JP4876432B2 - Steering control device - Google Patents

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Description

本発明は、操舵部と転舵部との間が機械的に連結されておらず、操舵部と転舵部の動作を任意に設定可能であるステアバイワイヤシステムによる操舵制御装置の技術分野に属する。   The present invention belongs to the technical field of a steering control device using a steer-by-wire system in which the steering unit and the steered unit are not mechanically coupled and the operation of the steering unit and the steered unit can be arbitrarily set. .

ステアリングホイールとタイヤとの間が機械的に連結されておらず、ステアリングホイールとタイヤの動作を任意に設定可能であるステアバイワイヤシステムは、ステアリングホイールとタイヤの作動用にそれぞれアクチュエータを設けてあり、そのアクチュエータを制御することにより、車両の操舵を行う。   The steer-by-wire system, which is not mechanically connected between the steering wheel and the tire and can arbitrarily set the operation of the steering wheel and the tire, has an actuator for operating the steering wheel and the tire, respectively. The vehicle is steered by controlling the actuator.

ステアバイワイヤシステムの一般的な制御フローは次のようになる。
1.ステアリングホイールへの入力に対して、転舵側への指令角が演算され決定される。
2.この指令角に応じて、転舵側のアクチュエータが作動し、サーボ制御により指令角に角度追従する。
3.このタイヤの動きにより、ラックにかかる転舵トルクが検知され、その信号を基に得られた指令値からステアリングホイールのアクチュエータを作動させ、操舵反力を模擬する。
4.上記の路面反力に応じて、運転者は路面状況に沿った運転操作を行うことができる。
The general control flow of a steer-by-wire system is as follows.
1. For the input to the steering wheel, the command angle to the steered side is calculated and determined.
2. The actuator on the steered side operates according to this command angle, and follows the command angle by servo control.
3. The steering torque applied to the rack is detected by the movement of the tire, and the steering wheel actuator is operated from the command value obtained based on the signal to simulate the steering reaction force.
4. According to the road surface reaction force described above, the driver can perform driving operations according to the road surface condition.

このステアバイワイヤシステムにおいて、路面からの情報を検出する手段として、ピニオン軸相当の位置にトルクセンサを設定したシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−78947号公報
In this steer-by-wire system, a system in which a torque sensor is set at a position corresponding to a pinion shaft is known as means for detecting information from the road surface (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-11-78947

しかしながら、従来の操舵制御装置にあっては、反力アクチュエータの制御を行う際、指令となる操舵反力トルクをこのトルクセンサを基に生成するという構成になっていた。しかし、トルクセンサの出力特性にはヒステリシスがあるため、トルクセンサ出力を操舵反力の制御に用いた場合、例えば、ハンドルの中立から切り始めが軽くなってしまい、手応え感が小さくなるというように、運転者の操舵フィーリングが悪化する、という問題があった。   However, in the conventional steering control device, when the reaction force actuator is controlled, a steering reaction force torque serving as a command is generated based on the torque sensor. However, since there is hysteresis in the output characteristics of the torque sensor, when the torque sensor output is used to control the steering reaction force, for example, the start of turning from the neutral position of the steering wheel becomes lighter, and the feeling of response is reduced. There was a problem that the steering feeling of the driver deteriorated.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、トルクセンサの持つ定常偏差特性を補正することで、望ましい操舵反力が設定され、運転者による操舵フィーリングを向上させることができる操舵制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above problem, and by correcting the steady deviation characteristic of the torque sensor, a desired steering reaction force is set, and the steering control that can improve the steering feeling by the driver. An object is to provide an apparatus.

上記目的を達成するため、本発明では、
操舵部とは機械的に分離され、操舵に応じて操向輪を転舵する転舵部と、
前記転舵部の転舵トルクを検出する転舵トルク検出手段と、
前記転舵トルクに応じた操舵反力を設定する操舵反力設定手段と、
前記操舵反力設定値に基づき前記操舵部の操舵反力を付与する操舵反力付与手段と、
を備えた操舵制御装置において、
実際の転舵トルクを推定する転舵トルク推定手段を設け、
前記転舵トルク検出手段は、前記転舵トルク検出値と実際の転舵トルクとの間に所定の定常偏差を有し、
前記操舵反力設定手段は、前記転舵トルク検出値を、前記所定の定常偏差の発生状況に応じて補正する操舵反力補正部を有し、
前記操舵反力補正部は、操舵角が中立位置から変化する領域のとき、前記所定の定常偏差の発生状況に応じた定常偏差補正量を、前回の演算周期にて演算された定常偏差補正量と前記転舵トルク推定値に基づいて算出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the present invention,
A steering unit that is mechanically separated from the steering unit and steers the steered wheels according to steering;
Steering torque detection means for detecting the steering torque of the steering unit;
Steering reaction force setting means for setting a steering reaction force according to the steering torque;
Steering reaction force applying means for applying a steering reaction force of the steering unit based on the steering reaction force setting value;
In a steering control device with
A steering torque estimation means for estimating the actual steering torque is provided,
The turning torque detection means has a predetermined steady deviation between the turning torque detection value and the actual turning torque,
The steering reaction force setting means, the steering torque detection value, have a steering reaction force correction unit for correcting in accordance with the occurrence of the predetermined steady-state error,
The steering reaction force correction unit calculates a steady-state deviation correction amount calculated in a previous calculation cycle based on the steady-state deviation correction amount according to the state of occurrence of the predetermined steady-state deviation when the steering angle is in a region where the steering angle changes from a neutral position. And based on the estimated steering torque value .

よって、本発明の操舵制御装置にあっては、操舵反力設定手段の操舵反力補正部において、転舵トルク検出値が、転舵トルク検出手段が有する所定の定常偏差の発生状況に応じて補正される。すなわち、操舵反力設定値は、転舵トルク検出手段からの転舵トルク検出値に基づいて生成されるため、転舵トルク検出値の出力が出ない間は、操舵反力設定値も出ないことになる。そのため、転舵トルク検出値の出力が出ない間は、不感帯となり中立付近が軽くなるという特性を示す。これに対し、操舵反力補正部において、転舵トルク検出手段が有する定常偏差により転舵トルクが出ない部分を補うことで、ハンドルを切ると操舵反力トルクが補われて、立ち上がり不感帯を軽減することができる。この結果、トルクセンサの持つ定常偏差特性を補正することで、望ましい操舵反力が設定され、運転者による操舵フィーリングを向上させることができる。   Therefore, in the steering control device of the present invention, the steering torque detection value of the steering reaction force correction unit of the steering reaction force setting unit is determined according to the state of occurrence of the predetermined steady deviation of the steering torque detection unit. It is corrected. That is, since the steering reaction force setting value is generated based on the steering torque detection value from the steering torque detection means, the steering reaction force setting value is not output while the output of the steering torque detection value is not output. It will be. For this reason, while the output of the steering torque detection value is not output, a dead zone is obtained and the vicinity of the neutral lightens. On the other hand, in the steering reaction force correction unit, the steering reaction force torque is compensated when the steering wheel is turned off by compensating for the portion where the steering torque does not occur due to the steady deviation of the steering torque detection means, thereby reducing the rise dead zone. can do. As a result, by correcting the steady deviation characteristic of the torque sensor, a desired steering reaction force is set, and the steering feeling by the driver can be improved.

以下、本発明の操舵制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例1〜実施例3に基づいて説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the steering control device of the present invention will be described based on Examples 1 to 3 shown in the drawings.

まず、構成を説明する。
図1は実施例1の操舵制御装置が適用されたステアバイワイヤシステムを示す全体概要図である。
実施例1の操舵制御装置は、図1に示すように、ハンドル角度センサ1(舵角検出手段)と、操舵トルクセンサ2と、操舵反力アクチュエータ3(操舵反力付与手段)と、操舵反力モータ角度センサ4(舵角検出手段)と、転舵アクチュエータ5と、転舵アクチュエータ角度センサ6と、転舵トルクセンサ7(転舵トルク検出手段)と、ピニオン角度センサ8と、タイロッド軸力センサ9と、メカニカルバックアップ10と、コントローラ&駆動回路11と、ステアリングホイール12と、タイヤ13(操向輪)と、車両状態パラメータ14(車速検出手段、路面摩擦係数推定手段)と、を備えている。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall schematic diagram showing a steer-by-wire system to which the steering control device of the first embodiment is applied.
As shown in FIG. 1, the steering control device according to the first embodiment includes a steering wheel angle sensor 1 (steering angle detection means), a steering torque sensor 2, a steering reaction force actuator 3 (steering reaction force applying means), and a steering reaction force. Force motor angle sensor 4 (steering angle detection means), steering actuator 5, steering actuator angle sensor 6, turning torque sensor 7 (steering torque detection means), pinion angle sensor 8, and tie rod axial force A sensor 9, a mechanical backup 10, a controller & drive circuit 11, a steering wheel 12, a tire 13 (steering wheel), and a vehicle state parameter 14 (vehicle speed detection means, road surface friction coefficient estimation means) are provided. Yes.

前記車両状態パラメータ14は、車速や横加速度と共に、車速や横加速度などによる車両状態から得られるパラメータのことを意味する。   The vehicle state parameter 14 means a parameter obtained from the vehicle state based on the vehicle speed, the lateral acceleration, and the like as well as the vehicle speed and the lateral acceleration.

前記コントローラ&駆動回路11は、ステアバイワイヤ制御を行う。通常のステアバイワイヤ制御は、ステアリングホイール12の回転により発生したハンドル角を操舵反力アクチュエータ3の軸上に設置されているハンドル角度センサ1により検知し、その検知した値を計算・加工(例えば、可変舵角比制御、微分ハンドル制御など)し、転舵アクチュエータ5への転舵指令を生成する。この転舵指令値に転舵アクチュエータ5の軸上に設置された転舵側の転舵アクチュエータ角度センサ6が追従するような電流(もしくは電圧)指令を駆動回路に送り、転舵アクチュエータ5を駆動する。このとき、転舵トルクセンサ7により路面状況を検知し、計算された信号、もしくは、オープンループ制御による電流(もしくは電圧)指令を操舵反力アクチュエータ3に与えている。   The controller & drive circuit 11 performs steer-by-wire control. In normal steer-by-wire control, the handle angle generated by the rotation of the steering wheel 12 is detected by the handle angle sensor 1 installed on the shaft of the steering reaction force actuator 3, and the detected value is calculated and processed (for example, Variable steering angle ratio control, differential handle control, etc.), and generates a steering command to the steering actuator 5. A current (or voltage) command is sent to the drive circuit so that the steered side steering actuator angle sensor 6 installed on the shaft of the steered actuator 5 follows this steered command value, and the steered actuator 5 is driven. To do. At this time, the road surface condition is detected by the turning torque sensor 7, and a calculated signal or a current (or voltage) command by open loop control is given to the steering reaction force actuator 3.

