JP6142660B2 - Vehicle steering control device and vehicle steering control method - Google Patents
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本発明は、ステアリングホイールと転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で、転舵輪を、ステアリングホイールの操舵操作に応じて転舵モータ等のアクチュエータを介して転舵させる、車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法に関する。 The present invention steers the steered wheel via an actuator such as a steered motor according to the steering operation of the steering wheel in a state where the torque transmission path between the steering wheel and the steered wheel is mechanically separated. The present invention relates to a vehicle steering control device and a vehicle steering control method.
特許文献1に記載のSBWシステムでは、転舵輪の実際の転舵角(以降の説明では、「実転舵角」と記載する場合がある)を検出するセンサ(ロータリーエンコーダ等)を備えない構成を実現するとともに、転舵輪の転舵角を算出することを目的としている。このため、ステアリングホイールの操舵角度範囲内の絶対角度と、転舵輪の転舵角度範囲内の角度を複数の周期に亘って検出した転舵絶対角度との偏差との和と、転舵角度範囲内の角度を複数の周期で検出した初期値との差をオフセット量として求める。そして、転舵輪の転舵角度範囲内の角度を複数の周期に亘って検出した転舵絶対角度とオフセット量の和を、相対的な転舵輪の転舵角として算出し、転舵輪の転舵角を算出する。
The SBW system described in
ところで、特許文献1に記載されている技術も含め、従来のSBWシステムでは、ステアリングホイールと転舵輪との間のトルク伝達経路を、ユニバーサルジョイントを備えた構成とする場合がある。これは、ステアリングホイールと転舵輪との間における各種構成部品のレイアウト等に応じて構成する。
しかしながら、特許文献1に記載されている技術では、ステアリングホイールにより入力された操舵角の、トルク伝達経路でユニバーサルジョイントにより伝達される変化を考慮することなく、相対的な転舵輪の転舵角を算出して、転舵輪の転舵角を算出する。
したがって、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点で記憶した相対的な転舵輪の転舵角と、イグニッションスイッチがオン状態となった時点における実転舵角とが異なる状態が発生し、SBWシステムの適切な制御が困難となるという問題がある。
By the way, in the conventional SBW system including the technique described in
However, in the technique described in
Therefore, a state occurs in which the relative turning angle of the steered wheels stored at the time when the ignition switch is turned off and the actual turning angle at the time when the ignition switch is turned on are different from each other in the SBW system. There is a problem that proper control becomes difficult.
上記課題を解決するために、本発明は、トルク伝達経路を連結する実機ユニバーサルジョイントに対して予め設定した実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を、予め設定した増減閾値に応じて補正する。ここで、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角は、ステアリングホイールの中立位置と転舵輪の中立位置とが近似するように、増減閾値に応じて補正する。 In order to solve the above-described problem, the present invention corrects the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model set in advance with respect to the actual universal joint connecting the torque transmission paths in accordance with a preset increase / decrease threshold. Here, the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model is corrected according to the increase / decrease threshold value so that the neutral position of the steering wheel approximates the neutral position of the steered wheel.
また、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角は、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデル及び仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルと、ステアリングホイールの操舵角に基づき、増減閾値に応じて補正する。ここで、仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、実機ユニバーサルジョイントと直列に配列して実機ユニバーサルジョイントと共にトルク伝達経路を演算上で仮想的に連結する仮想ユニバーサルジョイントに対して、予め設定したモデル式である。
さらに、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角の補正は、実機転舵角最大値と補正要否判定用入出力角偏差との比較により実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角に対する補正用位相角を用いた補正が必要であると判定すると行う。
実機転舵角最大値は、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する操舵角を予め設定した範囲内で変化させたときの転舵輪の転舵角の最大値である。補正要否判定用入出力角偏差は、実機転舵角最大値と仮想転舵角最大値との比較により補正用位相角及び補正用ジョイント角を演算し、この補正用位相角及び補正用ジョイント角を用いて算出した判定用の転舵角と操舵角と増減閾値とを用いて演算する。仮想転舵角最大値は、仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデル及び実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する操舵角を予め設定した範囲内で変化させたときの転舵角の最大値である。
The phase angle of the actual universal joint output angle calculation model is corrected according to the increase / decrease threshold based on the actual universal joint output angle calculation model, the virtual universal joint output angle calculation model, and the steering angle of the steering wheel. Here, the virtual universal joint output angle calculation model is a model equation set in advance for a virtual universal joint that is arranged in series with the actual universal joint and virtually connects the torque transmission path together with the actual universal joint. is there.
In addition, the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model can be corrected by comparing the actual steering angle maximum value with the input / output angle deviation for determining necessity of correction by correcting the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model. If it is determined that correction using a corner is necessary, it is performed.
The actual turning angle maximum value is the maximum turning angle of the steered wheels when the steering angle input to the actual universal joint output angle calculation model is changed within a preset range. The correction input / output angle deviation is calculated by calculating the correction phase angle and the correction joint angle by comparing the actual turning angle maximum value and the virtual turning angle maximum value. Calculation is performed using the turning angle for determination, the steering angle, and the increase / decrease threshold calculated using the angle. The maximum virtual turning angle is the maximum value of the turning angle when the steering angle input to the virtual universal joint output angle calculation model and the actual universal joint output angle calculation model is changed within a preset range.
本発明によれば、車両が実装する実機ユニバーサルジョイント及び仮想ユニバーサルジョイントに操舵角を入力して算出した転舵角に応じて、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を補正することが可能となる。この補正は、ステアリングホイールの中立位置と転舵輪の中立位置とが近似するように行なう。これにより、ユニバーサルジョイントを用いて連結したシャフト間に発生する回転角の位相差を推定することが可能となる。
このため、イグニッションスイッチがオフ状態である間に操舵角が変化した場合であっても、回転角の位相差に応じて転舵角を算出することが可能となり、実転舵角の推定精度を向上させて、SBWシステムを適切に制御することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to correct the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model according to the turning angle calculated by inputting the steering angle to the actual universal joint and the virtual universal joint mounted on the vehicle. Become. This correction is performed so that the neutral position of the steering wheel approximates the neutral position of the steered wheel. Thereby, it becomes possible to estimate the phase difference of the rotation angle generated between the shafts connected using the universal joint.
For this reason, even if the steering angle changes while the ignition switch is in the OFF state, the turning angle can be calculated according to the phase difference of the rotation angle, and the estimation accuracy of the actual turning angle can be increased. As a result, the SBW system can be appropriately controlled.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1は、本実施形態の車両用操舵制御装置1を備えた車両の概略構成を示す図である。また、図2は、本実施形態の車両用操舵制御装置1の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の車両用操舵制御装置1を備えた車両は、SBWシステムを適用した車両である。ここで、「SBWシステム」とは、ステア・バイ・ワイヤ(SBW:Steer By Wire)と呼称するシステムを形成する装置である。
ここで、SBWシステムでは、車両の運転者が操舵操作するステアリングホイール(操舵輪)の操作に応じてアクチュエータ(例えば、転舵モータ)を駆動制御して、転舵輪を転舵する制御を行うことにより、車両の進行方向を変化させる。転舵モータの駆動制御は、ステアリングホイールと転舵輪との間に介装するクラッチを、通常状態である開放状態に切り替えて、ステアリングホイールと転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Constitution)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle including a vehicle
The vehicle provided with the vehicle
Here, in the SBW system, driving of an actuator (for example, a steered motor) is controlled in accordance with an operation of a steering wheel (steering wheel) that is steered by a driver of the vehicle, and the steered wheel is steered. Thus, the traveling direction of the vehicle is changed. For the drive control of the steering motor, the clutch that is interposed between the steering wheel and the steered wheel is switched to the open state, which is the normal state, and the torque transmission path between the steering wheel and the steered wheel is mechanically separated. Perform in the state.
そして、例えば、断線等、SBWシステムの一部に異常が発生した場合には、開放状態のクラッチを締結状態に切り替えて、トルク伝達経路を機械的に接続することにより、運転者によるステアリングホイールの操作状態に応じて、転舵輪の転舵を継続する。
図1及び図2中に示すように、本実施形態の車両用操舵制御装置1は、転舵モータ2と、転舵モータ制御部4と、クラッチ6と、反力モータ8と、反力モータ制御部10を備える。
転舵モータ2は、転舵モータ制御部4が出力する転舵モータ駆動電流に応じて駆動する電動モータであり、ステアリングホイールの操作に応じた目標転舵角に応じて回転して、転舵輪を転舵制御する転舵アクチュエータを形成する。また、転舵モータ2は、転舵モータ駆動電流に応じて駆動することにより、転舵輪を転舵させるための転舵トルクを出力する。なお、転舵アクチュエータとしては、電動モータ以外に、動力シリンダーや、ソレノイドを備えた油圧回路等を用いることが可能である。
And, for example, when an abnormality occurs in a part of the SBW system, such as disconnection, the clutch in the opened state is switched to the engaged state, and the torque transmission path is mechanically connected to Steering of the steered wheels is continued according to the operation state.
As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle
The steered
また、転舵モータ2は、回転可能な転舵モータ出力軸12を有する。
転舵モータ出力軸12の先端側には、ピニオンギヤを用いて形成した転舵出力歯車12aを設けてある。
転舵出力歯車12aは、ステアリングラック14に挿通させたラック軸18の両端部間に設けたラックギヤ18aと噛合する。
また、転舵モータ2には、転舵モータ角度センサ16と、転舵モータトルクセンサ2tを設ける。
転舵モータ角度センサ16は、転舵モータ2の回転角である転舵モータ回転角を検出し、この検出した転舵モータ回転角を含む情報信号を、転舵モータ制御部4を介して、反力モータ制御部10へ出力する。
The steered
A steered
The steered
The steered
The steered
転舵モータトルクセンサ2tは、転舵モータ2が駆動時に発生させるトルクである転舵モータトルクを検出する。そして、転舵モータトルクセンサ2tは、検出した転舵モータトルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。なお、以降の説明では、転舵モータトルクを、「トルクセンサ値Vtm」と記載する場合がある。また、転舵モータトルクセンサ2tが検出した転舵モータトルクは、操舵トルクに変換してもよい。
なお、本実施形態では、転舵モータトルクセンサ2tが検出した転舵モータトルクを、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクである操舵トルクに変換する。そして、この変換した操舵トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する場合について説明する。
ステアリングラック14は、円筒形状に形成してあり、転舵モータ出力軸12の回転、すなわち、転舵出力歯車12aの回転に応じて車幅方向へ変位するラック軸18を挿通させる。
The steered
In the present embodiment, the steering motor torque detected by the steering
The
また、ステアリングラック14の内部には、ラック軸18の外径面を全周から覆うストッパ部14aを二つ設ける。二つのストッパ部14aは、それぞれ、ステアリングラック14の内部において、転舵出力歯車12aよりも車幅方向右側及び左側に設ける。なお、図1中では、二つのストッパ部14aのうち、転舵出力歯車12aよりも車幅方向右側に設けたストッパ部14aの図示を省略する。
ラック軸18の、ステアリングラック14に挿通させて内部に配置した部分のうち、ストッパ部14aよりも車幅方向右側及び左側の部分には、それぞれ、ストッパ部14aとラック軸18の軸方向で対向する端当て部材18bを設ける。なお、図1中では、二つの端当て部材18bのうち、ストッパ部14aよりも車幅方向右側に設けた端当て部材18bの図示を省略する。
In addition, two
Of the portion of the
ラック軸18の両端は、それぞれ、タイロッド20及びナックルアーム22を介して、転舵輪24に連結する。また、ラック軸18とタイロッド20との間には、タイヤ軸力センサ26を設ける。
タイヤ軸力センサ26は、ラック軸18の軸方向(車幅方向)に作用する軸力を検出し、この検出した軸力(以降の説明では、「タイヤ軸力」と記載する場合がある)を含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。
Both ends of the
The tire
転舵輪24は、車両の前輪(左右前輪)であり、転舵モータ出力軸12の回転に応じてラック軸18が車幅方向へ変位すると、タイロッド20及びナックルアーム22を介して転舵し、車両の進行方向を変化させる。なお、本実施形態では、転舵輪24を、左右前輪で形成した場合を説明する。これに伴い、図1中では、左前輪で形成した転舵輪24を、転舵輪24Lと示し、右前輪で形成した転舵輪24を、転舵輪24Rと示す。
転舵モータ制御部4は、反力モータ制御部10と、CAN(Controller Area Network)等の通信ライン28を介して、情報信号の入出力を行う。
The steered wheels 24 are front wheels (left and right front wheels) of the vehicle. Change the direction of travel of the vehicle. In the present embodiment, a case where the steered wheels 24 are formed of left and right front wheels will be described. Accordingly, in FIG. 1, the steered wheel 24 formed with the left front wheel is denoted as steered
The steered
また、転舵モータ制御部4は、転舵位置サーボ制御部30と、転舵側前回処理内容記憶部MAを有する。
転舵位置サーボ制御部30は、転舵モータ2を駆動させるための転舵モータ駆動電流を演算し、この演算した転舵モータ駆動電流を、転舵モータ2へ出力する。
ここで、転舵モータ駆動電流は、上述した転舵トルクを制御して、ステアリングホイールの操作に応じた目標転舵角を算出し、この算出した目標転舵角に応じて転舵モータ2を駆動制御するための電流である。
転舵モータ駆動電流の演算は、反力モータ制御部10が出力する転舵モータ電流指令と、実際に転舵モータ2へ通電している電流(転舵モータ実電流)の指令値(以降の説明では、「転舵モータ実電流指令It」と記載する場合がある)に基づいて行う。具体的には、転舵モータ実電流指令Itを用いて転舵モータ電流指令を補正し、転舵モータ駆動電流を演算する。
The steered
The steered position
Here, the steering motor drive current controls the steering torque described above, calculates a target turning angle according to the operation of the steering wheel, and turns the
The calculation of the turning motor drive current is performed by calculating a turning motor current command output by the reaction force
また、転舵位置サーボ制御部30は、転舵モータ実電流指令Itを計測し、この計測した転舵モータ実電流指令Itに基づいて、転舵モータ2の温度Ttを推定する。そして、推定した転舵モータ2の温度Ttを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。これは、電流の通電による抵抗発熱に起因するモータ類(転舵モータ2、反力モータ8)の過熱を推定するためである。
なお、転舵モータ実電流指令Itは、例えば、転舵モータ2に基板温度センサ(図示せず)を内蔵し、この内蔵した基板温度センサを用いて計測する。
ここで、転舵モータ実電流指令Itに基づいて転舵モータ2の温度Ttを推定する方法としては、例えば、大電流域では、計測した実際の電流値を用いて転舵モータ実電流指令Itを求める。具体的には、計測した実際の電流値と予め記憶している電流閾値とを比較し、計測した実際の電流値が電流閾値よりも大きい場合は、計測した実際の電流値を、転舵モータ実電流指令Itとして採用する。
The steered position
The steered motor actual current command It is measured, for example, by incorporating a substrate temperature sensor (not shown) in the steered
Here, as a method of estimating the temperature Tt of the steered
一方、小電流域では、転舵モータ2の回転数とトルクとの関係を定めたモータNT特性を用い、転舵モータ2の回転数に基づいて、転舵モータ実電流指令Itを推定する。具体的には、計測した実際の電流値を転舵モータ実電流指令Itとして採用せず、モータNT特性を用い、転舵モータ2の回転数に基づいて推定した電流値を、転舵モータ実電流指令Itとして採用する。
そして、上記のように採用した転舵モータ実電流指令Itを用いて、転舵モータ2の温度Ttを推定する。
なお、転舵側前回処理内容記憶部MAに関する説明は、後述する。
On the other hand, in the small current region, the actual motor current command It is estimated based on the rotational speed of the steered
Then, the temperature Tt of the steered
In addition, the description regarding the steering side last process content storage part MA is mentioned later.
クラッチ6は、運転者が操作するステアリングホイール32と転舵輪24との間に介装し、反力モータ制御部10が出力するクラッチ駆動電流に応じて、開放状態または締結状態に切り替わる。なお、クラッチ6は、通常状態では、開放状態である。
ここで、クラッチ6の状態を開放状態に切り替えると、ステアリングホイール32と転舵輪24との間のトルク伝達経路を機械的に分離させて、ステアリングホイール32の操舵操作が転舵輪24へ伝達されない状態とする。一方、クラッチ6の状態を締結状態に切り替えると、ステアリングホイール32と転舵輪24との間のトルク伝達経路を機械的に連結させて、ステアリングホイール32の操舵操作が転舵輪24へ伝達される状態とする。
The
Here, when the state of the clutch 6 is switched to the released state, the torque transmission path between the
また、ステアリングホイール32とクラッチ6との間には、操舵角センサ34と、操舵トルクセンサ36と、反力モータ8と、反力モータ角度センサ38を配置する。
操舵角センサ34は、例えば、ステアリングホイール32を回転可能に支持するステアリングコラムに設ける。
また、操舵角センサ34は、ステアリングホイール32の現在の回転角(操舵角)である現在操舵角を検出する。そして、操舵角センサ34は、検出したステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。なお、以降の説明では、現在操舵角を、「現在操舵角θH」と記載する場合がある。
A
The
The
ここで、近年の車両は、ステアリングホイール32の操舵角を検出可能なセンサを、標準的に備えている場合が多い。このため、本実施形態では、操舵角センサ34として、車両に既存のセンサである、ステアリングホイール32の操舵角を検出可能なセンサを用いた場合について説明する。
操舵トルクセンサ36は、操舵角センサ34と同様、例えば、ステアリングホイール32を回転可能に支持するステアリングコラムに設ける。
Here, a vehicle in recent years is often equipped with a sensor that can detect the steering angle of the
Similarly to the
また、操舵トルクセンサ36は、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクである操舵トルクを検出する。そして、操舵トルクセンサ36は、検出した操舵トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。なお、以降の説明では、操舵トルクを、「トルクセンサ値Vts」と記載する場合がある。
なお、反力モータ8及び反力モータ角度センサ38に関する説明は、後述する。
The
The
また、クラッチ6は、開放状態で互いに離間し、締結状態で互いに噛合する一対のクラッチ板40を有する。なお、図1中及び以降の説明では、一対のクラッチ板40のうち、ステアリングホイール32側に配置するクラッチ板40を、「操舵輪側クラッチ板40a」とし、転舵輪24側に配置するクラッチ板40を、「転舵輪側クラッチ板40b」とする。
操舵輪側クラッチ板40aは、ステアリングホイール32と共に回転するステアリングシャフト42に取り付けてあり、ステアリングシャフト42と共に回転する。
転舵輪側クラッチ板40bは、ピニオン軸44の一端に取り付けてあり、ピニオン軸44と共に回転する。
ピニオン軸44の他端は、ピニオン46内に配置してある。
The
The steering wheel side
The steered wheel side
The other end of the
ピニオン46には、ラックギヤ18aと噛合するステアリングギヤ(図示せず)を内蔵する。これに加え、ピニオン46には、ピニオン軸トルクセンサ46tを設ける。
ピニオン軸トルクセンサ46tは、ピニオン軸44に加わるトルクであるピニオン軸トルクを検出する。そして、ピニオン軸トルクセンサ46tは、検出したピニオン軸トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。なお、以降の説明では、ピニオン軸トルクを、「トルクセンサ値Vtp」と記載する場合がある。
なお、本実施形態では、ピニオン軸トルクセンサ46tが検出したピニオン軸トルクを、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクである操舵トルクに変換する。そして、この変換した操舵トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する場合について説明する。
The
The pinion
In the present embodiment, the pinion shaft torque detected by the pinion
ステアリングギヤは、ピニオン軸44と共に回転する。すなわち、ステアリングギヤは、ピニオン軸44を介して、転舵輪側クラッチ板40bと共に回転する。
反力モータ8は、反力モータ制御部10が出力する反力モータ駆動電流に応じて駆動する電動モータであり、ステアリングホイール32へ操舵反力を出力可能な反力アクチュエータを形成する。なお。操舵反力の出力は、ステアリングホイール32と共に回転するステアリングシャフト42を回転させて行なう。ここで、反力モータ8がステアリングホイール32へ出力する操舵反力は、転舵輪24に作用しているタイヤ軸力やステアリングホイール32の操舵状態に応じて演算する。この演算は、クラッチ6を開放状態に切り替えて、ステアリングホイール32と転舵輪24との間のトルク伝達経路を機械的に分離させている状態で行なう。これにより、ステアリングホイール32を操舵する運転者へ、適切な操舵反力を伝達する。すなわち、反力モータ8がステアリングホイール32へ出力する操舵反力は、運転者がステアリングホイール32を操舵する操作方向とは反対方向へ作用する反力である。なお、反力アクチュエータとしては、電動モータ以外に、動力シリンダーや、ソレノイドを備えた油圧回路等を用いることが可能である。
The steering gear rotates together with the
The
反力モータ角度センサ38は、反力モータ8に設けるセンサである。
また、反力モータ角度センサ38は、反力モータ8の回転角を検出し、この検出した回転角(以降の説明では、「反力モータ回転角」と記載する場合がある)を含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。
反力モータ制御部10は、転舵モータ制御部4と、通信ライン28を介して、情報信号の入出力を行う。これに加え、反力モータ制御部10は、通信ライン28を介して、車速センサ50及びエンジンコントローラ52が出力する情報信号の入力を受ける。
The reaction force
The reaction force
The reaction force
また、反力モータ制御部10は、通信ライン28を介して入力を受けた情報信号や、各種センサから入力を受けた情報信号に基づき、反力モータ8を駆動制御する。
車速センサ50は、例えば、公知の車速センサであり、車両の車速を検出し、この検出した車速を含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。
エンジンコントローラ52(エンジンECU)は、エンジン(図示せず)の状態(エンジン駆動、または、エンジン停止)を含む情報信号を、反力モータ制御部10へ出力する。
In addition, the reaction force
The
The engine controller 52 (engine ECU) outputs an information signal including the state of the engine (not shown) (engine drive or engine stop) to the reaction force
また、反力モータ制御部10は、指令演算部54と、反力サーボ制御部56と、クラッチ制御部58と、反力側前回処理内容記憶部MBを有する。
指令演算部54は、車速センサ50、操舵角センサ34、エンジンコントローラ52、操舵トルクセンサ36、反力モータ角度センサ38、タイヤ軸力センサ26及び転舵モータ角度センサ16が出力した情報信号の入力を受ける。
なお、指令演算部54の詳細な構成についての説明は、後述する。
反力サーボ制御部56は、反力モータ8を駆動させるための反力モータ駆動電流を反力モータ8へ出力する。
In addition, the reaction force
The
The detailed configuration of the
The reaction force
また、反力サーボ制御部56は、実際に反力モータ8へ通電している電流(反力モータ実電流)の値(以降の説明では、「反力モータ電流値Ih」と記載する場合がある)を計測する。
ここで、反力モータ駆動電流の演算は、指令演算部54が出力する反力モータ電流指令(後述)と、反力モータ電流値Ihに基づいて行う。具体的には、反力モータ電流値Ihを用いて反力モータ電流指令を補正し、反力モータ駆動電流を演算する。
Further, the reaction force
Here, the calculation of the reaction force motor drive current is performed based on a reaction force motor current command (described later) output from the
また、反力サーボ制御部56は、計測した反力モータ電流値Ihに基づいて、反力モータ8の温度Thを推定する。なお、反力モータ8の温度Thの推定は、例えば、転舵位置サーボ制御部30が行う転舵モータ2の温度Ttの推定と、同様の手順で行う。
クラッチ制御部58は、指令演算部54が出力するクラッチ電流指令(後述)に基づいて、開放状態のクラッチ6を締結状態へ切り替えるために必要な電流を、クラッチ駆動電流として演算する。そして、演算したクラッチ駆動電流を、クラッチ6へ出力する。
なお、反力側前回処理内容記憶部MBに関する説明は、後述する。
Further, the reaction force
Based on a clutch current command (described later) output from the
In addition, the description regarding the reaction force side last process content storage part MB is mentioned later.
