JP4286834B2 - 操舵制御装置 - Google Patents
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Description
操舵反力トルク=K・タイヤ反力+補正値
ただし、補正値は車速と操舵角から設定する。
これにより適度なヒステリシスを持った操舵反力特性(操舵角−操舵反力特性)を実現していた。
また、特開2002−274405号公報に記載されている従来の操舵制御装置では、操舵反力トルクを以下により定めていた。それにより機械的に連結されていない分離型パワーステアリング装置において、従来のパワーステアリング装置搭載車と同等の操舵フィーリングを実現していた。
操舵反力トルクThe=(1+f(o))−1SAT
SAT:セルファライニングトルク
f(o):アシストトルクTem=f(o)・The
また、特開2002−19631号公報に記載されている従来の操舵制御装置では、ヒステリシスのある操舵反力トルクを切増切戻判定手段とあらかじめ設定したハンドル角と操舵反力トルクの関係式から生成した。
特開2000−238654号公報に示された従来の操舵制御装置では、「操舵反力トルク=K・タイヤ反力+補正値」により操舵反力トルクのヒステリシスと傾きを調節できるが、補正値をあらかじめ設定する必要があり、路面摩擦μの変化等によっては、適切な補正値にならない場合がある。
さらに、特開2002−274405号公報に示された従来のステアバイワイヤでは、パワーステアリングのアシストマップの関係と推定したセルファライニングトルクから操舵反力トルクを設定するために、パワーステアリングシステム搭載車と同等の操舵フィーリングを得ることはできるが、操舵フィーリングを従来のパワーステアリング装置搭載車よりさらに向上させるように操舵反力のヒステリシス幅や傾きを自由に設定することが容易でない。
また、特開2002−19631号公報に示される従来の操舵制御装置では、ハンドル角と操舵反力トルクの関係式をあらかじめ設定する必要があるため、複雑な操舵反力トルクを設定するためには、マッチング工数が多くなり、また演算処理が複雑になる。さらに、車輪にかかる外力は、路面摩擦係数、操舵状況等によって変化するものである。操舵角と車速から数式的に求めた操舵反力トルクでは、車輪にかかる外力や操舵装置に内在する摩擦を十分に考慮した操舵反力トルクに制御できないため、車両挙動を認識できない課題があり、さらに操舵フィーリングを悪化させてしまう恐れがある。
この発明に係わる操舵制御装置においては、ハンドルに印加される操舵反力トルクの目標値である目標操舵反力トルクを生成する目標操舵反力トルク生成手段を有し、操舵反力トルクが目標操舵反力トルクに一致するように制御する操舵制御装置において、目標操舵反力トルク生成手段は、ステアリング軸反力トルクを推定するステアリング軸反力トルク推定手段、及び基準路面反力トルクを推定する基準路面反力トルク推定手段を備え、ステアリング軸反力トルク推定手段によって推定されたステアリング軸反力トルク及び基準路面反力トルク推定手段によって推定された基準路面反力トルクを用いて目標操舵反力トルクを設定するので、走行時の車両挙動を運転者に伝えることができ、自然な操舵フィーリングが得られると共に、目標操舵反力トルクのヒステリシス幅と傾きをそれぞれ調節することができるため、操舵フィーリングを向上する適切な目標操舵反力トルクを容易に設定することができる。
図2は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の目標操舵反力トルク生成手段を示すフローチャートである。
図3は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置のステアリング軸反力トルクTsteと基準路面反力トルクTroadの関係を示す図である。
図4は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の重み係数Wの例を示す図である。
図5は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の反力ゲインK1の例を示す図である。