次に、作用を説明する。
[本発明の着目点]
従来は、特開平11−78947号公報に記載されているように、路面の状況をピニオン軸相当の箇所に設置したトルクセンサで検出して指令値を決定する。操舵反力アクチュエータは、その指令に応じて駆動されており、運転者の路面フィーリングを与えている。
しかし、トルクセンサを用いた場合、センサ特有のヒステリシスを持っているため、運転者によるハンドルの切り始めが軽くなり、十分な操舵フィーリングを得られない。
Next, the operation will be described.
[Remarks of the present invention]
Conventionally, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-78947, a command value is determined by detecting a road surface condition with a torque sensor installed at a location corresponding to a pinion shaft. The steering reaction force actuator is driven in accordance with the command to give the driver a road feeling.
However, when a torque sensor is used, since there is a hysteresis unique to the sensor, the driver's start of turning the steering wheel becomes light and a sufficient steering feeling cannot be obtained.

本発明は、上記のハンドル切り始めにおける操舵反力の補正に関するものであり、以下、本発明の着目点を説明する。
図2にトルクセンサの持つ入出力特性を示す。
トルクセンサは、簡単にいえば、軸に挿入されたトーションバーと呼ばれる比較的柔らかな金属がねじられることで、そのねじれ量を検出し、値を出力するものである。理想的には、トルクセンサの入出力特性が、1:1になることが望ましい。
しかし、トルクセンサには、入力ゼロの状態から変化した際((1)〜(2))、出力が出ない状態が存在する。これを入力に対する出力のヒステリシスといい、この後で文章中に出てくる「ヒステリシス(=定常偏差)」とは、これを示すものとする。ちなみに、図2は、(1)→(2)→(3)→(4)→(5)の順に動く。
入力があるヒステリシス値(=所定の定常偏差)を超えると、出力トルクが出始めるが、常に理想的なトルクに対して、順方向のねじりに対しては低く(図2:(1)あたり)、逆方向のねじりに対しては高く出る特性(図2:(3)〜(4)あたり)を持っている。
The present invention relates to the correction of the steering reaction force at the start of turning the steering wheel, and the focus of the present invention will be described below.
FIG. 2 shows the input / output characteristics of the torque sensor.
In simple terms, the torque sensor detects the amount of twist and outputs a value by twisting a relatively soft metal called a torsion bar inserted into the shaft. Ideally, it is desirable that the input / output characteristics of the torque sensor be 1: 1.
However, the torque sensor has a state in which no output is produced when it is changed from the zero input state ((1) to (2)). This is called output hysteresis with respect to input, and “hysteresis (= steady deviation)” appearing in the text after this indicates this. Incidentally, FIG. 2 moves in the order of (1) → (2) → (3) → (4) → (5).
When the input exceeds a certain hysteresis value (= predetermined steady-state deviation), output torque starts to appear, but is always lower than ideal torque and forward torsion (per Fig. 2: (1)) , It has a characteristic that rises to the torsion in the reverse direction (Fig. 2: (3) to (4)).

図3に入力の舵角と出力のトルクのサイン波による図を示す。図3の網掛け領域に着目する(図3:X)。
それぞれ舵角(ここでは代表的な例としてハンドル角によって説明を行う)、実際にセンサより出力されているトルク(実線)を示す。この実際に出力されるセンサ値を基にして操舵反力を生成している。ちなみに、一般的に操舵反力を生成する際には、バネの特性を基本とし、粘性力やフリクション力などを加え、ドライバに対する操舵反力の特性を最適にしているが、ここでは、内容を解りやすくするため、上記の粘性力やフリクション力といった力は、ここでは考えず、バネによる項のみで説明を行っていく。
粘性力やフリクション力はばねの項に単純に足される項なので、本発明を適用した後でもこれまでと同様に付加することができる。
FIG. 3 is a diagram showing a sine wave of the input steering angle and the output torque. Attention is paid to the shaded area in FIG. 3 (FIG. 3: X).
The steering angle (which will be described using a steering wheel angle as a representative example) and the torque (solid line) actually output from the sensor are shown. A steering reaction force is generated based on the actually output sensor value. By the way, in general, when generating the steering reaction force, the characteristics of the spring are used as a basis, and the viscous reaction force and friction force are added to optimize the steering reaction force characteristics for the driver. In order to make it easy to understand, the above-mentioned forces such as the viscous force and the friction force are not considered here, and will be explained only by the term of the spring.
Since the viscous force and friction force are simply added to the spring term, they can be added in the same way as before even after the present invention is applied.

点線は理想的な出力波形(図3:a)、実線が実際に出力されるトルク(図3:b)を示す。
ハンドル角は、中立位置(ここでの中立位置とは、ハンドル角がゼロの時とする。)から順方向に切り増し、中立方向の切り戻し、逆方向の切り増し、中立方向に切り戻しの動作をする。
このとき、理想的には、切り始めと同時にトルクが立ち上がることが望ましいが、中立から切り増した直後、実際のトルクセンサは、ヒステリシスにより出力が無く、しばらくしてから出力が発生してしまう(図3:c)。
操舵反力トルクの生成には、このトルクセンサの出力を基本にしているため、この出力が出ない間は操舵反力も出ない。そのため、不感帯となり中立付近が軽くなる特性となる。
本発明では、このトルクセンサの出ない部分を補うことで、ハンドルを切るとトルク値が補われて、立ち上がり不感帯を軽減することができる構成を示す。
The dotted line shows an ideal output waveform (FIG. 3: a), and the solid line shows the torque (FIG. 3: b) that is actually output.
The handle angle is increased from the neutral position (the neutral position is assumed when the handle angle is zero) in the forward direction, switched back in the neutral direction, increased in the reverse direction, and switched back in the neutral direction. To work.
At this time, ideally, it is desirable that the torque rises at the same time as the start of cutting, but immediately after increasing from neutral, the actual torque sensor has no output due to hysteresis, and output occurs after a while ( FIG. 3: c).
Since the steering reaction force torque is generated based on the output of the torque sensor, the steering reaction force is not output while the output is not output. Therefore, it becomes a dead zone and becomes the characteristic that the neutral vicinity becomes light.
In the present invention, a configuration is shown in which the portion where the torque sensor does not come out is compensated for, so that the torque value is compensated when the handle is turned off and the dead zone is reduced.

図4には図3のX領域の部分を拡大して示す。それぞれハンドル角(≒入力トルクと考える)と、出力トルクの時系列波形である。図3では角度で示したが、トルクも舵角と同時に立ち上がることが望ましいと考えれば、図2の入力トルクというものは舵角の波形と立ち上がり部分は同じであるといえる。そこで、図4では入力トルクということで説明する。
図4のそれぞれ2つの波形(図4:I、II)は、ハンドル操舵を速くした場合と遅くした場合である。
入力が入り、出力トルクが出る地点の入力トルクがヒステリシスとなる(図4:X)。
ハンドルを速く操舵するとヒステリシスまですぐに立ち上がるので、実際の出力トルクもその分だけ速く出る(図4:a、A)。また、遅い操舵の場合、今度はヒステリシスに達するまでに時間がかかるため、実際のトルクが出るまでの時間がかかり、その間ずっと不感帯の状態が継続する(図4:b、B)。
FIG. 4 is an enlarged view of the portion X in FIG. These are time series waveforms of the steering wheel angle (considered as input torque) and output torque. Although the angle is shown in FIG. 3, if it is desirable that the torque rises simultaneously with the steering angle, it can be said that the input torque shown in FIG. Therefore, in FIG. 4, the input torque will be described.
Each of the two waveforms (FIG. 4: I and II) in FIG. 4 shows the case where the steering wheel is made faster and the case where it is made slower.
The input torque at the point where the input enters and the output torque comes out becomes hysteresis (FIG. 4: X).
When the steering wheel is quickly steered, the hysteresis immediately rises up to the hysteresis, so that the actual output torque also appears faster by that amount (FIG. 4: a, A). Further, in the case of slow steering, since it takes time to reach the hysteresis this time, it takes time until the actual torque is generated, and the dead zone state continues throughout that time (FIG. 4: b, B).

[実施例1における転舵トルク補正の基本概念]
図5に実施例1における転舵トルク補正の基本概念を示す。
図中では転舵トルクセンサ7の出力値(図5:A)と、それに対して補正した値の時系列(図5:B)を示している。
転舵トルクセンサ7のヒステリシス特性は、ある一定値として検出または予め規定することができる。
実施例1でのヒステリシス補正量ΔT(n)(=定常偏差補正量)を示す基本式は、以下の通りである。
ΔT(n)=ΔT(n-1)+sgn・ΔTo・G(φ,v,μ)・Δt …(1)
Toは、転舵トルクセンサ7のヒステリシスの値そのものである。使用される転舵トルクセンサ7の入出力特性から設定される。
ΔToは、図5に示すように、中立から操舵したときの転舵トルクの変化に対応する転舵トルク補正値であり、そのときの舵角速度(操舵角速度や転舵角速度など、ハンドルから転舵トルクセンサまでの間の操舵系回転軸での舵角速度であればよい)に対して、車両の操舵系の特性、転舵モータの特性によって決定されるものである。
G(φ,ν,μ)は補正ゲインであり、舵角φ,車速ν,路面摩擦係数μにより、前記転舵トルク補正値ΔToの大きさを変化させるものとなる。これもマップの形で表すが、上記同様に後の図7,図8,図9に示す。
nは何サンプリング経過したかを示すカウント値である。n・Δt(Δtはサンプリング時間)で切り増しからの経過時間を表す。
Sgnはヒステリシス補正量ΔT(n)の正負を表す。これは切り戻し時などに負の補正を行う場合など調整用として設定する。舵角速度が負の時にはsgnも負とする。
[Basic Concept of Steering Torque Correction in Example 1]
FIG. 5 shows a basic concept of steering torque correction in the first embodiment.
In the figure, an output value of the turning torque sensor 7 (FIG. 5: A) and a time series of values corrected for the output value (FIG. 5: B) are shown.
The hysteresis characteristic of the turning torque sensor 7 can be detected or specified in advance as a certain constant value.
The basic equation indicating the hysteresis correction amount ΔT (n) (= steady deviation correction amount) in the first embodiment is as follows.
ΔT (n) = ΔT (n−1) + sgn · ΔTo · G (φ, v, μ) · Δt (1)
To is the hysteresis value of the steering torque sensor 7 itself. It is set from the input / output characteristics of the steering torque sensor 7 to be used.
As shown in FIG. 5, ΔTo is a steering torque correction value corresponding to a change in steering torque when steering from neutral, and the steering angular speed (steering angular speed, steering angular speed, etc.) It is determined based on the characteristics of the steering system of the vehicle and the characteristics of the steering motor, as long as the steering angular speed at the steering system rotating shaft up to the torque sensor is sufficient.
G (φ, ν, μ) is a correction gain, and the magnitude of the steering torque correction value ΔTo is changed by the steering angle φ, the vehicle speed ν, and the road surface friction coefficient μ. This is also shown in the form of a map, which is shown in FIGS. 7, 8, and 9 as described above.
n is a count value indicating how many samplings have passed. n · Δt (Δt is a sampling time) represents an elapsed time from the round-up.
Sgn represents the sign of the hysteresis correction amount ΔT (n). This is set for adjustment when negative correction is performed at the time of switching back. When the rudder angular velocity is negative, sgn is also negative.