次に、図1及び図2を参照しつつ、図3を用いて、詳細なステアリング構造について説明する。
図3は、SBWシステムのステアリング構造を示す図である。
ステアリングホイール32は、ステアリングシャフト42の一端に連結してある。
ステアリングシャフト42は、ステアリングコラム5によって回転自在に保持されている。
また、ステアリングシャフト42の他端は、ユニバーサルジョイント7を介して操舵側中間シャフト9の一端に連結している。
ステアリングコラム5には、ステアリングシャフト42に連結した反力モータ8を設けている。
反力モータ8は、転舵角に応じて転舵輪側からステアリングホイール方向へ伝達される路面反力に応じた反力トルクをステアリングシャフト42へ付与する。これにより、クラッチ6が解放されているときであっても、運転者は、転舵状態に応じた路面反力を把握できる。
Next, a detailed steering structure will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a steering structure of the SBW system.
The
The steering
The other end of the steering
The steering column 5 is provided with a
The
操舵側中間シャフト9の他端は、ユニバーサルジョイント11を介してクラッチ入力軸13の一端に連結してある。
クラッチ入力軸13の他端は、クラッチ6を介してクラッチ出力シャフト17の一端に同軸で対向しており、クラッチ6は、クラッチ入力軸13とクラッチ出力シャフト17との断続(締結及び遮断)を行う。
クラッチ出力シャフト17の他端は、ユニバーサルジョイント19を介して転舵側中間シャフト21の一端に連結してある。
転舵側中間シャフト21の他端は、ユニバーサルジョイント23を介してピニオンシャフト25の一端に連結してあり、ピニオンシャフト25の他端は、ラック&ピニオン式のステアリングギヤ27に連結してある。なお、図示は省略するが、ステアリングギヤ27の出力側となるラックの両端は、夫々、左右のタイロッドの一端に連結してあり、タイロッドの他端は、車輪に連結してある。
The other end of the steering side intermediate shaft 9 is connected to one end of the
The other end of the
The other end of the
The other end of the steered side
したがって、クラッチ6を締結した状態では、ステアリングホイール32を回転させると、ピニオン46及びピニオンシャフト25が回転する。ここで、ピニオン46及びピニオンシャフト25は、ステアリングシャフト42、操舵側中間シャフト9、クラッチ入力軸13、クラッチ出力シャフト17及び転舵側中間シャフト21を介して回転する。ピニオンシャフト25の回転運動は、ステアリングギヤ27によってラックの進退運動となり、ラックの進退に応じてタイロッドを押したり引いたりすることで、車輪が転舵される。
Therefore, when the
ステアリングシャフト42には、反力モータ8を連結してあり、クラッチ6を遮断した状態で、反力モータ8を駆動すると、ステアリングシャフト42に反力トルクが付与される。したがって、車輪を転舵したときに路面から受ける反力を検出又は推定し、検出又は推定した反力に応じて反力モータ8を駆動制御することで、運転者のステアリング操作に対して操作反力が付与される。
A
通常は、クラッチ6を遮断した状態で、転舵モータ31を駆動制御すると共に、反力モータ8を駆動制御することで、ステア・バイ・ワイヤを実行し、所望のステアリング特性や旋回挙動特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現する。一方、システムに異常が生じた場合には、ステア・バイ・ワイヤを中止し、フェールセーフとしてクラッチ6を締結状態に戻すことで、機械的なバックアップを確保する。
Usually, the steering motor 31 is driven and controlled while the
ステアリングコラム5は、チルトピボット41を介して揺動可能な状態で車体に支持してある。車体横方向から見て、ステアリングシャフト42及び操舵側中間シャフト9間のユニバーサルジョイント7の中心位置と、チルトピボット41の中心位置とは相違させたレイアウトとしている。
操舵側中間シャフト9、及び転舵側中間シャフト21は、夫々、軸方向に伸縮可能に構成してある。
クラッチ6は、ブラケット43を介してダッシュパネル45に固定してある。
The steering column 5 is supported on the vehicle body through a
The steering side intermediate shaft 9 and the steered side
The
以上により、ユニバーサルジョイント7及びユニバーサルジョイント11は、ステアリングホイール32とクラッチ6との間を機械的に連結する操舵側ユニバーサルジョイントを形成する。また、ユニバーサルジョイント19及びユニバーサルジョイント23は、転舵輪24とクラッチ6との間を機械的に連結する転舵側ユニバーサルジョイントを形成する。すなわち、トルク伝達経路は、ステアリングホイール32とクラッチ6との間を機械的に連結する操舵側ユニバーサルジョイントと、転舵輪24とクラッチ6との間を機械的に連結する転舵側ユニバーサルジョイントを備える。
As described above, the universal joint 7 and the
(指令演算部54の詳細な構成)
次に、図1から図3を参照しつつ、図4を用いて、指令演算部54の詳細な構成について説明する。
図4は、指令演算部54の構成を示すブロック図である。
図4中に示すように、指令演算部54は、中立位置記憶部60と、転舵モータ電流指令演算部62と、クラッチ状態切り替え部64を備える。これに加え、指令演算部54は、操舵側クラッチ角算出部66と、転舵側クラッチ角算出部68と、クラッチ角偏差算出部70と、クラッチ角偏差記憶部72と、転舵角記憶部74と、転舵角算出部76と、補正処理ブロック78を備える。
(Detailed configuration of the command calculation unit 54)
Next, the detailed configuration of the
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the
As shown in FIG. 4, the
中立位置記憶部60は、例えば、車両の製造時や、車両の出荷前に行なう調整工程等において、ステアリングホイール32の操舵角と転舵輪24の実転舵角を共に中立位置:0[°]へ調整した状態における、操舵角と転舵モータ回転角との関係を記憶する。なお、ステアリングホイール32の操舵角と転舵輪24の実転舵角を共に中立位置へ調整した状態における、操舵角と転舵モータ回転角との関係とは、操舵角に対する転舵モータ回転角の偏差(偏差角[deg])である。本実施形態では、一例として、ステアリングホイール32の操舵角と転舵輪24の実転舵角を共に中立位置へ調整した状態における、操舵角と転舵モータ回転角との関係を、操舵角に対する転舵モータ回転角の偏差が0[°]とした場合を説明する。
For example, the neutral
また、中立位置記憶部60は、転舵角算出部76が算出した転舵輪24の転舵角に応じて、記憶している操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正(上書き)する処理を行う。この処理は、例えば、転舵角算出部76が算出した転舵輪24の転舵角が、右回り(車両を右旋回させる方向)へ10[°]である場合、操舵角に対する転舵モータ回転角の偏差を、左回りへ10[°]に補正(上書き)する処理である。
Further, the neutral
転舵モータ電流指令演算部62は、中立位置記憶部60が記憶している操舵角と転舵モータ回転角との関係と、操舵角センサ34が検出した現在操舵角θHと、車速センサ50が検出した車速に基づき、転舵モータ電流指令を演算する。そして、演算した転舵モータ電流指令を含む情報信号を、転舵位置サーボ制御部30へ出力する。
クラッチ状態切り替え部64は、エンジンコントローラ52からエンジンの状態を含む情報信号の入力を受ける。
The steered motor current
The clutch
そして、クラッチ状態切り替え部64は、エンジンの状態を含む情報信号が、エンジン駆動の状態を含む場合、車両のイグニッションスイッチがオン状態であると判定し、クラッチ6を開放状態に切り替えるためのクラッチ電流指令を生成する。そして、生成したクラッチ電流指令を含む情報信号を、クラッチ角偏差算出部70と、クラッチ角偏差記憶部72及びクラッチ制御部58へ出力する。なお、車両のイグニッションスイッチがオン状態であるとの判定は、エンジンの状態を含む情報信号がエンジン駆動の状態を含む場合に限定するものではない。この場合、運転者等によりイグニッションスイッチが操作されたことを検出すると、エンジンが停止していても、車両のイグニッションスイッチがオン状態であると判定してもよい。これは、以降の説明においても同様である。また、エンジンが停止していても、車両のイグニッションスイッチがオン状態であるとは、例えば、イグニッションスイッチの操作位置が、ACC(アクセサリーポジション)となっている場合である。
The clutch
また、クラッチ状態切り替え部64は、エンジンの状態を含む情報信号が、エンジン停止の状態を含む場合、車両のイグニッションスイッチがオフ状態であると判定し、クラッチ6を連結状態に切り替えるためのクラッチ電流指令を生成する。そして、生成したクラッチ電流指令を含む情報信号を、操舵側クラッチ角算出部66と、転舵側クラッチ角算出部68と、クラッチ角偏差算出部70と、クラッチ角偏差記憶部72及びクラッチ制御部58へ出力する。
The clutch
操舵側クラッチ角算出部66は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、操舵側クラッチ角算出部66は、操舵角センサ34から、ステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号の入力を受ける。さらに、操舵側クラッチ角算出部66は、操舵トルクセンサ36から、トルクセンサ値Vtsを含む情報信号の入力を受ける。
The steering side clutch
そして、操舵側クラッチ角算出部66は、クラッチ6を連結状態へ切り替えると、操舵角センサ34が検出した現在操舵角θHに基づいて、トルク伝達経路のステアリングホイール32側における回転角である操舵側クラッチ角を算出する。さらに、算出した操舵側クラッチ角を含む情報信号を、クラッチ角偏差算出部70へ出力する。
ここで、本実施形態の操舵側クラッチ角算出部66は、操舵角センサ34が検出した現在操舵角が、操舵側ユニバーサルジョイントを介してクラッチ6へ伝達された回転角である操舵側出力角に基づいて、操舵側クラッチ角を算出する。なお、操舵側クラッチ角算出部66が操舵側クラッチ角を算出する処理については、後述する。
Then, when the
Here, the steering side clutch
転舵側クラッチ角算出部68は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、転舵側クラッチ角算出部68は、転舵モータ角度センサ16から、転舵モータ回転角を含む情報信号の入力を受ける。さらに、転舵側クラッチ角算出部68は、操舵トルクセンサ36から、トルクセンサ値Vtsを含む情報信号の入力を受ける。
The steered side clutch
そして、転舵側クラッチ角算出部68は、クラッチ6を連結状態へ切り替えると、転舵モータ角度センサ16が検出した転舵モータ回転角に基づいて、トルク伝達経路の転舵輪24側における回転角である転舵側クラッチ角を算出する。さらに、算出した転舵側クラッチ角を含む情報信号を、クラッチ角偏差算出部70へ出力する。なお、転舵側クラッチ角算出部68が転舵側クラッチ角を算出する処理については、後述する。
ここで、本実施形態の転舵側クラッチ角算出部68は、転舵モータ角度センサ16が検出した転舵モータ回転角が、転舵側ユニバーサルジョイントを介してクラッチ6へ伝達された回転角である転舵側逆出力角に基づいて、操舵側クラッチ角を算出する。なお、操舵側クラッチ角算出部66が操舵側クラッチ角を算出する処理については、後述する。
And if the steering side clutch
Here, the steered side clutch
また、転舵側クラッチ角算出部68は、補正処理ブロック78から入力を受けた補正指令値に応じて、転舵側クラッチ角を算出する処理で用いるパラメータを補正する。なお、転舵側クラッチ角算出部68が補正処理ブロック78から入力を受けた補正指令値に応じて行う処理については、後述する。
クラッチ角偏差算出部70は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、クラッチ角偏差算出部70は、操舵側クラッチ角算出部66から、操舵側クラッチ角を含む情報信号の入力を受ける。さらに、クラッチ角偏差算出部70は、転舵側クラッチ角算出部68から、転舵側クラッチ角を含む情報信号の入力を受ける。
Further, the steered side clutch
The clutch angle
そして、クラッチ角偏差算出部70は、操舵側クラッチ角と転舵側クラッチ角との偏差であるクラッチ角偏差を算出し、この算出したクラッチ角偏差を含む情報信号を、クラッチ角偏差記憶部72及び転舵角算出部76へ出力する。なお、クラッチ角偏差算出部70がクラッチ角偏差を算出する具体的な処理については、後述する。
クラッチ角偏差記憶部72は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、クラッチ角偏差記憶部72は、クラッチ角偏差算出部70から、クラッチ角偏差を含む情報信号の入力を受ける。
Then, the clutch angle
The clutch angle
そして、クラッチ角偏差記憶部72は、クラッチ6を連結状態へ切り替えた時点の、クラッチ角偏差を記憶する。
転舵角記憶部74は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、転舵角記憶部74は、転舵モータ角度センサ16から、転舵モータ回転角を含む情報信号の入力を受ける。
And the clutch angle deviation memory |
The turning
そして、転舵角記憶部74は、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点の、転舵輪24の転舵角を記憶する。
転舵角算出部76は、クラッチ状態切り替え部64から、クラッチ電流指令を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、転舵角算出部76は、クラッチ角偏差算出部70から、クラッチ角偏差を含む情報信号の入力を受ける。また、転舵角算出部76は、操舵トルクセンサ36から、トルクセンサ値Vtsを含む情報信号の入力を受ける。
And the turning angle memory |
The turning
そして、転舵角算出部76は、イグニッションスイッチがオン状態となると、クラッチ6を開放状態へ切り替える前に、クラッチ角偏差算出部70が算出したクラッチ角偏差とユニバーサルジョイント変化角に基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。さらに、算出した転舵輪24の転舵角を含む情報信号を、転舵位置サーボ制御部30へ出力する。
ここで、上記のユニバーサルジョイント変化角とは、操舵角センサ34が検出した現在操舵角に基づき、トルク伝達経路上で、予め転舵角算出部76が記憶したモデルを用いて算出した角度である。なお、転舵角算出部76が転舵輪24の転舵角を算出する処理と、転舵角算出部76が記憶したモデルについては、後述する。
Then, when the ignition switch is turned on, the turning
Here, the universal joint change angle is an angle calculated using a model stored in advance by the turning
ここで、本実施形態では、一例として、転舵角算出部76の構成を、イグニッションスイッチがオフ状態である間に、操舵角センサ34が検出した現在操舵角が変化しない場合、転舵角記憶部74が記憶した転舵角を、転舵輪24の転舵角として算出する構成とする。なお、転舵角記憶部74が記憶した転舵角は、イグニッションスイッチがオフ状態である間に、操舵角センサ34が検出した現在操舵角が変化しない場合に、転舵角記憶部74から取得する。
Here, in the present embodiment, as an example, the structure of the turning
また、転舵角算出部76は、補正処理ブロック78から入力を受けた補正指令値に応じて、転舵輪24の転舵角を算出する処理で用いるパラメータを補正する。なお、転舵角算出部76が補正処理ブロック78から入力を受けた補正指令値に応じて行う処理については、後述する。
補正処理ブロック78は、中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係を、例えば、出荷前の調整工程で行う処理や、車両の出荷後に整備工場等で行う処理等において補正する処理を行う処理ブロックである。なお、補正処理ブロック78の構成については、後述する。
Further, the turning
The
(クラッチ角偏差算出部70がクラッチ角偏差を算出する処理)
以下、図1から図4を参照しつつ、図5及び図6を用いて、クラッチ角偏差算出部70がクラッチ角偏差を算出する具体的な処理について説明する。
図5は、クラッチ角偏差算出部70がクラッチ角偏差を算出する処理を示すブロック図である。
クラッチ角偏差を算出する処理では、操舵側クラッチ角算出部66により操舵側クラッチ角θcl_inを算出し、転舵側クラッチ角算出部68により転舵側クラッチ角θcl_outを算出する。そして、転舵側クラッチ角θcl_outから操舵側クラッチ角θcl_inを減算した値を、クラッチ角偏差dθCLとして算出(図5中に示す「dθCL=θcl_out−θcl_in」)する。
(Process in which the clutch angle
Hereinafter, a specific process in which the clutch angle
FIG. 5 is a block diagram illustrating a process in which the clutch angle
In the process of calculating the clutch angle deviation, the steering side clutch
以下、操舵側クラッチ角θcl_inを算出する処理と、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する処理を具体的に説明する。
・操舵側クラッチ角算出部66が操舵側クラッチ角を算出する処理
操舵側クラッチ角算出部66が操舵側クラッチ角を算出する処理では、まず、操舵トルクセンサ36から入力を受けたトルクセンサ値Vtsを含む情報信号を参照する。そして、トルクセンサ値Vtsが、予め設定した操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する。ここで、操舵側クラッチ角算出用トルク閾値は、操舵側クラッチ角を算出する処理を行うために適切なトルクとなる値に設定し、操舵側クラッチ角算出部66に記憶する。したがって、トルクセンサ値Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であれば、運転者がステアリングホイール32に加えている操舵トルクが、操舵側クラッチ角を算出する処理を行うために適切なトルクである。
Hereinafter, a process for calculating the steering side clutch angle θcl_in and a process for calculating the steering side clutch angle θcl_out will be specifically described.
The process in which the steering side clutch
そして、トルクセンサ値Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であると判定すると、以下の処理を行う。
イグニッションスイッチがオフ状態となると、操舵角センサ34が検出した現在操舵角を、ユニバーサルジョイント7の入力角tanθInとして以下の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント7の出力角θoutを算出する。なお、以下の式(1)は、各ユニバーサルジョイントの出力角を算出するためのモデルとして用いることが可能な、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを示す式である。また、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルが成立する原理については、後述する。
ここで、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、例えば、車両の出荷前に行なう調整工程等において設定し、操舵側クラッチ角算出部66及び転舵角算出部76に記憶させておく。
When the torque sensor value Vts is determined to be within the range of the steering side clutch angle calculation torque threshold, the following processing is performed.
When the ignition switch is turned off, the current steering angle detected by the
Here, the universal joint output angle calculation model is set in, for example, an adjustment process performed before shipment of the vehicle, and is stored in the steering clutch
ここで、上記の式(1)中に示す「α」は、予め設定した平面(例えば、上下方向及び車両前後方向に平行な平面)への平面視における、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)の入力側の軸と出力側の軸がなす角度である。
したがって、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、操舵輪側入力角と転舵輪側出力角の関係を示すモデル式となる。ここで、操舵輪側入力角は、ユニバーサルジョイントへステアリングホイール32側から入力した角度であり、転舵輪側出力角は、ユニバーサルジョイントを介して操舵輪側入力角を転舵輪24側へ出力した角度である。
Here, “α” shown in the above formula (1) is the universal joint (7, 11, 19) in a plan view on a preset plane (for example, a plane parallel to the vertical direction and the vehicle longitudinal direction). 23) is an angle formed by the input side axis and the output side axis.
