JP5994480B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
例えば、直進制動時などに生ずる逆入力振動は車速とともに増大するため、車両が高速で走行している場合には車両走行の安定性を確保するために逆入力振動を抑制することが望ましい。その点、上記構成によれば、車速が遅くなるほど、アシスト指令値に含まれる第2アシスト成分の絶対値が小さくなるため、転舵輪からの逆入力がアシストトルクによって打ち消されず、ロードインフォメーションとして運転者に伝達され易くなる。また車速が速くなるほど、アシスト指令値に含まれる第2アシスト成分の絶対値が大きくなるため、転舵輪からの逆入力振動は、転舵角フィードバック制御に起因するアシストトルクによって打ち消され、車両走行の安定性を的確に確保することができる。
これにより転舵輪からの逆入力を必要な分だけ打ち消し、残りをロードインフォメーションとして運転者に伝達することができる。しかし第2アシスト成分の調整を行うと制御系全体の安定性が変化するため、制御系に自励振動が発生するおそれがある。これに対し、上記構成では、アシスト指令値に含まれる第2アシスト成分が調整部により調整されている場合には、制御系の安定性を確保するために、第2アシスト成分の調整度合いに応じて第1アシスト成分を設定することとしている。これにより、アシスト指令値に含まれる第2アシスト成分を調整した場合であっても制御系の安定性を確保することができ、制御系の自励振動を防止することができる。その結果、操舵感が向上する。
図1に示すように、この電動パワーステアリング装置は、運転者のステアリングホイール10の操作に基づき転舵輪15を転舵させる操舵機構1、及び運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構2を備えている。
マイコン31にはトルクセンサ4、車速センサ5、及び回転角センサ6のそれぞれの出力も取り込まれている。マイコン31は、各センサにより検出される操舵トルクTh、車速V、モータ回転角θm、及び各相電流値Iに基づいてPWM駆動信号を生成する。そしてマイコン31は、このPWM駆動信号をインバータ回路30に出力することでインバータ回路30をPWM駆動し、モータ20の駆動を制御する。
図3に示すように、マイコン31は、操舵トルクTh、車速V、及びモータ回転角θmに基づいてアシスト指令値Tasを演算するアシスト指令値演算部40を備えている。
図5に示すようにロードインフォメーション補償部45は、車速Vに基づいてゲインKを演算するゲイン演算部45aを備えている。ゲイン演算部45aは、図中に示すように、車速Vが「0≦V<V1」の範囲である低速走行時にはゲインKを「1」に設定する。また車速Vが「V1≦V<V2」の範囲である中速走行時には車速Vが速くなるほどゲインKを「1」から「0」の範囲でリニアに減少させる。さらに車速Vが「V2≦V」の範囲である高速走行時にはゲインKを「0」に設定する。
次に本実施形態の作用を説明する。
本実施形態ではゲインKが「0」に設定されている場合、すなわちアシスト指令値Tasに含まれる第2アシスト成分Ta2が調整されていない場合には、一次成分Ta1aが第1アシスト成分Ta1として用いられる。またゲインKが「1」に設定されている場合、すなわちアシスト指令値Tasに含まれる第2アシスト成分Ta2が実質的に「0」になるように調整されている場合には、二次成分Ta1bが第1アシスト成分Ta1として用いられる。よって、いずれの場合でも制御系の安定性を確保することができ、制御系の自励振動を抑制することができる。その結果、操舵感が向上する。
(1)アシスト指令値演算部40には、アシスト指令値Tasに含まれる第2アシスト成分Ta2を小さく調整するロードインフォメーション補償部45を設けた。これにより運転者は路面状態に応じた操舵感を得ることができるため、操舵感が向上する。
・上記実施形態では車速Vに応じてゲインKを変更したが、制動時には、アシスト指令値Tasに含まれる第2アシスト成分Ta2が小さくなりすぎないようにゲインKを「1」に近づけることが望ましい。制動時には、ノイズとして認識され易い比較的周波数の高い振動が発生するが、上記のように転舵角フィードバック制御の実行による振動抑制作用を有効に機能させることにより、ノイズとなる逆入力振動を効果的に抑制できる。またゲインKを「1」にしなければ、運転者はロードインフォメーションを得ることも可能である。