上式(1)を使い、各周期毎に傾きを算出し、各サンプリング時間の点において、ヒステリシス補正量ΔT(n)を計算する。
また、ヒステリシス補正後の転舵トルク値は、推定値という位置付けで、この値を操舵反力トルクにフィードバックする。計算後の転舵トルク推定値T?trqは、基本的に以下のような式で表記される。
T?trq=Tsensor+ΔT(n) …(2)
なお、Tsensorは、転舵トルクセンサ7からの転舵トルクセンサ値である。そして、ある条件が成立したら、以下の式に移行する。
T?trq=Tsensor+sgn×To …(3)
Using the above equation (1), the inclination is calculated for each period, and the hysteresis correction amount ΔT (n) is calculated at each sampling time point.
Further, the steering torque value after the hysteresis correction is positioned as an estimated value, and this value is fed back to the steering reaction torque. The calculated steered torque estimated value T? Trq is basically expressed by the following equation.
T? Trq = Tsensor + ΔT (n) (2)
Tsensor is a steering torque sensor value from the steering torque sensor 7. And if a certain condition is satisfied, it will transfer to the following formulas.
T? Trq = Tsensor + sgn × To (3)

次に、このパラメータによってヒステリシス補正量ΔT(n)の大きさがどのように変化するかについて以下で説明する。
上記ヒステリシス補正量ΔT(n)は、転舵トルク推定手段により推定する転舵トルクが大きいほど補正量を大きくする。上記の式(1)でいえば、補正する傾きを大きくすることである。
例えば、転舵トルクが大きいと推定できる状況(上記ヒステリシス補正量ΔT(n)の傾きを大きくする)としては、以下の状況が考えられる。
1.舵角速度が大きい場合
2.舵角が大きい場合
3.車速が低い場合や車速が高い場合
4.路面摩擦係数が高い場合
Next, how the magnitude of the hysteresis correction amount ΔT (n) changes according to this parameter will be described below.
The hysteresis correction amount ΔT (n) increases as the turning torque estimated by the turning torque estimation means increases. Speaking of the above equation (1), the inclination to be corrected is increased.
For example, the following situations can be considered as situations where it can be estimated that the turning torque is large (increasing the slope of the hysteresis correction amount ΔT (n)).
1. When rudder angular velocity is high
2. When the rudder angle is large
3. When the vehicle speed is low or the vehicle speed is high
4. When the road friction coefficient is high

上記の4つの条件の特徴を踏まえマップで表現した場合にどのような特徴を持つかを以下で説明する。
図6に舵角速度の絶対値をパラメータとした転舵トルク補正値ΔToのマップを示す。
この値は、適用される車両の中立・中速度で走行中から操舵入力したときの転舵トルク変化の特性から設定される。
前述したとおり、舵角速度が低いところでは、転舵トルクも小さいので、転舵トルク補正値ΔToの変化も小さくする(図6:a)。また、舵角速度が高いところでは、転舵トルクが大きいので、転舵トルク補正値ΔToの変化も大きくする(図6:b)。
ここでの舵角速度とは、ハンドル角速度、転舵モータ角速度、転舵モータ指令角速度など、少なくとも転舵トルクセンサ7のトーションバーに対してステアリングホイール12側にある角速度相当のものが挙げられる。
A description will be given below of what characteristics the map has when expressed on the basis of the characteristics of the above four conditions.
FIG. 6 shows a map of the steering torque correction value ΔTo using the absolute value of the steering angular velocity as a parameter.
This value is set from the characteristic of the change in turning torque when the steering is input from the traveling at the neutral / medium speed of the applied vehicle.
As described above, since the steering torque is small where the steering angular velocity is low, the change in the steering torque correction value ΔTo is also small (FIG. 6: a). In addition, since the steering torque is large where the steering angular velocity is high, the change in the steering torque correction value ΔTo is also increased (FIG. 6B).
Here, the steering angular velocity includes those corresponding to the angular velocity on the side of the steering wheel 12 with respect to the torsion bar of the steering torque sensor 7, such as the steering wheel angular velocity, the steering motor angular velocity, and the steering motor command angular velocity.

図7に舵角をパラメータとした舵角補正ゲインGφのマップを示す。
ここでの舵角とは、ハンドル角、転舵モータ角、転舵モータ指令角など、少なくとも転舵トルクセンサ7のトーションバーに対してステアリングホイール12側にある角度相当のものが挙げられる。
舵角中立で1として(図7:b)、舵角が大きいほどゲインが大きくなるように設定する(図7:a)。例えば、停車状態で切り込む場合には、舵角が大きく転舵角が大きいほど操舵反力が大きくなるので、これに合った操舵反力の補正ができる。
また、変化点における補完は、任意に行えるものである。例えば、図7においても、曲線(図7:c)、直線(図7:e)、関数(図7:d)による補完を示している。
さらに、変化点(図7:f,g)は、それぞれ左右に動かすことができ、変化点の位置を変更できるものとする。
FIG. 7 shows a map of the steering angle correction gain Gφ using the steering angle as a parameter.
Here, the steering angle includes a steering wheel angle, a steering motor angle, a steering motor command angle, and the like corresponding to an angle at least on the steering wheel 12 side with respect to the torsion bar of the steering torque sensor 7.
The steering angle neutral is set to 1 (FIG. 7: b), and the gain is set to increase as the steering angle increases (FIG. 7: a). For example, when the vehicle is turned in a stopped state, the steering reaction force increases as the steering angle increases and the steering angle increases, so that the steering reaction force can be corrected accordingly.
Further, the supplement at the change point can be arbitrarily performed. For example, FIG. 7 also shows complementation by a curve (FIG. 7: c), a straight line (FIG. 7: e), and a function (FIG. 7: d).
Furthermore, change points (FIG. 7: f, g) can be moved to the left and right, respectively, and the position of the change point can be changed.

図8に車速をパラメータにした車速補正ゲインGvのマップを示す。
車速での転舵トルクの絶対値は、車速0[km/h](据え切り状態)の時が一番大きくなり、車速が上がり始めるとトルクが下がり、車速が上昇して高速走行になるのに応じて再び転舵トルクが大きくなる特性を持っているといえる(図8:a〜d)。そのため、この車速で変化する車速補正ゲインマップを設定することは、車速の状態を常に反映し、ヒステリシス補正量ΔT(n)の増減に効果がある。
少なくとも2点以上の変化点を持ち、設定した車速補正ゲインの間は線形補完される。図8では直線で示しているが、当然、各変化点の繋ぎを滑らかにする方法や、曲線で補完する方法もある。
FIG. 8 shows a map of the vehicle speed correction gain Gv using the vehicle speed as a parameter.
The absolute value of the steering torque at the vehicle speed is highest when the vehicle speed is 0 [km / h] (stationary state), and when the vehicle speed starts to increase, the torque decreases and the vehicle speed increases and the vehicle runs at high speed. It can be said that the steering torque has a characteristic of increasing again in response to (Fig. 8: ad). Therefore, setting the vehicle speed correction gain map that changes with the vehicle speed always reflects the state of the vehicle speed, and is effective in increasing or decreasing the hysteresis correction amount ΔT (n).
There are at least two changing points, and linear interpolation is performed between the set vehicle speed correction gains. Although it is shown by a straight line in FIG. 8, there are naturally a method of smoothing the connection of each change point and a method of complementing with a curve.

図9に路面摩擦係数μをパラメータにした路面摩擦係数補正ゲインGμのマップを示す。
路面摩擦係数が下がった場合はタイヤに発生する反力が下がり、転舵トルクが小さくなるため、基本的には、路面摩擦係数が1のところで、路面摩擦係数補正ゲインGμは1になるようにし(図9:a)、ヒステリシス補正量ΔT(n)も小さくする(図9:b)。
そして、上記補正ゲインマップは、それぞれ掛け合わせることでヒステリシス補正量ΔT(n)に反映させることができる。
G(φ,v,μ)=Gφ・Gv・Gμ
FIG. 9 shows a map of the road surface friction coefficient correction gain Gμ using the road surface friction coefficient μ as a parameter.
When the road surface friction coefficient decreases, the reaction force generated in the tire decreases and the steering torque decreases. Therefore, basically, the road surface friction coefficient correction gain Gμ is set to 1 when the road surface friction coefficient is 1. (FIG. 9: a), the hysteresis correction amount ΔT (n) is also reduced (FIG. 9: b).
The correction gain map can be reflected in the hysteresis correction amount ΔT (n) by multiplying each.
G (φ, v, μ) = Gφ ・ Gv ・ Gμ

[実施例1における転舵トルク補正の適用例]
以下に実施例1における転舵トルク補正の適用例を示す。以下の適用例は、それぞれ図6の舵角速度に応じた転舵トルク補正値マップを適応したものを示す。
図10は、舵角速度の異なる2つの舵角波形(≒入力トルク波形)と出力トルク波形の時系列応答である。
前述したとおり、舵角速度の異なる入力トルク波形において、それぞれのヒステリシスまでのポイント(図10:a,b)までセンサからの出力トルクは発生しない。
このポイントまでは、操舵反力トルクも生成されない。そのため、この間を補正することで、操舵反力の補正を行う。
ここでは、舵角速度に応じて変化する転舵トルク補正値マップを用いて補正しており、操舵開始からセンサ値が出力され始めるポイントまでのヒステリシス補正量ΔT(n)は、以下の式で記述できる。
ΔT(n)=ΔT(n-1)+ΔTo・Δt …(4)
よって、ヒステリシス補正量ΔT(n)を含めた転舵トルク推定値T?trqの式は、前述したとおりに次式にて表記される。
T?trq=Tsensor+ΔT(n) …(5)
また、センサ値が出力され始めるポイント以降は、センサ値による転舵トルク検出値Tsensorにヒステリシス値Toを加算した以下の式に移行する。
T?trq=Tsensor+To …(6)
すなわち、切り始め領域では、出ないセンサ値を補正し、転舵トルクセンサ7からのセンサ値が出力され始めるポイント以降は、定常偏差の分(=ヒステリシス値To)を上乗せした形で出力する。
[Application Example of Steering Torque Correction in Example 1]
An application example of the steering torque correction in the first embodiment will be shown below. The following application examples each show an application of the steering torque correction value map corresponding to the steering angular speed of FIG.
FIG. 10 is a time series response of two steering angle waveforms (≈input torque waveform) and output torque waveforms having different steering angular velocities.
As described above, in the input torque waveforms having different steering angular velocities, the output torque from the sensor is not generated up to the points up to the respective hysteresis (FIG. 10: a, b).
Up to this point, no steering reaction torque is generated. Therefore, the steering reaction force is corrected by correcting this interval.
Here, correction is performed using a steering torque correction value map that changes in accordance with the steering angular speed, and the hysteresis correction amount ΔT (n) from the start of steering to the point at which the sensor value begins to be output is described by the following equation: it can.
ΔT (n) = ΔT (n-1) + ΔTo · Δt (4)
Therefore, the formula of the steering torque estimation value T? Trq including the hysteresis correction amount ΔT (n) is expressed by the following formula as described above.
T? Trq = Tsensor + ΔT (n) (5)
In addition, after the point at which the sensor value starts to be output, the process proceeds to the following formula in which the hysteresis value To is added to the turning torque detection value Tsensor based on the sensor value.
T? Trq = Tsensor + To (6)
That is, in the cutting start region, the sensor value that does not appear is corrected, and after the point at which the sensor value from the steering torque sensor 7 starts to be output, it is output in the form of adding the amount of steady deviation (= hysteresis value To).

