JP4552649B2 - 操舵制御装置 - Google Patents
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しかし、上記従来例では、可変ギヤ比機構でギヤ比が変動すると、操舵系の粘性項及び慣性項が変化することで、適切な電気的粘性抵抗を付加することができないことから、充分なダンピング効果が得られず、運転者が操舵に違和感を感じるという課題がある。
本発明は、このような点に着目してなされたもので、ギヤ比が変動しても安定した操舵感を得ることができる操舵制御装置を提供することを課題としている。
上記可変ギヤ比機構のギヤ比を検出するギヤ比検出手段と、上記補助トルク付加機構の作動速度を検出する作動速度検出手段と、上記ギヤ比と作動速度とに応じてダンピング補正量を求め該ダンピング補正量だけ上記補助トルクを減少補正する補助トルク補正手段とを備え、上記補助トルク補正手段は、ギヤ比が小さいほど上記ダンピング補正量を大きくし、作動速度が高いほど上記ダンピング補正量を大きくすることを特徴とするものである。
図1は、本実施形態に係るシステムを説明する図である。
すなわち、ステアリングホイール1の回転がステアリングシャフト2を介してステアリングギア3に伝達され、更に、水平に延びるラック4を介して左右の操向輪5に伝達されることで当該操向輪5が転舵する構成となっている。
操舵角センサ9は、ステアリングホイール1の操舵角θfを検出し、その操舵角信号をEPSコントローラ8及び上記可変ギヤ比制御装置7に出力する。
また、上記ラック4には、補助トルク付加機構を構成するアシストモータ11が設けられている。アシストモータ11は、EPSコントローラ8からの指令に基づき、その指令に基づく回転方向の目標補助トルクを上記ラック4に入力する。また、アシストモータ11の回転角が、回転角センサ12で検出されて上記EPSコントローラ8に出力される。
EPSコントローラ8は、図2に示すように、基本電流指令値演算部8A、回転角速度演算部8B、ダンピング補正量演算部8C、復元補助トルク演算部8D、第1加減部8E、第2加減部8F、及びモータ駆動部8Gを備える。
回転角速度演算部8Bは、モータ11の回転角の変化量から回転角速度ωを演算してダンピング補正量演算部8Cに出力する。
ダンピング補正量演算部8Cは、図4に示すように、車速ゲイン演算部8Ca及び乗算部8Cbから構成される。
そして、第1加減部8Eは、基本電流指令値Ctからダンピング補正電流値Cωを減算して第2加減部8Fに出力する。
第2加減部8Fでは、ダンピング分の補正後の基本電流指令値Coに対し復元補助電流値Cfを加算して、モータ駆動部8Gに出力する。モータ駆動部8Gは入力した電流指令値によってモータ11を駆動する。なお、上記電流指令値は、モータ11の実電流によってフィードバック制御される。
本操舵制御装置にあっては、ギヤ比Gが大きいほど、つまり転舵がクイック状態に変更されるほど車速ゲインKωを減少させるように補正してダンピング補正量を抑え、また、ギヤ比Gが小さいほど、つまり転舵がスロー状態に変更されるほど車速ゲインKωを増大させるように補正してダンピング補正量を増やす。
これによって、ギヤ比Gの変動に対応した補正電流を基本電流指令値Ctから減算できることで、適正なダンピング効果を得ることができる。
また、上記実施形態では、補助トルク付加機構として電動モータであるアシストモータ11を例示しているが、油圧モータや油圧ポンプなどの駆動アクチュエータで構成しても良い。また、補助トルクを付加する位置は、ステアリングシャフト2の部分であっても良い。
本実施形態の基本構成は、上記第1実施形態と同様であるが、ダンピング補正量演算部8Cの構成のみが異なる。すなわち、本第2実施形態のダンピング補正量演算部8Cは、図6は、イナーシャ演算部8Cc、車速ゲイン演算部8Ca、及び乗算部8Cbとから構成される。
イナーシャ演算部8Ccは、モータ11の駆動軸でのイナーシャImを、下記式に基づく演算して、車速ゲイン演算部8Caに出力する。
Im=Ih/G2 +Iv+Ig+IM
Ih:ステアリングホイール1のイナーシャ
Iv:可変ギヤ比機構6のイナーシャ
Ig:ギヤのイナーシャ
IM :アシストモータ11のイナーシャ
そして、第1加減部8Eは、基本電流指令値Ctからダンピング補正電流値Cωを減算して第2加減部8Fに出力する。
本操舵制御装置にあっては、ギヤ比Gが大きいほど、つまり転舵がクイック状態に変更されるほど、イナーシャImが小さくなって、車速ゲインKωを減少させるように補正してダンピング補正量を抑え、また、ギヤ比Gが小さいほど、つまり転舵がスロー状態に変更されるほど、イナーシャImが大きくなって、車速ゲインKωを増大させるように補正してダンピング補正量を増やす。
これによって、ギヤ比Gの変動に対応した補正電流を基本電流指令値Ctから減算できることで、適正なダンピング効果を得ることができる。また、ギヤ比Gの変動をイナーシャの変動に変換してから速度ゲインの補正を行っているので、第1実施形態よりもより適正なダンピング効果を得ることができる。
その他の構成や作用・効果は、上記第1実施形態と同様である。
本実施形態の基本構成は、上記第1実施形態と同様であるが、ダンピング補正量演算部8Cの構成が異なる。本第3実施形態のダンピング補正量演算部8Cは、図8に示すように、車速ゲイン演算部8Ca、ギヤ比微分部8Cd、遅れゲイン演算部8Ce、加算部8Cf、乗算部8Cb、及び第2乗算部8Cgを備える。すなわち、第1実施形態のダンピング補正量演算部8Cに対して、一次遅れ要素として、ギヤ比微分部8Cd、遅れゲイン演算部8Ce、加算部8Cf及び第2乗算部8Cgを備える。
