応じて、実施する判定(端当てON判定、端当てOFF判定)を選択するようにしても良い。即ち、端当てON判定は操舵状態Stが端当てOFF状態のときのみに行ない、端当てOFF判定は操舵状態Stが端当てON状態のときのみに行うようにする。この場合の操舵状態判定部の動作は、図15に示されるフローチャート中のステップS32~S35の動作が異なることになる。即ち、図17に示されるように、操舵状態判定部は、操舵角θh入力後、操舵状態Stを確認する(ステップS31A)。操舵状態Stが「端当てOFF状態」の場合、端当てON判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上の場合(ステップS32)、操舵状態Stを「端当てON状態」とし(ステップS33)、そうではない場合、操舵状態Stはそのままとする。操舵状態Stが「端当てON状態」の場合、端当てOFF判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい場合(ステップS34)、操舵状態Stを「端当てOFF状態」とし(ステップS35)、そうではない場合、操舵状態Stはそのままとする。その後、ステップS36へと続く。 In the above operation example, the steering state determination unit 210 may select the determination to be performed (end reliance ON determination, end reliance OFF determination) according to the steering state St at the time of performing the end reliance determination. . That is, the end contact ON determination is performed only when the steering state St is the end contact OFF state, and the end contact OFF determination is performed only when the steering state St is the end contact ON state. The operation of the steering state determination section in this case differs from that of steps S32 to S35 in the flow chart shown in FIG. That is, as shown in FIG. 17, the steering state determination unit confirms the steering state St after the steering angle θh is input (step S31A). If the steering state St is the “end contact OFF state”, the end contact ON determination is performed, and if the magnitude of the steering angle θh |θh| If not, the steering state St remains unchanged. If the steering state St is the “end contact ON state”, the end contact OFF determination is performed, and if the magnitude of the steering angle θh |θh| If not, the steering state St remains unchanged. After that, it continues to step S36.

また、ゲイン演算部220において、ステップS38~S40の動作を、端当て判定ゲインGeが0になっている場合は実施しないようにしても良い。同様に、ステップS41~S43の動作を、端当て判定ゲインGeが1になっている場合は実施しないようにしても良い。 Further, in the gain calculation unit 220, the operations of steps S38 to S40 may not be performed when the end contact determination gain Ge is zero. Similarly, the operations of steps S41 to S43 may not be performed when the end contact determination gain Ge is 1.

上述の実施形態において、目標操舵トルク生成部100はダンパゲイン部130を備えるが、ダンパゲインによる効果を別の手段で実現する場合や、演算量削減を重視する場合等では、ダンパゲイン部130を削減しても良い。この場合、微分部120、乗算部140及び加算部150も削減可能となる。目標操舵トルク生成部100に関しては、操舵角に基づいた構成であるならば、上述の構成に限られない。 In the above-described embodiment, the target steering torque generation unit 100 includes the damper gain unit 130. However, the damper gain unit 130 may be omitted when the effect of the damper gain is realized by other means or when emphasis is placed on reducing the amount of calculation. Also good. In this case, the differentiating section 120, the multiplying section 140 and the adding section 150 can also be eliminated. The target steering torque generating section 100 is not limited to the above configuration as long as it is based on the steering angle.

また、上述の実施形態では、端当てON状態において、目標操舵トルクに端当て判定ゲインを乗算することにより目標操舵トルクの大きさを小さくしているが、経時的に増加する量を減算していく等、他の方法で目標操舵トルクの大きさを小さくしても良い。同様に、端当てOFF状態において、目標操舵トルクに端当て判定ゲインを乗算することにより目標操舵トルクの大きさを大きくしているが、経時的に増加する量を加算していく等、他の方法で目標操舵トルクの大きさを大きくしても良い。 In the above-described embodiment, the target steering torque is reduced by multiplying the target steering torque by the end reliance determination gain in the end reliance ON state. Alternatively, the target steering torque may be reduced by other methods. Similarly, in the end contact OFF state, the magnitude of the target steering torque is increased by multiplying the target steering torque by the end contact determination gain. The magnitude of the target steering torque may be increased by the method.

本発明の他の実施の形態について説明する。なお、以降の各実施形態において、既出の他の実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明の一部又は全てを省略する。 Another embodiment of the present invention will be described. In addition, in each subsequent embodiment, the same code|symbol is attached|subjected to the same structure as other embodiment of existing appearance, and a part or all of the description is abbreviate|omitted.

第1実施形態での端当て判定部200内の操舵状態判定部210は、操舵関連情報として操舵角を用いて、端当て判定を行っているが、操舵関連情報として舵角速度を加え、操舵角及び舵角速度を用いて、端当て判定を行うことができる。操舵終端での舵角速度は略0であり、操舵終端近辺での舵角速度も微小であるから、端当て判定に舵角速度を加えることにより、より実態に則した端当て判定を行うことができる。 The steering state determination unit 210 in the end-reliance determination unit 200 in the first embodiment uses the steering angle as the steering-related information to perform end-reliance determination. And the steering angular velocity can be used to determine the end contact. The steering angular velocity at the steering end is approximately 0, and the steering angular velocity near the steering end is also very small. Therefore, by adding the steering angular velocity to the end reliance determination, it is possible to perform end reliance determination in accordance with the actual situation.

上述に対応した端当て判定部の構成例(第2実施形態)を図18に示す。第2実施形態での端当て判定部200Aでは、図7に示される第1実施形態での端当て判定部200と比べると、操舵状態判定部210が操舵状態判定部210Aに代わっており、操舵状態判定部210Aには、操舵角θhの他に、舵角速度ωh2が入力されている。 FIG. 18 shows a configuration example (second embodiment) of the end contact determination section corresponding to the above. In the end reliance determination section 200A in the second embodiment, compared with the end reliance determination section 200 in the first embodiment shown in FIG. In addition to the steering angle θh, the steering angular velocity ωh2 is input to the state determination section 210A.

舵角速度ωh2は、反力制御系に新たに追加される微分部900にて、操舵角θhを微分することにより算出される。舵角速度ωh2の代わりに、目標操舵トルク生成部100内の微分部120で算出される舵角速度ωh1を使用しても良い。この場合、微分部900は不要となる。 The steering angular velocity ωh2 is calculated by differentiating the steering angle θh in a differentiating section 900 newly added to the reaction force control system. The steering angular velocity ωh1 calculated by the differentiating section 120 in the target steering torque generating section 100 may be used instead of the steering angular velocity ωh2. In this case, the differentiation section 900 becomes unnecessary.

操舵状態判定部210Aは、操舵角θh及び舵角速度ωh2を用いて、端当て判定を行う。 The steering state determination unit 210A uses the steering angle θh and the steering angular velocity ωh2 to perform end contact determination.