図6は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置のステアリング軸反力トルクと目標操舵反力トルクを示す図である。
図7は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の重み係数Pのマップの例を示す図である。
図8は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の操舵角速度のフィルタ処理の違いを示す図である。
図9は、この発明の実施の形態2による操舵制御装置の構成の概略を示す図である。
図10は、この発明の実施の形態3による操舵制御装置の構成の概略を示す図である。
図11は、この発明の実施の形態3のフローチャートである。
図12は、この発明の実施の形態4による操舵制御装置の構成の概略を示す図である。
図13は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の目標操舵反力トルクと保舵時の目標操舵反力トルクとの関係を示す図である。
図1は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の構成の概略を示す図である。
図1においては、運転者がハンドル1を操作する操舵機構16と、車輪15を転舵する転舵機構17が機械的に結合していない、いわゆるステアバイワイヤシステムと呼ばれる操舵制御装置である。操舵機構16は、ハンドル軸2を通じてハンドル1の操舵角を検出するハンドル角検出手段3と、ハンドルに印加されている操舵反力トルクを検出する操舵反力トルク検出手段4と、この操舵反力トルクを任意に制御する反力モータ5を備える。転舵機構17は、操舵車輪の車輪舵角に相当する角度を検出する車輪舵角検出手段11と、車輪舵角を任意に制御する舵角モータ8を備える。舵角モータ8により制御されたステアリング軸10の回転角がピニオンギア12、ラック13、ナックルアーム14を介し、車輪15の車輪舵角に変換される。
制御装置7は、車輪転舵時に車輪に作用する反力のステアリング軸換算値と転舵機構に作用する摩擦トルクのステアリング軸換算値の和であるステアリング軸反力トルクを推定するステアリング軸反力トルク推定手段及び車輪転舵時に車輪に作用する反力のステアリング軸換算値である基準路面反力トルクを推定する基準路面反力トルク推定手段を有し、推定されたステアリング軸反力トルク及び基準路面反力トルクからハンドルに印加する操舵反力トルクの目標値を生成する目標操舵反力トルク生成手段と、目標操舵反力トルクと操舵反力トルク検出手段4により検出される操舵反力トルクが一致するように反力モータを駆動するための目標電流値を設定する操舵反力トルク制御手段と、操舵車輪の目標車輪舵角を生成する目標車輪舵角生成手段と、目標車輪舵角と車輪舵角検出手段11の出力が一致するように舵角モータを駆動するための目標電流値を設定する車輪舵角制御手段を備える。
駆動回路6は、反力トルク制御手段で設定される目標電流が、反力モータに印加されるように駆動電流の制御を行う。駆動回路9は、車輪舵角制御手段で設定される目標電流が、舵角モータに印加されるように駆動電流の制御を行う。
図2は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の目標操舵反力トルク生成手段を示すフローチャートである。
図3は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置のステアリング軸反力トルクTsteと基準路面反力トルクTroadの関係を示す図である。
図3において、横軸は操舵角、縦軸はトルクである。
図4は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の重み係数Wの例を示す図である。
図4において、横軸は基準路面反力トルクの絶対値、縦軸は重み係数である。
図5は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の反力ゲインK1の例を示す図である。