Therefore, the universal joint output angle calculation model is a model formula indicating the relationship between the steered wheel side input angle and the steered wheel side output angle. Here, the steering wheel side input angle is an angle input from the
すなわち、ユニバーサルジョイント7の出力角θoutを算出する際には、上記の式(1)中に示す「α」が、ユニバーサルジョイント7の入力側の軸(ステアリングシャフト42)とユニバーサルジョイント7の出力側の軸(操舵側中間シャフト9)がなす角度となる。なお、以降の説明では、ステアリングシャフト42と操舵側中間シャフト9とのなす角度αを、ユニバーサルジョイント7のジョイント角αと規定し、「ジョイント角α1」と記載する場合がある。
ジョイント角α1は、例えば、現在操舵角θHと、予め生成した波形マップを用いて、車両の出荷前に行なう調整工程等において算出し、操舵側クラッチ角算出部66、転舵側クラッチ角算出部68及び転舵角算出部76に記憶する。なお、ジョイント角α1の算出及び記憶は、車両の出荷後は、例えば、整備工場等において行なってもよい。
That is, when calculating the output angle θ out of the universal joint 7, “α” shown in the above equation (1) is the output of the universal joint 7 (steering shaft 42) and the output of the universal joint 7. This is the angle formed by the side shaft (steering side intermediate shaft 9). In the following description, the angle α formed by the steering
Joint angle alpha 1, for example, the current steering angle .theta.H, using the waveform map generated in advance, is calculated in the adjustment process or the like performed before shipment of the vehicle, the steering-side clutch
また、ジョイント角α1の算出は、ステアリングホイール32の現在操舵角と転舵輪24の実転舵角とを、互いに対応する角度に調整した状態(例えば、現在操舵角及び実転舵角を、共に中立位置:0[°]に調整した状態)で行なう。
ここで、波形マップは、図6中に示すマップであり、例えば、クラッチ角偏差算出部70に記憶させておく。なお、図6は、波形マップを示す図であり、車両の諸元等に因らず、数式等により規定されるマップである。
Further, the calculation of the joint angle alpha 1 is an actual turning angle of the current steering angle and the steered wheels 24 of the
Here, the waveform map is a map shown in FIG. 6, and is stored in the clutch angle
また、図6中では、横軸に操舵角(図中では、「操舵角[deg]」と記載する)を示し、縦軸にピニオン46の角度(ピニオン角)と操舵角との偏差(図中では、「偏差角[deg]」と記載する)を示す。
ここで、各ユニバーサルジョイントには不等速性が有るため、図6中に示すように、例えば、操舵角が0[deg]の状態等を除き、操舵角とピニオン角との関係は一定の関係とはならず、ピニオン角と操舵角との偏差は、操舵角に応じて変化する。
In FIG. 6, the horizontal axis represents the steering angle (denoted as “steering angle [deg]” in the figure), and the vertical axis represents the deviation between the angle of the pinion 46 (pinion angle) and the steering angle (see FIG. In the above, it is described as “deviation angle [deg]”).
Here, since each universal joint has inconstant velocity, the relationship between the steering angle and the pinion angle is constant except for the state where the steering angle is 0 [deg], for example, as shown in FIG. The relationship between the pinion angle and the steering angle changes depending on the steering angle.
そして、ジョイント角α1を算出する際には、例えば、ステアリングホイール32の操舵角を変化させて、波形マップ中の偏差角[deg]を変化させる。この場合、操舵角を変化させて偏差角[deg]の上限値及び下限値を検出し、これらの検出した上限値及び下限値に基づいて、ジョイント角α1を算出する。
また、上記の式(1)中に示す「θoffset」は、トルク伝達経路における、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)の、入力側の軸に対する出力側の軸のねじれ角を示す位相角である。
したがって、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、操舵輪側入力角にユニバーサルジョイントの入力軸に対する出力軸のねじれ角を示す位相角を加算した角度と、転舵輪側出力角の関係を示すモデル式となる。
When calculating the joint angle α1, for example, the steering angle of the
In addition, “θ offset ” shown in the above formula (1) indicates the twist angle of the output-side shaft with respect to the input-side shaft of each universal joint (7, 11, 19, 23) in the torque transmission path. The phase angle.
Therefore, the universal joint output angle calculation model is a model formula that indicates the relationship between the steered wheel side output angle and the angle obtained by adding the phase angle indicating the twist angle of the output shaft with respect to the input shaft of the universal joint to the steered wheel side input angle. .
また、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、操舵輪側入力角に位相角を加算した角度と、転舵輪側出力角と、平面視におけるユニバーサルジョイントの入力側の軸と出力側の軸がなす角度であるジョイント角αの関係を示すモデル式となる。
すなわち、ユニバーサルジョイント7の位相角θoffsetを算出する際には、上記の式(1)中に示す「θoffset」が、ステアリングシャフト42に対する操舵側中間シャフト9のねじれ角を示す位相角となる。なお、以降の説明では、ステアリングシャフト42に対する操舵側中間シャフト9のねじれ角を示す位相角を、ユニバーサルジョイント7の位相角θoffsetと規定し、「位相角θoffset1」と記載する場合がある。
Also, the universal joint output angle calculation model is the angle formed by adding the phase angle to the steered wheel side input angle, the steered wheel side output angle, and the angle between the universal joint input side axis and the output side axis in plan view. This is a model formula showing the relationship of a certain joint angle α.
That is, when calculating the phase angle θ offset of the universal joint 7, “θ offset ” shown in the above equation (1) is a phase angle indicating the twist angle of the steering-side intermediate shaft 9 with respect to the steering
位相角θoffsetは、車両の設計事項であるため、例えば、車両の製造時等において、操舵側クラッチ角算出部66、転舵側クラッチ角算出部68及び転舵角算出部76に記憶する。なお、位相角θoffsetは、例えば、車両の出荷前に検出及び記憶してもよい。また、位相角θoffsetの検出及び記憶は、車両の出荷後は、例えば、整備工場等において行なってもよい。
Since the phase angle θ offset is a design item of the vehicle, for example, when the vehicle is manufactured, the phase angle θ offset is stored in the steering side clutch
また、位相角θoffsetを検出する際には、ステアリングホイール32の現在操舵角と転舵輪24の実転舵角とを、互いに対応する角度に調整した状態(例えば、現在操舵角及び実転舵角を、共に中立位置:0[°]に調整した状態)とする。
次に、上記のように算出したユニバーサルジョイント7の出力角θoutを、ユニバーサルジョイント11の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを算出する。そして、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを、操舵側クラッチ角θcl_inとして算出する。
When detecting the phase angle θ offset , the current steering angle of the
Next, the output angle θ out of the universal joint 7 calculated as described above is input to the above equation (1) as the input angle tan θ In of the
ここで、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを算出する際には、上記の式(1)中に示す「α」が、ユニバーサルジョイント11の入力側の軸(操舵側中間シャフト9)とユニバーサルジョイント11の出力側の軸(クラッチ入力軸13)がなす角度となる。なお、以降の説明では、操舵側中間シャフト9とクラッチ入力軸13とのなす角度αを、ユニバーサルジョイント11のジョイント角αと規定し、「ジョイント角α2」と記載する場合がある。
Here, when calculating the output angle θ out of the
また、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを算出する際には、上記の式(1)中に示す「θoffset」が、操舵側中間シャフト9に対するクラッチ入力軸13のねじれ角を示す位相角となる。なお、以降の説明では、操舵側中間シャフト9に対するクラッチ入力軸13のねじれ角を示す位相角を、ユニバーサルジョイント11の位相角θoffsetと規定し、「位相角θoffset2」と記載する場合がある。
以上により、操舵側クラッチ角算出部66は、予め設定した操舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに、操舵角センサ34が検出した現在操舵角を入力して、操舵側クラッチ角θcl_inを算出する。
When calculating the output angle θ out of the
As described above, the steering side clutch
ここで、操舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、以下に示す二つのモデル式(E1、E2)である。
E1.上記の式(1)に、「α」としてジョイント角α1を入力し、「θoffset」として位相角θoffset1を入力したモデル式
E2.上記の式(1)に、「α」としてジョイント角α2を入力し、「θoffset」として位相角θoffset2を入力したモデル式
Here, the steering-side universal joint output angle calculation model is the following two model formulas (E1, E2).
E1. A model equation E2. Where the joint angle α 1 is input as “α” and the phase angle θ offset1 is input as “θ offset ” in the above equation (1). The above formula (1), "alpha" and enter the joint angle alpha 2 as "theta offset" as inputs the phase angle theta offset2 model equation
・転舵側クラッチ角算出部68が転舵側クラッチ角を算出する処理
転舵側クラッチ角算出部68が転舵側クラッチ角を算出する処理では、まず、操舵トルクセンサ36から入力を受けたトルクセンサ値Vtsを含む情報信号を参照する。そして、トルクセンサ値Vtsが、予め設定した転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する。ここで、転舵側クラッチ角算出用トルク閾値は、転舵側クラッチ角を算出する処理を行うために適切なトルクとなる値に設定し、転舵側クラッチ角算出部68に記憶する。したがって、トルクセンサ値Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であれば、運転者がステアリングホイール32に加えている操舵トルクが、転舵側クラッチ角を算出する処理を行うために適切なトルクである。
The process in which the steered side clutch
そして、トルクセンサ値Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であると判定すると、以下の処理を行う。
イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵モータ回転角を、ユニバーサルジョイント23の逆入力角tanθInとして以下の式(2)に入力し、ユニバーサルジョイント23の逆出力角θoutを算出する。なお、以下の式(2)は、各ユニバーサルジョイントの逆出力角を算出するためのモデルとして用いることが可能な、ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルを示す式である。
ここで、ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルは、例えば、車両の出荷前に行なう調整工程等において設定し、転舵側クラッチ角算出部68に記憶させておく。
And if it determines with the torque sensor value Vts being within the range of the torque threshold value for steering side clutch angle calculation, the following processes will be performed.
The turning motor rotation angle at the time when the ignition switch is turned off is input to the following equation (2) as the reverse input angle tan θ In of the
Here, the universal joint reverse output angle calculation model is set, for example, in an adjustment process performed before shipment of the vehicle, and is stored in the steered side clutch
ここで、ユニバーサルジョイント23の逆出力角θoutを算出する際には、上記の式(2)中に示す「α」が、ユニバーサルジョイント23の入力側の軸(転舵側中間シャフト21)とユニバーサルジョイント23の出力側の軸(ピニオンシャフト25)がなす角度となる。なお、以降の説明では、転舵側中間シャフト21とピニオンシャフト25とのなす角度αを、ユニバーサルジョイント23のジョイント角αと規定し、「ジョイント角α4」と記載する場合がある。
Here, when calculating the reverse output angle θ out of the
したがって、ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルは、転舵輪側逆入力角と操舵輪側逆出力角の関係を示すモデル式となる。ここで、転舵輪側逆入力角は、転舵側ユニバーサルジョイントへ転舵輪24側から入力した角度であり、操舵輪側逆出力角は、転舵側ユニバーサルジョイントを介して転舵輪側逆入力角をステアリングホイール32側へ出力した角度である。
Therefore, the universal joint reverse output angle calculation model is a model formula showing the relationship between the steered wheel side reverse input angle and the steered wheel side reverse output angle. Here, the steered wheel side reverse input angle is an angle input from the steered wheel 24 side to the steered side universal joint, and the steered wheel side reverse output angle is the steered wheel side reverse input angle via the steered side universal joint. Is output to the
また、ユニバーサルジョイント23の逆出力角θoutを算出する際には、上記の式(2)中に示す「θoffset」が、転舵側中間シャフト21に対するピニオンシャフト25のねじれ角を示す位相角となる。なお、以降の説明では、転舵側中間シャフト21に対するピニオンシャフト25のねじれ角を示す位相角を、ユニバーサルジョイント23の位相角θoffsetと規定し、「位相角θoffset4」と記載する場合がある。
したがって、ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルは、転舵輪側逆入力角からユニバーサルジョイントの入力軸に対する出力軸のねじれ角を示す位相角を減算した角度と、操舵輪側逆出力角の関係を示すモデル式となる。
Further, when calculating the reverse output angle θ out of the
Therefore, the universal joint reverse output angle calculation model is a model showing the relationship between the steered wheel side reverse output angle and the angle obtained by subtracting the phase angle indicating the torsion angle of the output shaft relative to the universal joint input shaft from the steered wheel side reverse input angle. It becomes an expression.
次に、上記のように算出したユニバーサルジョイント23の逆出力角θoutを、ユニバーサルジョイント19の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力し、ユニバーサルジョイント19の逆出力角θoutを算出する。そして、ユニバーサルジョイント19の逆出力角θoutを、転舵側クラッチ角θcl_outとして算出する。
ここで、ユニバーサルジョイント19の逆出力角θoutを算出する際には、上記の式(2)中に示す「α」が、ユニバーサルジョイント19の入力側の軸とユニバーサルジョイント19の出力側の軸がなす角度となる。ここで、ユニバーサルジョイント19の入力側の軸は、クラッチ出力シャフト17であり、ユニバーサルジョイント19の出力側の軸は、転舵側中間シャフト21である。なお、以降の説明では、クラッチ出力シャフト17と転舵側中間シャフト21とのなす角度αを、ユニバーサルジョイント19のジョイント角αと規定し、「ジョイント角α3」と記載する場合がある。
Next, the reverse output angle θ out of the universal joint 23 calculated as described above is input as the reverse input angle tan θ In of the universal joint 19 to the above equation (2), and the reverse output angle θ out of the
Here, when calculating the reverse output angle θ out of the
また、ユニバーサルジョイント19の逆出力角θoutを算出する際には、上記の式(2)中に示す「θoffset」が、クラッチ出力シャフト17に対する転舵側中間シャフト21のねじれ角を示す位相角となる。なお、以降の説明では、クラッチ出力シャフト17に対する転舵側中間シャフト21のねじれ角を示す位相角を、ユニバーサルジョイント19の位相角θoffsetと規定し、「位相角θoffset3」と記載する場合がある。
When calculating the reverse output angle θ out of the
以上により、転舵側クラッチ角算出部68は、予め設定したユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルに、転舵モータ角度センサ16が検出した転舵モータ回転角を入力して、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する。
なお、上記の説明では、式(1)及び(2)を用いて処理を行ったが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、現在操舵角と操舵側クラッチ角θcl_inとの関係を示すマップと、転舵モータ回転角と転舵側クラッチ角θcl_outとの関係を示すマップを用いて処理を行ってもよい。
As described above, the turning side clutch
In the above description, the processing is performed using the equations (1) and (2), but the present invention is not limited to this. That is, for example, the processing may be performed using a map indicating the relationship between the current steering angle and the steering clutch angle θcl_in and a map indicating the relationship between the turning motor rotation angle and the steering clutch angle θcl_out.
(転舵角算出部76が転舵輪24の転舵角を算出する処理)
以下、図1から図6を参照しつつ、図7を用いて、転舵角算出部76が転舵輪24の転舵角を算出する具体的な処理について説明する。
図7は、転舵角算出部76が転舵輪24の転舵角を算出する処理を示すブロック図である。
転舵輪24の転舵角を算出する処理では、まず、操舵トルクセンサ36から入力を受けたトルクセンサ値Vtsを含む情報信号を参照する。そして、トルクセンサ値Vtsが、予め設定した転舵角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する。ここで、転舵角算出用トルク閾値は、転舵角を算出する処理を行うために適切なトルクとなる値に設定し、転舵角算出部76に記憶する。したがって、トルクセンサ値Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲内であれば、運転者がステアリングホイール32に加えている操舵トルクが、転舵角を算出する処理を行うために適切なトルクである。
(Process in which the turning
Hereinafter, a specific process in which the turning
FIG. 7 is a block diagram illustrating a process in which the turning
In the process of calculating the turning angle of the steered wheels 24, first, an information signal including the torque sensor value Vts received from the
そして、トルクセンサ値Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲内であると判定すると、以下の処理を行う。
イグニッションスイッチをオン状態とした時点において操舵角センサ34が検出した現在操舵角を、ユニバーサルジョイント7の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力する。これにより、ユニバーサルジョイント7の出力角θoutを算出する。
When it is determined that the torque sensor value Vts is within the range of the turning angle calculation torque threshold, the following processing is performed.
The current steering angle detected by the
次に、上記のように算出したユニバーサルジョイント7の出力角θoutを、ユニバーサルジョイント11の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを算出する。そして、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを、操舵側クラッチ角θcl_inとして算出する。
ここで、転舵輪24の転舵角を算出する処理では、クラッチ角偏差記憶部72が記憶しているクラッチ角偏差dθCLに、上記のように算出した操舵側クラッチ角θcl_inを加算する。これにより、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを算出(図7中に示す「Pθcl_out=θcl_in+dθCL」)する。すなわち、転舵角算出部76は、転舵輪24の転舵角を算出する際に、クラッチ角偏差記憶部72から記憶しているクラッチ角偏差dθCLの情報を取得する。
Next, the output angle θ out of the universal joint 7 calculated as described above is input to the above equation (1) as the input angle tan θ In of the
Here, in the process of calculating the turning angle of the steered wheels 24, the steering-side clutch angle θcl_in calculated as described above is added to the clutch angle deviation dθCL stored in the clutch angle
そして、上記のように算出した転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを、ユニバーサルジョイント19の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント19の出力角θoutを算出する。
次に、上記のように算出したユニバーサルジョイント19の出力角θoutを、ユニバーサルジョイント23の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutを算出する。
ユニバーサルジョイント23の出力角θoutを算出した後、この算出したユニバーサルジョイント23の出力角θoutから、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分を減算する。これにより、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutから各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分による影響を除去して、転舵輪24の転舵角を算出する。
Then, the turning angle calculation turning side clutch angle Pθcl_out calculated as described above is input to the above equation (1) as the input angle tan θ In of the
Next, the output angle θ out of the universal joint 19 calculated as described above is input to the above equation (1) as the input angle tan θ In of the
After calculating the output angle theta out of the
ここで、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分は、以下の式(3)で示される。なお、以下の式(3)は、各ユニバーサルジョイントのオフセット成分を算出するためのモデルとして用いることが可能な、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルを示す式である。また、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルが成立する原理については、後述する。
ここで、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルは、例えば、車両の出荷前に行なう調整工程等において設定し、転舵角算出部76に記憶させておく。
Here, the offset component of each universal joint (7, 11, 19, 23) is expressed by the following equation (3). In addition, the following formula | equation (3) is a formula which shows a universal joint offset component calculation model which can be used as a model for calculating the offset component of each universal joint. The principle of establishing the universal joint offset component calculation model will be described later.
Here, the universal joint offset component calculation model is set, for example, in an adjustment process performed before shipment of the vehicle, and is stored in the turning
したがって、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルは、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)の入力軸に対する出力軸のねじれ角を示す位相角を示すモデル式となる。
これに加え、転舵輪24の転舵角を算出する処理では、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分を除算したユニバーサルジョイント23の出力角θoutを、上述したトルクセンサ値Vtpに基づいて補正する。
ここで、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutの補正には、トルクセンサ値Vtpに基づく各シャフト及び各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のねじれ角を用いる。なお、各シャフトとは、ステアリングシャフト42、操舵側中間シャフト9、クラッチ出力シャフト17、転舵側中間シャフト21、ピニオンシャフト25である。
Therefore, the universal joint offset component calculation model is a model formula indicating a phase angle indicating a twist angle of the output shaft with respect to the input shaft of each universal joint (7, 11, 19, 23).
In addition to this, in the process of calculating the turning angle of the steered wheels 24, the output angle θ out of the universal joint 23 obtained by dividing the offset component of each universal joint (7, 11, 19, 23) is used as the torque sensor value described above. Correction is performed based on Vtp.
Here, to correct the output angle θ out of the
また、各シャフト及び各ユニバーサルジョイントのねじれ角は、以下の式(4)で示される。なお、以下の式(4)は、転舵輪24の転舵角を算出する際に、各シャフト及び各ユニバーサルジョイントのねじれ角による補正を行うためのモデルとして用いることが可能な、トルクセンサモデルを示す式である。
ねじれ角=トルクセンサ値Vtp[Nm]/各シャフト及び各ユニバーサルジョイントのねじり剛性[Nm/rad] … (4)
したがって、トルクセンサモデルは、ピニオン軸トルクセンサ46tが検出したピニオン軸トルクに基づく操舵トルクと、各ユニバーサルジョイントのねじり剛性と、各ユニバーサルジョイントの入力軸及び出力軸のねじり剛性との関係を示すモデル式となる。
Moreover, the torsion angle of each shaft and each universal joint is represented by the following formula (4). The following equation (4) is a torque sensor model that can be used as a model for correcting the twist angle of each shaft and each universal joint when calculating the steered angle of the steered wheels 24. It is a formula which shows.