端当てON判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が予め設定された所定の閾値(第1舵角速度閾値)ωth1以下の場合、操舵状態Stが端当てON状態になったとして、「操舵状態St=端当てON状態」とする。第1舵角速度閾値ωth1として、例えば2deg/秒を使用する。 is equal to or greater than the first steering angle threshold value θth1, and the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 is a predetermined threshold value (first steering angular velocity threshold value). ) When ωth1 or less, it is assumed that the steering state St is in the end reliance ON state, and “steering state St = end reliance ON state” is set. For example, 2 deg/sec is used as the first steering angular velocity threshold ωth1.

端当てOFF判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が予め設定された所定の閾値(第2舵角速度閾値)ωth2より大きい場合、操舵状態Stが端当てOFF状態になったとして、「操舵状態St=端当てOFF状態」とする。第2舵角速度閾値ωth2は、端当てON判定において操舵状態Stが端当てON状態になったと判定されない舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|の範囲、即ち第1舵角速度閾値ωth1より大きい範囲に設定される。つまり、第2舵角速度閾値ωth2は第1舵角速度閾値ωth1より大きい値に設定される。例えば、第2舵角速度閾値ωth2として、5deg/秒を使用する。 is smaller than the second steering angle threshold value θth2, or the magnitude |ωh2| of the steering angle speed ωh2 is a predetermined threshold (second steering speed threshold ), if it is larger than ωth2, it is assumed that the steering state St is in the end reliance OFF state, and "steering state St = end reliance OFF state" is set. The second steering angular velocity threshold ωth2 is set within a range of the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 in which it is not determined that the steering state St is in the ON state of the end reliance in the reliance ON determination, that is, in a range larger than the first steering angular velocity threshold ωth1. be done. That is, the second steering angular velocity threshold ωth2 is set to a value larger than the first steering angular velocity threshold ωth1. For example, 5 deg/sec is used as the second steering angular velocity threshold ωth2.

操舵状態判定部210Aは、操舵状態判定部210と同様の手順で、端当て判定を行う。即ち、まず、端当てON判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第1舵角速度閾値ωth1以下の場合、「操舵状態St=端当てON状態」とし、そうではない場合、端当てOFF判定を行う。そして、端当てOFF判定にて操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第2舵角速度閾値ωth2より大きい場合、「操舵状態St=端当てOFF状態」とし、そうではない場合、操舵状態Stは変更しない。 210 A of steering state determination parts are the same procedures as the steering state determination part 210, and perform an edge reliance determination. That is, first, the end contact ON determination is performed, and the magnitude |θh| of the steering angle θh is equal to or greater than the first steering angle threshold θth1 and the magnitude |ωh2| If not, "steering state St = end contact ON state" is set, and if not, end contact OFF determination is performed. If the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold θth2 or the magnitude |ωh2| Steering state St=end contact OFF state", otherwise, the steering state St is not changed.

第2実施形態の動作は、第1実施形態の動作と比べると、微分部900での舵角速度ωh2算出の動作が加わり、操舵状態判定部の動作が上述のように変わるだけで、他の動作は同じである。 The operation of the second embodiment differs from the operation of the first embodiment by adding the operation of calculating the steering angular velocity ωh2 in the differentiating section 900, and changing the operation of the steering state determining section as described above. are the same.

操舵関連情報として、操舵角及び舵角速度に加えて、操舵トルクを用いて、端当て判定を行うことができる。端当てON状態で更に運転者がハンドルを切ろうとすると、操舵トルクが大きくなるので、端当て判定に操舵トルクを加えることにより、より的確に端当て判定を行うことができる。 As the steering-related information, in addition to the steering angle and the steering angular velocity, the steering torque can be used to perform the end-reliance determination. If the driver tries to further turn the steering wheel in the end reliance ON state, the steering torque increases. Therefore, by adding the steering torque to the reliance determination, the end reliance determination can be performed more accurately.

上述に対応した端当て判定部の構成例(第3実施形態)を図19に示す。第3実施形態での端当て判定部200Bでは、図18に示される第2実施形態での端当て判定部200Aと比べると、操舵状態判定部210Aが操舵状態判定部210Bに代わっており、操舵状態判定部210Bには、操舵角θh及び舵角速度ωh2の他に、操舵トルクThが入力されている。 FIG. 19 shows a configuration example (third embodiment) of the end contact determination section corresponding to the above. In the end contact determination section 200B of the third embodiment, compared with the end contact determination section 200A of the second embodiment shown in FIG. In addition to the steering angle θh and the steering angular velocity ωh2, the steering torque Th is input to the state determination section 210B.

操舵トルクThは、コラム軸2にトルクセンサを設け、そのトルクセンサが検出するようにしても良いし、捩れ角Δθにトーションバー2Aのバネ定数Ktを乗算して求めても良い。 The steering torque Th may be detected by a torque sensor provided on the column shaft 2, or may be obtained by multiplying the torsion angle Δθ by the spring constant Kt of the torsion bar 2A.

操舵状態判定部210Bは、操舵角θh、舵角速度ωh2及び操舵トルクThを用いて、端当て判定を行う。 The steering state determination unit 210B uses the steering angle θh, the steering angular velocity ωh2, and the steering torque Th to perform end-reliance determination.

端当てON判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第1舵角速度閾値ωth1以下で、且つ、操舵トルクThの大きさ|Th|が予め設定された所定の閾値(第1操舵トルク閾値)Tth1以上の場合、操舵状態Stが端当てON状態になったとして、「操舵状態St=端当てON状態」とする。第1操舵トルク閾値Tth1として、例えば操舵トルクThの最大値の30%の値を使用する。 is equal to or greater than the first steering angle threshold value .theta.th1, the magnitude |.omega.h2| of the steering angle speed .omega.h2 is equal to or less than the first steering angle speed threshold value .omega.th1, and the steering torque When the magnitude |Th| of Th is equal to or greater than a predetermined threshold value (first steering torque threshold value) Tth1 set in advance, it is assumed that the steering state St is in the end contact ON state, and "steering state St = end contact ON state". and As the first steering torque threshold Tth1, for example, a value of 30% of the maximum value of the steering torque Th is used.