図5において、横軸は基準路面反力トルクの絶対値、縦軸は反力ゲインである。
図6は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置のステアリング軸反力トルクと目標操舵反力トルクを示す図である。
図6において、横軸は舵角、縦軸はトルクである。
図7は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の重み係数Pのマップの例を示す図である。
図7において、横軸は操舵角速度、縦軸は重み係数Pである。
図8は、この発明の実施の形態1による操舵制御装置の操舵角速度のフィルタ処理の違いを示す図である。
図8において、横軸は時間、縦軸は操舵角速度の絶対値である。
次に、図2のフローチャートを用いて、目標操舵反力トルク生成手段について、順次説明する。
まず、図2のステップS1のステアリング軸反力トルク推定手段について述べる。
ステアリング軸反力トルクとは、車輪転舵時に車輪に作用する路面反力のステアリング軸換算値(基準路面反力トルクTroad)と転舵機構17に作用する摩擦トルクのステアリング軸換算値Tfricの和である。このステアリング軸反力トルクの推定手法として以下の方法を用いている。
図1の転舵機構17は、一般的電動パワーステアリング装置において、アシストモータの出力のみで車輪を転舵していることに相当する。力学的に、ステアリング軸反力トルクTsteは、舵角モータ電流Ima、舵角モータトルク定数Kma、舵角モータの慣性Jma、舵角モータギア比(舵角モータ8からステアリング軸10までのギア比)Gma、ステアリング軸角加速度d2θ/dt2とすると、式1の関係が成り立つ。
Tste=Gma・Kma・Ima−Gma2・Jma・d2θ/dt2
(式1)
ステアリング軸角加速度d2θ/dt2は、車輪舵角検出手段11の出力値を2階微分することで得られる。モータの慣性項を考慮すると、早い操舵時のステアリング軸反力トルクを精度良く推定できる。
特に、モータの慣性が小さく、モータ慣性の影響が無視できる場合、式2で路面反力Tsteを推定できる。
Tste=Gma・Kma・Ima (式2)
Tsteにノイズが含まれる場合は、遅れが問題にならない程度のカットオフ周波数を持つローパスフィルタでノイズを除去する。
次に、図2のステップS2の基準路面反力トルク推定手段について述べる。
基準路面反力トルクTroadとは、車輪転舵時に車輪に作用する反力であり、ここではステアリング軸換算した反力トルクとする。基準路面反力トルクTroadと転舵機構17に作用する摩擦トルクTfricの和が、ステアリング軸反力トルクに相当する。すなわち、図3で示すように、基準路面反力トルクは、ステアリング軸反力トルクにおけるヒステリシス幅の中心を通る反力である。
基準路面反力トルク推定手段では、特開2001−122146号公報で用いたフィルタ処理手法を用いる。すなわち、推定したステアリング軸反力トルクをローパスフィルタに通すことで基準路面反力トルクを推定する。ローパスフィルタのカットオフ周波数は0.05〜1Hzであるが、操舵速度や車速に応じて変更しても良い。
このようにして推定したステアリング軸反力トルクTsteと推定した基準路面反力トルクTroadから目標操舵反力トルクを設定する。ステアリング軸反力トルクと基準路面反力トルクを用いることにより、目標操舵反力トルクのヒステリシス幅と傾きをそれぞれ調節することができる。
次に、図2のステップS3、ステップS4について説明する。
ここでは、ハンドル角や車輪舵角、基準路面反力トルクTroadなどによって変化する反力ゲインK1と重み係数Wを用い、式3を用いてステアリング軸反力トルクTsteと基準路面反力トルクTroadの重み付けを行って、目標操舵反力トルクTref1を算出する。
Tref1=K1・{W・Tste+(1−W)・Troad}
W≧0
(式3)
たとえば、図3より、基準路面反力トルクTroadとステアリング軸反力トルクTsteを以下の式で表す。
Troad=Kalign・θ
Tste=Kalign・θ+sign(dθ/dt)・Tfric