Torsion angle = torque sensor value Vtp [Nm] / torsional rigidity [Nm / rad] of each shaft and each universal joint (4)
Therefore, the torque sensor model is a model showing the relationship between the steering torque based on the pinion shaft torque detected by the pinion
ここで、トルクセンサモデルは、例えば、車両の出荷前に行なう調整工程等において設定し、転舵角算出部76に記憶させておく。
なお、本実施形態では、一例として、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutを、各シャフト及び各ユニバーサルジョイントのねじれ角を用いて補正する際に、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutにねじれ角を加算する場合を説明する。
以上により、転舵角算出部76は、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outが転舵側ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角に基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。
Here, the torque sensor model is set, for example, in an adjustment process performed before the vehicle is shipped, and is stored in the turning
In the present embodiment, as an example, when the output angle θ out of the
Thus, the turning
また、本実施形態の転舵角算出部76は、予め設定した転舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを入力した値に基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。
ここで、転舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、以下に示す二つのモデル式(E3、E4)である。
E3.上記の式(1)に、「α」としてジョイント角α3を入力し、「θoffset」として位相角θoffset3を入力したモデル式
E4.上記の式(1)に、「α」としてジョイント角α4を入力し、「θoffset」として位相角θoffset4を入力したモデル式
したがって、操舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルと、転舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、上記の式(1)で示すユニバーサルジョイント出力角算出モデルに基づくモデル式である。
In addition, the turning
Here, the turning-side universal joint output angle calculation model is the following two model formulas (E3, E4).
E3. The above formula (1), enter the joint angle alpha 3 as "alpha", "theta offset" as model inputs the phase angle theta OFFSET3 expression E4. The above formula (1), enter the joint angle alpha 4 as "alpha", "theta offset" model equation thus entered a phase angle theta OFFSET4 as a steering-side universal joint output angle calculation model, steered side Universal The joint output angle calculation model is a model formula based on the universal joint output angle calculation model shown by the above formula (1).
また、本実施形態の転舵角算出部76は、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outが転舵側ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角から、各ユニバーサルジョイントのオフセット成分を減算した値に基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。
また、本実施形態の転舵角算出部76は、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outが転舵側ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角を、トルクセンサモデルを用いて算出したトルク伝達経路のねじれ角を用いて補正する。そして、この補正した値に基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。
Further, the turning
In addition, the turning
(補正角算出ブロック78の構成)
以下、図1から図7を参照しつつ、図8から図15を用いて、補正角算出ブロック78の構成について説明する。
図8は、補正角算出ブロック78の構成を示すブロック図である。
図8中に示すように、補正角算出ブロック78は、相関マップ記憶部80と、換算マップ記憶部82と、実機入出力角偏差演算部84と、補正用ジョイント角演算部86と、補正用位相角演算部88を備える。これに加え、補正角算出ブロック78は、転舵側クラッチ角補正値算出部90と、クラッチ角偏差補正値算出部92と、位相角補正要否判定部94と、補正指令値出力部96を備える。
(Configuration of the correction angle calculation block 78)
Hereinafter, the configuration of the correction
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the correction
As shown in FIG. 8, the correction
相関マップ記憶部80は、車両の製造時等に生成した相関マップを記憶する。
ここで、相関マップは、図9中に示すように、演算上で用いる仮想のユニバーサルジョイント(以降の説明では、「仮想ユニバーサルジョイント」と記載する場合がある)のジョイント角αdと、演算上で用いる仮想の入出力角偏差との関係を示すマップである。なお、図9は、相関マップを示す図であり、車両の諸元等に因らず、数式等により規定されるマップである。
ここで、仮想ユニバーサルジョイントは、実機ユニバーサルジョイントと直列に配列して、実機ユニバーサルジョイントと共にトルク伝達経路を演算上で仮想的に連結するユニバーサルジョイントである。
The correlation
Here, as shown in FIG. 9, the correlation map includes a joint angle αd of a virtual universal joint (which may be described as “virtual universal joint” in the following description) used for calculation, and a calculation. It is a map which shows the relationship with the virtual input / output angle deviation to be used. FIG. 9 is a diagram showing a correlation map, which is a map defined by mathematical formulas and the like regardless of the specifications of the vehicle.
Here, the virtual universal joint is a universal joint that is arranged in series with the actual universal joint and virtually connects the torque transmission path with the actual universal joint.
また、図9中では、横軸に仮想の操舵角である仮想操舵角θHd(図中では、「θHd」と記載する)を示し、縦軸に仮想入出力角偏差(図中では、「θoutd−θHd」と記載する)を示す。さらに、図9中では、仮想入出力角偏差の最大値(図中では、「max」と記載する)と仮想入出力角偏差の最小値(図中では、「min」と記載する)との変化幅である仮想入出力角偏差最大変化幅を、「PPd」と示す。 In FIG. 9, the horizontal axis indicates the virtual steering angle θHd (denoted as “θHd” in the figure) that is the virtual steering angle, and the vertical axis indicates the virtual input / output angle deviation (in the figure, “θ out d−θHd ”). Further, in FIG. 9, the maximum value of the virtual input / output angle deviation (denoted as “max” in the figure) and the minimum value of the virtual input / output angle deviation (denoted as “min” in the figure). The virtual input / output angle deviation maximum change width, which is the change width, is indicated as “PPd”.
このとき、仮想操舵角θHdを、−180[deg]から+180[deg]の範囲内で変化させて、相関マップを生成するために用いるユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力し、仮想ユニバーサルジョイントの出力角θoutdを算出する。さらに、仮想ユニバーサルジョイントの出力角θoutdから仮想操舵角θHdを減算して、仮想入出力角偏差を算出する。また、仮想ユニバーサルジョイントの出力角θoutdを算出する際には、オフセット成分を除去する。
なお、相関マップを生成するために用いるユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、上記の式(1)で示すユニバーサルジョイント出力角算出モデルと同様のモデル式である。
At this time, the virtual steering angle θHd is changed within a range of −180 [deg] to +180 [deg], and input to the universal joint output angle calculation model used for generating the correlation map, and the output of the virtual universal joint is output. The angle θ out d is calculated. Further, the virtual steering angle θHd is subtracted from the output angle θ out d of the virtual universal joint to calculate a virtual input / output angle deviation. Further, when calculating the output angle θ out d of the virtual universal joint, the offset component is removed.
Note that the universal joint output angle calculation model used to generate the correlation map is the same model expression as the universal joint output angle calculation model shown by the above expression (1).
また、相関マップを生成するために用いるユニバーサルジョイント出力角算出モデルには、仮想ユニバーサルジョイントのジョイント角αdとして、0〜90[deg]の範囲内で変化させたジョイント角αを入力する。
上記の処理により生成した相関マップは、図9中に示すように、ジョイント角αdが大きくなるほど、仮想操舵角θHdの変化に応じた仮想入出力角偏差の変化量が大きくなる関係を示すマップとなる。
換算マップ記憶部82は、車両の製造時等に生成した換算マップを記憶する。
ここで、換算マップは、図10中に示すように、最大変化幅差分値と、補正角算出ブロック78が行う処理で用いる補正用のジョイント角である補正用ジョイント角との関係を示すマップである。なお、図10は、換算マップを示す図であり、車両の諸元等に因らず、数式等により規定されるマップである。
Further, the joint angle α changed within the range of 0 to 90 [deg] is input as the joint angle αd of the virtual universal joint to the universal joint output angle calculation model used for generating the correlation map.
As shown in FIG. 9, the correlation map generated by the above processing is a map showing a relationship in which the amount of change in the virtual input / output angle deviation corresponding to the change in the virtual steering angle θHd increases as the joint angle αd increases. Become.
The conversion
Here, as shown in FIG. 10, the conversion map is a map showing the relationship between the maximum change width difference value and the correction joint angle that is the correction joint angle used in the processing performed by the correction
また、図10中では、横軸に最大変化幅差分値を示し、縦軸に補正用ジョイント角を示す。
ここで、最大変化幅差分値は、上述した仮想入出力角偏差最大変化幅と、実機入出力角偏差演算部84が演算する実機入出力角偏差最大変化幅との差分値である。
また、換算マップは、図10中に示すように、最大変化幅差分値が大きくなるほど、補正用ジョイント角が大きくなる関係を示すマップとなる。
In FIG. 10, the horizontal axis indicates the maximum change width difference value, and the vertical axis indicates the correction joint angle.
Here, the maximum change width difference value is a difference value between the virtual input / output angle deviation maximum change width described above and the actual machine input / output angle deviation maximum change width calculated by the actual machine input / output angle
Further, as shown in FIG. 10, the conversion map is a map showing a relationship in which the correction joint angle increases as the maximum change width difference value increases.
実機入出力角偏差演算部84は、実際の車両を用い、操舵角を−180[deg]から+180[deg]の範囲内で変化させた状態において、ユニバーサルジョイントの出力角θoutから現在操舵角θHを減算し、実機入出力角偏差最大変化幅を算出する。
具体的には、例えば、整備場等において、車両の状態を、ステアリングホイール32の操舵角、トルク伝達経路、転舵輪24の実転舵角を共に中立位置へ調整した状態とし、さらに、クラッチ6の状態を完全締結状態とする。そして、実機入出力角偏差演算部84が行う処理を開始する指令値を含む情報信号の入力を受けると、人員等によるステアリングホイール32の操作により、操舵角を−180[deg]から+180[deg]の範囲内で変化させる。
The actual machine input / output angle
Specifically, for example, in a maintenance shop or the like, the vehicle is in a state in which the steering angle of the
さらに、−180[deg]から+180[deg]の範囲内で変化させた操舵角に応じて、転舵角算出部76により転舵角を算出し、この算出した転舵角から現在操舵角θHを減算した値を検出する。
ここで、本実施形態では、一例として、図11中に示すように、以下の順番で、現在操舵角θHに応じて変化する転舵角を算出する場合について説明する。なお、図11は、現在操舵角θHに応じて変化する転舵角を算出する手順を示す図である。また、図11中では、横軸に現在操舵角θH(図中では、「θH」と記載する)を示し、縦軸に転舵角算出部76が算出した転舵角(図中では、「転舵角」と記載する)を示す。
Further, the turning
Here, in this embodiment, as shown in FIG. 11, as an example, a case will be described in which the turning angle that changes in accordance with the current steering angle θH is calculated in the following order. In addition, FIG. 11 is a figure which shows the procedure which calculates the turning angle which changes according to present steering angle (theta) H. In FIG. 11, the horizontal axis indicates the current steering angle θH (denoted as “θH” in the figure), and the vertical axis indicates the turning angle calculated by the turning angle calculation unit 76 (in the figure, “ Described as “steering angle”).
まず、図11中に矢印S1で示すように、操舵角を0[deg]から+180[deg]へ増加させる状態において、現在操舵角θHに応じて変化する転舵角を算出する。
次に、図11中に矢印S2で示すように、操舵角を+180[deg]から0[deg]へ減少させる状態において、現在操舵角θHに応じて変化する転舵角を算出する。
そして、図11中に矢印S3で示すように、操舵角を0[deg]から−180[deg]へ減少させる状態において、現在操舵角θHに応じて変化する転舵角を算出する。
First, as shown by an arrow S1 in FIG. 11, in a state where the steering angle is increased from 0 [deg] to +180 [deg], a turning angle that changes in accordance with the current steering angle θH is calculated.
Next, as indicated by an arrow S2 in FIG. 11, in a state where the steering angle is decreased from +180 [deg] to 0 [deg], a turning angle that changes in accordance with the current steering angle θH is calculated.
Then, as shown by an arrow S3 in FIG. 11, in a state where the steering angle is decreased from 0 [deg] to −180 [deg], a turning angle that changes in accordance with the current steering angle θH is calculated.
最後に、図11中に矢印S4で示すように、操舵角を−180[deg]から0[deg]へ増加させる状態において、現在操舵角θHに応じて変化する転舵角を算出する。
上記の順番で転舵角を算出する際に、算出した転舵角から現在操舵角θHを減算した実機入出力角偏差の変化から、図12中に示すように、最大値の平均と最小値の平均を算出する。そして、算出した最大値の平均と最小値の平均との変化幅を、実機入出力角偏差最大変化幅として演算する。
Finally, as shown by an arrow S4 in FIG. 11, in a state where the steering angle is increased from −180 [deg] to 0 [deg], a turning angle that changes according to the current steering angle θH is calculated.
When calculating the turning angle in the above order, as shown in FIG. 12, from the change in the actual machine input / output angle deviation obtained by subtracting the current steering angle θH from the calculated turning angle, the average of the maximum value and the minimum value The average of is calculated. Then, the change width between the average of the calculated maximum value and the average of the minimum value is calculated as the actual input / output angle deviation maximum change width.
なお、図12は、現在操舵角θHに応じて変化する実機入出力角偏差を算出する手順を示す図である。また、図12中では、横軸に現在操舵角θH(図中では、「θH」と記載する)を示し、縦軸に実機入出力角偏差を示す。また、図12中では、実機入出力角偏差の最大値の平均を「max_ave」と示し、実機入出力角偏差の最小値の平均を「min_ave」と示す。これに加え、図12中では、max_aveとmin_aveとの変化幅である実機入出力角偏差最大変化幅を、「PPr」と示す。また、図12中では、操舵角の増加に伴って変化する実機入出力角偏差を実線で示し、操舵角の減少に伴って変化する実機入出力角偏差を破線で示す。
すなわち、本実施形態では、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する現在操舵角θHを、中立位置(0[deg])を基準として、予め設定した範囲(±180[deg])内で変化させた後に、中立位置へ戻す。そして、このときの転舵角の最大値及び最小値に基づく変化幅に基づいて、実機入出力角偏差最大変化幅PPrを算出する。
FIG. 12 is a diagram illustrating a procedure for calculating an actual machine input / output angle deviation that changes in accordance with the current steering angle θH. In FIG. 12, the horizontal axis indicates the current steering angle θH (denoted as “θH” in the figure), and the vertical axis indicates the actual machine input / output angle deviation. In FIG. 12, the average of the maximum value of the actual machine input / output angle deviation is indicated as “max_ave”, and the average of the minimum value of the actual machine input / output angle deviation is indicated as “min_ave”. In addition to this, in FIG. 12, the actual machine input / output angle deviation maximum change width, which is the change width between max_ave and min_ave, is indicated as “PPr”. In FIG. 12, the actual machine input / output angle deviation that changes as the steering angle increases is indicated by a solid line, and the actual machine input / output angle deviation that changes as the steering angle decreases is indicated by a broken line.
That is, in the present embodiment, the current steering angle θH input to the universal joint output angle calculation model is changed within a preset range (± 180 [deg]) with reference to the neutral position (0 [deg]). Later, return to the neutral position. Then, based on the change width based on the maximum value and the minimum value of the turning angle at this time, the actual input / output angle deviation maximum change width PPr is calculated.
また、本実施形態では、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する現在操舵角θHを、中立位置(0[deg])を基準として、予め設定した範囲の上限値(+180[deg])まで変化させた後に中立位置へ戻す。さらに、予め設定した範囲の下限値(−180[deg])まで変化させた後に中立位置へ戻したときの、転舵角の最大値及び最小値に基づく変化幅に基づいて、実機入出力角偏差最大変化幅PPrを算出する。 In the present embodiment, the current steering angle θH input to the universal joint output angle calculation model is changed to the upper limit value (+180 [deg]) of a preset range with the neutral position (0 [deg]) as a reference. Then return to the neutral position. Furthermore, based on the change range based on the maximum value and the minimum value of the turning angle when returning to the neutral position after changing to the lower limit (−180 [deg]) of the preset range, the actual input / output angle The deviation maximum change width PPr is calculated.
補正用ジョイント角演算部86は、上記の実機入出力角偏差最大変化幅PPrと、相関マップ記憶部80が記憶している相関マップを用いて算出した仮想入出力角偏差最大変化幅PPdとの差分(|PPr−PPd|)を算出する。ここで、補正用ジョイント角演算部86の処理で用いる仮想入出力角偏差最大変化幅PPdは、仮想ユニバーサルジョイントのジョイント角αdとして、0〜90[deg]の範囲内のうち、実機入出力角偏差最大変化幅PPrに対応するジョイント角を用いる。
The correction joint
次に、補正用ジョイント角演算部86は、算出した差分|PPr−PPd|である最大変化幅差分値を、換算マップ記憶部82が記憶している換算マップに入力して、補正用ジョイント角を演算する。なお、以降の説明では、補正用ジョイント角を「αD」と記載する場合がある。
補正用位相角演算部88は、上記の実機入出力角偏差最大変化幅PPrと、相関マップを用いて算出した仮想入出力角偏差最大変化幅PPdとを比較する。ここで、補正用位相角演算部88の処理で用いる仮想入出力角偏差最大変化幅PPdは、仮想ユニバーサルジョイントのジョイント角αdとして、0〜90[deg]の範囲内のうち、実機入出力角偏差最大変化幅PPrに対応するジョイント角を用いる。
Next, the correction joint
The correction phase
そして、補正用位相角演算部88は、実機入出力角偏差最大変化幅PPrが仮想入出力角偏差最大変化幅PPdを超えている場合(PPr>PPd)、補正用位相角を「0[deg]」と演算する。一方、補正用位相角演算部88は、実機入出力角偏差最大変化幅PPrが仮想入出力角偏差最大変化幅PPd未満である場合(PPr<PPd)、補正用位相角を「−90[deg]」と演算する。
ここで、補正用位相角は、補正角算出ブロック78が行う処理で用いる補正用の位相角である。なお、以降の説明では、補正用位相角を「θoffsetD」と記載する場合がある。
When the actual machine input / output angle deviation maximum change width PPr exceeds the virtual input / output angle deviation maximum change width PPd (PPr> PPd), the correction phase
Here, the correction phase angle is a correction phase angle used in processing performed by the correction
転舵側クラッチ角補正値算出部90は、上記の補正用ジョイント角及び補正用位相角を用いた転舵側クラッチ角である、転舵側クラッチ角補正値を算出する。なお、転舵側クラッチ角補正値算出部90が転舵側クラッチ角補正値を算出する処理については、後述する。
クラッチ角偏差補正値算出部92は、転舵側クラッチ角補正値と上述した操舵側クラッチ角との偏差であるクラッチ角偏差補正値を算出する。
ここで、図5を参照しつつ、図13を用いて、転舵側クラッチ角補正値算出部90が転舵側クラッチ角補正値を算出する処理と、クラッチ角偏差補正値算出部92がクラッチ角偏差補正値を算出する処理について説明する。
The turning-side clutch angle correction
The clutch angle deviation correction
Here, referring to FIG. 5 and using FIG. 13, the steering-side clutch angle correction
図13は、転舵側クラッチ角補正値算出部90が転舵側クラッチ角補正値を算出する処理と、クラッチ角偏差補正値算出部92がクラッチ角偏差補正値を算出する処理を示すブロック図である。
クラッチ角偏差補正値を算出する処理では、操舵側クラッチ角算出部66により操舵側クラッチ角θcl_inを算出し、転舵側クラッチ角補正値算出部90が転舵側クラッチ角補正値θcl_outDを算出する。そして、転舵側クラッチ角補正値θcl_outDから操舵側クラッチ角θcl_inを減算した値を、クラッチ角偏差補正値dθCLDとして算出(図13中に示す「dθCLD=θcl_outD−θcl_in」)する。
すなわち、本実施形態では、転舵側クラッチ角補正値算出部90が転舵側クラッチ角補正値を算出する処理において、仮想ユニバーサルジョイントUJDを、ユニバーサルジョイント23よりも転舵輪24側に配置する。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a process in which the steered side clutch angle correction
In the process of calculating the clutch angle deviation correction value, the steering side clutch
That is, in the present embodiment, the virtual universal joint UJD is arranged closer to the steered wheel 24 than the universal joint 23 in the process in which the steered side clutch angle correction
以下、転舵側クラッチ角補正値θcl_outDを算出する処理を具体的に説明する。なお、操舵側クラッチ角θcl_inを算出する処理は、上述した処理と同様であるため、その説明を省略する。また、転舵側クラッチ角補正値θcl_outDを算出する処理は、トルクセンサ値Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であると判定すると行う。
まず、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵モータ回転角を、仮想ユニバーサルジョイントUJDの逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力し、ユニバーサルジョイントUJDの逆出力角θoutを算出する。
Hereinafter, the process of calculating the steering side clutch angle correction value θcl_outD will be specifically described. Note that the process for calculating the steering side clutch angle θcl_in is the same as the process described above, and a description thereof will be omitted. Further, the process of calculating the turning-side clutch angle correction value θcl_outD is performed when it is determined that the torque sensor value Vts is within the range of the turning-side clutch angle calculation torque threshold.
First, a steering motor rotation angle at the time when the ignition switch is turned off, and inputs the above formula (2) as the reverse input angle tan .theta an In virtual universal joint UJD, the reverse output angle theta out of the universal joint UJD calculate.