端当てOFF判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第2舵角速度閾値ωth2より大きい、又は、操舵トルクThの大きさ|Th|が予め設定された所定の閾値(第2操舵トルク閾値)Tth2より小さい場合、操舵状態Stが端当てOFF状態になったとして、「操舵状態St=端当てOFF状態」とする。第2操舵トルク閾値Tth2は、端当てON判定において操舵状態Stが端当てON状態になったと判定されない操舵トルクThの大きさ|Th|の範囲、即ち第1操舵トルク閾値Tth1より小さい範囲に設定される。つまり、第2操舵トルク閾値Tth2は第1操舵トルク閾値Tth1より小さい値に設定される。例えば、第2操舵トルク閾値Tth2として、操舵トルクThの最大値の15%の値を使用する。 is smaller than the second steering angle threshold value θth2, or is larger than the second steering angular speed threshold value ωth2, or is greater than the second steering angular speed threshold value ωth2. When the magnitude of Th |Th| is smaller than a predetermined threshold value (second steering torque threshold value) Tth2 set in advance, it is assumed that the steering state St is in the end contact OFF state, and "steering state St = end contact OFF state". and The second steering torque threshold Tth2 is set to a range of the magnitude |Th| of the steering torque Th in which the steering state St is not determined to be in the end reliance ON state in the reliance ON determination, that is, a range smaller than the first steering torque threshold Tth1. be done. That is, the second steering torque threshold Tth2 is set to a value smaller than the first steering torque threshold Tth1. For example, a value of 15% of the maximum value of the steering torque Th is used as the second steering torque threshold Tth2.

操舵状態判定部210Bは、操舵状態判定部210Aと同様の手順で、端当て判定を行う。即ち、まず、端当てON判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第1舵角速度閾値ωth1以下で、且つ、操舵トルクThの大きさ|Th|が第1操舵トルク閾値Tth1以上の場合、「操舵状態St=端当てON状態」とし、そうではない場合、端当てOFF判定を行う。そして、端当てOFF判定にて操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第2舵角速度閾値ωth2より大きい、又は、操舵トルクThの大きさ|Th|が第2操舵トルク閾値Tth2より小さい場合、「操舵状態St=端当てOFF状態」とし、そうではない場合、操舵状態Stは変更しない。 The steering state determination section 210B performs end contact determination in the same procedure as the steering state determination section 210A. That is, first, the end contact ON determination is performed, and the magnitude |θh| of the steering angle θh is equal to or greater than the first steering angle threshold θth1 and the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 is equal to or less than the first steering angular velocity threshold ωth1. of the steering torque Th is greater than or equal to the first steering torque threshold value Tth1, the "steering state St=end reliance ON state" is determined; otherwise, reliance OFF determination is performed. Then, the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold θth2, or the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 is larger than the second steering angular velocity threshold ωth2, or When the magnitude |Th| of the steering torque Th is smaller than the second steering torque threshold value Tth2, the steering state St is set to "the end contact OFF state", and otherwise, the steering state St is not changed.

第3実施形態の動作は、第2実施形態の動作と比べると、操舵トルクThの検出又は算出の動作が加わり、操舵状態判定部の動作が上述のように変わるだけで、他の動作は同じである。 Compared to the operation of the second embodiment, the operation of the third embodiment is the same except that the operation of detecting or calculating the steering torque Th is added and the operation of the steering state determination unit is changed as described above. is.

操舵関連情報として、操舵角、舵角速度及び操舵トルクに加えて、モータ電流値を用いて、端当て判定を行うことができる。端当てON状態において最終的に減少させたい反力用モータ41のモータ電流値Imrを端当て判定に用いることにより、効果に直結した、より適切な端当て判定を行うことができる。 As the steering-related information, in addition to the steering angle, the steering angular velocity, and the steering torque, the motor current value can be used to perform end-reliance determination. By using the motor current value Imr of the reaction force motor 41 to be finally reduced in the end reliance ON state for the reliance determination, more appropriate end reliance determination directly linked to the effect can be performed.

上述に対応した端当て判定部の構成例(第4実施形態)を図20に示す。第4実施形態での端当て判定部200Cでは、図19に示される第3実施形態での端当て判定部200Bと比べると、操舵状態判定部210Bが操舵状態判定部210Cに代わっており、操舵状態判定部210Cには、操舵角θh、舵角速度ωh2及び操舵トルクThの他に、モータ電流値Imrが入力されている。 FIG. 20 shows a configuration example (fourth embodiment) of the end contact determination section corresponding to the above. In the end contact determination section 200C of the fourth embodiment, compared with the end contact determination section 200B of the third embodiment shown in FIG. In addition to the steering angle θh, the steering angular velocity ωh2, and the steering torque Th, the motor current value Imr is input to the state determination unit 210C.

モータ電流検出器39で検出されるモータ電流値Imrは、減算部520に減算入力されると共に、操舵状態判定部210Cに入力される。 The motor current value Imr detected by the motor current detector 39 is subtracted and input to the subtractor 520 and also input to the steering state determination section 210C.

操舵状態判定部210Cは、操舵角θh、舵角速度ωh2、操舵トルクTh及びモータ電流値Imrを用いて、端当て判定を行う。 210 C of steering state determination parts perform end reliance determination using steering angle (theta)h, steering angular velocity (omega)h2, steering torque Th, and motor electric current value Imr.

端当てON判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第1舵角速度閾値ωth1以下で、且つ、操舵トルクThの大きさ|Th|が第1操舵トルク閾値Tth1以上で、且つ、モータ電流値Imrが予め設定された所定の閾値(第1電流閾値)Ith1以上の場合、操舵状態Stが端当てON状態になったとして、「操舵状態St=端当てON状態」とする。第1電流閾値Ith1として、例えばモータ電流値Imrの最大値の30%の値を使用する。 is equal to or greater than the first steering angle threshold value .theta.th1, the magnitude |.omega.h2| of the steering angle speed .omega.h2 is equal to or less than the first steering angle speed threshold value .omega.th1, and the steering torque is greater than or equal to the first steering torque threshold value Tth1 and the motor current value Imr is greater than or equal to a predetermined threshold value (first current threshold value) Ith1 set in advance, the steering state St is the end contact ON state. Then, it is assumed that "steering state St = end contact ON state". As the first current threshold value Ith1, for example, a value of 30% of the maximum value of the motor current value Imr is used.