ここで、θはステアリング軸角度、dθ/dtはステアリング軸角速度、sign(dθ/dt)はステアリング軸角速度の符号、Kalignはステアリング軸角度θに対する基準路面反力トルクTroadまたはステアリング軸反力トルクTsteの傾きである。また、sign(dθ/dt)・Tfricはステアリング軸反力トルクTsteのヒステリシス幅に相当する。式3に代入すると目標操舵反力トルクTref1は以下の式になる。
Tref1=K1・Kalign・θ+W・K1・sign(dθ/dt)・Tfric
すなわち、目標操舵反力トルクTref1の傾きをK1で調整し、目標操舵反力トルクTref1のヒステリシス幅をW・K1で調整することができる。
たとえば、基準路面反力トルクTroadが小さい領域で、重み係数Wを小さくすることで、ヒステリシス幅を小さくでき、オンセンター感が強くなる。また摩擦の影響が小さいクイックな操舵感を得ることができる。
さらに、基準路面反力トルクTroadが小さい領域で、反力ゲインK1を大きくし、基準路面反力トルクTroadが大きい領域で、反力ゲインK1を小さくすることで、オンセンター感を強くするとともに、操舵角が大きい領域で操舵反力トルクを小さくし、パワーアシスト効果を得る。
図6は、ステアリング軸反力トルクと、式3を用いて求めた目標操舵反力トルクの例である。
また、ステアリング軸反力トルク、基準路面反力トルクは車速によって変化するため、車速に応じて反力ゲインK1、重み係数Wを変化させる。図4、図5は、重み係数Wと反力ゲインK1の例である。横軸に基準路面反力トルクの絶対値を取っているのは、左右両方の操舵を考慮しているためである。
次に、図2のステップS5、ステップS6について説明する。
切り増しと切り戻しでヒステリシスのある操舵反力トルクを反力モータで制御しようとすると、ハンドルを保舵しようとした時や、ハンドルを軽く持っている時に、微小な操舵で操舵反力トルクがヒステリシス間でハンチングを起こし、操舵フィーリングを悪化させてしまう。
そこで、ハンドル操舵速度によりヒステリシス幅を変化させる。
図13に示すように式4を用いて、Tref1のヒステリシス幅の中心を通る保舵時の目標操舵反力トルクTref2を算出する。
Tref2=K1・Troad (式4)
さらに、式5を用いて新たな目標操舵反力トルクを算出する。
Tref3=P・Tref1+(1−P)・Tref2
0≦P≦1 (式5)
Pは操舵角速度が小さいときに0に近づく重みである。ハンドル角速度のノイズが大きい場合や、微小操舵時の影響を小さくする場合は操舵角速度にローパスフィルタ処理をした値からPを求める。図7に、重み係数Pのマップの例を示す。
また、操舵角速度の絶対値にローパスフィルタ処理をした値からPを求めてもよい。ハンドル切り返し時に瞬間的にハンドル角速度が0になるが、絶対値にローパスフィルタ処理することで、0にならない。つまり切り返し操作を保舵と判定しない。図8に、操舵角速度のフィルタ処理の違いを示す。
実施の形態1によれば、ステップS1、S2により、ステアリング軸反力トルクTsteと基準路面反力トルクTroadから目標操舵反力トルクを生成するにより、走行時の車両挙動をドライバに伝えることができ、自然なフィーリングが得られる。
さらに、目標操舵反力トルクのヒステリシス幅と傾きをそれぞれ調節することができるため、操舵フィーリングを向上する適切な目標操舵反力トルクを容易に設定することができる。
また、ステアリング軸反力トルク、基準路面反力トルクともに推定して求めるため、マッチング工数を少なくすることができる。またステアリング軸反力トルク、基準路面反力トルクをともに推定して求めるため、走行状況の変化(路面摩擦μの変化など)に対応して安定した操舵反力トルクを設定することができる。
また、ステップS3、S4により、操舵フィーリングを向上する適切な目標操舵反力トルクを容易に設定することができる。
また、車速変化に対応して、操舵フィーリングの良い操舵反力トルクが得られる。
さらにまた、ステップS5、S6により、ハンドル速度が小さいときに、ヒステリシス幅を小さくした目標操舵反力トルクを生成することで、保舵時のヒステリシス幅間で発生するハンチング振動を抑え、操舵フィーリングを良くすることができる。
実施の形態2.