ここで、ユニバーサルジョイントUJDの逆出力角θoutを算出する際には、上記の式(2)中に示す「α」として、補正用ジョイント角演算部86が演算した補正用ジョイント角αDを用いる。これに加え、上記の式(2)中に示す「θoffset」として、補正用位相角演算部88が演算した補正用位相角θoffsetD(0[deg]または−90[deg])を用いる。
すなわち、図13中に示す、上記の式(2)中に示す「α」として補正用ジョイント角αDを用い、「θoffset」として補正用位相角θoffsetDを用いたモデル式は、仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルに対応する。
Here, when calculating the reverse output angle θ out of the universal joint UJD, the correction joint angle α D calculated by the correction joint
That is, the model equation using the correction joint angle α D as “α” and the correction phase angle θ offsetD as “θ offset ” shown in the above equation (2) shown in FIG. Corresponds to the joint reverse output angle calculation model.
次に、上記のように算出したユニバーサルジョイントUJDの逆出力角θoutを、ユニバーサルジョイント23の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力し、ユニバーサルジョイント23の逆出力角θoutを算出する。さらに、算出したユニバーサルジョイント23の逆出力角θoutを、ユニバーサルジョイント19の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力し、ユニバーサルジョイント19の逆出力角θoutを算出する。そして、ユニバーサルジョイント19の逆出力角θoutを、転舵側クラッチ角補正値θcl_outDとして算出する。
Next, the reverse output angle θ out of the universal joint UJD calculated as described above is input to the above equation (2) as the reverse input angle tan θ In of the
すなわち、図13中に示す、上記の式(2)中に示す「α」としてジョイント角α4を用い、「θoffset」として位相角θoffset4を用いたモデル式は、実機ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルに対応する。同様に、上記の式(2)中に示す「α」としてジョイント角α3を用い、「θoffset」として位相角θoffset3を用いたモデル式は、実機ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルに対応する。 That is shown in FIG. 13, using a joint angle alpha 4 as "alpha" shown in the above formula (2), the model equation using phase angle theta OFFSET4 as "theta offset" is actual universal joint reverse output angle Corresponds to the calculation model. Similarly, using the joint angle alpha 3 as "alpha" shown in the above formula (2), the model equation using phase angle theta OFFSET3 as "theta offset" corresponds to the actual universal joint reverse output angle calculation model .
以上により、転舵側クラッチ角補正値算出部90は、予め設定した実機ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルに、転舵モータ回転角と、演算した補正用ジョイント角αDと補正用位相角θoffsetDを入力する。これにより、転舵側クラッチ角補正値算出部90は、転舵側クラッチ角補正値θcl_outDを算出する。
位相角補正要否判定部94は、以下に記載する処理を行い、補正用位相角演算部88が演算した補正用位相角を用いた位相角の補正の要否を判定する。
By the above, the steering-side clutch angle correction
The phase angle correction
まず、−180[deg]から+180[deg]の範囲内で変化させた仮想操舵角θHdと、上記の補正用ジョイント角及び補正用位相角と、クラッチ角偏差補正値を用いて、転舵輪24の転舵角を算出する。なお、−180[deg]から+180[deg]の範囲内で仮想操舵角θHdを変化させて転舵角を算出する処理については、後述する。
そして、この算出した転舵角から現在操舵角θHを減算して、図14中に示すように、基準補正要否判定用入出力角偏差を演算する。なお、図14は、位相角補正要否判定部94が行なう処理を示す図である。また、図14中では、基準補正要否判定用入出力角偏差を実線L1で示す。また、図14中では、横軸に仮想操舵角θHdを示し、縦軸に基準補正要否判定用入出力角偏差を示す。
First, by using the virtual steering angle θHd changed within the range of −180 [deg] to +180 [deg], the correction joint angle and the correction phase angle, and the clutch angle deviation correction value, the steered wheels 24 are used. Calculate the turning angle. The process of calculating the turning angle by changing the virtual steering angle θHd within the range of −180 [deg] to +180 [deg] will be described later.
Then, the current steering angle θH is subtracted from the calculated turning angle to calculate the reference correction necessity determination input / output angle deviation as shown in FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating processing performed by the phase angle correction
さらに、基準補正要否判定用入出力角偏差に対し、仮想操舵角θHdに換算して予め設定した増減閾値を加算した、加算補正要否判定用入出力角偏差を演算する。これに加え、基準補正要否判定用入出力角偏差に対し、仮想操舵角θHdに換算して予め設定した増減閾値を減算した、減算補正要否判定用入出力角偏差を演算する。
ここで、本実施形態では、一例として、増減閾値を、仮想操舵角θHdに換算して5[deg]とした場合を説明する。なお、増減閾値は、例えば、車両の諸元等に応じて、適宜設定可能な値である。
Further, an addition correction necessity determination input / output angle deviation is calculated by adding a preset increase / decrease threshold to the virtual steering angle θHd with respect to the reference correction necessity determination input / output angle deviation. In addition, a subtraction correction necessity determination input / output angle deviation is calculated by subtracting a preset increase / decrease threshold in terms of the virtual steering angle θHd from the reference correction necessity determination input / output angle deviation.
Here, in this embodiment, a case where the increase / decrease threshold is set to 5 [deg] in terms of the virtual steering angle θHd will be described as an example. Note that the increase / decrease threshold is a value that can be appropriately set according to, for example, vehicle specifications.
また、図14中では、加算補正要否判定用入出力角偏差を破線L2で示し、減算補正要否判定用入出力角偏差を一点差線L3で示す。また、図14中では、加算補正要否判定用入出力角偏差L2の最大値を「maxL2」と示し、減算補正要否判定用入出力角偏差L3の最大値を「maxL3」と示す。
ここで、図14中に示すように、基準補正要否判定用入出力角偏差、加算補正要否判定用入出力角偏差、減算補正要否判定用入出力角偏差は、最大値と最小値との変化幅が同一である。
In FIG. 14, the input / output angle deviation for determining whether or not addition correction is necessary is indicated by a broken line L2, and the input / output angle deviation for determining whether or not subtraction correction is required is indicated by a one-point difference line L3. Further, in FIG. 14, the maximum value of the addition correction necessity determination input / output angle deviation L2 is indicated as “maxL2”, and the maximum value of the subtraction correction necessity determination input / output angle deviation L3 is indicated as “maxL3”.
Here, as shown in FIG. 14, the reference correction necessity determination input / output angle deviation, the addition correction necessity determination input / output angle deviation, and the subtraction correction necessity determination input / output angle deviation are the maximum value and the minimum value. The change width is the same.
次に、位相角補正要否判定部94は、加算補正要否判定用入出力角偏差L2の最大値maxL2と、減算補正要否判定用入出力角偏差L3の最大値maxL3と、実機入出力角偏差演算部84が演算した実機入出力角偏差最大変化幅の最大値を比較する。
そして、実機入出力角偏差演算部84が演算した実機入出力角偏差最大変化幅の最大値が、最大値maxL2と最大値maxL3との間の値である場合は、補正用位相角演算部88が演算した補正用位相角を用いた位相角の補正が不要であると判定する。
Next, the phase angle correction
When the maximum value of the maximum change width of the actual machine input / output angle deviation calculated by the actual machine input / output angle
一方、実機入出力角偏差演算部84が演算した実機入出力角偏差最大変化幅の最大値が、最大値maxL2と最大値maxL3との間の値ではない場合は、補正用位相角演算部88が演算した補正用位相角を用いた位相角の補正が必要であると判定する。
ここで、図7を参照しつつ、図15を用いて、±180[deg]の範囲内で変化させた仮想操舵角θHdと、補正用ジョイント角及び補正用位相角と、クラッチ角偏差補正値を用いて、転舵輪24の転舵角を算出する処理について説明する。なお、以下の処理は、トルクセンサ値Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲内であると判定すると行う。
図15は、±180[deg]の範囲内で変化させた仮想操舵角θHdに基づき、転舵輪24の転舵角を算出する処理を示すブロック図である。
仮想操舵角θHdを、ユニバーサルジョイント7の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力する。これにより、ユニバーサルジョイント7の出力角θoutを算出する。
On the other hand, when the maximum value of the actual machine input / output angle deviation maximum change width calculated by the actual machine input / output angle
Here, referring to FIG. 7, using FIG. 15, the virtual steering angle θHd changed within the range of ± 180 [deg], the correction joint angle and the correction phase angle, and the clutch angle deviation correction value The process which calculates the turning angle of the steered wheel 24 is demonstrated using FIG. The following processing is performed when it is determined that the torque sensor value Vts is within the range of the turning angle calculation torque threshold.
FIG. 15 is a block diagram showing processing for calculating the turning angle of the steered wheels 24 based on the virtual steering angle θHd changed within a range of ± 180 [deg].
The virtual steering angle θHd is input to the above formula (1) as the input angle tan θ In of the universal joint 7. Thereby, the output angle θ out of the universal joint 7 is calculated.
次に、上記のように算出したユニバーサルジョイント7の出力角θoutを、ユニバーサルジョイント11の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力し、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを算出する。そして、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを、操舵側クラッチ角θcl_inとして算出する。
そして、操舵側クラッチ角θcl_inに、クラッチ角偏差補正値算出部92が算出したクラッチ角偏差補正値dθCLDを加算する。これにより、転舵角補正値算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outDを算出(図15中に示す「Pθcl_outD=θcl_in+dθCLD」)する。
Next, the output angle θ out of the universal joint 7 calculated as described above is input to the above equation (1) as the input angle tan θ In of the
Then, the clutch angle deviation correction value dθCLD calculated by the clutch angle deviation correction
そして、上記のように算出した転舵角補正値算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outDを、ユニバーサルジョイント19の入力角tanθInとして上記のモデル式E3に入力し、ユニバーサルジョイント19の出力角θoutを算出する。さらに、算出したユニバーサルジョイント19の出力角θoutを、ユニバーサルジョイント23の入力角tanθInとして上記のモデル式E4に入力し、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutを算出する。
Then, the turning angle correction value calculation turning side clutch angle Pθcl_outD calculated as described above is input as the input angle tan θ In of the universal joint 19 to the model equation E3, and the output angle θ out of the
次に、算出したユニバーサルジョイント23の出力角θoutを、仮想ユニバーサルジョイントUJDの入力角tanθInとして、下記のモデル式E5に入力し、ユニバーサルジョイントUJDの出力角θoutを算出する。
E5.上記の式(1)に、「α」として補正用ジョイント角演算部86が演算した補正用ジョイント角αDを入力し、「θoffset」として補正用位相角演算部88が演算した補正用位相角θoffsetD(0[deg]または−90[deg])を入力したモデル式
すなわち、本実施形態では、±180[deg]の範囲内で変化させた仮想操舵角θHdに基づき、転舵輪24の転舵角を算出する処理において、仮想ユニバーサルジョイントUJDを、ユニバーサルジョイント23よりも転舵輪24側に配置する。
Next, the calculated output angle θ out of the
E5. The correction joint angle α D calculated by the correction joint
また、図15中に示す、上記の式(1)中に示す「α」として補正用ジョイント角αDを用い、「θoffset」として補正用位相角θoffsetDを用いたモデル式は、仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに対応する。
ここで、仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルと別のモデル式である。また、仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、操舵輪側入力角に位相角を加算した角度と、転舵輪側出力角と、平面視における仮想ユニバーサルジョイントUJDの入力側の軸と出力側の軸がなす角度であるジョイント角αの関係を示すモデル式である。
Further , the model equation using the correction joint angle α D as “α” and the correction phase angle θ offsetD as “θ offset ” shown in the above equation (1) shown in FIG. Corresponds to the joint output angle calculation model.
Here, the virtual universal joint output angle calculation model is a different model formula from the actual universal joint output angle calculation model. The virtual universal joint output angle calculation model includes an angle obtained by adding a phase angle to a steered wheel side input angle, a steered wheel side output angle, an input side axis and an output side axis of the virtual universal joint UJD in plan view. It is a model formula which shows the relationship of the joint angle (alpha) which is an angle made.
また、上記の操舵輪側入力角は、仮想ユニバーサルジョイントUJDへステアリングホイール32側から入力した角度である。また、上記の転舵輪側出力角は、上述した操舵輪側入力角を、仮想ユニバーサルジョイントUJDを介して転舵輪24側へ出力した角度である。
ユニバーサルジョイントUJDの出力角θoutを算出した後、この算出したユニバーサルジョイントUJDの出力角θoutから、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23、UJD)のオフセット成分を減算する。これにより、ユニバーサルジョイントUJDの出力角θoutから各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23、UJD)のオフセット成分による影響を除去して、転舵角を算出する。
The steering wheel side input angle is an angle input from the
After calculating the output angle theta out of the universal joint UJD, the output angle theta out of the calculated universal joint UJD, subtracting the offset component of each universal joint (7,11,19,23, UJD). Thereby, the influence by the offset component of each universal joint (7, 11, 19, 23, UJD) is removed from the output angle θ out of the universal joint UJD, and the turning angle is calculated.
ここで、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23、UJD)のオフセット成分は、例えば、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルに補正用位相角θoffsetDを入力して算出する。
これに加え、転舵角を算出する処理では、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23、UJD)のオフセット成分を除算したユニバーサルジョイントUJDの出力角θoutを、上述したトルクセンサモデルを用いて補正する。
Here, the offset component of each universal joint (7, 11, 19, 23, UJD) is calculated, for example, by inputting the correction phase angle θ offsetD into the universal joint offset component calculation model.
In addition to this, in the process of calculating the turning angle, the output angle θ out of the universal joint UJD obtained by dividing the offset component of each universal joint (7, 11, 19, 23, UJD) is used using the torque sensor model described above. To correct.
上述した処理を、仮想操舵角θHdを±180[deg]の範囲内で変化させて連続的に行なうことにより、転舵角を連続的に演算する。さらに、連続的に演算した転舵角から対応する仮想操舵角θHd(ユニバーサルジョイント7の入力角tanθInとして上記の式(1)に入力した仮想操舵角θHd)を減算して、基準補正要否判定用入出力角偏差を演算する。 The turning angle is continuously calculated by continuously performing the above-described processing while changing the virtual steering angle θHd within a range of ± 180 [deg]. Furthermore, by subtracting the virtual steering angle θHd corresponding from turning angle was continuously calculating (virtual steering angle θHd entered in the above equation as the input angle tan .theta an In universal joints 7 (1)), the reference correction necessity Calculate the input / output angular deviation for judgment.
補正指令値出力部96は、位相角補正要否判定部94による判定内容及び判定結果に応じて、転舵側クラッチ角算出部68へ、位相角θoffset3を増減閾値に応じて補正する補正指令値を出力する。これに加え、補正指令値出力部96は、位相角補正要否判定部94による判定内容及び判定結果に応じて、転舵角算出部76へ、位相角θoffset1を増減閾値に応じて補正する補正指令値を出力する。
The correction command
具体的には、実機入出力角偏差最大変化幅の最大値が最大値maxL3を超えており、位相角の補正が必要であると判定した場合には、転舵側クラッチ角算出部68へ、位相角θoffset3を増減閾値に応じて増加補正する補正指令値を出力する。これに加え、転舵角算出部76へ、位相角θoffset1を増減閾値に応じて増加補正する補正指令値を出力する。
Specifically, when it is determined that the maximum value of the maximum change width of the actual input / output angle deviation exceeds the maximum value maxL3 and the correction of the phase angle is necessary, the turning-side clutch
一方、実機入出力角偏差最大変化幅の最大値が最大値maxL2未満であり、補正用位相角を用いた位相角の補正が必要であると判定した場合には、転舵側クラッチ角算出部68へ、位相角θoffset3を増減閾値に応じて減少補正する補正指令値を出力する。これに加え、転舵角算出部76へ、位相角θoffset1を増減閾値に応じて減少補正する補正指令値を出力する。
ここで、本実施形態では、増減閾値を、仮想操舵角θHdに換算して5[deg]としている。
このため、実機入出力角偏差最大変化幅の最大値が最大値maxL3を超えており、位相角の補正が必要であると判定した場合には、転舵側クラッチ角算出部68へ、位相角θoffset3を仮想操舵角θHdに換算して5[deg]増加させる補正指令値を出力する。これに加え、転舵角算出部76へ、位相角θoffset1を仮想操舵角θHdに換算して5[deg]増加させる補正指令値を出力する。
On the other hand, when it is determined that the maximum value of the maximum change width of the actual input / output angle deviation is less than the maximum value maxL2 and the correction of the phase angle using the correction phase angle is necessary, the steering side clutch angle calculation unit To 68, a correction command value for decreasing and correcting the phase angle θ offset3 according to the increase / decrease threshold is output. In addition, a correction command value for correcting the decrease of the phase angle θ offset1 according to the increase / decrease threshold is output to the turning
Here, in the present embodiment, the increase / decrease threshold is 5 [deg] in terms of the virtual steering angle θHd.
For this reason, when it is determined that the maximum value of the actual input / output angle deviation maximum change width exceeds the maximum value maxL3 and the correction of the phase angle is necessary, the phase angle is transferred to the steering side clutch
一方、実機入出力角偏差最大変化幅の最大値が最大値maxL2未満であり、位相角の補正が必要であると判定した場合には、転舵側クラッチ角算出部68へ、位相角θoffset3を仮想操舵角θHdに換算して5[deg]減少させる補正指令値を出力する。これに加え、転舵角算出部76へ、位相角θoffset1を仮想操舵角θHdに換算して5[deg]減少させる補正指令値を出力する。
以上により、補正角算出ブロック78は、操舵角と、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルと、仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに基づき、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を、増減閾値に応じて補正する。この補正は、ステアリングホイール32の中立位置と転舵輪24の中立位置とが近似するように行なう。
On the other hand, when it is determined that the maximum value of the maximum change width of the actual input / output angle deviation is less than the maximum value maxL2 and the correction of the phase angle is necessary, the phase angle θ offset3 is sent to the steering side clutch
As described above, the correction
また、補正角算出ブロック78は、実機転舵角及び仮想転舵角と、増減閾値に基づき、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を増減閾値に応じて補正する処理を行う。なお、実機転舵角は、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに操舵角を入力して算出した転舵角である。また、仮想転舵角は、仮想ユニバーサルジョイント対する仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデル及び実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを対象とした、実機転舵角と同様の値である。
The correction
具体的には、補正角算出ブロック78は、実機転舵角最大値と仮想転舵角最大値を算出し、さらに、実機転舵角最大値が増減閾値の絶対値の範囲外である場合に、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を増減閾値に応じて補正する処理を行う。
また、実機転舵角最大値は、トルク伝達経路を連結するユニバーサルジョイントに対するユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する現在操舵角θHを、予め設定した範囲内で変化させたときの転舵角の最大値である。ここで、トルク伝達経路を連結するユニバーサルジョイントとは、車両が実装するユニバーサルジョイント(7、11、19、23)である。
Specifically, the correction
The actual turning angle maximum value is the maximum turning angle when the current steering angle θH input to the universal joint output angle calculation model for the universal joint connecting the torque transmission path is changed within a preset range. Value. Here, the universal joint that connects the torque transmission paths is a universal joint (7, 11, 19, 23) mounted on the vehicle.
また、仮想転舵角最大値は、仮想ユニバーサルジョイント及び車両が実装するユニバーサルジョイントに対するユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する仮想操舵角θHdを、予め設定した範囲内で変化させたときの転舵角の最大値である。
ここで、仮想ユニバーサルジョイントとは、トルク伝達経路を演算上で仮想的に連結するユニバーサルジョイント(UJD)である。
The maximum value of the virtual steering angle is the steering angle when the virtual steering angle θHd input to the universal joint output angle calculation model for the virtual universal joint and the universal joint mounted on the vehicle is changed within a preset range. Is the maximum value.
Here, the virtual universal joint is a universal joint (UJD) that virtually connects the torque transmission paths in calculation.
また、補正角算出ブロック78は、実機入出力角偏差最大変化幅PPrと仮想入出力角偏差最大変化幅PPdを算出する。さらに、実機入出力角偏差最大変化幅PPrと仮想入出力角偏差最大変化幅PPdとの差分の絶対値(|PPr−PPd|)に基づいて、仮想ユニバーサルジョイントUJDに対するユニバーサルジョイント出力角算出モデルのジョイント角αDを補正する処理を行う。
また、補正角算出ブロック78は、仮想ユニバーサルジョイントUJDの位置を、車両が実装する他のユニバーサルジョイント(7、11、19、23)よりも転舵輪24側に設定して、仮想転舵角最大値を算出する処理を行う。
The correction
Further, the correction
また、補正角算出ブロック78は、仮想ユニバーサルジョイント及び車両が実装するユニバーサルジョイントに対するユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する仮想操舵角θHdが各ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角を算出する。さらに、算出した変化角から、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルを用いて算出した各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23、UJD)のオフセット成分を減算する。これにより、仮想転舵角最大値を算出する処理を行う。
また、補正角算出ブロック78は、実機転舵角最大値が増減閾値の絶対値の範囲外である場合に、ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルの位相角を、増減閾値に応じて補正する処理を行う。
In addition, the correction
Further, the correction
(ユニバーサルジョイント出力角算出モデルが成立する原理)
以下、図1から図15を参照しつつ、図16から図18を用いて、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルが成立する原理について説明する。
図16は、単体のユニバーサルジョイントが有する回転軸と、回転軸周りの回転運動との関係を示す図である。なお、図16中には、説明のために、ステアリングホイール32を模式的に示している。すなわち、図16中に示す単体のユニバーサルジョイントは、ユニバーサルジョイント7を示す。
図16中に示すように、ユニバーサルジョイントは、三本の回転軸(x軸、y軸、z軸)を有しており、各回転軸周りの回転行列Rは、それぞれ、以下の式(5)〜(7)で示される。なお、式(5)は、x軸周りの回転行列R(x,θ)を示す式であり、式(6)は、y軸周りの回転行列R(y,θ)を示す式であり、式(7)は、z軸周りの回転行列R(z,θ)を示す式である。
(Principle for establishing universal joint output angle calculation model)
Hereinafter, the principle that the universal joint output angle calculation model is established will be described with reference to FIGS. 1 to 15 and FIGS.