端当てOFF判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第2舵角速度閾値ωth2より大きい、又は、操舵トルクThの大きさ|Th|が第2操舵トルク閾値Tth2より小さい、又は、モータ電流値Imrが予め設定された所定の閾値(第2電流閾値)Ith2より小さい場合、操舵状態Stが端当てOFF状態になったとして、「操舵状態St=端当てOFF状態」とする。第2電流閾値Ith2は、端当てON判定において操舵状態Stが端当てON状態になったと判定されないモータ電流値Imrの範囲、即ち第1電流閾値Ith1より小さい範囲に設定される。つまり、第2電流閾値Ith2は第1電流閾値Ith1より小さい値に設定される。例えば、第2電流閾値Ith2として、モータ電流値Imrの最大値の15%の値を使用する。 is smaller than the second steering angle threshold value θth2, or is larger than the second steering angular speed threshold value ωth2, or is greater than the second steering angular speed threshold value ωth2. is smaller than the second steering torque threshold value Tth2, or the motor current value Imr is smaller than a preset threshold value (second current threshold value) Ith2, the steering state St is the end rest OFF state. Assuming that it becomes, "steering state St = end contact OFF state". The second current threshold Ith2 is set to a range of the motor current value Imr in which it is not determined that the steering state St is in the ON state of the end reliance in the reliance ON determination, that is, a range smaller than the first current threshold Ith1. That is, the second current threshold Ith2 is set to a value smaller than the first current threshold Ith1. For example, a value of 15% of the maximum value of the motor current value Imr is used as the second current threshold value Ith2.

操舵状態判定部210Cは、操舵状態判定部210Bと同様の手順で、端当て判定を行う。即ち、まず、端当てON判定を行い、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上で、且つ、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第1舵角速度閾値ωth1以下で、且つ、操舵トルクThの大きさ|Th|が第1操舵トルク閾値Tth1以上で、且つ、モータ電流値Imrが第1電流閾値Ith1以上の場合、「操舵状態St=端当てON状態」とし、そうではない場合、端当てOFF判定を行う。そして、端当てOFF判定にて操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい、又は、舵角速度ωh2の大きさ|ωh2|が第2舵角速度閾値ωth2より大きい、又は、操舵トルクThの大きさ|Th|が第2操舵トルク閾値Tth2より小さい、又は、モータ電流値Imrが第2電流閾値Ith2より小さい場合、「操舵状態St=端当てOFF状態」とし、そうではない場合、操舵状態Stは変更しない。 The steering state determination section 210C performs end contact determination in the same procedure as the steering state determination section 210B. That is, first, the end contact ON determination is performed, and the magnitude |θh| of the steering angle θh is equal to or greater than the first steering angle threshold θth1 and the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 is equal to or less than the first steering angular velocity threshold ωth1. is equal to or greater than the first steering torque threshold value Tth1, and the motor current value Imr is equal to or greater than the first current threshold value Ith1, the steering state St is set to the end contact ON state, Otherwise, an end contact OFF determination is made. Then, the magnitude |θh| of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold θth2, or the magnitude |ωh2| of the steering angular velocity ωh2 is larger than the second steering angular velocity threshold ωth2, or is smaller than the second steering torque threshold value Tth2, or the motor current value Imr is smaller than the second current threshold value Ith2, the "steering state St = end contact OFF state" is determined; In this case, the steering state St is not changed.

第4実施形態の動作は、第3実施形態の動作と比べると、操舵状態判定部の動作が上述のように変わるだけで、他の動作は同じである。 The operation of the fourth embodiment is the same as the operation of the third embodiment, except that the operation of the steering state determination unit is changed as described above.

なお、モータ電流値Imrの代わりに、電流指令値Imcを操舵関連情報として使用しても良い。 Note that the current command value Imc may be used as the steering-related information instead of the motor current value Imr.

上述の実施形態(第1~第4実施形態)では、操舵関連情報として、それぞれ「操舵角」、「操舵角、舵角速度」、「操舵角、舵角速度、操舵トルク」、「操舵角、舵角速度、操舵トルク、モータ電流値」の組み合わせで端当て判定を行っているが、その他の組み合わせで端当て判定を行っても良い。例えば、「操舵トルク」、「操舵角、操舵トルク」、「操舵トルク、舵角速度」、或いは、これらに「モータ電流値」を加えた組み合わせで端当て判定を行っても良い。 In the above-described embodiments (first to fourth embodiments), the steering-related information includes "steering angle", "steering angle, steering angular velocity", "steering angle, steering angular velocity, steering torque", "steering angle, steering Angular velocity, steering torque, and motor current value” are used in combination to perform end-reliance determination, but other combinations may be used to perform end-reliance determination. For example, "steering torque", "steering angle, steering torque", "steering torque, steering angular velocity", or a combination of these plus a "motor current value" may be used for end reliance determination.

上述の実施形態での端当て判定に対して、経過時間を条件に加えることもできる。例えば、第1実施形態での端当てON判定では、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上の場合、操舵状態Stが端当てON状態になったと判定しているが、操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上である状態が予め設定された所定の時間(第1所定時間)だけ継続したとき、初めて端当てON状態になったと判定する。所定の時間が経過する前に操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1より小さくなった場合は端当てON状態になったとは判定しない。端当てOFF判定でも、同様に経過時間を条件に加え、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい状態が予め設定された所定の時間(第2所定時間)だけ継続したとき、初めて端当てOFF状態になったと判定する。経過時間を条件に加えることは閾値境界でのハンチング現象を抑制する効果があり、同様にハンチング現象の抑制に効果がある異なる2つの閾値の使用と組み合わせることにより、ハンチング現象に対して、より柔軟な対応を取ることができる。また、経過時間の追加は、単発的で急激な値の変動等の抑制にも効果がある。所定の時間だけ継続したか否かの判断は、カウンタ等を使用して行うことができる。 Elapsed time can also be added as a condition for the end contact determination in the above-described embodiment. For example, in the end reliance ON determination in the first embodiment, when the steering angle θh magnitude |θh| of the steering angle θh is greater than or equal to the first steering angle threshold value θth1 for a predetermined period of time (first predetermined period of time), it is determined that the end contact is ON for the first time. . If the magnitude |θh| of the steering angle θh becomes smaller than the first steering angle threshold θth1 before the predetermined time elapses, it is not determined that the end contact ON state has occurred. Similarly, in addition to the elapsed time condition, the state where the magnitude of the steering angle θh |θh| Then, it is determined that the end contact OFF state is reached for the first time. Adding elapsed time to the condition has the effect of suppressing the hunting phenomenon at the threshold boundary, and by combining with the use of two different thresholds that are also effective in suppressing the hunting phenomenon, there is more flexibility with respect to the hunting phenomenon. can take appropriate action. Adding the elapsed time is also effective in suppressing sporadic and sudden fluctuations in values. A counter or the like can be used to determine whether or not it has continued for a predetermined period of time.