図9は、この発明の実施の形態2による操舵制御装置の構成の概略を示す図である。
図9においては、運転者がハンドル1を操作する操舵機構16と、車輪15を転舵する転舵機構17が機械的に結合していない図1の操舵制御装置に対し、操舵機構16と、車輪15を転舵する転舵機構17が遊星ギア機構18、遊星ギア機構19を介して、機械的に結合した機構になっている。
ハンドル軸2は、遊星ギア機構18のキャリア21に結合されている。反力モータ5は、遊星ギア機構18のリングギア22にギアを介して接続され、リングギアの回転を制御する。ステアリング軸10は、遊星ギア機構19のキャリア25に結合されている。遊星ギア機構18のサンギア20と遊星ギア機構19のサンギア24は、シャフト28で結合されており、シャフト28にギアを介して、舵角モータ8が接続される。遊星ギア機構19のリングギア26は、回転できないように固定されている。遊星ギア機構18の遊星ギア23、遊星ギア機構19の遊星ギア27も図中に示す。
図9では、舵角モータ8で、車輪舵角(ステアリング軸10の角度)を制御する。遊星ギア機構18は、差動機構として働き、ハンドル操舵角と車輪舵角との間に角度差を生じさせると共に、反力モータ5で、ハンドル1に印加されている操舵反力トルクを制御する。
遊星ギア機構18のサンギア20の角度をθ1s、キャリア21の角度をθ1c、リングギア22の角度をθ1rとする。リングギア22の回転を固定した時のサンギア20とキャリア21のギア比をG1sとする。
θ1s=G1s・θ1c (式6)
サンギア20の回転を固定した時のリングギア22とキャリア21のギア比をG1rとする。
θ1r=G1r・θ1c (式7)
遊星ギア機構の特性からキャリア21にトルクT1cを入力した場合の、サンギア20での出力トルクT1s、リングギア22での出力トルクT1rは、
T1s/G1r=T1c/(G1s・G1r)=T1r/G1s
(式8)
の関係がある。
キャリア21の入力トルクT1cは、操舵反力トルク検出手段4で検出した操舵反力トルクTsensに等しいため、サンギア20からの出力トルクT1sは、式9で求まる。
T1s=T1c/G1s=Tsens/G1s (式9)
遊星ギア機構19のサンギア24の角度をθ2s、キャリア25の角度をθ2cとする。サンギア24とキャリア25のギア比をG2sとするとき、
θ2s=θ1s=G2s・θ2c (式10)
舵角モータの電流Ima、舵角モータトルク定数Kma、舵角モータの慣性Jma、舵角モータギア比(舵角モータ8からシャフト28までのギア比)Gma、ステアリング軸角加速度d2θ2c/dt2とすると、
Gma2・Jma・d2θ1s/dt2=T1s+Gma・Kma・I
ma−Tste/G2s (式11)
と力学的に表すことができる。
これを、ステアリング軸角で表すと、
Gma2・G2s・Jma・d2θ2c/dt2=Tsens/G1s
+ Gma・Kma・Ima−Tste/G2s (式12)
になり、よって、ステアリング軸反力トルクは、以下の式13より推定可能である。
Tste=G2s・Tsens/G1s+Gma・G2s・Kma・
Ima−Gma2・G2s2・Jma・d2θ2c/dt2 (式13)
ステアリング軸角加速度d2θ2c/dt2は、車輪舵角検出手段11の出力値を2階微分することで得られる。
モータの慣性が小さく、モータ慣性の影響が無視できる場合、次式でステアリング軸反力トルクTsteを推定できる。
Tste=G2s・Tsens/G1s +Gma・G2s・Kma・Ima
(式14)
Tsteにノイズが含まれる場合は、遅れが問題にならない程度のカットオフ周波数を持つローパスフィルタでノイズを除去する。
図9に示す機構において、ステアリング軸反力トルクを推定するには、操舵機構16からシャフト28に作用する力を求める必要があるが、反力モータの慣性や出力トルク等を考慮して求めようとすると複雑になる。しかし、ハンドルに印加されている操舵反力トルクを検出する操舵反力トルク検出手段4の出力Tsensを用いることで、操舵機構16からシャフト28に作用する力をTsensのゲイン倍として求めることができる。
そのため、検出した操舵反力トルクTsensと舵角モータ電流Imaとステアリング軸角加速度d2θ2c/dt2からステアリング軸反力トルクを推定することができ、推定に必要な状態量を少なくでき、安定した推定が可能である。センサも図9の構成から、さらに追加する必要がなく、コストを低くすることができる。
また、ステアリング軸反力トルクを推定するために、路面摩擦係数μを推定、摩擦の方向判定をする必要がなく、ステアリング軸反力トルクを安定して推定することができる。