FIG. 16 is a diagram illustrating the relationship between the rotation axis of a single universal joint and the rotational motion around the rotation axis. In FIG. 16, the
As shown in FIG. 16, the universal joint has three rotation axes (x-axis, y-axis, and z-axis). ) To (7). Expression (5) is an expression indicating a rotation matrix R (x, θ) around the x axis, and Expression (6) is an expression indicating a rotation matrix R (y, θ) around the y axis. Expression (7) is an expression indicating a rotation matrix R (z, θ) around the z axis.
そして、上記の式(5)〜(7)中に示す各回転軸周りの回転行列R(x,θ)、R(y,θ)、R(z,θ)は、以下の式(8)に示すように、一つの回転行列Rに変換することが可能である。 The rotation matrices R (x, θ), R (y, θ), and R (z, θ) around the rotation axes shown in the above equations (5) to (7) are expressed by the following equations (8). As shown in FIG. 2, it is possible to convert the rotation matrix R into one.
また、図17中に示すように、入力側の軸の回転を図16中に示すθ0から記号「φ」で置き換え、z軸を基準とした出力側の軸の傾斜角を記号「θz」で規定し、出力側の軸の回転角(以降の説明では、「出力角」と記載する場合がある)を記号「Ψ」で規定する。これにより、ユニバーサルジョイントにおける姿勢角の定義は、以下の式(9)〜(11)で示される。なお、図17は、ユニバーサルジョイントにおける入力側の軸と出力側の軸との関係を示す図である。また、図17中には、説明のために、入力側の軸から出力側の軸への力の流れを、直線の矢印で示している。 Further, as shown in FIG. 17, the rotation of the input side shaft replaced by the symbol "φ" from theta 0 shown in FIG. 16, symbols inclination angle of the output side of the shaft relative to the z-axis "theta z The rotation angle of the shaft on the output side (which may be described as “output angle” in the following description) is defined by the symbol “Ψ”. Thereby, the definition of the attitude angle in a universal joint is shown by the following formulas (9) to (11). FIG. 17 is a diagram illustrating the relationship between the input side shaft and the output side shaft in the universal joint. In FIG. 17, for the sake of explanation, the flow of force from the input side shaft to the output side shaft is indicated by straight arrows.
ここで、上記の式(9)〜(11)に、以下の式(12)及び(13)で示す拘束条件を追加すると、ユニバーサルジョイントへの入力角tanθ0と出力角Ψとの関係は、以下の式(14)で示される。 Here, when the constraint conditions shown by the following equations (12) and (13) are added to the above equations (9) to (11), the relationship between the input angle tanθ 0 to the universal joint and the output angle ψ is It is shown by the following formula (14).
そして、上記の式(14)において、出力角Ψをユニバーサルジョイントの出力角θoutに置き換え、入力角tanθ0をユニバーサルジョイントの入力角tanθInに置き換えると、以下の式(15)が成立する。 In the above equation (14), when the output angle Ψ is replaced with the universal joint output angle θ out and the input angle tan θ 0 is replaced with the universal joint input angle tan θ In , the following equation (15) is established.
ここで、上記の式(15)は、ユニバーサルジョイントの位相角θoffsetが存在していない状態における、ユニバーサルジョイントの入力角tanθInと出力角θoutとの関係を示す式となる。
また、車両の構成としては、ステアリングホイール32と転舵輪24との間における各種構成部品のレイアウト等に応じて、各ユニバーサルジョイントの入力軸と出力軸を直列に配列することは少ない。このため、ユニバーサルジョイントの位相角θoffsetが存在する構成が一般的である。
Here, the above equation (15) is an equation indicating the relationship between the universal joint input angle tan θ In and the output angle θ out in a state where the universal joint phase angle θ offset does not exist.
In addition, as the configuration of the vehicle, it is rare that the input shaft and the output shaft of each universal joint are arranged in series according to the layout of various components between the
すなわち、図18中に示すように、一般的な構成の車両では、ユニバーサルジョイントの入力角tanθInと出力角θoutとの間に、位相角θoffsetが存在することとなる。なお、図18は、ユニバーサルジョイントにおける入力側の軸及び出力側の軸と、位相角との関係を示す図である。また、図18中には、説明のために、入力側の軸から出力側の軸への力の流れを、直線の矢印で示している。
したがって、上記の式(15)で示す、ユニバーサルジョイントの入力角tanθInと出力角θoutとの関係に対して、入力角tanθInに位相角θoffsetを加算すると、上記の式(1)で示されるユニバーサルジョイント出力角算出モデルが成立する。
That is, as shown in FIG. 18, in a vehicle having a general configuration, a phase angle θ offset exists between the input angle tan θ In and the output angle θ out of the universal joint. FIG. 18 is a diagram illustrating the relationship between the input side axis and the output side axis in the universal joint and the phase angle. In FIG. 18, for the sake of explanation, the flow of force from the input side shaft to the output side shaft is indicated by straight arrows.
Therefore, when the phase angle θ offset is added to the input angle tan θ In with respect to the relationship between the input angle tan θ In and the output angle θ out of the universal joint shown in the above formula (15), the above formula (1) The universal joint output angle calculation model shown is established.
(ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルが成立する原理)
以下、図1から図18を参照して、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルが成立する原理について説明する。
転舵輪24の転舵角を算出する際には、上述したように、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutから、各ユニバーサルジョイントのオフセット成分による影響を除去する。したがって、上記の式(15)において、ユニバーサルジョイントの入力角tanθIn及び出力角θoutを0[°]とすると、以下の式(16)からオフセット成分を減算することにより、各ユニバーサルジョイントのオフセット成分による影響を除去する。
(Principle for establishing universal joint offset component calculation model)
Hereinafter, the principle that the universal joint offset component calculation model is established will be described with reference to FIGS.
When calculating the turning angle of the steered wheels 24, as described above, the output angle theta out of the
したがって、上記の式(15)で示す、ユニバーサルジョイントの入力角tanθInと出力角θoutとの関係から、ユニバーサルジョイントのオフセット成分を減算すると、上記の式(3)で示されるユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルが成立する。 Therefore, when the offset component of the universal joint is subtracted from the relationship between the input angle tan θ In and the output angle θ out of the universal joint represented by the above equation (15), the universal joint offset component represented by the above equation (3) is obtained. A calculation model is established.
(転舵側前回処理内容記憶部MA、反力側前回処理内容記憶部MB)
以下、図1から図18を参照して、転舵側前回処理内容記憶部MAの構成と、反力側前回処理内容記憶部MBの構成について説明する。
転舵側前回処理内容記憶部MAは、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read‐Only Memory)を用いて形成する。
また、転舵側前回処理内容記憶部MAは、エンジンコントローラ52から、エンジンの状態を含む情報信号の入力を受け、さらに、操舵角センサ34から、ステアリングホイール32の現在操舵角を含む情報信号の入力を受ける。これに加え、転舵側前回処理内容記憶部MAは、クラッチ角偏差算出部70から、クラッチ角偏差を含む情報信号の入力を受け、さらに、転舵角算出部76から、転舵輪24の転舵角を含む情報信号の入力を受ける。
(Steering side previous processing content storage unit MA, reaction force side previous processing content storage unit MB)
Hereinafter, with reference to FIG. 1 to FIG. 18, the configuration of the steered side previous processing content storage unit MA and the configuration of the reaction force side previous processing content storage unit MB will be described.
The steered side previous processing content storage unit MA is formed using, for example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory).
Further, the steered side previous processing content storage unit MA receives an input of an information signal including the state of the engine from the
そして、転舵側前回処理内容記憶部MAは、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における、現在操舵角と、クラッチ角偏差と、転舵輪24の転舵角を記憶する。
反力側前回処理内容記憶部MBは、転舵側前回処理内容記憶部MAと同様、例えば、EEPROMを用いて形成する。
また、反力側前回処理内容記憶部MBは、転舵側前回処理内容記憶部MAと同様、エンジンコントローラ52、操舵角センサ34、クラッチ角偏差算出部70、転舵角算出部76から、それぞれ、情報信号の入力を受ける。
そして、反力側前回処理内容記憶部MBは、転舵側前回処理内容記憶部MAと同様、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における、現在操舵角と、クラッチ角偏差と、転舵輪24の転舵角を記憶する。
Then, the steered side previous processing content storage unit MA stores the current steering angle, the clutch angle deviation, and the steered angle of the steered wheels 24 at the time when the ignition switch is turned off.
The reaction force side previous process content storage unit MB is formed by using, for example, an EEPROM, like the steered side previous process content storage unit MA.
The reaction force side previous processing content storage unit MB is similar to the steering side previous processing content storage unit MA from the
Then, the reaction force side previous process content storage unit MB, like the steered side previous process content storage unit MA, the current steering angle, the clutch angle deviation, and the steered wheels 24 at the time when the ignition switch is turned off. The turning angle is memorized.
(指令演算部54が行なう処理)
次に、図1から図18を参照しつつ、図19から図21を用いて、指令演算部54が行なう処理について説明する。
指令演算部54が行なう処理としては、例えば、車両の出荷前に行なう処理と、出荷後の車両に対して行なう処理がある。
(Processing performed by the command calculation unit 54)
Next, processing performed by the
The processing performed by the
・車両の出荷前に行なう処理
図19は、車両の出荷前に行なう処理を示すフローチャートである。
指令演算部54が車両の出荷前に行なう処理としては、ジョイント角αを算出及び記憶する処理と、位相角θoffsetを記憶する処理と、記憶した位相角θoffsetを補正する処理がある。
図19中に示すように、車両の出荷前に行なう処理を開始(START)すると、まず、ステップS10の処理を行う。
ステップS10では、例えば、整備工場等において、ステアリングホイール32の操舵角と転舵輪24の実転舵角を、共に中立位置へ調整(図中に示す「操舵角と実転舵角を中立位置に調整」)する。ステップS10において、操舵角及び実転舵角を中立位置へ調整すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS20へ移行する。
Processing Performed Before Shipment of Vehicle FIG. 19 is a flowchart showing processing performed before shipment of the vehicle.
As
As shown in FIG. 19, when the process to be performed before the vehicle is shipped (START), the process of step S10 is first performed.
In step S10, for example, in a maintenance shop or the like, both the steering angle of the
ステップS20では、ジョイント角α1〜α4を算出し、操舵側クラッチ角算出部66、転舵側クラッチ角算出部68及び転舵角算出部76に記憶(図中に示す「ジョイント角αを算出・記憶」)する。ステップS20において、ジョイント角αを算出及び記憶すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS30へ移行する。
ステップS30では、位相角θoffset1〜θoffset4を、操舵側クラッチ角算出部66、転舵側クラッチ角算出部68及び転舵角算出部76に記憶(図中に示す「位相角θoffsetを記憶」)する。ステップS30において、位相角θoffsetを記憶すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS40へ移行する。
In step S20, the joint angles α 1 to α 4 are calculated and stored in the steering side clutch
In step S30, the phase angles θ offset1 to θ offset4 are stored in the steering side clutch
ステップS40では、操舵角に対する転舵モータ回転角の偏差を、操舵角と転舵モータ回転角との関係として、中立位置記憶部60に記憶(図中に示す「中立位置を記憶」)する。ステップS40において、操舵角と転舵モータ回転角との関係を記憶すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS50へ移行する。
ステップS50では、ステップS10で操舵角及び実転舵角を中立位置へ調整した状態を維持し、実機入出力角偏差演算部84により、実機入出力角偏差最大変化幅を算出(図中に示す「実機入出力角偏差最大変化幅を算出」)する。ステップS50において、実機入出力角偏差最大変化幅を算出すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS60へ移行する。
In step S40, the deviation of the steering motor rotation angle with respect to the steering angle is stored in the neutral
In step S50, the state in which the steering angle and the actual turning angle are adjusted to the neutral position in step S10 is maintained, and the actual machine input / output angle
ステップS60では、補正用ジョイント角演算部86により補正用ジョイント角αDを演算し、補正用位相角演算部88により補正用位相角θoffsetDを演算(図中に示す「補正用ジョイント角αDを演算 補正用位相角θoffsetDを演算」)する。ステップS60において、補正用ジョイント角αDと補正用位相角θoffsetDを演算すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS70へ移行する。
ステップS70では、転舵側クラッチ角補正値算出部90により転舵側クラッチ角補正値を算出し、クラッチ角偏差補正値算出部92によりクラッチ角偏差補正値を算出(図中に示す「転舵側クラッチ角補正値を算出 クラッチ角偏差補正値を算出」)する。ステップS70において、転舵側クラッチ角補正値とクラッチ角偏差補正値を算出すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS80へ移行する。
In step S60, calculates the correction joint angle alpha D by the correction joint
In step S70, the steering side clutch angle correction
ステップS80では、位相角補正要否判定部94により、補正用位相角演算部88が演算した補正用位相角を用いた位相角の補正の要否を判定する処理(図中に示す「位相角の補正が必要?」)を行う。
ステップS80において、補正用位相角を用いた位相角の補正が必要である(図中に示す「Yes」)と判定した場合、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS82へ移行する。
In step S80, the phase angle correction
If it is determined in step S80 that the correction of the phase angle using the correction phase angle is necessary ("Yes" shown in the figure), the process performed by the
一方、ステップS80において、補正用位相角を用いた位相角の補正が必要ではない(図中に示す「No」)と判定した場合、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は、ステップS84へ移行する。
ステップS82では、補正指令値出力部96により、転舵側クラッチ角算出部68及び転舵角算出部76へ補正指令値を出力する。これにより、転舵側クラッチ角を算出する処理で用いる位相角θoffset3と、転舵輪24の転舵角を算出する処理で用いる位相角θoffset1を補正(図中に示す「位相角を補正」)する。ステップS82において、転舵側クラッチ角を算出する処理で用いる位相角θoffset3と、転舵輪24の転舵角を算出する処理で用いる位相角θoffset1を補正すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は終了(END)する。
On the other hand, if it is determined in step S80 that the correction of the phase angle using the correction phase angle is not necessary ("No" shown in the figure), the process performed by the
In
ステップS84では、補正指令値出力部96から補正指令値を出力せず、転舵側クラッチ角を算出する処理で用いる位相角θoffset3と、転舵輪24の転舵角を算出する処理で用いる位相角θoffset1を補正せずに維持(図中に示す「位相角を維持」)する。ステップS84において、転舵側クラッチ角を算出する処理で用いる位相角θoffset3と、転舵輪24の転舵角を算出する処理で用いる位相角θoffset1を維持すると、車両の出荷前に指令演算部54が行なう処理は終了(END)する。
In step S84, the correction command value is not output from the correction command
・出荷後の車両に対して行なう処理
出荷後の車両に対して指令演算部54が行なう処理としては、クラッチ角偏差を算出・記憶する処理と、転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理がある。
図20は、出荷後の車両に対して行なう処理のうち、クラッチ角偏差を算出・記憶する処理を示すフローチャートである。なお、指令演算部54は、予め設定した周期(例えば、5[ms])で、以下に説明する処理を行う。
図20中に示すように、クラッチ角偏差を算出する処理を開始(START)すると、まず、ステップS100の処理を行う。
ステップS100では、イグニッションスイッチがオフ状態であるか否かを判定する処理(図中に示す「IGN−OFF?」)を行う。
ステップS100において、イグニッションスイッチがオフ状態である(図中に示す「Yes」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS110へ移行する。
Processing performed on the vehicle after shipment The processing performed by the
FIG. 20 is a flowchart showing a process of calculating and storing the clutch angle deviation among the processes performed on the vehicle after shipment. Note that the
As shown in FIG. 20, when the process of calculating the clutch angle deviation is started (START), first, the process of step S100 is performed.
In step S100, a process ("IGN-OFF?" Shown in the drawing) for determining whether or not the ignition switch is in an OFF state is performed.
If it is determined in step S100 that the ignition switch is in the OFF state (“Yes” shown in the drawing), the process of calculating the clutch angle deviation moves to step S110.
一方、ステップS100において、イグニッションスイッチがオフ状態ではない(図中に示す「No」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS100の処理を繰り返す。
ステップS110では、クラッチ状態切り替え部64により、クラッチ6を連結状態に切り替えるためのクラッチ電流指令をクラッチ6へ出力する。これに加え、クラッチ6へ出力したクラッチ駆動電流を参照して、クラッチ6が締結状態(滑り締結状態を含まない完全締結状態)であるか否かを判定する処理(図中に示す「クラッチ締結?」)を行う。
ステップS110において、クラッチ6が締結状態である(図中に示す「Yes」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS120へ移行する。
On the other hand, when it is determined in step S100 that the ignition switch is not in the OFF state (“No” shown in the figure), the process of calculating the clutch angle deviation repeats the process of step S100.
In step S110, the clutch
If it is determined in step S110 that the
一方、ステップS110において、クラッチ6が締結状態ではない(図中に示す「No」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS110の処理を繰り返す。
ステップS120では、トルクセンサ値Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する処理(図中に示す「Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内?」)を行う。
ステップS120において、トルクセンサ値Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内である(図中に示す「Yes」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS130へ移行する。
On the other hand, if it is determined in step S110 that the
In step S120, it is determined whether or not the torque sensor value Vts is within the range of the steering-side clutch angle calculation torque threshold ("Vts is within the range of the steering-side clutch angle calculation torque threshold" shown in the figure). )I do.
If it is determined in step S120 that the torque sensor value Vts is within the range of the steering-side clutch angle calculation torque threshold ("Yes" shown in the figure), the process of calculating the clutch angle deviation proceeds to step S130. .
一方、ステップS120において、トルクセンサ値Vtsが操舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲外である(図中に示す「No」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS120の処理を繰り返す。
ステップS130では、操舵側クラッチ角算出部66により、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを用いて、操舵側クラッチ角θcl_inを算出(図中に示す「操舵側クラッチ角θcl_inを算出」)する処理を行う。ステップS130において、操舵側クラッチ角θcl_inを算出すると、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS140へ移行する。
On the other hand, if it is determined in step S120 that the torque sensor value Vts is outside the range of the steering clutch angle calculation torque threshold ("No" shown in the figure), the process of calculating the clutch angle deviation is performed in step S120. Repeat the process.
In step S130, the steering
ステップS140では、トルクセンサ値Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する処理(図中に示す「Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内?」)を行う。
ステップS140において、トルクセンサ値Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲内である(図中に示す「Yes」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS150へ移行する。
In step S140, a process for determining whether or not the torque sensor value Vts is within the range of the steering-side clutch angle calculation torque threshold ("Vts is within the range of the steering-side clutch angle calculation torque threshold shown in the figure"). ?")I do.
If it is determined in step S140 that the torque sensor value Vts is within the range of the steering-side clutch angle calculation torque threshold ("Yes" shown in the figure), the process of calculating the clutch angle deviation proceeds to step S150. To do.
一方、ステップS140において、トルクセンサ値Vtsが転舵側クラッチ角算出用トルク閾値の範囲外である(図中に示す「No」)と判定した場合、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS140の処理を繰り返す。
ステップS150では、転舵側クラッチ角算出部68により、ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルを用いて、転舵側クラッチ角θcl_outを算出(図中に示す「転舵側クラッチ角θcl_outを算出」)する処理を行う。ステップS150において、転舵側クラッチ角θcl_outを算出すると、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS160へ移行する。
On the other hand, if it is determined in step S140 that the torque sensor value Vts is outside the range of the steering clutch angle calculation torque threshold ("No" in the figure), the process of calculating the clutch angle deviation is performed in step S140. Repeat the process.
In step S150, the steering-side clutch
ステップS160では、ステップS150で算出した転舵側クラッチ角θcl_outから、ステップS130で算出した操舵側クラッチ角θcl_inを減算する。これにより、ステップS160では、クラッチ角偏差算出部70が、クラッチ角偏差dθCLを算出(図中に示す「クラッチ角偏差dθCLを算出」)する処理を行う。ステップS160において、クラッチ角偏差dθCLを算出すると、クラッチ角偏差を算出する処理は、ステップS170へ移行する。
ステップS170では、クラッチ角偏差記憶部72が、ステップS160で算出したクラッチ角偏差dθCLを記憶(図中に示す「クラッチ角偏差dθCLを記憶」)する処理を行う。ステップS170において、クラッチ角偏差dθCLを記憶すると、クラッチ角偏差を算出する処理は終了(END)する。
In step S160, the steering side clutch angle θcl_in calculated in step S130 is subtracted from the steered side clutch angle θcl_out calculated in step S150. Thereby, in step S160, the clutch angle
In step S170, the clutch angle
・転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理
図21は、出荷後の車両に対して行なう処理のうち、転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理を示すフローチャートである。
図21中に示すフローチャートは、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態となると開始(START)し、まず、ステップS200の処理を行う。
ステップS200では、トルクセンサ値Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲内であるか否かを判定する処理(図中に示す「Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲内?」)を行う。
ステップS200において、トルクセンサ値Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲内である(図中に示す「Yes」)と判定した場合、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS210へ移行する。
Processing for calculating the turning angle of the steered wheels 24 and processing for correcting the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle FIG. It is a flowchart which shows the process which calculates the process which calculates a steering angle, and the relationship between a steering angle and a steering motor rotation angle.