第1実施形態での端当て判定に対して経過時間を条件に加える場合の動作例(第5実施形態)を、図21のフローチャートを参照して説明する。第5実施形態の動作は、第1実施形態の動作と比べると、操舵状態判定部の動作が異なるだけであるから、図21には操舵状態判定部の動作のみを示しており、その動作を説明する。なお、操舵状態判定部は端当てON判定で使用するカウンタ(以下、「ON用カウンタ」とする)と端当てOFF判定で使用するカウンタ(以下、「OFF用カウンタ」とする)を有しており、各カウンタには、予め初期値として0が設定されている。 An operation example (fifth embodiment) in which the elapsed time is added to the conditions for the end contact determination in the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 21 . Since the operation of the fifth embodiment differs from the operation of the first embodiment only in the operation of the steering state determination section, only the operation of the steering state determination section is shown in FIG. explain. The steering state determination unit has a counter (hereinafter referred to as an "ON counter") used for determining whether the end contact is ON and a counter used for determining whether the end contact is OFF (hereinafter referred to as an "OFF counter"). Each counter is set to 0 as an initial value in advance.

図15に示されるフローチャート中のステップS31に続いて、操舵状態判定部は、入力した操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1以上の場合(ステップS32)、ON用カウンタを1つ増加させる(ステップS32A)。そして、ON用カウンタが予め設定された所定の値Ft1以上の場合(ステップS32B)、操舵状態Stが端当てON状態になったと判定し、操舵状態Stを「端当てON状態」とし(ステップS33)、ON用カウンタを0にリセットする(ステップS33A)。ON用カウンタが所定の値Ft1より小さい場合(ステップS32B)、まだ端当てON状態になっていないと判定し、操舵状態Stは変更しない。操舵角θhの大きさ|θh|が第1操舵角閾値θth1より小さい場合(ステップS32)、ON用カウンタを0にリセットし(ステップS33B)、操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さいか調べる(ステップS34)。操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2より小さい場合、OFF用カウンタを1つ増加させる(ステップS34A)。そして、OFF用カウンタが予め設定された所定の値Ft2以上の場合(ステップS34B)、操舵状態Stが端当てOFF状態になったと判定し、操舵状態Stを「端当てOFF状態」とし(ステップS35)、OFF用カウンタを0にリセットする(ステップS35A)。OFF用カウンタが所定の値Ft2より小さい場合(ステップS34B)、まだ端当てOFF状態になっていないと判定し、操舵状態Stは変更しない。ステップS34において操舵角θhの大きさ|θh|が第2操舵角閾値θth2以上の場合、OFF用カウンタを0にリセットし(ステップS35B)、操舵状態Stは変更せずにそのままとする。その後、ステップS36へと続く。 Subsequent to step S31 in the flowchart shown in FIG. 15, the steering state determination unit turns ON the counter when the input steering angle θh magnitude |θh| is equal to or greater than the first steering angle threshold θth1 (step S32). It is incremented by one (step S32A). When the ON counter is equal to or greater than a predetermined value Ft1 set in advance (step S32B), it is determined that the steering state St is in the end contact ON state, and the steering state St is set to the "end contact ON state" (step S33). ), the ON counter is reset to 0 (step S33A). When the ON counter is smaller than the predetermined value Ft1 (step S32B), it is determined that the end contact ON state has not yet occurred, and the steering state St is not changed. of the steering angle θh is smaller than the first steering angle threshold θth1 (step S32), the ON counter is reset to 0 (step S33B), and the magnitude of the steering angle θh |θh| It is checked whether it is smaller than the angle threshold θth2 (step S34). of the steering angle θh is smaller than the second steering angle threshold θth2, the OFF counter is incremented by one (step S34A). Then, when the OFF counter is equal to or greater than the predetermined value Ft2 set in advance (step S34B), it is determined that the steering state St has become the end contact OFF state, and the steering state St is set to the "end contact OFF state" (step S35). ), the OFF counter is reset to 0 (step S35A). When the OFF counter is smaller than the predetermined value Ft2 (step S34B), it is determined that the end contact OFF state has not yet occurred, and the steering state St is not changed. is greater than or equal to the second steering angle threshold value θth2 in step S34, the OFF counter is reset to 0 (step S35B), and the steering state St remains unchanged. After that, the process continues to step S36.

なお、図21におけるデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。 Note that the order of data input and calculation in FIG. 21 can be changed as appropriate.

上述の端当て判定において、予め設定される所定の値Ft1及びFt2は同じ値でも違う値でも良い。また、端当てON判定及び端当てOFF判定の両方に対して経過時間を条件に加えているが、どちらか一方に対してだけ加えるようにしても良い。 In the above-described end contact determination, the preset predetermined values Ft1 and Ft2 may be the same value or different values. In addition, although the elapsed time is added to the conditions for both the end contact ON determination and the end contact OFF determination, it may be added to only one of them.

第2~第4実施形態での端当て判定に対しても経過時間を条件に加えることができる。この場合、舵角速度ωh2、操舵トルクTh及びモータ電流値Imrの各条件において予め設定される所定の時間は、操舵角θhの条件において設定される所定の時間と同じでも良く、各条件で異なっても良い。 Elapsed time can also be added as a condition for end contact determination in the second to fourth embodiments. In this case, the predetermined time set in advance under each condition of the steering angular velocity ωh2, the steering torque Th, and the motor current value Imr may be the same as the predetermined time set under the condition of the steering angle θh, or may differ depending on each condition. Also good.

上述の実施形態(第1~第5実施形態)では、制御用情報として目標操舵トルクを使用し、目標操舵トルクの大きさを小さくすることにより、モータ電流値を減少させているが、モータ電流値を決定するまでに演算される他のデータを制御用情報として使用することもできる。例えば、電流指令値を制御用情報として使用することができる。 In the above-described embodiments (first to fifth embodiments), the target steering torque is used as control information, and the magnitude of the target steering torque is reduced to decrease the motor current value. Other data that is calculated before determining the value can also be used as control information. For example, a current command value can be used as control information.

図22は、第1実施形態に対して、電流指令値Imcを制御用情報として使用する場合の反力制御系の構成例(第6実施形態)を示すブロック図である。第6実施形態での反力制御系60Dでは、図3に示される第1実施形態での反力制御系60と比べると、乗算部510が目標操舵トルク生成部100の後ではなく、捩れ角制御部400の後に設置され、目標操舵トルク生成部100から出力される目標操舵トルクTrefAは変換部300に入力され、端当て判定部200から出力される端当て判定ゲインGeは捩れ角制御部400から出力される電流指令値Imcに乗算部510にて乗算され、乗算結果が電流指令値ImcDとして減算部520に加算入力されている。 FIG. 22 is a block diagram showing a configuration example (sixth embodiment) of a reaction force control system when using the current command value Imc as control information in contrast to the first embodiment. In the reaction force control system 60D of the sixth embodiment, as compared with the reaction force control system 60 of the first embodiment shown in FIG. The target steering torque TrefA output from the target steering torque generation unit 100 is installed after the control unit 400 and is input to the conversion unit 300. The end contact determination gain Ge output from the end contact determination unit 200 is is multiplied by the current command value Imc output from the multiplication unit 510, and the multiplication result is added to the subtraction unit 520 as the current command value ImcD.