[転舵トルク補正処理]
図11に実施例1のコントローラ&駆動回路11にて実行される転舵トルク補正処理を示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
[Turning torque correction processing]
FIG. 11 is a flowchart showing a turning torque correction process executed by the controller & drive circuit 11 of the first embodiment, and each step will be described below.

ステップS1では、ロジックが開始してから中立を含めて一定舵角を保持しているか、舵角を変化させる操舵を行っているか否かを判断する。操舵している場合は、ステップS2へ移行し、一定舵角を保持していれば、ヒステリシス補正量ΔT(n)の更新は行わずそのままリターンへ移行する。   In step S <b> 1, it is determined whether a constant steering angle is maintained including neutrality after the logic starts, or whether steering is performed to change the steering angle. If the vehicle is steered, the process proceeds to step S2. If the constant steering angle is maintained, the hysteresis correction amount ΔT (n) is not updated and the process proceeds to return.

ステップS2では、ステップS1での操舵時であるとの判断に続き、操舵方向が反転したか否かを判断し、YESの場合はステップS3へ移行し、NOの場合はステップS4へ移行する。ここで、操舵方向の反転は、舵角速度の符号sgnで判断する。sgnの初期値は、操舵方向と同じ符号(例えば、左+、右−)を設定しておく。   In step S2, following the determination that the steering is in step S1, it is determined whether or not the steering direction is reversed. If YES, the process proceeds to step S3, and if NO, the process proceeds to step S4. Here, the reversal of the steering direction is determined by the sign sgn of the steering angular speed. The initial value of sgn is set to the same sign as the steering direction (for example, left +, right-).

ステップS3では、ステップS2での操舵方向の反転判断に続き、sgnの符号を反転して設定し、ステップS4へ移行する。   In step S3, following the steering direction reversal determination in step S2, the sign of sgn is reversed and set, and the process proceeds to step S4.

ステップS4では、ステップS2での操舵方向の反転無し、または、ステップS3での符号反転に続き、ヒステリシス補正量ΔT(n)を算出し(式(1))、ステップS5へ移行する(操舵反力補正部)。
ここで、ヒステリシス補正量ΔT(n)の算出は、上記図6,図7,図8,図9のマップを用いて算出する。尚、反転した場合は、前回までとは逆符号の値が加算されるため、ヒステリシス補正量ΔT(n)の絶対値が小さい方向に更新され、ヒステリシスの反転に合わせたヒステリシス補正量ΔT(n)にすることができる。
In step S4, following the absence of reversal of the steering direction in step S2 or the sign reversal in step S3, a hysteresis correction amount ΔT (n) is calculated (equation (1)), and the process proceeds to step S5 (reverse steering). Force correction unit).
Here, the hysteresis correction amount ΔT (n) is calculated using the maps shown in FIGS. 6, 7, 8, and 9. In the case of inversion, since the value of the opposite sign is added from the previous time, the absolute value of the hysteresis correction amount ΔT (n) is updated in a smaller direction, and the hysteresis correction amount ΔT (n ).

ステップS5では、ステップS4でのヒステリシス補正量ΔT(n)算出に続き、ヒステリシス補正量ΔT(n)の絶対値が設定されている転舵トルクセンサ7のヒステリシス値Toより小さいか否かを判断し、YESの場合はステップS6へ移行し、NOの場合はステップS7へ移行する(定常偏差判定手段)。   In step S5, following the calculation of the hysteresis correction amount ΔT (n) in step S4, it is determined whether or not the absolute value of the hysteresis correction amount ΔT (n) is smaller than the hysteresis value To of the steering torque sensor 7 that has been set. If YES, the process proceeds to step S6, and if NO, the process proceeds to step S7 (steady deviation determination means).

ステップS6では、ステップS5での|ΔT(n)|<Toの判断に続き、転舵トルクセンサ7からのセンサ値による転舵トルク検出値Tsensorに、ヒステリシス補正量ΔT(n)を加算して転舵トルク推定値T?trqとし(式(2))、リターンへ移行する。   In step S6, following the determination of | ΔT (n) | <To in step S5, a hysteresis correction amount ΔT (n) is added to the turning torque detection value Tsensor based on the sensor value from the turning torque sensor 7. The steered torque estimated value T? Trq is set (formula (2)), and the process proceeds to return.

ステップS7では、ステップS5での|ΔT(n)|≧Toの判断に続き、転舵トルクセンサ7からのセンサ値による転舵トルク検出値Tsensorに、ヒステリシス値Toを加算して転舵トルク推定値T?trqとし(式(3))、リターンへ移行する。   In step S7, following the determination of | ΔT (n) | ≧ To in step S5, the steering torque is estimated by adding the hysteresis value To to the turning torque detection value Tsensor based on the sensor value from the turning torque sensor 7. The value is set to T? Trq (formula (3)), and the process proceeds to return.

そして、上記ステップS6または上記ステップS7で算出された転舵トルク推定値T?trqを基に、操舵反力トルク指令を生成し(操舵反力設定手段)、操舵反力アクチュエータ3を駆動する。   A steering reaction force torque command is generated (steering reaction force setting means) based on the steering torque estimated value T? Trq calculated in step S6 or step S7, and the steering reaction force actuator 3 is driven.

[転舵トルク補正作用]
例えば、舵角の中立位置からステアリング操作を開始し、ヒステリシス補正量ΔT(n)の絶対値が設定されている転舵トルクセンサ7のヒステリシス値Toより小さい領域では、図11のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS4→ステップS5→ステップS6へと進み、ステップS6では、転舵トルクセンサ7による転舵トルク検出値Tsensorに、ヒステリシス補正量ΔT(n)を加算して転舵トルク推定値T?trqとされる。なお、この領域では、転舵トルク検出値Tsensorの出力が無いことで、ヒステリシス補正量ΔT(n)が、そのまま転舵トルク推定値T?trqとされることになる。
[Turning torque correction]
For example, in the region where the steering operation is started from the neutral position of the rudder angle and the absolute value of the hysteresis correction amount ΔT (n) is smaller than the hysteresis value To of the turning torque sensor 7 set, the steps in the flowchart of FIG. The process proceeds from S1, step S2, step S4, step S5, and step S6. In step S6, the steering torque is estimated by adding the hysteresis correction amount ΔT (n) to the steering torque detection value Tsensor by the steering torque sensor 7. The value is T? Trq. In this region, since there is no output of the turning torque detection value Tsensor, the hysteresis correction amount ΔT (n) is directly used as the turning torque estimated value T? Trq.

そして、ヒステリシス補正量ΔT(n)の絶対値が設定されている転舵トルクセンサ7のヒステリシス値To以上になると、図11のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS4→ステップS5→ステップS7へと進み、ステップS7では、転舵トルクセンサ7による転舵トルク検出値Tsensorに、ヒステリシス値Toを加算して転舵トルク推定値T?trqとされる。   When the absolute value of the hysteresis correction amount ΔT (n) is greater than or equal to the hysteresis value To of the turning torque sensor 7 that has been set, in the flowchart of FIG. 11, step S1, step S2, step S4, step S5, step S7. In step S7, the hysteresis value To is added to the steering torque detection value Tsensor detected by the steering torque sensor 7 to obtain the steering torque estimated value T? Trq.

このように、ステアバイワイヤシステムで、転舵トルクセンサ7からのセンサ値に応じて操舵反力を与えるシステムにおいて、転舵トルクセンサ7の持つヒステリシスに応じて操舵反力を補正するようにしているため、転舵トルクセンサ7の入出力特性(図2)が補正され、望ましい操舵反力トルクを作れ、ドライバの操舵フィーリングを向上できる。   As described above, in the steer-by-wire system in which the steering reaction force is applied according to the sensor value from the steering torque sensor 7, the steering reaction force is corrected according to the hysteresis of the steering torque sensor 7. Therefore, the input / output characteristics (FIG. 2) of the steering torque sensor 7 are corrected, a desired steering reaction torque can be generated, and the driver's steering feeling can be improved.

また、操舵角が中立から変化するとき、転舵トルクセンサ7のヒステリシスに応じて、操舵反力を補正するため、転舵トルクセンサ7のヒステリシスによって生じる中立付近の操舵反力の軽さが改善でき、操舵フィーリングを向上する。   Further, when the steering angle changes from neutral, the steering reaction force is corrected in accordance with the hysteresis of the turning torque sensor 7, so that the lightness of the steering reaction force near the neutral caused by the hysteresis of the turning torque sensor 7 is improved. This improves the steering feeling.

さらに、舵角速度が高いほど、ヒステリシス補正量ΔT(n)を高くするというように、舵角速度に応じた特性を加味するため、舵角速度に依存して転舵トルクセンサ7の実出力までの時間が変化するのに対応して適切な補正が可能となり、操舵フィーリングの向上につながる。   Furthermore, the time until the actual output of the turning torque sensor 7 depends on the steering angular speed in order to take into account the characteristics corresponding to the steering angular speed, such as increasing the hysteresis correction amount ΔT (n) as the steering angular speed increases. Accordingly, appropriate correction can be made in response to changes in the steering angle, leading to an improvement in steering feeling.

加えて、舵角や車速や路面摩擦係数により転舵トルクを推定し、中立付近の転舵トルク推定値が大きいほど、ヒステリシス補正量ΔT(n)を高く補正するため、転舵トルクセンサ7のヒステリシス特性によって出ていない分を適切に補正でき、望ましい操舵反力特性を生成することができる。   In addition, the steering torque is estimated based on the steering angle, the vehicle speed, and the road surface friction coefficient, and the hysteresis correction amount ΔT (n) is corrected to be higher as the estimated value of the steering torque near the neutral is larger. The amount not generated by the hysteresis characteristic can be appropriately corrected, and a desirable steering reaction force characteristic can be generated.

次に、効果を説明する。
実施例1の操舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the steering control device of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.

(1) 操舵部とは機械的に分離され、操舵に応じて操向輪を転舵する転舵部と、前記転舵部の転舵トルクを検出する転舵トルクセンサ7と、前記転舵トルクに応じた操舵反力を設定する操舵反力設定手段と、前記操舵反力設定値に基づき前記操舵部の操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータ3と、を備えた操舵制御装置において、前記転舵トルクセンサ7は、前記転舵トルク検出値と実際の転舵トルクとの間に所定のヒステリシスを有し、前記操舵反力設定手段は、前記転舵トルク検出値Tsensorを、前記ヒステリシスの発生状況に応じて補正する操舵反力補正部(ステップS4)を有するため、転舵トルクセンサ7の持つヒステリシス特性を補正することで、望ましい操舵反力が設定され、運転者のよる操舵フィーリングを向上させることができる。   (1) A steering unit that is mechanically separated from the steering unit and steers steered wheels according to steering, a steering torque sensor 7 that detects a steering torque of the steering unit, and the steering In a steering control device, comprising: a steering reaction force setting unit that sets a steering reaction force according to torque; and a steering reaction force actuator 3 that applies a steering reaction force of the steering unit based on the steering reaction force setting value. The turning torque sensor 7 has a predetermined hysteresis between the turning torque detection value and the actual turning torque, and the steering reaction force setting means sets the turning torque detection value Tsensor to the hysteresis. Since the steering reaction force correction unit (step S4) that corrects according to the occurrence state of the steering torque sensor 7 is corrected, a desired steering reaction force is set by correcting the hysteresis characteristic of the turning torque sensor 7, and the steering fee by the driver is set. To improve the ring it can.