(b2)ゲインKが「0.5≦K≦1」を満たすとき、第2演算部41bで演算される二次成分Ta1bを第1アシスト成分Ta1として用いる。
・上記実施形態では第1アシスト成分Ta1の設定をゲインKを用いて行ったが、ゲインKを用いずに第1アシスト成分Ta1を設定してもよい。詳しくは、第1アシスト成分Ta1をまず、第1演算部41aで演算される一次成分Ta1aに設定する。そして第1アシスト成分Ta1を一次成分Ta1aに設定しているときに制御系の自励振動を検知したとき、第1アシスト成分Ta1を、第2演算部41bで演算される二次成分Ta1bに切り替える。また第1アシスト成分Ta1を二次成分Ta1bに設定しているときに制御系の自励振動を検出したとき、第1アシスト成分Ta1を一次成分Ta1aに戻す。このような構成であっても制御系の自励振動を抑制できるため、操舵感が向上する。要は、ゲインKを利用するか否かにかかわらず、2つの演算部41a,41bで演算される一次成分Ta1a及び二次成分Ta1bに基づいて第1アシスト成分Ta1を演算するものであればよい。
・理想モデルは適宜変更可能である。例えば操舵トルクThのみに基づいて転舵角指令値θp*を設定する理想モデルなどを用いてもよい。
Claims (4)
- モータから車両の操舵機構にアシストトルクを付与するアシスト機構と、
前記モータの駆動をアシスト指令値に基づき制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記アシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部を備え、
前記アシスト指令値演算部は、
前記操舵機構に伝達される操舵トルクに基づいて第1アシスト成分を演算する第1アシスト成分演算部と、
転舵輪の転舵角の目標値となる転舵角指令値を前記第1アシスト成分及び前記操舵トルクに基づき演算する転舵角指令値演算部と、
前記転舵輪の転舵角を前記転舵角指令値に一致させるべく、前記転舵輪の転舵角と前記転舵角指令値との偏差に基づく転舵角フィードバック制御の実行により第2アシスト成分を演算する第2アシスト成分演算部と、
車速が遅くなるほど、前記アシスト指令値に含まれる前記第2アシスト成分の絶対値を実質的に小さく調整する調整部と、
を有し、
前記アシスト指令値演算部は、前記第1アシスト成分に前記第2アシスト成分を加算した値を基礎として前記アシスト指令値を演算し、
前記第1アシスト成分演算部は、前記調整部により前記第2アシスト成分が調整されている場合には、前記第2アシスト成分の調整度合いに応じて制御系の安定性を確保可能な前記第1アシスト成分を演算する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記第1アシスト成分演算部は、
前記第2アシスト成分の調整度合いに応じて制御系の安定性を確保可能な前記第1アシスト成分を演算する複数の演算部を有し、
前記複数の演算部でそれぞれ演算されるアシスト成分に基づき前記第1アシスト成分を演算する
請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記第1アシスト成分演算部は前記複数の演算部として、
前記アシスト指令値に含まれる前記第2アシスト成分が調整されていない場合に制御系の安定性を確保可能な前記第1アシスト成分である一次成分を演算する第1演算部と、
前記アシスト指令値に含まれる前記第2アシスト成分が零に調整されている場合に制御系の安定性を確保可能な前記第1アシスト成分である二次成分を演算する第2演算部と、を有し、
前記一次成分及び前記二次成分に基づき前記第1アシスト成分を演算する
請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記第1アシスト成分演算部は、
前記一次成分及び前記二次成分を前記第2アシスト成分の調整度合いに応じて線形補完することにより前記第1アシスト成分を演算する
請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。
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