このような構成の第6実施形態の反力制御系60Dの動作例を図23のフローチャートを参照して説明する。図23には、図13に示される第1実施形態の動作例のうち、動作の流れが異なる箇所のみを示している。 An operation example of the reaction force control system 60D of the sixth embodiment having such a configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 23 shows only portions where the operation flow differs from the operation example of the first embodiment shown in FIG. 13 .

図13に示されるフローチャート中のステップS20で生成された目標操舵トルクTrefAは変換部300に入力され、ステップS30で求められた端当て判定ゲインGeは乗算部510に入力される。 The target steering torque TrefA generated at step S20 in the flow chart shown in FIG.

変換部300は、目標操舵トルクTrefAを目標捩れ角Δθrefに変換し(ステップS60)、目標捩れ角Δθrefは捩れ角制御部400に入力される。 Conversion unit 300 converts target steering torque TrefA into target twist angle Δθref (step S 60 ), and target twist angle Δθref is input to twist angle control unit 400 .

捩れ角制御部400は、第1実施形態の場合と同様に、目標捩れ角Δθrefと共に捩れ角Δθを入力し、PI-D制御を行い、電流指令値Imcを演算する(ステップS70)。 Similar to the first embodiment, the torsion angle control unit 400 inputs the torsion angle Δθ together with the target torsion angle Δθref, performs PI-D control, and calculates the current command value Imc (step S70).

電流指令値Imcは乗算部510に入力され、乗算部510において電流指令値Imcに端当て判定ゲインGeが乗算され(ステップS70A)、乗算結果が電流指令値ImcDとして出力される。 Current command value Imc is input to multiplication unit 510, current command value Imc is multiplied by end contact determination gain Ge (step S70A), and the multiplication result is output as current command value ImcD.

電流指令値ImcDは減算部520に加算入力され、モータ電流検出器39で検出されたモータ電流値Imrとの偏差I1が減算部520で算出される(ステップS80)。その後、ステップS90へと続く。 The current command value ImcD is added to the subtractor 520, and the deviation I1 from the motor current value Imr detected by the motor current detector 39 is calculated by the subtractor 520 (step S80). After that, it continues to step S90.

第2~第5実施形態に対しても、制御用情報として、目標操舵トルクではなく、電流指令値を使用することができる。また、制御用情報として、目標操舵トルクや電流指令値の他に、目標捩れ角等を使用しても良い。 Also in the second to fifth embodiments, the current command value can be used as the control information instead of the target steering torque. Further, as the control information, a target twist angle, etc. may be used in addition to the target steering torque and current command value.

上述の実施形態(第1~第6実施形態)では、反力制御系は捩れ角が目標捩れ角に追従するような制御を行っているが、反力制御系での制御はそれに限られず、操舵角が目標操舵角に追従するような制御等を行っても良い。 In the above-described embodiments (first to sixth embodiments), the reaction force control system performs control such that the torsion angle follows the target torsion angle, but control in the reaction force control system is not limited to that. Control or the like may be performed such that the steering angle follows the target steering angle.

また、上述の実施形態では1つの制御装置が反力制御系及び転舵制御系を有しているが、反力制御系のみを有する制御装置と転舵制御系のみを有する制御装置をそれぞれ設けても良い。この場合、制御装置同士は通信によりデータの送受信を行うことになる。図1に示されるSBWシステムは反力装置30と転舵装置40の間には機械的な結合を持たないが、システムに異常が発生した場合に、コラム軸2と転舵機構をクラッチ等で機械的に結合する機械的トルク伝達機構を備えるSBWシステムにも、本発明は適用可能である。このようなSBWシステムでは、システム正常時はクラッチをオフにして機械的トルク伝達を開放状態とし、システム異常時はクラッチをオンにして機械的トルク伝達を可能状態とする。更に、反力装置30はトーションバーを備えているが、ハンドル1と反力用モータ31の間に任意のバネ定数を有する弾性体や機構であれば、トーションバーに限定しなくても良い。 In the above-described embodiment, one control device has a reaction force control system and a steering control system. can be In this case, the control devices transmit and receive data through communication. The SBW system shown in FIG. 1 does not have a mechanical connection between the reaction force device 30 and the steering device 40, but if an abnormality occurs in the system, the column shaft 2 and the steering mechanism can be connected by a clutch or the like. The present invention is also applicable to SBW systems with mechanically coupled mechanical torque transmission mechanisms. In such an SBW system, when the system is normal, the clutch is turned off to disengage mechanical torque transmission, and when the system is abnormal, the clutch is turned on to enable mechanical torque transmission. Furthermore, although the reaction force device 30 includes a torsion bar, any elastic body or mechanism having an arbitrary spring constant between the handle 1 and the reaction force motor 31 may be used without being limited to the torsion bar.

上述の実施形態での捩れ角制御部は直接的に電流指令値を演算しているが、電流指令値を演算する前に、先ず出力したいモータトルク(目標トルク)を演算してから、電流指令値を演算するようにしても良い。この場合、モータトルクから電流指令値を求めるには、一般的に用いられている、モータ電流とモータトルクの関係を使用する。 The torsion angle control unit in the above-described embodiment directly calculates the current command value. A value may be calculated. In this case, a generally used relationship between motor current and motor torque is used to obtain the current command value from the motor torque.

なお、上述で使用した図は、本発明に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 The diagrams used above are conceptual diagrams for qualitatively explaining the present invention, and the present invention is not limited to these. Moreover, although the above-described embodiment is a preferred example of the present invention, it is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

1 ハンドル
2 コラム軸(ステアリングシャフト、ハンドル軸)
2A トーションバー
10 車速センサ
30 反力装置
31 反力用モータ
32、42 減速機構
33 舵角センサ
34、43 角度センサ
35 ストッパ
36 捩れ角演算部
37、47 PWM制御部
38、48 インバータ
39、49 モータ電流検出器
40 転舵装置
41 転舵用モータ
50 制御装置
60、60D 反力制御系
70 転舵制御系
100 目標操舵トルク生成部
110 基本マップ部
130 ダンパゲイン部
200、200A、200B、200C 端当て判定部
210、210A、210B、210C 操舵状態判定部
220 ゲイン演算部
300 変換部
400 捩れ角制御部
500、800 電流制御部
600 目標転舵角生成部
610 制限部
620 レート制限部
630 補正部
700 転舵角制御部
1 steering wheel 2 column axis (steering shaft, steering wheel axis)
2A torsion bar 10 vehicle speed sensor 30 reaction force device 31 reaction force motors 32, 42 reduction mechanism 33 steering angle sensors 34, 43 angle sensor 35 stopper 36 torsion angle calculation units 37, 47 PWM control units 38, 48 inverters 39, 49 motor Current detector 40 Steering device 41 Steering motor 50 Control device 60, 60D Reaction force control system 70 Steering control system 100 Target steering torque generation unit 110 Basic map unit 130 Damper gain unit 200, 200A, 200B, 200C End contact determination Units 210, 210A, 210B, 210C Steering state determination unit 220 Gain calculation unit 300 Conversion unit 400 Torsion angle control units 500 and 800 Current control unit 600 Target turning angle generation unit 610 Limiting unit 620 Rate limiting unit 630 Correction unit 700 Steering angle controller