The flowchart shown in FIG. 21 starts (START) when the ignition switch changes from the off state to the on state, and first, the process of step S200 is performed.
In step S200, a process of determining whether or not the torque sensor value Vts is within the range of the turning angle calculation torque threshold (“Vts is within the range of the turning angle calculation torque threshold?” Shown in the figure). Do.
If it is determined in step S200 that the torque sensor value Vts is within the range of the turning angle calculation torque threshold ("Yes" shown in the figure), the process of calculating the turning angle of the steered wheels 24 is step S210. Migrate to
一方、ステップS200において、トルクセンサ値Vtsが転舵角算出用トルク閾値の範囲外である(図中に示す「No」)と判定した場合、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS200の処理を繰り返す。
ステップS210では、イグニッションスイッチをオン状態とした時点の現在操舵角を、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力して、ユニバーサルジョイント11の出力角θoutを、操舵側クラッチ角θcl_inとして算出する。これにより、ステップS210では、操舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出(図中に示す「操舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出」)する処理を行う。ステップS210において、操舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出すると、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS220へ移行する。
On the other hand, when it is determined in step S200 that the torque sensor value Vts is outside the range of the turning angle calculation torque threshold ("No" shown in the figure), the process of calculating the turning angle of the steered wheels 24 is as follows. The process of step S200 is repeated.
In step S210, the current steering angle when the ignition switch is turned on is input to the universal joint output angle calculation model, and the output angle θ out of the
ステップS220では、ステップS210で算出した操舵側ユニバーサルジョイントの出力角である操舵側クラッチ角θcl_inに、ステップS170で記憶したクラッチ角偏差dθCLを加算する。これにより、ステップS220では、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを算出(図中に示す「転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを算出」)する処理を行う。ステップS220において、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを算出すると、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS230へ移行する。 In step S220, the clutch angle deviation dθCL stored in step S170 is added to the steering clutch angle θcl_in, which is the output angle of the steering universal joint calculated in step S210. As a result, in step S220, a steering angle calculation-use turning side clutch angle Pθcl_out is calculated (“calculate the turning angle calculation-use turning-side clutch angle Pθcl_out” shown in the drawing). In step S220, when the turning angle calculation-use turning side clutch angle Pθcl_out is calculated, the processing for calculating the turning angle of the steered wheels 24 proceeds to step S230.
ステップS230では、ステップS220で算出した転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outを、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力して、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutを算出する。これにより、ステップS230では、転舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出(図中に示す「転舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出」)する処理を行う。ステップS230において、転舵側ユニバーサルジョイントの出力角を算出すると、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS240へ移行する。
In step S230, the turning angle calculation turning-side clutch angle Pθcl_out calculated in step S220 is input to the universal joint output angle calculation model, and the output angle θ out of the
ステップS240では、ステップS230で算出したユニバーサルジョイント23の出力角θoutから、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルに基づくオフセット成分を減算(図中に示す「オフセット成分を減算」)する処理を行う。これにより、ステップS240では、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutから各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のオフセット成分による影響を除去する。ステップS240において、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutからオフセット成分を減算すると、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS250へ移行する。
In step S240, the output angle theta out of the universal joint 23 calculated in step S230, the performs processing of subtracting an offset component based on the universal joint offset component calculation model (shown in FIG. "Subtracting the offset component"). Thereby, in step S240, the influence by the offset component of each universal joint (7, 11, 19, 23) is removed from the output angle θ out of the
ステップS250では、ステップS240オフセット成分を減算したユニバーサルジョイント23の出力角θoutを、トルクセンサモデルを用いて補正(図中に示す「トルクセンサモデルにより補正」)する処理を行う。ステップS250において、ユニバーサルジョイント23の出力角θoutをトルクセンサモデルにより補正すると、転舵輪24の転舵角を算出する処理は、ステップS260へ移行する。そして、転舵輪24の転舵角を算出する処理から、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理へ移行する。
In step S250, a process of correcting the output angle θ out of the universal joint 23 obtained by subtracting the offset component in step S240 using a torque sensor model (“corrected by the torque sensor model” shown in the figure) is performed. When the output angle θ out of the
ステップS260では、ステップS210で用いた現在操舵角とステップS250で補正した出力角θoutとの関係と、上述したステップS40で中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係を参照する。そして、ステップS210で用いた現在操舵角とステップS250で補正した出力角θoutとの偏差である出荷後偏差と、中立位置記憶部60に記憶した偏差である出荷前偏差が異なるか否かを判定(図中に示す「出荷後偏差≠出荷前偏差?」)する処理を行う。
ステップS260において、出荷後偏差と出荷前偏差が異なる(図中に示す「Yes」)と判定した場合、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理は、ステップS270へ移行する。
In step S260, the relationship between the current steering angle used in step S210 and the output angle θ out corrected in step S250, and the steering angle and the turning motor rotation angle stored in the neutral
If it is determined in step S260 that the post-shipment deviation and the pre-shipment deviation are different (“Yes” shown in the figure), the process of correcting the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle proceeds to step S270.
一方、ステップS260において、出荷後偏差と出荷前偏差が等しい(図中に示す「No」)と判定した場合、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理は、ステップS280へ移行する。
ステップS270では、ステップS40で中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係を、ステップS250で補正した出荷後偏差に基づく関係に補正(図中に示す「中立位置を補正」)する処理を行う。ステップS270において、中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正すると、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理は、ステップS290へ移行する。
On the other hand, if it is determined in step S260 that the post-shipment deviation and the pre-shipment deviation are equal (“No” shown in the figure), the process of correcting the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle proceeds to step S280. To do.
In step S270, the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle stored in the neutral
ステップS280では、ステップS40で中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正せずに維持(図中に示す「中立位置を維持」)する処理を行う。ステップS280において、中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係を維持すると、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理は、ステップS290へ移行する。
ステップS290では、クラッチ状態切り替え部64により、クラッチ6を開放状態に切り替えるためのクラッチ電流指令をクラッチ6へ出力(図中に示す「クラッチ開放指令を出力」)を行う。ステップS290において、クラッチ6を開放状態に切り替えるためのクラッチ電流指令をクラッチ6へ出力すると、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正する処理は終了(END)する。
In step S280, a process of maintaining the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle stored in the neutral
In step S290, the clutch
(動作)
次に、図1から図21を参照しつつ、図22を用いて、本実施形態の車両用操舵制御装置1を用いて行なう動作の一例を説明する。なお、図22は、本実施形態の車両用操舵制御装置1を用いた車両の動作を示すタイムチャートである。
図22中に示すタイムチャートは、車両の走行中等、イグニッションスイッチがオン状態であり、トルク伝達経路を機械的に分離させて、SBWシステムの制御を実施している状態(図中に示す「SBWシステム制御中」)からスタートする。なお、SBWシステムの制御とは、例えば、高速走行時には低速走行時よりも操舵角に対する転舵角の変化度合いを減少させる制御(可変ギヤ制御)等、車速に応じた転舵角の制御である。また、SBWシステムの制御は、中立位置記憶部60に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係と、操舵角センサ34が検出した現在操舵角θHと、車速センサ50が検出した車速を用いて行なう。
(Operation)
Next, an example of an operation performed using the vehicle
The time chart shown in FIG. 22 shows a state where the ignition switch is on, such as when the vehicle is running, and the torque transmission path is mechanically separated to control the SBW system (“SBW” shown in the figure). Starts during system control ”). The control of the SBW system is, for example, control of the turning angle in accordance with the vehicle speed, such as control (variable gear control) for reducing the degree of change of the turning angle with respect to the steering angle when traveling at high speed than when traveling at low speed. . In addition, the control of the SBW system includes the relationship between the steering angle stored in the neutral
そして、車両の駐車時等、イグニッションスイッチをオン状態からオフ状態に切り替えた(図中に示す「IGN OFF」)時点t1で、SBWシステムの制御を終了する。さらに、SBWシステム制御の終了時における処理(図中に示す「SBWシステム終了時の処理」)を行う。
時点t1で行なう処理は、クラッチ6を連結状態(図中に示す「クラッチ締結」)に切り替えてトルク伝達経路を機械的に連結し、さらに、クラッチ角偏差dθCLを算出・記憶する処理である。
Then, at the time t1 when the ignition switch is switched from the on state to the off state (“IGN OFF” in the figure), such as when the vehicle is parked, the control of the SBW system is terminated. Further, processing at the end of SBW system control ("processing at the end of SBW system" shown in the figure) is performed.
The process performed at time t1 is a process of switching the clutch 6 to the engaged state (“clutch engagement” shown in the drawing) to mechanically connect the torque transmission path, and further calculating and storing the clutch angle deviation dθCL.
ここで、転舵角を算出する処理で用いる位相角θoffset1と、転舵側クラッチ角を算出する処理で用いる位相角θoffset3を、増減閾値に応じて補正している場合、時点t1では、補正している位相角を用いて、クラッチ角偏差dθCLを算出する。これにより、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のジョイント角αに誤差が発生している場合であっても、この誤差を減少させることが可能となる。これは、位相角θoffset1を補正したユニバーサルジョイント出力角算出モデルと、位相角θoffset3を補正したユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルを用いた演算により可能となる。 Here, the phase angle theta offset1 used in the process of calculating the steering angle, if the phase angle theta OFFSET3 used in the process of calculating the steered side clutch angle is corrected in accordance with the increase or decrease threshold, at the time point t1, The clutch angle deviation dθCL is calculated using the corrected phase angle. As a result, even if an error occurs in the joint angle α of each universal joint (7, 11, 19, 23), this error can be reduced. This can be performed by calculation using a universal joint output angle calculation model in which the phase angle θ offset1 is corrected and a universal joint reverse output angle calculation model in which the phase angle θ offset3 is corrected.
また、トルク伝達経路を機械的に連結すると、ステアリングホイール32の操作が、転舵輪24へ機械的に伝達される(図中に示す「ManualSteer」)状態となる。なお、クラッチ6を連結状態に切り替える状況としては、イグニッションスイッチをオン状態からオフ状態に切り替える状況以外に、例えば、転舵モータ2が過熱している状況も含む。
トルク伝達経路を機械的に連結している状態から、例えば、駐車している車両を発進させる場合等には、イグニッションスイッチをオン状態に切り替える。
このとき、イグニッションスイッチをオン状態に切り替えた(図中に示す「IGN OFF」)時点t2で、SBWシステム制御の起動時における処理(図中に示す「SBWシステム起動時の処理」)を行う。
When the torque transmission path is mechanically connected, the operation of the
For example, when starting a parked vehicle from a state where the torque transmission paths are mechanically connected, the ignition switch is switched to the on state.
At this time, at the time t2 when the ignition switch is switched to the on state (“IGN OFF” in the drawing), the processing at the time of starting the SBW system control (“processing at the time of starting the SBW system” shown in the drawing) is performed.
時点t2で行なう処理は、クラッチ6を開放状態(図中に示す「クラッチ開放」)に切り替える前に行なう処理であり、転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正または維持する処理である。
ここで、転舵角を算出する処理で用いる位相角θoffset1を増減閾値に応じて補正している場合、時点t2では、補正している位相角θoffset1を用いて、転舵輪24の転舵角を算出する。これにより、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)のジョイント角αに誤差が発生している場合であっても、この誤差を、位相角θoffset1を補正したユニバーサルジョイント出力角算出モデルを用いた演算により減少させることが可能となる。
The processing performed at time t2 is processing performed before switching the clutch 6 to the disengaged state (“clutch disengagement” shown in the figure), processing for calculating the steered angle of the steered wheels 24, steering angle and steered motor. This process corrects or maintains the relationship with the rotation angle.
Here, when the phase angle θ offset1 used in the process of calculating the turning angle is corrected according to the increase / decrease threshold value, the turning of the steered wheels 24 is performed using the corrected phase angle θ offset1 at time t2. Calculate the corner. Thereby, even if an error occurs in the joint angle α of each universal joint (7, 11, 19, 23), the universal joint output angle calculation model in which the error is corrected for the phase angle θ offset1 is obtained. It can be reduced by the calculation used.
そして、転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正または維持する処理を終了すると、連結状態のクラッチ6を開放状態に切り替え、SBWシステムの制御を開始(図中に示す「SBWシステム制御中」)する。
なお、時点t2では、イグニッションスイッチをオン状態に切り替えて、転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正または維持する処理を開始しているが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、車両のドア(フロントドア)を開錠する動作により、指令演算部54等を起動させて、転舵輪24の転舵角を算出する処理と、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正または維持する処理を開始してもよい。
When the process of calculating the steered angle of the steered wheels 24 and the process of correcting or maintaining the relationship between the steering angle and the steered motor rotation angle are finished, the clutch 6 in the connected state is switched to the released state, and the SBW system Control is started ("SBW system in control" shown in the figure).
At time t2, the ignition switch is turned on, and the process of calculating the turning angle of the steered wheels 24 and the process of correcting or maintaining the relationship between the steering angle and the turning motor rotation angle are started. However, the present invention is not limited to this. That is, for example, by the operation of unlocking the door (front door) of the vehicle, the
以上により、本実施形態の車両用操舵制御装置1では、イグニッションスイッチがオフ状態である間に、ステアリングホイール32の操舵角が変化している場合であっても、以下に説明するように、車速に応じた転舵角の制御を、適切に実施することが可能となる。
すなわち、車速に応じた転舵角の制御を行なう際には、操舵角に対する転舵角の変化度合いが、車速に応じて異なる(操舵角:転舵角=1:X 低速時には1<X、高速時にはX<1)。これに対し、イグニッションスイッチがオフ状態である間に、ステアリングホイール32の操舵角が変化している場合、クラッチ6が連結状態であるため、操舵角の変化度合いと転舵角の変化度合いは等しい(操舵角:転舵角=1:1)。
As described above, in the vehicle
That is, when the turning angle is controlled in accordance with the vehicle speed, the degree of change in the turning angle with respect to the steering angle differs depending on the vehicle speed (steering angle: turning angle = 1:
したがって、例えば、車両の駐車時等の低速走行時においては、操舵角に対する転舵角の変化度合いを増加させて、転舵角の変化量が少なくても転舵角の変化量を増加させる。この場合、イグニッションスイッチがオフ状態となってクラッチ6を連結状態としている間に、ステアリングホイール32の操舵角が変化すると、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵角と操舵角との関係が変化する。これは、転舵角を中立位置から転舵した状態で発生する。そして、転舵角と操舵角との関係が変化した状態を基準として、車速に応じた転舵角の制御を行なうと、転舵角と操舵角との関係が変化したままでSBWシステムを制御することとなり、SBWシステムの制御が不適切となる。
Therefore, for example, when the vehicle is traveling at a low speed such as when the vehicle is parked, the degree of change in the turning angle with respect to the steering angle is increased, and the amount of change in the turning angle is increased even if the amount of change in the turning angle is small. In this case, if the steering angle of the
これに対し、本実施形態の車両用操舵制御装置1では、イグニッションスイッチをオン状態に切り替えると、クラッチ6を開放状態へ切り替える前に、ステアリングホイール32の操舵角と、クラッチ角偏差dθCLに基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。このため、操舵角と実転舵角を共に中立位置へ調整した状態における、操舵角と転舵モータ回転角との関係を、ステアリングホイール32の操舵角と、クラッチ角偏差dθCLと、各モデルに基づき、適切に算出・記憶することが可能となる。
これにより、イグニッションスイッチがオフ状態である間に、ステアリングホイール32の操舵角が変化している場合であっても、上述した車速に応じた転舵角の制御を、適切に実施することが可能となる。
On the other hand, in the vehicle
Thereby, even when the steering angle of the
このため、例えば、駐車している車両を旋回させながら発進させる(旋回発進)場合、すなわち、駐車している車両を、ステアリングホイール32を操舵しながら発進させる場合であっても、操舵角と転舵モータ回転角との関係を補正することが可能となる。これにより、駐車している車両を、ステアリングホイール32を操舵しながら発進させる場合であっても、SBWシステムを適切に制御することが可能となる。
この場合、例えば、車両の構成が、イグニッションスイッチがオフ状態である間に変化した操舵角の変化分を、直進走行により補正する構成である場合であっても、上述した旋回発進時に対して、SBWシステムを適切に制御することが可能となる。
For this reason, for example, even when the parked vehicle is started while turning (turning start), that is, when the parked vehicle is started while steering the
In this case, for example, even when the configuration of the vehicle is a configuration in which the change in the steering angle that is changed while the ignition switch is in the OFF state is corrected by straight traveling, It becomes possible to appropriately control the SBW system.
また、本実施形態の車両用操舵制御装置1では、ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を補正するか否かを判定する処理で用いる転舵角を算出することが可能となる。この算出は、車両が実際に備えるユニバーサルジョイント(7、11、19、23)と仮想ユニバーサルジョイントUJDのジョイント角α及び位相角θoffsetに基づいて行なう。
このため、車両が実際に備えるユニバーサルジョイントのジョイント角αに誤差が発生している場合であっても、この誤差を、位相角を補正したユニバーサルジョイント出力角算出モデルを用いた演算により減少させることが可能となる。
なお、上述した操舵角センサ34は、操舵角検出部に対応する。
In the vehicle
For this reason, even if there is an error in the joint angle α of the universal joint that the vehicle actually has, this error should be reduced by calculation using the universal joint output angle calculation model with the phase angle corrected. Is possible.
The
また、上述した転舵モータ角度センサ16は、転舵アクチュエータ回転角検出部に対応する。
また、上述したピニオン軸トルクセンサ46tは、操舵トルク検出部に対応する。
また、上述したユニバーサルジョイント7と、ユニバーサルジョイント11と、ユニバーサルジョイント19と、ユニバーサルジョイント23は、実機ユニバーサルジョイントに対応する。
また、上述した補正処理ブロック78は、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデル補正部と、仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデル補正部と、仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデル補正部に対応する。
Moreover, the steering
The pinion
Moreover, the universal joint 7, the
The
また、上述した操舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルと転舵側ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに対応する。
また、上述したように、本実施形態の車両用操舵制御装置1の動作で実施する車両用操舵制御方法は、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を、増減閾値に応じて補正する方法である。
ここで、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角は、操舵角と、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデル及び仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに基づき、増減閾値に応じて補正する。また、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角は、ステアリングホイール32の中立位置と転舵輪24の中立位置とが近似するように補正する。
The steering-side universal joint output angle calculation model and the steering-side universal joint output angle calculation model described above correspond to the actual universal joint output angle calculation model.
Further, as described above, the vehicle steering control method implemented by the operation of the vehicle
Here, the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model is corrected according to the increase / decrease threshold based on the steering angle, the actual universal joint output angle calculation model, and the virtual universal joint output angle calculation model. Further, the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model is corrected so that the neutral position of the
(第一実施形態の効果)
本実施形態では、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
(1)補正処理ブロック78が、操舵角と、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルと、仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに基づき、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を、増減閾値に応じて補正する。ここで、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角の補正は、ステアリングホイール32の中立位置と転舵輪24の中立位置とが近似するように行なう。
このため、運転者によるステアリングホイール32の操舵状態と、車両が実装する実機ユニバーサルジョイント及び仮想ユニバーサルジョイントに対するモデル式に応じて、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を補正することが可能となる。
(Effects of the first embodiment)
In the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
Therefore, the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model can be corrected according to the steering state of the
その結果、実機ユニバーサルジョイントを用いて連結したシャフト間に発生する回転角の位相差を推定することが可能となる。これにより、イグニッションスイッチがオフ状態である間に操舵角が変化した場合であっても、回転角の位相差に応じて転舵角を算出することが可能となる。
したがって、実転舵角の推定精度を向上させて、SBWシステムを適切に制御することが可能となる。
As a result, it becomes possible to estimate the phase difference of the rotation angle generated between the shafts connected using the actual universal joint. As a result, even when the steering angle changes while the ignition switch is off, the steered angle can be calculated according to the phase difference of the rotation angle.
Therefore, it is possible to improve the estimation accuracy of the actual turning angle and appropriately control the SBW system.
これに加え、トルク伝達経路を構成する部材に組み付け誤差が発生した場合であっても、組み付け誤差に応じて転舵角を算出することが可能となり、実転舵角の推定精度を向上させて、SBWシステムを適切に制御することが可能となる。
これは、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点の転舵角と、イグニッションスイッチがオン状態となった時点の実転舵角が異なる状態は、ユニバーサルジョイントを用いて連結したシャフト間に発生する回転角の位相差に起因して発生するためである。これに加え、車両の製造時において、ステアリングホイールの取り付け時等、トルク伝達経路を構成する部材に組み付け誤差が発生すると、上記の不等速性が変化して、シャフト間に発生する回転角の位相差を推定することが困難であることに起因する。
In addition to this, even when an assembly error occurs in the members constituting the torque transmission path, it becomes possible to calculate the turning angle according to the assembly error, and improve the estimation accuracy of the actual turning angle. Thus, it becomes possible to appropriately control the SBW system.