(2) 前記操舵反力補正部は、操舵角が中立位置から変化する領域のとき、前記ヒステリシスの発生状況に応じたヒステリシス補正量ΔT(n)を算出するため、転舵トルクセンサ7のヒステリシスによって生じる舵角中立付近の操舵反力の軽さを改善することができる。   (2) The steering reaction force correction unit calculates the hysteresis correction amount ΔT (n) according to the state of occurrence of the hysteresis when the steering angle changes from the neutral position. It is possible to improve the lightness of the steering reaction force in the vicinity of the rudder angle neutrality caused by.

(3) 実際の転舵トルクを推定する転舵トルク推定手段を設け、前記操舵反力補正部は、前回の演算周期にて演算されたヒステリシス補正量ΔT(n-1)に、前記転舵トルク推定値に応じたヒステリシス補正量ΔT(n)の変化分を加え、今回の演算周期のヒステリシス補正量ΔT(n)とするため、ヒステリシスによって出ていない分を適切に補正でき、望ましい操舵反力特性を生成することができる。   (3) A steering torque estimating means for estimating an actual steering torque is provided, and the steering reaction force correction unit sets the steering steering force to the hysteresis correction amount ΔT (n−1) calculated in the previous calculation cycle. Since the amount of change in hysteresis correction amount ΔT (n) corresponding to the estimated torque value is added to obtain the hysteresis correction amount ΔT (n) in the current calculation cycle, the amount not generated by the hysteresis can be corrected appropriately, and the desired steering reaction can be corrected. Force characteristics can be generated.

(4) 前記転舵トルク推定手段として、前記操舵部から前記転舵トルクセンサ7の設定位置までの操舵系の舵角相当値の変化速度を検出する舵角速度検出手段を設け、前記操舵反力補正部は、前記舵角速度検出値が高いほど前記ヒステリシス補正量ΔT(n)の変化分を大きくするため、舵角速度に依存して転舵トルクセンサ7の実出力までの時間が変化するのに対応して適切な補正が可能となり、操舵フィーリングの向上を達成できる。   (4) As the steering torque estimating means, there is provided a steering angular speed detecting means for detecting a change speed of a steering angle equivalent value of a steering system from the steering section to a set position of the steering torque sensor 7, and the steering reaction force The correction unit increases the amount of change in the hysteresis correction amount ΔT (n) as the detected steering angular velocity value increases, so that the time until the actual output of the turning torque sensor 7 changes depending on the steering angular velocity. Correspondingly, appropriate correction is possible, and an improvement in steering feeling can be achieved.

(5) 前記転舵トルク推定手段として、前記操舵部から前記転舵トルクセンサ7の設定位置までの操舵系の舵角相当値を検出する舵角検出手段を設け、前記操舵反力補正部は、前記舵角相当値が高いほど前記ヒステリシス補正量ΔT(n)の変化分を大きくするため、例えば、停車状態で切り込む場合、操舵角が大きくタイヤ13が転舵されるほど反力が大きくなるのに対し、これに符合した操舵反力を得ることができる。   (5) As the turning torque estimation means, a steering angle detection means for detecting a steering angle equivalent value of a steering system from the steering part to a set position of the turning torque sensor 7 is provided, and the steering reaction force correction part is In order to increase the amount of change in the hysteresis correction amount ΔT (n) as the steering angle equivalent value increases, for example, when turning in a stopped state, the reaction force increases as the steering angle increases and the tire 13 is steered. On the other hand, a steering reaction force corresponding to this can be obtained.

(6) 前記転舵トルク推定手段として、車速を検出する車速検出手段を設け、前記操舵反力補正部は、前記車速検出値に応じてヒステリシス補正量ΔT(n)の変化分を変更するため、据え切り状態で操舵反力が大きく、また、高速走行になるにしたがって操舵反力が上昇するというように、車速の状態を反映した操舵反力を得ることができる。   (6) A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed is provided as the steered torque estimating means, and the steering reaction force correction unit changes a change in the hysteresis correction amount ΔT (n) according to the vehicle speed detection value. A steering reaction force reflecting the state of the vehicle speed can be obtained such that the steering reaction force is large in the stationary state and the steering reaction force increases as the vehicle travels at a high speed.

(7) 前記転舵トルク推定手段として、路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段を設け、前記操舵反力補正部は、前記路面摩擦係数推定値が低路面摩擦係数を示すほど前記ヒステリシス補正量ΔT(n)の変化分を小さくするため、例えば、低路面摩擦係数路では転舵トルクの発生が小さくて操舵反力も小さいという路面摩擦係数状態を反映した操舵反力を得ることができる。   (7) A road surface friction coefficient estimation unit that estimates a road surface friction coefficient is provided as the steering torque estimation unit, and the steering reaction force correction unit corrects the hysteresis as the road surface friction coefficient estimated value indicates a low road surface friction coefficient. In order to reduce the amount of change in the amount ΔT (n), for example, it is possible to obtain a steering reaction force reflecting a road surface friction coefficient state that a steering torque is small and a steering reaction force is small on a low road surface friction coefficient road.

(8) 前記転舵トルク検出値と実際の転舵トルクとの間のヒステリシス補正量ΔT(n)がヒステリシス値Toになったか否かを判定する定常偏差判定手段(ステップS5)を設け、前記操舵反力設定手段は、前記ヒステリシス補正量ΔT(n)がヒステリシス値Toになっていないと判定されると、前記転舵トルク検出値Tsensorにヒステリシス補正量ΔT(n)を加え、前記ヒステリシス補正量ΔT(n)がヒステリシス値To以上であると判定されると、前記転舵トルク検出値Tsensorに前記ヒステリシス値Toを加えて補正するため、ヒステリシス補正量ΔT(n)の発生量を監視することで、操舵開始からの可変量補正から定量補正へと最適なタイミングにて移行することができる。   (8) There is provided a steady deviation determining means (step S5) for determining whether or not the hysteresis correction amount ΔT (n) between the steering torque detection value and the actual steering torque has reached the hysteresis value To, When it is determined that the hysteresis correction amount ΔT (n) is not equal to the hysteresis value To, the steering reaction force setting means adds the hysteresis correction amount ΔT (n) to the turning torque detection value Tsensor, thereby correcting the hysteresis correction. When it is determined that the amount ΔT (n) is equal to or greater than the hysteresis value To, the amount of hysteresis correction ΔT (n) generated is monitored in order to correct the steering torque detection value Tsensor by adding the hysteresis value To. Thus, it is possible to shift from the variable amount correction from the start of steering to the quantitative correction at an optimal timing.

実施例2は、実施例1の舵角速度に応じた転舵トルク補正値ΔToに代え、舵角速度に応じた転舵トルク補正時定数τoとすると共に、転舵トルク検出値が出力されるまでの補正時間を予め設定しておいて操舵開始からの可変量補正から定量補正へと移行するようにした例である。なお、実施例2の構成は、実施例1の図1と同様であるので図示並びに説明を省略する。   In the second embodiment, instead of the steering torque correction value ΔTo corresponding to the steering angular speed of the first embodiment, the turning torque correction time constant τo corresponding to the steering angular speed is used, and the detected steering torque detection value is output. In this example, the correction time is set in advance, and the shift from the variable amount correction from the start of steering to the quantitative correction is made. In addition, since the structure of Example 2 is the same as that of FIG. 1 of Example 1, illustration and description are abbreviate | omitted.

次に、作用を説明する。
実施例2では、転舵トルク補正時定数τoの値を、舵角速度(dφ/dt)により変化させ、ヒステリシス補正量ΔT(n)を増減させるもので、実施例1での転舵トルク補正値ΔToとは等価である。すなわち、実施例2において、ヒステリシス補正量ΔT(n)を求める式は、下記の式にて表記される。
ΔT(n)=ΔT(n-1)+sgn・{To/τo・G(φ,v,μ)}・Δt …(1')
Next, the operation will be described.
In the second embodiment, the value of the steering torque correction time constant τo is changed according to the steering angular velocity (dφ / dt), and the hysteresis correction amount ΔT (n) is increased or decreased. ΔTo is equivalent. That is, in Example 2, the equation for obtaining the hysteresis correction amount ΔT (n) is expressed by the following equation.
ΔT (n) = ΔT (n−1) + sgn · {To / τo · G (φ, v, μ)} · Δt (1 ′)

図12に舵角速度の絶対値をパラメータとした転舵トルク補正時定数τoのマップを示す。
前述したとおり、舵角速度が小さいところではヒステリシス補正量ΔT(n)を小さくしなければならないことで、転舵トルク補正時定数τoの値としては大きくなる。逆に、操舵速度が高いところではヒステリシス補正量ΔT(n)を大きくしなけばならないことで、転舵トルク補正時定数τoの値としては小さくなる。
FIG. 12 shows a map of the turning torque correction time constant τo using the absolute value of the steering angular velocity as a parameter.
As described above, when the steering angular velocity is small, the hysteresis correction amount ΔT (n) must be reduced, so that the value of the steering torque correction time constant τo increases. On the contrary, when the steering speed is high, the hysteresis correction amount ΔT (n) must be increased, so that the value of the turning torque correction time constant τo decreases.

図13に舵角をパラメータとした舵角補正ゲインGφ'のマップを示す。
ここでの舵角とは、ハンドル角、転舵モータ角、転舵モータ指令角など、少なくとも転舵トルクセンサ7のトーションバーに対してステアリングホイール12側にある角度相当のものが挙げられる。
舵角中立で1として(図11:b)、舵角が大きいほどゲインが小さくなるように設定するので(図11:a)、時定数が小さくなり、ヒステリシス補正量ΔT(n)が大きくなる。また、変化点における補完は、任意に行えるものである。例えば、図11においても、曲線(図11:c)、直線(図11:e)、関数(図11:d)による補完を示している。
さらに、変化点(図11:f,g)は、それぞれ左右に動かすことができ、変化点の位置を変更できるものとする。
FIG. 13 shows a map of the steering angle correction gain Gφ ′ using the steering angle as a parameter.
Here, the steering angle includes a steering wheel angle, a steering motor angle, a steering motor command angle, and the like corresponding to an angle at least on the steering wheel 12 side with respect to the torsion bar of the steering torque sensor 7.
Since the steering angle is set to 1 at a neutral steering angle (FIG. 11B), the gain is set to decrease as the steering angle increases (FIG. 11A), so the time constant decreases and the hysteresis correction amount ΔT (n) increases. . Further, the supplement at the change point can be arbitrarily performed. For example, also in FIG. 11, the complement by the curve (FIG. 11: c), the straight line (FIG. 11: e), and the function (FIG. 11: d) is shown.
Furthermore, change points (FIG. 11: f, g) can be moved to the left and right, respectively, and the position of the change point can be changed.