なお、ハンドル軸2が遊星ギア機構18のサンギア20に結合し、ステアリング軸10は遊星ギア機構19のサンギア24に結合し、遊星ギア機構18のキャリア21と遊星ギア機構19のキャリア25をシャフト28で結合した構成や、遊星ギア機構18の代わりにハーモニックドライブ減速機構などの差動歯車機構を用いた構成においても、トルクの入出力関係を用いることで、操舵反力トルクを検出する操舵反力トルク検出手段4の出力結果Tsensと舵角モータ電流Imaとステアリング軸角加速度d2θ2c/dt2からステアリング軸反力トルクを推定することができる。
また、遊星ギア機構19は単なる減速機構として作用するため、遊星ギア機構に代わるその他の減速機構を用いてもよい。
実施の形態2によれば、図9の構成によっても、ステアリング軸反力トルクを推定することができ、推定に必要な状態量を少なくでき、安定した推定が可能である。センサも図9の構成から、さらに追加する必要がなく、コストを低くすることができる。
また、実施の形態1と同様に、推定したステアリング軸反力トルクTsteを用い、実施の形態1の図2フローチャートを実施することで、目標操舵反力トルクを生成する。それにより目標操舵反力トルク生成手段において、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
この発明は、従来の電動パワーステアリング操舵制御装置、またはハンドル操舵角に対する車輪転舵角の伝達比を可変にする伝達比可変機構と電動パワーステアリング装置を備えた操舵制御装置にも適用可能である。以下に電動パワーステアリング操舵制御装置に適用した実施例を説明する。
実施の形態3.
図10はこの本発明の実施の形態3に係わる操舵装置の構成の概略を示す構成図である。運転者がハンドル1を操作すると、ハンドル1の回転角がステアリング軸10、ピニオンギア12、ラック13、ナックルアーム14を介し車輪15の車輪舵角に変換される操舵装置において、電動パワーステアリング操舵制御装置は、ドライバが操舵した場合の操舵反力トルクを検出する操舵反力トルク検出手段4の出力に基づいて、制御装置7でアシストモータ29のモータ電流目標値を演算する。駆動回路30は制御装置7で設定される目標電流がアシストモータ電流に印加されるように駆動電流の制御を行う。
従来の電動パワーステアリング操舵制御装置では、操舵反力検出手段4の出力に基づいてアシストトルクを設定し、設定したアシストトルクを発生するようにモータ電流目標値を演算するのに対し、本発明では、目標操舵反力トルクTrefを設定し、操舵反力トルクTsensが目標操舵反力トルクTrefに一致するようにアシストモータ電流目標値を演算する構成であり、推定したステアリング軸反力トルクTste及び推定した基準路面反力トルクを用いて目標操舵反力トルクTrefを設定する。
図11は実施の形態3のフローチャートである。
ステップS101のステアリング軸反力推定手段について説明する。ステアリング軸反力トルクTsteはアシストモータ電流Ima、アシストモータトルク定数Kma、アシストモータの慣性Jma、アシストモータギア比(アシストモータ29からステアリング軸10までのギア比)Gma、ステアリング軸角加速度d2θ/dt2、操舵反力トルク検出手段4の出力Tsensとすると、次式から推定することができる。
Tste=Tsens+Gma・Kma・Ima−Gma2・Jma・d2θ/dt2
(式15)
ステップS102、S103、S104では実施の形態1と同様に、推定したステアリング軸反力トルクTsteを用い、図2のフローチャートを実施することで、目標操舵反力トルクを生成する。それにより目標操舵反力生成手段において、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
ステップS105ではドライバの操舵に対する操舵反力トルクTsensを目標操舵反力Tref1に制御するようにアシストモータ電流目標値Irefを算出する。例えば式16を演算して電流目標値Irefを算出する。ここで(s)はラプラス演算子であり、Gc(s)には例えばPID制御を採用する。
Iref=Gc(s)・(Tref1−Tsens) (式16)
ステップS106では、ステップS105で設定される目標電流Irefがアシストモータ電流に印加されるように駆動回路の駆動電流制御を行う。
この実施の形態3によれば、電動パワーステアリング操舵制御装置において操舵反力のヒステリシス幅と傾きをそれぞれ調節することができ、操舵フィーリングが向上する。
実施の形態4.