Claims (18)

操舵可能な限界となる操舵終端を有し、供給される電流を調節することにより反力アクチュエータを駆動制御し、操舵機構を制御する車両用操向システムの制御装置であって、
前記操舵機構において検出される操舵関連情報を用いて、操舵状態が前記操舵終端まで操舵した状態である端当てON状態であるか又は前記操舵終端まで操舵していない状態である端当てOFF状態であるかを判定する端当て判定部を備え、
前記端当て判定部が、前記操舵関連情報に対して設定される、前記操舵状態が前記端当てON状態になったか判定するための第1閾値及び前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったか判定するための第2閾値を使用して前記操舵状態を判定し、
前記第2閾値が、前記第1閾値による判定では前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定されない前記操舵関連情報の値の範囲に設定され、
前記操舵状態が前記端当てON状態の場合、前記電流を減少させるために、前記電流を調節する基となる制御用情報を減少させることを特徴とする車両用操向システムの制御装置。
A control device for a vehicle steering system that has a steering end that is a steerable limit, drives and controls a reaction force actuator by adjusting a supplied current, and controls a steering mechanism,
Using the steering-related information detected in the steering mechanism, the steering state is an end reliance ON state in which the steering is performed to the end of the steering, or an end reliance OFF state in which the steering is not performed to the end of the steering. Equipped with an end contact determination unit that determines whether
A first threshold for determining whether the steering state is the end reliance ON state and whether the steering state is the end reliance OFF state, which are set for the steering-related information by the end reliance determination unit determining the steering state using a second threshold for determining;
The second threshold is set to a value range of the steering-related information in which it is not determined that the steering state is the end rest ON state by determination based on the first threshold,
A control device for a steering system for a vehicle, wherein when the steering state is the end rest ON state, control information that serves as a basis for adjusting the current is decreased in order to decrease the current.
前記操舵状態が前記端当てOFF状態の場合、減少させられた前記電流を元に戻すために、前記制御用情報を増加させる請求項1に記載の車両用操向システムの制御装置。 2. A controller for a vehicle steering system according to claim 1, wherein, when said steering state is said end contact OFF state, said control information is increased in order to restore said decreased current. 前記端当て判定部が、前記操舵状態が前記端当てON状態の場合に経時的に小さくなるゲインを有し、
前記ゲインを乗算することにより前記制御用情報を減少させる請求項1に記載の車両用操向システムの制御装置。
The end contact determination unit has a gain that decreases over time when the steering state is the end contact ON state,
2. A controller for a vehicle steering system according to claim 1, wherein said control information is reduced by multiplying said gain.
前記端当て判定部が、前記操舵状態が前記端当てON状態の場合に経時的に小さくなり、前記操舵状態が前記端当てOFF状態の場合に経時的に大きくなるゲインを有し、
前記ゲインを乗算することにより前記制御用情報を減少又は増加させる請求項2に記載の車両用操向システムの制御装置。
The end contact determination unit has a gain that decreases with time when the steering state is the end contact ON state and increases with time when the steering state is the end contact OFF state,
3. A controller for a vehicle steering system according to claim 2, wherein said control information is decreased or increased by multiplying said gain.
前記端当て判定部が、
前記操舵関連情報として操舵角を使用し、
前記操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上であるとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、
前記操舵角の大きさが、前記第1操舵角閾値より小さい第2操舵角閾値より小さいとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定する請求項1乃至4のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。
The end contact determination unit
using a steering angle as the steering-related information;
If the condition that the magnitude of the steering angle is greater than or equal to the first steering angle threshold is satisfied, it is determined that the steering state has become the end contact ON state,
5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein when a condition is satisfied that the magnitude of the steering angle is smaller than the first steering angle threshold and smaller than the second steering angle threshold, it is determined that the steering state has become the end rest OFF state. A control device for a steering system for a vehicle according to any one of the above.
前記端当て判定部が、
前記操舵関連情報として更に舵角速度を使用し、
前記舵角速度の大きさが第1舵角速度閾値以下であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、
前記舵角速度の大きさが、前記第1舵角速度閾値より大きい第2舵角速度閾値より大きいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定する請求項5に記載の車両用操向システムの制御装置。
The end contact determination unit
Further using a steering angular velocity as the steering-related information,
determining that the steering state has become the end contact ON state when the condition that the magnitude of the steering angular speed is equal to or less than the first steering angular speed threshold value is further satisfied;
6. The method according to claim 5, wherein the steering state is determined to be the off state of the end support even when the condition that the magnitude of the steering angular velocity is larger than the second steering angular velocity threshold larger than the first steering angular velocity threshold is satisfied. vehicle steering system controller.
前記端当て判定部が、
前記操舵関連情報として更に操舵トルクを使用し、
前記操舵トルクの大きさが第1操舵トルク閾値以上であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、
前記操舵トルクの大きさが、前記第1操舵トルク閾値より小さい第2操舵トルク閾値より小さいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定する請求項5又は6に記載の車両用操向システムの制御装置。
The end contact determination unit
further using steering torque as the steering-related information;
If the condition that the magnitude of the steering torque is greater than or equal to the first steering torque threshold is further satisfied, it is determined that the steering state has become the end contact ON state,
7. It is determined that said steering state has become said end support OFF state also when the condition that said magnitude of said steering torque is smaller than said second steering torque threshold which is smaller than said first steering torque threshold is satisfied. The control device for the vehicle steering system according to 1.
前記端当て判定部が、
前記操舵関連情報として操舵トルクを使用し、
前記操舵トルクの大きさが第1操舵トルク閾値以上であるとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、
前記操舵トルクの大きさが、前記第1操舵トルク閾値より小さい第2操舵トルク閾値より小さいとの条件を満たす場合、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定する請求項1乃至4のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。
The end contact determination unit
using steering torque as the steering-related information;
If the condition that the magnitude of the steering torque is greater than or equal to the first steering torque threshold is satisfied, it is determined that the steering state is the end rest ON state,
5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein when the magnitude of said steering torque satisfies a condition that said steering torque is smaller than said first steering torque threshold and smaller than said second steering torque threshold, it is determined that said steering state has become said end rest OFF state. A control device for a steering system for a vehicle according to any one of the above.