図14に車速をパラメータにした車速補正ゲインGv'のマップを示す。
前記転舵トルク補正時定数τoを、中速域を基準として設定しているため、中速域のゲインを1とし、車速0[km/h](据え切り状態)の時が一番小さくなり、車速が上昇して高速走行になるのに応じて再びゲインが小さくなる特性としている(図14:a〜d)。そのため、低速域と高速域とで転舵トルク補正時定数τoが小さくなり、ヒステリシス補正量ΔT(n)が大きくなるので、車速に応じた補正値とすることができる。
少なくとも2点以上の変化点を持ち、設定した車速補正ゲインの間は線形補完される。図14では直線で示しているが、当然、各変化点の繋ぎを滑らかにする方法や、曲線で補完する方法もある。
FIG. 14 shows a map of the vehicle speed correction gain Gv ′ using the vehicle speed as a parameter.
Since the turning torque correction time constant τo is set based on the medium speed range, the medium speed range gain is set to 1 and the vehicle speed becomes 0 [km / h] (stationary state). The gain decreases again as the vehicle speed increases and the vehicle travels at a high speed (FIG. 14: a to d). Therefore, the turning torque correction time constant τo decreases in the low speed range and the high speed range, and the hysteresis correction amount ΔT (n) increases, so that a correction value corresponding to the vehicle speed can be obtained.
There are at least two changing points, and linear interpolation is performed between the set vehicle speed correction gains. 14 shows a straight line, there are naturally a method of smoothing the connection between the change points and a method of complementing with a curve.

図15に路面摩擦係数μをパラメータにした路面摩擦係数補正ゲインGμ'のマップを示す。
路面摩擦係数が下がった場合はタイヤに発生する反力が下がり転舵トルクが小さくなるため、基本的には、路面摩擦係数が1のところで、路面摩擦係数補正ゲインGμ'は1になるようにし(図15:a)、路面摩擦係数補正ゲインGμ'を大きく設定することで、転舵トルク補正時定数τoが大きくなり、ヒステリシス補正量ΔT(n)が小さくする(図15:b)。
そして、上記補正ゲインマップは、それぞれ掛け合わせることでヒステリシス補正量ΔT(n)に反映させることができる。
G(φ,v,μ)=Gφ'・Gv'・Gμ'
FIG. 15 shows a map of the road surface friction coefficient correction gain Gμ ′ using the road surface friction coefficient μ as a parameter.
When the road surface friction coefficient decreases, the reaction force generated in the tire decreases and the steering torque decreases. Therefore, basically, when the road surface friction coefficient is 1, the road surface friction coefficient correction gain Gμ ′ is set to 1. (FIG. 15: a), by setting the road surface friction coefficient correction gain Gμ ′ to be large, the turning torque correction time constant τo is increased, and the hysteresis correction amount ΔT (n) is decreased (FIG. 15: b).
The correction gain map can be reflected in the hysteresis correction amount ΔT (n) by multiplying each.
G (φ, v, μ) = Gφ '・ Gv' ・ Gμ '

[転舵トルク補正処理]
図16に実施例2のコントローラ&駆動回路11にて実行される転舵トルク補正処理を示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、ステップS21〜ステップS23は、図11のステップS1〜ステップS3とそれぞれ同じステップであるので、説明を省略する。
[Turning torque correction processing]
FIG. 16 is a flowchart showing a turning torque correction process executed by the controller & drive circuit 11 of the second embodiment. Each step will be described below. Steps S21 to S23 are the same as steps S1 to S3 in FIG.

ステップS24では、ステップS22での操舵方向の反転無し、または、ステップS23での符号反転に続き、ヒステリシス補正量ΔT(n)を算出し(式(1'))、ステップS25へ移行する(操舵反力補正部)。
ここで、ヒステリシス補正量ΔT(n)の算出は、上記図12,図13,図14,図15のマップを用いて算出する。尚、反転した場合は、前回までとは逆符号の値が加算されるため、ヒステリシス補正量ΔT(n)の絶対値が小さい方向に更新され、ヒステリシスの反転に合わせたヒステリシス補正量ΔT(n)にすることができる。
In step S24, following the absence of reversal of the steering direction in step S22 or the sign reversal in step S23, a hysteresis correction amount ΔT (n) is calculated (formula (1 ′)), and the process proceeds to step S25 (steering). Reaction force correction unit).
Here, the hysteresis correction amount ΔT (n) is calculated using the maps shown in FIGS. 12, 13, 14, and 15. In the case of inversion, since the value of the opposite sign is added from the previous time, the absolute value of the hysteresis correction amount ΔT (n) is updated in a smaller direction, and the hysteresis correction amount ΔT (n ).

ステップS25では、ステップS24でのヒステリシス補正量ΔT(n)算出に続き、操舵開始や操舵反転開始からの経過時間tが、設定された補正時間に達していないか否かを判断し、YESの場合はステップS29へ移行し、NOの場合はステップS30へ移行する(補正時間判定手段)。
ここで、補正時間は、操舵開始時や操舵反転時(切り返し時)の舵角速度などで、転舵トルクが検出されるまでの時間を設定する。
In step S25, following the calculation of the hysteresis correction amount ΔT (n) in step S24, it is determined whether or not the elapsed time t from the start of steering or steering reversal has reached the set correction time. If YES, the process proceeds to step S29. If NO, the process proceeds to step S30 (correction time determination means).
Here, the correction time is set to the time until the turning torque is detected by the steering angular speed at the start of steering or at the time of steering reversal (at the time of turning back).

ステップS29では、ステップS25でのt<補正時間の判断に続き、経過時間tを、t=t+Δtとし、ステップS26へ移行する。   In step S29, following the determination of t <correction time in step S25, the elapsed time t is set to t = t + Δt, and the process proceeds to step S26.

ステップS26では、ステップS29でのt=t+Δtセットに続き、転舵トルクセンサ7による転舵トルク検出値Tsensorに、ヒステリシス補正量ΔT(n)を加算して転舵トルク推定値T?trqとし(式(2))、リターンへ移行する。   In step S26, following the t = t + Δt set in step S29, a hysteresis correction amount ΔT (n) is added to the turning torque detection value Tsensor by the turning torque sensor 7 to obtain a turning torque estimated value T? Trq ( (Equation (2)), move to return.

ステップS30では、ステップS25でのt≧補正時間の判断に続き、経過時間tをゼロのリセットし、ステップS27へ移行する。   In step S30, following the determination of t ≧ correction time in step S25, the elapsed time t is reset to zero, and the process proceeds to step S27.

ステップS27では、ステップS30での経過時間tのリセットに続き、転舵トルクセンサ7による転舵トルク検出値Tsensorに、ヒステリシス値Toを加算して転舵トルク推定値T?trqとし(式(3))、リターンへ移行する。   In step S27, following the reset of the elapsed time t in step S30, the hysteresis value To is added to the turning torque detection value Tsensor detected by the turning torque sensor 7 to obtain a turning torque estimated value T? Trq (formula (3 )), Move to return.

ステップS28では、ステップS21での舵角一定との判断に続き、経過時間tをゼロのリセットし、リターンへ移行する。   In step S28, following the determination that the steering angle is constant in step S21, the elapsed time t is reset to zero, and the process proceeds to return.

そして、上記ステップS26または上記ステップS27で算出された転舵トルク推定値T?trqを基に、操舵反力トルク指令を生成し(操舵反力設定手段)、操舵反力アクチュエータ3を駆動する。   A steering reaction force torque command is generated (steering reaction force setting means) based on the steering torque estimated value T? Trq calculated in step S26 or step S27, and the steering reaction force actuator 3 is driven.

[転舵トルク補正作用]
例えば、舵角の中立位置からステアリング操作を開始し、開始からの経過時間tが設定した補正時間に達していない場合は、図16のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS22→ステップS24→ステップS25→ステップS29→ステップS26へと進み、ステップS26では、転舵トルクセンサ7による転舵トルク検出値Tsensorに、ヒステリシス補正量ΔT(n)を加算して転舵トルク推定値T?trqとされる。なお、この領域では、転舵トルク検出値Tsensorの出力が無いことで、ヒステリシス補正量ΔT(n)が、そのまま転舵トルク推定値T?trqとされることになる。
[Turning torque correction]
For example, when the steering operation is started from the neutral position of the rudder angle and the elapsed time t from the start has not reached the set correction time, in the flowchart of FIG. 16, step S21 → step S22 → step S24 → step S25 → Proceeding from step S29 to step S26, in step S26, the steering torque estimated value T? Trq is obtained by adding the hysteresis correction amount ΔT (n) to the steering torque detection value Tsensor by the steering torque sensor 7. In this region, since there is no output of the turning torque detection value Tsensor, the hysteresis correction amount ΔT (n) is directly used as the turning torque estimated value T? Trq.

そして、操舵開始からの経過時間tが設定した補正時間に達すると、図16のフローチャートにおいて、ステップS21→ステップS22→ステップS24→ステップS25→ステップS30→ステップS27へと進み、ステップS27では、転舵トルクセンサ7による転舵トルク検出値Tsensorに、ヒステリシス値Toを加算して転舵トルク推定値T?trqとされる。なお、他の作用については、実施例1と同様であるので説明を省略する。   Then, when the elapsed time t from the start of steering reaches the set correction time, in the flowchart of FIG. 16, the process proceeds from step S21 → step S22 → step S24 → step S25 → step S30 → step S27. A hysteresis value To is added to the detected steering torque value Tsensor by the steering torque sensor 7 to obtain the estimated steering torque value T? Trq. Since other operations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

次に、効果を説明する。
実施例2の操舵制御装置にあっては、実施例1の(1)〜(7)の効果に加えて、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the steering control device of the second embodiment, in addition to the effects (1) to (7) of the first embodiment, the following effects can be obtained.

(9) 前記転舵トルク検出値が出力されるまでの補正時間を設定し、操舵開始や操舵反転開始からの経過時間tが前記補正時間に達したか否かを判定する補正時間判定手段(ステップS25)を設け、前記操舵反力設定手段は、操舵開始や操舵反転開始からの経過時間tが前記補正時間に達していないと判定されると、前記転舵トルク検出値Tsensorにヒステリシス補正量ΔT(n)を加え、操舵開始や操舵反転開始からの経過時間tが前記補正時間に達したと判定されると、前記転舵トルク検出値Tsensorにヒステリシス値Toを加えて補正するため、操舵や操舵反転の開始からの経過時間tを監視することで、操舵開始からの可変量補正から定量補正へと最適なタイミングにて移行することができる。
なお、この補正時間は、切り始め、または、反転した時からのカウント値でも代用が可能である。
(9) Correction time determination means for setting a correction time until the steering torque detection value is output and determining whether or not an elapsed time t from the start of steering or the start of steering reversal has reached the correction time ( Step S25) is provided, and when the steering reaction force setting means determines that the elapsed time t from the start of steering or the start of steering reversal has not reached the correction time, a hysteresis correction amount is added to the turning torque detection value Tsensor. When ΔT (n) is added and it is determined that the elapsed time t from the start of steering or the start of steering reversal has reached the correction time, the steering torque detection value Tsensor is corrected by adding a hysteresis value To. Further, by monitoring the elapsed time t from the start of the steering reversal, it is possible to shift from the variable amount correction to the quantitative correction from the start of the steering at an optimal timing.
Note that this correction time can be substituted by a count value from the start of cutting or when it is inverted.