ハンドル操舵角に対する車輪転舵角の伝達比を可変にする伝達比可変機構と電動パワーステアリング装置を備えた操舵制御装置における実施例を以下に説明する。
図12に伝達比可変機構と電動パワーステアリング装置を備えた操舵制御装置を示す。図12は図9と同じ機構であるが、図9の反力モータ5が伝達比可変機構の角度重畳モータ31、図9の舵角モータ8が電動パワーステアリング装置のアシストモータ32として動作する。
遊星ギア機構18のサンギア20の角度をθ1s、キャリア21の角度をθ1c、リングギア22の角度をθ1rとする。またステアリング軸10の角度をθ2cとする。遊星ギア機構18の差動機構を用いることにより、キャリア21の角度θ1cとリングギア22の角度θ1rとステアリング軸10の角度θ2cの間には、式16の関係式が成り立つ。
θ2c=θ1c−θ1r/G1r (式17)
すなわち、ハンドル操舵に応じて、角度重畳モータ31でリングギアの角度θ1rを制御することで、ハンドル操舵角に対する車輪転舵角の伝達比を可変にすることができる。
実施の手順は、実施の形態3のフローチャート図11と同様である。
図11のステップS103において、反力ゲインK1、重み係数Wは、ハンドル角、車輪舵角、ハンドル角に対する車輪舵角の伝達比および、その他の車両状態量に応じて変更してもよい。
例えば、伝達比を考慮して反力ゲインK1、重み係数Wを設定することで、伝達比が変化した時の、ドライバの操舵反力トルク変化を抑えることができる。
この実施の形態4によれば、電動パワーステアリング操舵制御装置において操舵反力のヒステリシス幅と傾きをそれぞれ調節することができ、操舵フィーリングが向上する。さらに伝達比を考慮して、操舵反力を設定することで、伝達比が変化した時の、ドライバの操舵反力トルク変化を抑えることができる。
Claims (6)
- ハンドルに印加される操舵反力トルクの目標値である目標操舵反力トルクを生成する目標操舵反力トルク生成手段を有し、上記操舵反力トルクが上記目標操舵反力トルクに一致するように制御する操舵制御装置において、上記目標操舵反力トルク生成手段は、ステアリング軸反力トルクを推定するステアリング軸反力トルク推定手段、及び基準路面反力トルクを推定する基準路面反力トルク推定手段を備え、上記ステアリング軸反力トルク推定手段によって推定されたステアリング軸反力トルク及び上記基準路面反力トルク推定手段によって推定された基準路面反力トルクを夫々重み付けし、重み付けしたステアリング軸反力トルク及び重み付けした基準路面反力トルクの和から上記目標操舵反力トルクを設定することを特徴とする操舵制御装置。
- 上記ハンドルの操舵角に対する車輪の転舵角を可変に制御できる請求項1記載の操舵制御装置。
- 上記基準路面反力トルク推定手段は、上記ステアリング軸反力トルク推定手段によって推定されたステアリング軸反力トルクをフィルタ処理することで基準路面反力トルクを推定する請求項1記載の操舵制御装置。
- 上記ステアリング軸反力トルク及び上記基準路面反力トルクの重み付けに用いられる係数は、車速に応じて変化させることを特徴とする請求項1記載の操舵制御装置。
- 上記目標操舵反力トルク生成手段により設定された目標操舵反力トルクと、保舵時に基準路面反力トルクより設定される目標操舵反力トルクとを用いて、操舵角速度に応じた重み付けを行い、新たな目標操舵反力トルクを設定することを特徴とする請求項1記載の操舵制御装置。
- 上記ハンドルに結合されたハンドル軸と車輪を転舵する転舵機構とが差動歯車機構を介して結合され、上記ステアリング軸反力トルク推定手段は、車輪舵角を制御する舵角モータのモータ電流と操舵反力トルクとステアリング軸角加速度とを用いてステアリング軸反力トルクを推定することを特徴とする請求項1記載の操舵制御装置。
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