前記端当て判定部が、
前記操舵関連情報として更に舵角速度を使用し、
前記舵角速度の大きさが第1舵角速度閾値以下であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、
前記舵角速度の大きさが、前記第1舵角速度閾値より大きい第2舵角速度閾値より大きいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定する請求項8に記載の車両用操向システムの制御装置。
The end contact determination unit
Further using a steering angular velocity as the steering-related information,
determining that the steering state has become the end contact ON state when the condition that the magnitude of the steering angular speed is equal to or less than the first steering angular speed threshold value is further satisfied;
9. The system according to claim 8, wherein it is determined that said steering state has changed to said end support OFF state also when the condition that said magnitude of said steering angular velocity is greater than said first steering angular velocity threshold and greater than said second steering angular velocity threshold is satisfied. vehicle steering system controller.
前記端当て判定部が、
前記操舵関連情報として更に前記電流を使用し、
前記電流の大きさが第1電流閾値以上であるとの条件を更に満たす場合、前記操舵状態が前記端当てON状態になったと判定し、
前記電流の大きさが、前記第1電流閾値より小さい第2電流閾値より小さいとの条件を満たす場合も、前記操舵状態が前記端当てOFF状態になったと判定する請求項5乃至9のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。
The end contact determination unit
further using said current as said steering-related information;
If the condition that the magnitude of the current is equal to or greater than the first current threshold is further satisfied, it is determined that the steering state is the end contact ON state,
10. Even when the condition that the magnitude of the current is smaller than the second current threshold smaller than the first current threshold is satisfied, it is determined that the steering state has become the end contact OFF state. The control device for the vehicle steering system according to 1.
前記端当て判定部が、前記各条件に対して設定された所定の時間だけ前記各条件を継続して満たす場合、前記各条件に対応した判定を下す請求項5乃至10のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 11. The method according to any one of claims 5 to 10, wherein the end contact determination unit makes a determination corresponding to each condition when each condition is continuously satisfied for a predetermined time set for each condition. A controller for a vehicle steering system. 目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、
前記目標操舵トルクを目標捩れ角に変換する変換部と、
前記目標捩れ角に対して、前記操舵機構が有するトーションバーの捩れ角を追従させるような、前記電流の目標値である電流指令値を演算する捩れ角制御部とを更に備え、
前記制御用情報として前記目標操舵トルクを使用する請求項1乃至11のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。
a target steering torque generator that generates a target steering torque;
a conversion unit that converts the target steering torque into a target twist angle;
a torsion angle control unit that calculates a current command value, which is a target value of the current, such that the torsion bar of the steering mechanism follows the target torsion angle;
12. A controller for a vehicle steering system according to claim 1, wherein said target steering torque is used as said control information.
目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、
前記目標操舵トルクを目標捩れ角に変換する変換部と、
前記目標捩れ角に対して、前記操舵機構が有するトーションバーの捩れ角を追従させるような、前記電流の目標値である電流指令値を演算する捩れ角制御部とを更に備え、
前記制御用情報として前記電流指令値を使用する請求項1乃至11のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。
a target steering torque generator that generates a target steering torque;
a conversion unit that converts the target steering torque into a target twist angle;
a torsion angle control unit that calculates a current command value, which is a target value of the current, such that the torsion bar of the steering mechanism follows the target torsion angle;
12. A controller for a vehicle steering system according to claim 1, wherein said current command value is used as said control information.
前記操舵機構が、ハンドルと前記反力アクチュエータの間に、弾性体又はトーションバーを有する請求項1乃至11のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置。 12. A control device for a vehicle steering system according to claim 1, wherein said steering mechanism has an elastic body or a torsion bar between said steering wheel and said reaction force actuator. 操舵可能な限界となる操舵終端を有し、供給される電流を調節することにより反力アクチュエータを駆動制御し、操舵機構を制御する車両用操向システムの制御装置であって、
操舵トルクの大きさが第1操舵トルク閾値以上である状態を、第1所定時間だけ継続した後に、前記電流を減少させ、
前記電流を減少させた後、前記操舵トルクの大きさが、前記第1操舵トルク閾値より小さい第2操舵トルク閾値より小さい状態を、第2所定時間だけ継続した後に、前記電流を増加させることを特徴とする車両用操向システムの制御装置。
A control device for a vehicle steering system that has a steering end that is a steerable limit, drives and controls a reaction force actuator by adjusting a supplied current, and controls a steering mechanism,
reducing the current after a state in which the magnitude of the steering torque is equal to or greater than the first steering torque threshold continues for a first predetermined time;
increasing the current after the magnitude of the steering torque continues to be smaller than the second steering torque threshold, which is smaller than the first steering torque threshold, for a second predetermined time period after the current is decreased; A controller for a steering system for a vehicle.
操舵可能な限界となる操舵終端を有し、供給される電流を調節することにより反力アクチュエータを駆動制御し、操舵機構を制御する車両用操向システムの制御装置であって、
操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上である状態を、第1所定時間だけ継続した後に、前記電流を減少させ、
前記電流を減少させた後、前記操舵角の大きさが、前記第1操舵角閾値より小さい第2操舵角閾値より小さい状態を、第2所定時間だけ継続した後に、前記電流を増加させることを特徴とする車両用操向システムの制御装置。
A control device for a vehicle steering system that has a steering end that is a steerable limit, drives and controls a reaction force actuator by adjusting a supplied current, and controls a steering mechanism,
reducing the current after a state in which the magnitude of the steering angle is greater than or equal to the first steering angle threshold continues for a first predetermined time;
After decreasing the current, increasing the current after the magnitude of the steering angle continues to be less than the first steering angle threshold and less than the second steering angle threshold for a second predetermined time. A controller for a steering system for a vehicle.
前記操舵機構が、ハンドルと前記反力アクチュエータの間に、弾性体又はトーションバーを有する請求項15又は16に記載の車両用操向システムの制御装置。 17. A control device for a vehicle steering system according to claim 15 or 16, wherein said steering mechanism has an elastic member or a torsion bar between said steering wheel and said reaction force actuator. 請求項1乃至17のいずれかに記載の車両用操向システムの制御装置と、
前記制御装置により制御される前記操舵機構とを備えるステアバイワイヤシステム。
a control device for a vehicle steering system according to any one of claims 1 to 17;
and the steering mechanism controlled by the controller.
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