実施例3は、実施例1,2に対し、転舵トルクセンサ7からトルクセンサ出力値が現れたら、徐々にヒステリシス補正量ΔT(n)を小さくして、操舵反力制御に用いるとした例である。なお、実施例2の構成は、実施例1の図1と同様であるので図示並びに説明を省略する。   The third embodiment is an example in which the hysteresis correction amount ΔT (n) is gradually decreased and used for the steering reaction force control when the torque sensor output value appears from the turning torque sensor 7 as compared with the first and second embodiments. It is. In addition, since the structure of Example 2 is the same as that of FIG. 1 of Example 1, illustration and description are abbreviate | omitted.

次に、作用を説明する。
実施例3では、上記式(3)に移行することなく、そのまま式(2)のヒステリシス補正量ΔT(n)を調整して補正を行うもので、転舵トルク推定値T?trqは、
T?trq=Tsensor+ΔT(n)×GT …(2')
の式により求められる。ここで、GTは、センサ値補正ゲインであり、図19に示すように、トルクセンサ出力Tsensor(=転舵トルク検出値)がゼロのときには1とし、トルクセンサ出力Tsensorが大きくなるにしたがって徐々に小さくなる値で与える。
したがって、図17及び図18に示すように、ヒステリシスの発生によりトルクセンサ出力Tsensorが無い領域では、実施例1,2と同様に、ヒステリシス補正量ΔT(n)により転舵トルクの補正を行い、トルクセンサ出力Tsensorが現れる領域になると、ヒステリシス補正量ΔT(n)が徐々に弱められる。
Next, the operation will be described.
In Embodiment 3, the correction is made by adjusting the hysteresis correction amount ΔT (n) of the equation (2) as it is without shifting to the above equation (3), and the estimated turning torque T? Trq is
T? Trq = Tsensor + ΔT (n) × G T (2 ')
It is calculated by the following formula. Here, G T is a sensor value correction gain, as shown in FIG. 19, gradually according to the torque sensor output Tsensor (= steering torque detection value) is set to 1 when the zero torque sensor output Tsensor increases Is given as a smaller value.
Therefore, as shown in FIGS. 17 and 18, in the region where there is no torque sensor output Tsensor due to the occurrence of hysteresis, the steering torque is corrected by the hysteresis correction amount ΔT (n) as in the first and second embodiments. In the region where the torque sensor output Tsensor appears, the hysteresis correction amount ΔT (n) is gradually weakened.

[転舵トルク補正処理]
図20に実施例3のコントローラ&駆動回路11にて実行される転舵トルク補正処理を示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、ステップS31〜ステップS33は、図11のステップS1〜ステップS3とそれぞれ同じステップであるので、説明を省略する。
[Turning torque correction processing]
FIG. 20 is a flowchart showing a turning torque correction process executed by the controller & drive circuit 11 of the third embodiment, and each step will be described below. Steps S31 to S33 are the same as steps S1 to S3 in FIG.

ステップS34では、ステップS32での操舵方向の反転無し、または、ステップS33での符号反転に続き、ヒステリシス補正量ΔT(n)を算出し(式(1)または式(1'))、ステップS35へ移行する(操舵反力補正部)。   In step S34, following the absence of reversal of the steering direction in step S32 or the sign reversal in step S33, a hysteresis correction amount ΔT (n) is calculated (expression (1) or expression (1 ′)), and step S35. (Steering reaction force correction unit).

ステップS36では、ステップS34でのヒステリシス補正量ΔT(n)算出に続き、転舵トルクセンサ7による転舵トルク検出値Tsensorに、ヒステリシス補正量ΔT(n)とセンサ値補正ゲインGTを乗算した値を加算して転舵トルク推定値T?trqとし(式(2'))、リターンへ移行する。 At step S36, subsequent to the hysteresis correction quantity [Delta] T (n) calculated at the step S34, the turning torque detection value Tsensor by turning torque sensor 7, by multiplying the hysteresis correction quantity [Delta] T (n) and the sensor value correction gain G T The value is added to obtain a steered torque estimated value T? Trq (formula (2 ')), and the process proceeds to return.

そして、上記ステップS36で算出された転舵トルク推定値T?trqを基に、操舵反力トルク指令を生成し(操舵反力設定手段)、操舵反力アクチュエータ3を駆動する。   Then, based on the estimated steering torque T? Trq calculated in step S36, a steering reaction force torque command is generated (steering reaction force setting means), and the steering reaction force actuator 3 is driven.

[転舵トルク補正作用]
操舵や操舵反転を開始すると、図20のフローチャートにおいて、ステップS31→ステップS32→(ステップS33→)ステップS34→ステップS36へと進み、ステップS36では、転舵トルクセンサ7による転舵トルク検出値Tsensorに、ヒステリシス補正量ΔT(n)とセンサ値補正ゲインGTを乗算した値を加算して転舵トルク推定値T?trqとされる。なお、他の作用については、実施例1と同様であるので説明を省略する。
[Turning torque correction]
When steering or steering reversal is started, in the flowchart of FIG. 20, the process proceeds from step S31 → step S32 → (step S33 →) step S34 → step S36. In step S36, the detected steering torque value Tsensor by the steering torque sensor 7 is reached. to be a hysteresis correction quantity [Delta] T (n) and the sensor value correction gain G T a by adding the multiplied value steered torque estimate T? trq. Since other operations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

次に、効果を説明する。
実施例3の操舵制御装置にあっては、実施例1の(1)〜(7)の効果に加えて、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the steering control device of the third embodiment, in addition to the effects (1) to (7) of the first embodiment, the following effects can be obtained.

(10) 前記操舵反力補正は、操舵開始や操舵反転開始から前記転舵トルク検出値が出るまでは、前記転舵トルク検出値Tsensorにヒステリシス補正量ΔT(n)を加え、前記転舵トルク検出値Tsensorが出始めると、ヒステリシス補正量ΔT(n)を徐々に弱めてゆくため、実施例1,2のように、補正の切り換え判定を行うことのない簡単な処理で、かつ、運転者にも操舵反力の違和感を与えることなく、転舵トルクセンサ7の持つヒステリシス特性を補正することがきる。

(10) The steering reaction force correction unit adds a hysteresis correction amount ΔT (n) to the turning torque detection value Tsensor until the turning torque detection value comes out from the start of steering or steering reversal. When the torque detection value Tsensor begins to appear, the hysteresis correction amount ΔT (n) is gradually weakened, so that it is a simple process that does not perform correction switching determination as in the first and second embodiments, and the operation. It is possible to correct the hysteresis characteristic of the turning torque sensor 7 without giving the person a feeling of strangeness in the steering reaction force.

以上、本発明の操舵制御装置を実施例1〜実施例3に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これら実施例1〜実施例3に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。   As mentioned above, although the steering control apparatus of this invention has been demonstrated based on Example 1-Example 3, it is not restricted to these Examples 1-Example 3 about a concrete structure, Claim of Claims Design changes and additions are allowed without departing from the spirit of the invention according to each claim.

実施例1では、ヒステリシス補正量ΔT(n)の発生量を監視することで、操舵開始からの可変量補正から定量補正へと移行する例を示し、実施例2では、操舵や操舵反転の開始からの経過時間tを監視することで、操舵開始からの可変量補正から定量補正へと移行する例を示したが、例えば、転舵トルクセンサ7からのトルクセンサ値が出力されたとき、または、操舵反転後、転舵トルクセンサ7からのトルクセンサ値が変化したとき、可変量補正から定量補正へと移行するようにしても良い。   The first embodiment shows an example in which the amount of hysteresis correction amount ΔT (n) generated is monitored to shift from the variable amount correction to the quantitative correction from the start of steering. In the second embodiment, the start of steering or steering reversal is shown. The example of shifting from the variable amount correction from the start of steering to the quantitative correction is shown by monitoring the elapsed time t from the start. For example, when the torque sensor value from the steering torque sensor 7 is output, or After the steering reversal, when the torque sensor value from the steering torque sensor 7 changes, the variable amount correction may be shifted to the quantitative correction.

実施例1〜3では、メカニカルバックアップを有するステアバイワイヤシステムによる操舵制御装置を示したが、要するに、ステアホイールの操作に対して、タイヤ切れ角を自由に設定でき、また、そのタイヤの状態をステアリングホイールに操舵反力として設計者の意図に応じて自由に設定することのできるステアバイワイヤシステムであれば適用することができる。   In the first to third embodiments, the steering control device by the steer-by-wire system having the mechanical backup is shown. In short, the tire turning angle can be freely set for the steering wheel operation, and the tire state is steered. A steer-by-wire system that can be freely set as a steering reaction force on the wheel according to the intention of the designer can be applied.