遅れゲイン演算部8Ceは、上記微分値の絶対値に比例した遅れゲインを演算し、第2乗算部8Cgに出力する。そして、第2乗算部8Cgにて、遅れゲインにギヤ比Gの微分値を乗算して位相遅れ分を算出して、加算部に出力する。加算部は、車速ゲイン演算部8Caの出力値である車速ゲインKωに上記位相遅れ分を加算して乗算部8Cbに出力する。乗算部8Cbでは、補正後の車速ゲインKωに回転角速度ωを乗算して出力する。
その他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
可変ギヤ比機構6では、ギヤ比変動が大きくなると、可変ギヤモータ11の遅れ、その他のメカ的な遅れによって、パワーステアリングでの補正にずれが生じる。すなわち、ギヤ比指令値と実際のギヤ比Gとの間に位相遅れが発生している。
これに対し、可変ギヤ比機構6の遅れに対して位相補償をしている結果、可変ギヤ比機構6の作動遅れに対して、パワーステアリングによる補正のズレが無くなるか小さく抑えられる。具体的には、上記位相遅れ要素によって、ギヤ比Gが減少するときには、車速ゲインKωが増大するのに対して、位相遅れ分減少させる。また、ギヤ比Gが増大するときには、車速ゲインKωが減少するので、位相遅れ分増大させる。
これによって、運転者が、より安定した操舵感を得ることができるようになる。
ここで、上記説明では、車速ゲイン演算部8Caがギヤ比Gによって補正される場合を例示しているが、第2実施形態のようにイナーシャImによって補正されるようにしてもよい。
2 ステアリングシャフト
4 ラック
5 操向輪
6 可変ギヤ比機構
7 可変ギヤ比制御装置
8 EPSコントローラ
8A 基本電流指令値演算部
8B 回転角速度演算部
8C ダンピング補正量演算部
8Ca 車速ゲイン演算部
8Cb 乗算部
8Cc イナーシャ演算部
8Cd ギヤ比微分部
8Ce 遅れゲイン演算部
8Cf 第2乗算部
8Cg 加算部
8D 復元補助トルク演算部
8E 第1加減部
8F 第2加減部
8G モータ駆動部
9 操舵角センサ
10 トルクセンサ
11 モータ
12 トルクセンサ
13 車輪速センサ
Claims (6)
- ステアリングホイールの操舵角に対する操向輪の転舵角の比を可変にする可変ギヤ比機構と、ステアリングホイールに入力される操舵トルクに応じた操舵補助トルクを演算する補助トルク演算手段と、上記操舵補助トルクに応じた補助トルクを上記操向輪に付加する補助トルク付加機構とを備えた操舵制御装置において、
上記可変ギヤ比機構のギヤ比を検出するギヤ比検出手段と、上記補助トルク付加機構の作動速度を検出する作動速度検出手段と、上記ギヤ比と作動速度とに応じてダンピング補正量を求め該ダンピング補正量だけ上記補助トルクを減少補正する補助トルク補正手段とを備え、上記補助トルク補正手段は、ギヤ比が小さいほど上記ダンピング補正量を大きくし、作動速度が高いほど上記ダンピング補正量を大きくすることを特徴とする操舵制御装置。 - ステアリングホイールの操舵角に対する操向輪の転舵角の比を可変にする可変ギヤ比機構と、ステアリングホイールに入力される操舵トルクに応じた操舵補助トルクを演算する補助トルク演算手段と、上記操舵補助トルクに応じた補助トルクを上記操向輪に付加する補助トルク付加機構とを備えた操舵制御装置において、
上記可変ギヤ比機構のギヤ比を検出するギヤ比検出手段と、上記補助トルク付加機構の作動速度を検出する作動速度検出手段と、上記補助トルク付加機構に作用するイナーシャを上記ギヤ比から推定するイナーシャ推定手段と、上記イナーシャと作動速度とに応じてダンピング補正量を求め該ダンピング補正量だけ上記補助トルクを減少補正する補助トルク補正手段とを備え、上記補助トルク補正手段は、イナーシャが大きいほど上記ダンピング補正量を大きくし、作動速度が高いほど上記ダンピング補正量を大きくすることを特徴とする操舵制御装置。 - 上記補助トルク補正手段は、車速が高いほど上記ダンピング補正量を大きくすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した操舵制御装置。
- 上記ギヤ比の変化率を検出するギヤ比変化率検出手段を備え、
上記補助トルク補正手段は、ギヤ比変化率が増大方向のときには上記ギヤ比変化率が大きいほど上記ダンピング補正量を大きくすることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した操舵制御装置。 - 上記ギヤ比の変化率を検出するギヤ比変化率検出手段を備え、
上記補助トルク補正手段は、ギヤ比変化率が減少方向のときには上記ギヤ比変化率が小さいほど上記ダンピング補正量を小さくすることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した操舵制御装置。 - 上記トルク付加機構の駆動源は、モータであり、上記作動速度は、そのモータの回転角速度であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載した操舵制御装置。
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