実施例1の操舵制御装置が適用されたステアバイワイヤシステムを示す全体概要図である。1 is an overall schematic diagram showing a steer-by-wire system to which a steering control device of Embodiment 1 is applied. トルクセンサの持つヒステリシス特性を示す図である。It is a figure which shows the hysteresis characteristic which a torque sensor has. 本発明のおける解決課題1を表す舵角及び転舵トルク特性図である。It is a steering angle and steering torque characteristic figure showing the solution subject 1 in this invention. 本発明における解決課題2を表す操舵速度が異なる場合の入力トルク波形と出力トルク波形を示す図である。It is a figure which shows the input torque waveform and steering torque waveform in case the steering speeds which represent the solution subject 2 in this invention differ. 実施例1での転舵トルク補正概要を示す図である。It is a figure which shows the steering torque correction | amendment outline | summary in Example 1. FIG. 実施例1においてヒステリシス補正量を決定する際に用いられる舵角速度の絶対値に対する転舵トルク補正値マップを示す図である。It is a figure which shows the steering torque correction value map with respect to the absolute value of the steering angular velocity used when determining the hysteresis correction amount in Example 1. FIG. 実施例1においてヒステリシス補正量を決定する際に用いられる舵角に対する舵角補正ゲインマップを示す図である。It is a figure which shows the steering angle correction gain map with respect to the steering angle used when determining the hysteresis correction amount in Example 1. FIG. 実施例1においてヒステリシス補正量を決定する際に用いられる車速に対する車速補正ゲインマップを示す図である。It is a figure which shows the vehicle speed correction gain map with respect to the vehicle speed used when determining a hysteresis correction amount in Example 1. FIG. 実施例1においてヒステリシス補正量を決定する際に用いられる路面摩擦係数に対する路面摩擦係数補正ゲインマップを示す図である。It is a figure which shows the road surface friction coefficient correction gain map with respect to the road surface friction coefficient used when determining a hysteresis correction amount in Example 1. FIG. 実施例1のヒステリシス補正を操舵速度が異なる状況で適用した場合の入力トルク波形と出力トルク波形を示す図である。It is a figure which shows the input torque waveform at the time of applying the hysteresis correction of Example 1 in the situation where steering speed differs, and an output torque waveform. 実施例1のコントローラ&駆動回路にて実行される転舵トルク補正処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a turning torque correction process executed by the controller and drive circuit according to the first embodiment. 実施例2においてヒステリシス補正量を決定する際に用いられる舵角速度の絶対値に対する転舵トルク補正時定数マップを示す図である。It is a figure which shows the turning torque correction time constant map with respect to the absolute value of the steering angular velocity used when determining the hysteresis correction amount in Example 2. FIG. 実施例2においてヒステリシス補正量を決定する際に用いられる舵角に対する舵角補正ゲインマップを示す図である。It is a figure which shows the steering angle correction gain map with respect to the steering angle used when determining the hysteresis correction amount in Example 2. FIG. 実施例2においてヒステリシス補正量を決定する際に用いられる車速に対する車速補正ゲインマップを示す図である。It is a figure which shows the vehicle speed correction gain map with respect to the vehicle speed used when determining a hysteresis correction amount in Example 2. FIG. 実施例2においてヒステリシス補正量を決定する際に用いられる路面摩擦係数に対する路面摩擦係数補正ゲインマップを示す図である。It is a figure which shows the road surface friction coefficient correction gain map with respect to the road surface friction coefficient used when determining a hysteresis correction amount in Example 2. FIG. 実施例2のコントローラ&駆動回路にて実行される転舵トルク補正処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the steering torque correction process performed in the controller & drive circuit of Example 2. FIG. 実施例3のヒステリシス補正を操舵速度が異なる状況で適用した場合の入力トルク波形と出力トルク波形を示す図である。It is a figure which shows the input torque waveform at the time of applying the hysteresis correction of Example 3 in the situation where steering speed differs, and an output torque waveform. 実施例3のヒステリシス補正を適用した場合の舵角及び転舵トルク特性図である。It is a steering angle and steering torque characteristic figure at the time of applying the hysteresis correction of Example 3. 実施例3においてヒステリシス補正量を決定する際に用いられるトルクセンサ出力に対するセンサ値補正ゲインマップを示す図である。It is a figure which shows the sensor value correction | amendment gain map with respect to the torque sensor output used when determining the hysteresis correction amount in Example 3. FIG. 実施例3のコントローラ&駆動回路にて実行される転舵トルク補正処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a turning torque correction process executed by a controller and drive circuit according to a third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 ハンドル角度センサ(舵角検出手段)
2 操舵トルクセンサ
3 操舵反力アクチュエータ(操舵反力付与手段)
4 操舵反力モータ角度センサ
5 転舵アクチュエータ
6 転舵アクチュエータ角度センサ
7 転舵トルクセンサ(転舵トルク検出手段)
8 ピニオン角度センサ
9 タイロッド軸力センサ
10 メカニカルバックアップ
11 コントローラ&駆動回路
12 ステアリングホイール
13 タイヤ
14 車両状態パラメータ(車速検出手段、路面摩擦係数推定手段)
1 Handle angle sensor (steering angle detection means)
2 Steering torque sensor 3 Steering reaction force actuator (steering reaction force applying means)
4 Steering reaction force motor angle sensor 5 Steering actuator 6 Steering actuator angle sensor 7 Steering torque sensor (steering torque detection means)
8 Pinion angle sensor 9 Tie rod axial force sensor 10 Mechanical backup 11 Controller & drive circuit 12 Steering wheel 13 Tire 14 Vehicle condition parameters (vehicle speed detection means, road surface friction coefficient estimation means)

Claims (9)

操舵部とは機械的に分離され、操舵に応じて操向輪を転舵する転舵部と、
前記転舵部の転舵トルクを検出する転舵トルク検出手段と、
前記転舵トルクに応じた操舵反力を設定する操舵反力設定手段と、
前記操舵反力設定値に基づき前記操舵部の操舵反力を付与する操舵反力付与手段と、
を備えた操舵制御装置において、
実際の転舵トルクを推定する転舵トルク推定手段を設け、
前記転舵トルク検出手段は、前記転舵トルク検出値と実際の転舵トルクとの間に所定の定常偏差を有し、
前記操舵反力設定手段は、前記転舵トルク検出値を、前記所定の定常偏差の発生状況に応じて補正する操舵反力補正部を有し、
前記操舵反力補正部は、操舵角が中立位置から変化する領域のとき、前記所定の定常偏差の発生状況に応じた定常偏差補正量を、前回の演算周期にて演算された定常偏差補正量と前記転舵トルク推定値に基づいて算出することを特徴とする操舵制御装置。
A steering unit that is mechanically separated from the steering unit and steers the steered wheels according to steering;
Steering torque detection means for detecting the steering torque of the steering unit;
Steering reaction force setting means for setting a steering reaction force according to the steering torque;
Steering reaction force applying means for applying a steering reaction force of the steering unit based on the steering reaction force setting value;
In a steering control device with
A steering torque estimation means for estimating the actual steering torque is provided,
The turning torque detection means has a predetermined steady deviation between the turning torque detection value and the actual turning torque,
The steering reaction force setting means, the steering torque detection value, have a steering reaction force correction unit for correcting in accordance with the occurrence of the predetermined steady-state error,
The steering reaction force correction unit calculates a steady-state deviation correction amount calculated in a previous calculation cycle based on the steady-state deviation correction amount according to the state of occurrence of the predetermined steady-state deviation when the steering angle is in a region where the steering angle changes from a neutral position. And a steering control device that calculates based on the estimated steering torque .
請求項1に記載された操舵制御装置において、
前記操舵反力補正部は、前回の演算周期にて演算された定常偏差補正量に、前記転舵トルク推定値に応じた定常偏差補正量の変化分を加え、今回の演算周期の定常偏差補正量とすることを特徴とする操舵制御装置。
In the steering control device according to claim 1,
The steering reaction force correction unit adds a change in the steady deviation correction amount according to the steered torque estimated value to the steady deviation correction amount calculated in the previous calculation cycle, thereby correcting the steady deviation in the current calculation cycle. A steering control device characterized in that it is a quantity.
請求項2に記載された操舵制御装置において、
前記転舵トルク推定手段として、前記操舵部から前記転舵トルク検出手段の設定位置までの操舵系の舵角相当値の変化速度を検出する舵角速度検出手段を設け、
前記操舵反力補正部は、前記舵角速度検出値が高いほど前記定常偏差補正量の変化分を大きくすることを特徴とする操舵制御装置。
In the steering control device according to claim 2 ,
As the turning torque estimation means, there is provided a steering angular speed detection means for detecting a change speed of a steering angle equivalent value of a steering system from the steering section to a setting position of the steering torque detection means,
The steering control device, wherein the steering reaction force correction unit increases the change amount of the steady-state deviation correction amount as the steering angular velocity detection value increases.
請求項2または3に記載された操舵制御装置において、
前記転舵トルク推定手段として、前記操舵部から前記転舵トルク検出手段の設定位置までの操舵系の舵角相当値を検出する舵角検出手段を設け、
前記操舵反力補正部は、前記舵角相当値が高いほど前記定常偏差補正量の変化分を大きくすることを特徴とする操舵制御装置。
In the steering control device according to claim 2 or 3,
As the steering torque estimation means, a steering angle detection means for detecting a steering angle equivalent value of a steering system from the steering section to a setting position of the steering torque detection means is provided,
The steering control device, wherein the steering reaction force correction unit increases the change in the steady-state deviation correction amount as the steering angle equivalent value increases.
請求項2乃至の何れか1項に記載された操舵制御装置において、
前記転舵トルク推定手段として、車速を検出する車速検出手段を設け、
前記操舵反力補正部は、前記車速検出値に応じて定常偏差補正量の変化分を変更することを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to any one of claims 2 to 4,
As the steering torque estimating means, a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed is provided,
The steering control device, wherein the steering reaction force correction unit changes a change amount of a steady deviation correction amount according to the vehicle speed detection value.
請求項乃至5の何れか1項に記載された操舵制御装置において、
前記転舵トルク推定手段として、路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段を設け、
前記操舵反力補正部は、前記路面摩擦係数推定値が低路面摩擦係数を示すほど前記定常偏差補正量の変化分を小さくすることを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to any one of claims 2 to 5,
As the turning torque estimating means, a road surface friction coefficient estimating means for estimating a road surface friction coefficient is provided,
The steering control device, wherein the steering reaction force correction unit decreases the change amount of the steady deviation correction amount as the estimated value of the road surface friction coefficient indicates a low road surface friction coefficient.
請求項1乃至6の何れか1項に記載された操舵制御装置において、
記定常偏差補正量が前記所定の定常偏差になったか否かを判定する定常偏差判定手段を設け、
前記操舵反力設定手段は、前記定常偏差補正量が前記所定の定常偏差になっていないと判定されると、前記転舵トルク検出値に定常偏差補正量を加え、前記定常偏差補正量が前記所定の定常偏差以上であると判定されると、前記転舵トルク検出値に前記所定の定常偏差を加えて補正することを特徴とする操舵制御装置。

The steering control device according to any one of claims 1 to 6,
Before Kijo normal deviation correction amount provided steady-state deviation determining means determines whether it is the predetermined steady-state error,
When it is determined that the steady deviation correction amount is not the predetermined steady deviation, the steering reaction force setting unit adds the steady deviation correction amount to the turning torque detection value, and the steady deviation correction amount is When it is determined that the deviation is equal to or greater than a predetermined steady-state deviation, the steering control device corrects the steering torque detection value by adding the predetermined steady-state deviation.

請求項1乃至の何れか1項に記載された操舵制御装置において、
前記転舵トルク検出値が出力されるまでの補正時間を設定し、操舵開始や操舵反転開始からの経過時間が前記補正時間に達したか否かを判定する補正時間判定手段を設け、
前記操舵反力設定手段は、操舵開始や操舵反転開始からの経過時間が前記補正時間に達していないと判定されると、前記転舵トルク検出値に定常偏差補正量を加え、操舵開始や操舵反転開始からの経過時間が前記補正時間に達したと判定されると、前記転舵トルク検出値に前記所定の定常偏差を加えて補正することを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to any one of claims 1 to 6 ,
A correction time determining means for setting a correction time until the detected steering torque detection value is output and determining whether an elapsed time from the start of steering or the start of steering reversal has reached the correction time;
When it is determined that the elapsed time from the start of steering or the start of steering reversal has not reached the correction time, the steering reaction force setting means adds a steady deviation correction amount to the steering torque detection value to start steering or steering When it is determined that the elapsed time from the start of reversal has reached the correction time, the steering control device corrects the steering torque detection value by adding the predetermined steady-state deviation.
請求項1乃至の何れか1項に記載された操舵制御装置において、
前記操舵反力補正部は、操舵開始や操舵反転開始から前記転舵トルク検出値が出るまでは、前記転舵トルク検出値に定常偏差補正量を加え、前記転舵トルク検出値が出始めると、定常偏差補正量を徐々に弱めてゆくことを特徴とする操舵制御装置。
The steering control device according to any one of claims 1 to 6 ,
The steering reaction force correction unit adds a steady deviation correction amount to the steered torque detection value until the steered torque detection value comes out from the start of steering or steering reversal, and when the steered torque detection value starts to appear. A steering control device characterized by gradually decreasing the steady-state deviation correction amount.
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