The difference between the turning angle when the ignition switch is turned off and the actual turning angle when the ignition switch is turned on is the rotation that occurs between the shafts connected using the universal joint. This is because it occurs due to an angular phase difference. In addition, when an assembly error occurs in a member constituting the torque transmission path during the manufacture of the vehicle, such as when the steering wheel is installed, the above-mentioned inconstant speed changes, and the rotation angle generated between the shafts changes. This is because it is difficult to estimate the phase difference.
(2)補正処理ブロック78が、実機転舵角及び仮想転舵角と、増減閾値に基づき、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を、増減閾値に応じて補正する。
このため、車両が実装する実機ユニバーサルジョイントに基づく実機転舵角と、仮想ユニバーサルジョイントに基づく仮想転舵角に応じて、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を補正することが可能となる。
その結果、実機ユニバーサルジョイントを用いて連結したシャフト間に発生する回転角の位相差を推定することが可能となり、実転舵角の推定精度を向上させて、SBWシステムを適切に制御することが可能となる。これに加え、トルク伝達経路を構成する部材に組み付け誤差が発生した場合であっても、組み付け誤差に応じて転舵角を算出することが可能となり、実転舵角の推定精度を向上させて、SBWシステムを適切に制御することが可能となる。
(2) The
Therefore, the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model can be corrected according to the actual turning angle based on the actual universal joint mounted on the vehicle and the virtual turning angle based on the virtual universal joint.
As a result, it is possible to estimate the phase difference of the rotation angle generated between the shafts connected using the actual universal joint, and to improve the estimation accuracy of the actual turning angle and appropriately control the SBW system. It becomes possible. In addition to this, even when an assembly error occurs in the members constituting the torque transmission path, it becomes possible to calculate the turning angle according to the assembly error, and improve the estimation accuracy of the actual turning angle. Thus, it becomes possible to appropriately control the SBW system.
(3)補正処理ブロック78が、実機転舵角最大値と仮想転舵角最大値を算出し、さらに、実機転舵角最大値が増減閾値の絶対値の範囲外である場合に、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を、増減閾値に応じて補正する。
このため、車両が実装する実機ユニバーサルジョイントに基づく実機転舵角最大値と、仮想ユニバーサルジョイントに基づく仮想転舵角最大値に応じて、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を補正することが可能となる。
その結果、実機ユニバーサルジョイントを用いて連結したシャフト間に発生する回転角の位相差を推定することが可能となり、トルク伝達経路を構成する部材に組み付け誤差が発生した場合であっても、組み付け誤差に応じて転舵角を算出することが可能となる。これにより、実転舵角の推定精度を向上させて、SBWシステムを適切に制御することが可能となる。
(3) The
For this reason, it is possible to correct the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model according to the maximum actual steering angle based on the actual universal joint implemented by the vehicle and the maximum virtual steering angle based on the virtual universal joint. It becomes possible.
As a result, it becomes possible to estimate the phase difference of the rotation angle that occurs between the shafts connected using the actual universal joint, and even if an assembly error occurs in the members that constitute the torque transmission path, the assembly error It is possible to calculate the turning angle according to the above. Thereby, the estimation accuracy of the actual turning angle can be improved and the SBW system can be appropriately controlled.
(4)補正処理ブロック78が、実機入出力角偏差最大変化幅PPrと仮想入出力角偏差最大変化幅PPdを算出する。これに加え、実機入出力角偏差最大変化幅PPrと仮想入出力角偏差最大変化幅PPdとの差分の絶対値|PPr−PPd|に基づいて、仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルのジョイント角αDを補正する。
このため、実機ユニバーサルジョイントに基づく実機転舵角最大値と、ジョイント角αDを補正した仮想ユニバーサルジョイントに基づく仮想転舵角最大値に応じて、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を補正することが可能となる。
その結果、トルク伝達経路の実際の位相角と演算上の位相角との偏差に応じて、実機ユニバーサルジョイントを用いて連結したシャフト間に発生する回転角の位相差を推定することが可能となる。
(4) The
Therefore, the actual steering angle maximum value based on the actual universal joint, in accordance with the virtual steering angle maximum value based on the virtual universal joint obtained by correcting the joint angle alpha D, corrects the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model It becomes possible to do.
As a result, it becomes possible to estimate the phase difference of the rotation angle generated between the shafts connected by using the actual universal joint according to the deviation between the actual phase angle of the torque transmission path and the calculated phase angle. .
(5)補正処理ブロック78が、仮想ユニバーサルジョイントUJDの位置を、車両が実装する実機ユニバーサルジョイント(7、11、19、23)よりも転舵輪24側に設定して、仮想転舵角最大値を算出する。
このため、トルク伝達経路を構成する部材に発生した組み付け誤差の影響が最も大きいユニバーサルジョイント23と転舵輪24との間において、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を補正するための処理を行うことが可能となる。
その結果、実機ユニバーサルジョイントを用いて連結したシャフト間に発生する回転角の位相差を推定する推定精度を向上させることが可能となる。
(5) The
For this reason, a process for correcting the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model is performed between the
As a result, it is possible to improve the estimation accuracy for estimating the phase difference of the rotation angle generated between the shafts connected using the actual universal joint.
(6)補正処理ブロック78が、各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23、UJD)に対するユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する仮想操舵角θHdが各ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角を算出する。これに加え、算出した変化角から、ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルを用いて算出した各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23、UJD)のオフセット成分を減算した値に基づいて、仮想転舵角最大値を算出する。
このため、仮想操舵角θHdが各ユニバーサルジョイント(7、11、19、23、UJD)を介して変化した変化角から、各ユニバーサルジョイントのオフセット成分による影響を除去することが可能となる。
その結果、各ユニバーサルジョイントの位相角に因らず、仮想操舵角θHdがトルク伝達経路で各ユニバーサルジョイントにより伝達される操舵角の変化に応じて、仮想転舵角最大値を算出することが可能となる。
(6) The
For this reason, it becomes possible to remove the influence by the offset component of each universal joint from the change angle which the virtual steering angle (theta) Hd changed via each universal joint (7, 11, 19, 23, UJD).
As a result, regardless of the phase angle of each universal joint, the virtual steering angle θHd can be calculated in accordance with the change in the steering angle transmitted by each universal joint through the torque transmission path. It becomes.
(7)補正処理ブロック78が、実機転舵角最大値が増減閾値の絶対値の範囲外である場合に、仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルの位相角を、増減閾値に応じて補正する。これに加え、転舵側クラッチ角算出部68が、補正処理ブロック78が位相角を補正した仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルに、転舵モータ角度センサ16が検出した転舵モータ回転角を入力して、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する。
このため、車両が実装する実機ユニバーサルジョイントに基づく実機転舵角最大値に応じて、仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルの位相角を補正することが可能となる。
その結果、転舵モータ角度センサ16が検出した転舵モータ回転角と、実機転舵角最大値に応じて位相角を補正した仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルを用いて、転舵輪24の転舵角を算出することが可能となる。これにより、転舵側クラッチ角θcl_outの算出精度を向上させて、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outの算出精度を向上させ、転舵角の算出精度を向上させることが可能となる。
(7) The
For this reason, it becomes possible to correct the phase angle of the virtual universal joint reverse output angle calculation model in accordance with the actual turning angle maximum value based on the actual universal joint mounted on the vehicle.
As a result, the turning angle of the steered wheels 24 is calculated using the turning angle of the steered motor 24 detected by the steered
(8)補正処理ブロック78が、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する現在操舵角θHを、中立位置を基準として予め設定した範囲内で変化させる。そして、予め設定した範囲内で変化させた後に現在操舵角θHを中立位置へ戻したときの転舵角の最大値及び最小値に基づく変化幅に基づいて、実機入出力角偏差最大変化幅PPrを算出する。
このため、現在操舵角θHを一方向のみに変化させて実機入出力角偏差最大変化幅PPrを算出する場合と比較して、算出した実機入出力角偏差最大変化幅PPrを、ヒステリシスによる影響を抑制した値とすることが可能となる。
その結果、実機入出力角偏差最大変化幅PPrの算出精度を向上させることが可能となり、実機ユニバーサルジョイントを用いて連結したシャフト間に発生する回転角の位相差の推定精度を向上させることが可能となる。
(8) The
Therefore, compared with the case where the actual machine input / output angle deviation maximum change width PPr is calculated by changing the current steering angle θH only in one direction, the calculated actual machine input / output angle deviation maximum change width PPr is affected by the hysteresis. A suppressed value can be obtained.
As a result, it is possible to improve the calculation accuracy of the actual machine input / output angle deviation maximum change width PPr, and it is possible to improve the estimation accuracy of the phase difference of the rotation angle generated between the shafts connected using the actual machine universal joint. It becomes.
(9)補正処理ブロック78が、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する現在操舵角θHを、中立位置を基準として予め設定した範囲の上限値まで変化させた後に中立位置へ戻す。さらに、予め設定した範囲の下限値まで現在操舵角θHを変化させた後に、現在操舵角θHを中立位置へ戻したときの、転舵角の最大値及び最小値に基づく変化幅に基づいて、実機入出力角偏差最大変化幅PPrを算出する。
このため、現在操舵角θHを予め設定した範囲の一方の限界値のみに変化させて実機入出力角偏差最大変化幅PPrを算出する場合と比較して、算出した実機入出力角偏差最大変化幅PPrを、ヒステリシスによる影響を抑制した値とすることが可能となる。
その結果、実機入出力角偏差最大変化幅PPrの算出精度を向上させることが可能となり、実機ユニバーサルジョイントを用いて連結したシャフト間に発生する回転角の位相差の推定精度を向上させることが可能となる。
(9) The
Therefore, the calculated actual machine input / output angle deviation maximum change width is compared with the case where the actual machine input / output angle deviation maximum change width PPr is calculated by changing the current steering angle θH to only one limit value within a preset range. It is possible to set PPr to a value that suppresses the influence of hysteresis.
As a result, it is possible to improve the calculation accuracy of the actual machine input / output angle deviation maximum change width PPr, and it is possible to improve the estimation accuracy of the phase difference of the rotation angle generated between the shafts connected using the actual machine universal joint. It becomes.
(10)転舵角算出部76が、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outが転舵側ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角を、トルク伝達経路のねじれ角を用いて補正した値に基づいて、転舵輪24の転舵角を算出する。ここで、トルク伝達経路のねじれ角は、トルクセンサモデルを用いて算出する。
このため、イグニッションスイッチがオフ状態である間に操舵角が変化し、トルク伝達経路にねじれが発生した場合であっても、トルク伝達経路に発生したねじれを、トルクセンサモデルを用いて補正することが可能となる。
その結果、転舵角算出用転舵側クラッチ角Pθcl_outが転舵側ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角から、トルク伝達経路に発生したねじれによる影響を除去して、転舵輪24の転舵角を算出することが可能となる。
(10) The turning
For this reason, even if the steering angle changes while the ignition switch is in the OFF state and a twist occurs in the torque transmission path, the twist generated in the torque transmission path is corrected using the torque sensor model. Is possible.
As a result, the turning angle of the steered wheels 24 is removed by removing the influence of the twist generated in the torque transmission path from the change angle at which the turning-side clutch angle Pθcl_out for turning angle calculation changes via the turning-side universal joint. Can be calculated.
(11)本実施形態の車両用操舵制御方法では、操舵角と、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデル及び仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに基づき、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を、増減閾値に応じて補正する。また、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角の補正は、ステアリングホイール32の中立位置と転舵輪24の中立位置とが近似するように行なう。
このため、運転者によるステアリングホイール32の操舵状態と、車両が実装する実機ユニバーサルジョイント及び仮想ユニバーサルジョイントに対するモデル式に応じて、実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角を補正することが可能となる。
(11) In the vehicle steering control method of the present embodiment, based on the steering angle, the actual universal joint output angle calculation model, and the virtual universal joint output angle calculation model, the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model is set to an increase / decrease threshold. Correct according to. The phase angle of the actual universal joint output angle calculation model is corrected so that the neutral position of the
Therefore, the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model can be corrected according to the steering state of the
その結果、実機ユニバーサルジョイントを用いて連結したシャフト間に発生する回転角の位相差を推定することが可能となる。これにより、イグニッションスイッチがオフ状態である間に操舵角が変化した場合であっても、回転角の位相差に応じて転舵角を算出することが可能となる。
したがって、実転舵角の推定精度を向上させて、SBWシステムを適切に制御することが可能となる。これに加え、トルク伝達経路を構成する部材に組み付け誤差が発生した場合であっても、組み付け誤差に応じて転舵角を算出することが可能となり、実転舵角の推定精度を向上させて、SBWシステムを適切に制御することが可能となる。
As a result, it becomes possible to estimate the phase difference of the rotation angle generated between the shafts connected using the actual universal joint. As a result, even when the steering angle changes while the ignition switch is off, the steered angle can be calculated according to the phase difference of the rotation angle.
Therefore, it is possible to improve the estimation accuracy of the actual turning angle and appropriately control the SBW system. In addition to this, even when an assembly error occurs in the members constituting the torque transmission path, it becomes possible to calculate the turning angle according to the assembly error, and improve the estimation accuracy of the actual turning angle. Thus, it becomes possible to appropriately control the SBW system.
(変形例)
(1)本実施形態では、トルク伝達経路が四つの実機ユニバーサルジョイント(7,11,19,23)を備える構成としたが、これに限定するものではなく、実機ユニバーサルジョイントの数は、例えば、車両のレイアウト等に応じた数であればよい。
この場合、例えば、操舵側ユニバーサルジョイントと転舵側ユニバーサルジョイントを、共に一つのユニバーサルジョイントのみで形成した場合、転舵輪24の転舵角は、以下の式(17)を用いて算出する。
(Modification)
(1) In this embodiment, the torque transmission path includes four actual universal joints (7, 11, 19, 23). However, the present invention is not limited to this, and the number of actual universal joints is, for example, Any number corresponding to the layout of the vehicle may be used.
In this case, for example, when both the steering-side universal joint and the steered-side universal joint are formed by only one universal joint, the steered angle of the steered wheels 24 is calculated using the following formula (17).
(2)本実施形態では、車両に、操舵側クラッチ角算出部66、転舵側クラッチ角算出部68、クラッチ角偏差算出部70、補正処理ブロック78を備える構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、車両の出荷後に、整備工場において、現在操舵角及び実転舵角を共に中立位置に調整した状態で、車外の設備を用いて、操舵側クラッチ角、転舵側クラッチ角及びクラッチ角偏差を算出してもよい。これに加え、算出したクラッチ角偏差を、ケーブル接続等によりクラッチ角偏差記憶部72へ入力してもよく、また、不揮発性メモリ(Non‐volatile Memory)等の記憶媒体を介してクラッチ角偏差記憶部72に記憶させてもよい。
(2) In the present embodiment, the vehicle is configured to include the steering side clutch
(3)本実施形態では、ピニオン軸トルクセンサ46tにより、操舵トルク検出部を形成したが、操舵トルク検出部の構成は、これに限定するものではない。すなわち、例えば、操舵トルクセンサ36及び転舵モータトルクセンサ2tのうち少なくとも一方により、操舵トルク検出部を形成してもよい。ここで、転舵モータトルクセンサ2tにより操舵トルク検出部を形成する場合には、転舵モータトルクセンサ2tが検出した転舵モータトルクを、運転者がステアリングホイール32に加えているトルクである操舵トルクに変換する処理を行う。
(3) In the present embodiment, the steering torque detector is formed by the pinion
(4)本実施形態では、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する処理において、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵モータ回転角を、ユニバーサルジョイント23の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力した。しかしながら、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する処理は、これに限定するものではない。
すなわち、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵モータ回転角に、転舵側ユニバーサルジョイント(19、23)のオフセット成分を加算した値を、ユニバーサルジョイント23の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力してもよい。
(4) In the present embodiment, in the process of calculating the steered side clutch angle θcl_out, the turning motor rotation angle at the time when the ignition switch is turned off is set as the reverse input angle tanθ In of the universal joint 23 as described above. Entered in (2). However, the process for calculating the steered side clutch angle θcl_out is not limited to this.
That is, the value obtained by adding the offset component of the steered-side universal joint (19, 23) to the steered-motor universal angle (19, 23) at the time when the ignition switch is turned off is used as the reverse input angle tanθ In of the universal joint 23 as described above. You may input into Formula (2).
(5)本実施形態では、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する処理において、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵モータ回転角を、ユニバーサルジョイント23の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力した。しかしながら、転舵側クラッチ角θcl_outを算出する処理は、これに限定するものではない。
すなわち、イグニッションスイッチがオフ状態となった時点における転舵モータ回転角から、トルクセンサ値Vtp及びトルクセンサモデルに基づき、転舵側シャフト及び転舵側ユニバーサルジョイント(19、23)のねじれ角を減算した値を算出する。そして、この算出した値を、ユニバーサルジョイント23の逆入力角tanθInとして上記の式(2)に入力してもよい。なお、上記の転舵側シャフトとは、クラッチ出力シャフト17、転舵側中間シャフト21、ピニオンシャフト25である。
(5) In the present embodiment, in the process of calculating the steering-side clutch angle θcl_out, the turning motor rotation angle at the time when the ignition switch is turned off is set as the reverse input angle tan θ In of the universal joint 23 as described above. Entered in (2). However, the process for calculating the steered side clutch angle θcl_out is not limited to this.
That is, based on the torque sensor value Vtp and the torque sensor model, the torsion angles of the steered side shaft and the steered side universal joints (19, 23) are subtracted from the steered motor rotation angle when the ignition switch is turned off. The calculated value is calculated. Then, this calculated value may be input to the above equation (2) as the reverse input angle tan θ In of the
(6)本実施形態では、仮想ユニバーサルジョイントUJDを、ユニバーサルジョイント23よりも転舵輪24側に配置したが、仮想ユニバーサルジョイントUJDを、配置する位置は、これに限定するものではない。
(7)本実施形態では、トルク伝達経路上に、仮想ユニバーサルジョイントUJDを一つのみ配置したが、トルク伝達経路上に配置する仮想ユニバーサルジョイントUJDの数は、一つに限定するものではない。
(8)本実施形態では、相関マップ記憶部80に記憶した相関マップにより、仮想ユニバーサルジョイントUJDのジョイント角αdと、演算上で用いる仮想の入出力角偏差との関係を示したが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、予め記憶した数式により、仮想ユニバーサルジョイントUJDのジョイント角αdと、演算上で用いる仮想の入出力角偏差との関係を演算する構成としてもよい。
(6) In the present embodiment, the virtual universal joint UJD is disposed closer to the steered wheel 24 than the
(7) In this embodiment, only one virtual universal joint UJD is arranged on the torque transmission path, but the number of virtual universal joints UJD arranged on the torque transmission path is not limited to one.
(8) In the present embodiment, the correlation map stored in the correlation
(9)本実施形態では、換算マップ記憶部82に記憶した換算マップにより、最大変化幅差分値と補正用ジョイント角との関係を示したが、これに限定するものではない。すなわち、例えば、数式により、最大変化幅差分値と補正用ジョイント角との関係を演算する構成としてもよい。
(10)本実施形態では、仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを、操舵輪側入力角に位相角を加算した角度と、転舵輪側出力角と、ジョイント角αの関係を示すモデル式としたが、これに限定するものではない。すなわち、仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを、操舵輪側入力角に位相角を加算した角度と、転舵輪側出力角の関係を示すモデル式としてもよい。
(9) In the present embodiment, the relationship between the maximum change width difference value and the correction joint angle is shown by the conversion map stored in the conversion
(10) In the present embodiment, the virtual universal joint output angle calculation model is a model formula that shows the relationship between the angle obtained by adding the phase angle to the steered wheel side input angle, the steered wheel side output angle, and the joint angle α. However, the present invention is not limited to this. In other words, the virtual universal joint output angle calculation model may be a model formula indicating the relationship between the angle obtained by adding the phase angle to the steered wheel side input angle and the steered wheel side output angle.
(11)本実施形態では、実機転舵角最大値及び仮想転舵角最大値を算出するために現在操舵角θHを変化させる範囲を、予め、中立位置(0[deg])を基準として±180[deg]内に設定したが、これに限定するものではない。すなわち、実機転舵角最大値及び仮想転舵角最大値を算出するために現在操舵角θHを変化させる範囲を、中立位置(0[deg])を基準として±180[deg]未満に設定してもよい。また、実機転舵角最大値及び仮想転舵角最大値を算出するために現在操舵角θHを変化させる範囲を、中立位置(0[deg])を基準として±180[deg]を超える範囲に設定してもよい。
この場合、現在操舵角θHを変化させる範囲は、例えば、操舵角を変化させる状態において、現在操舵角θHに応じて変化する転舵角を算出する際に、実機入出力角偏差の変化から最大値と最小値が少なくとも一つ算出可能な範囲とすればよい(例えば、図12参照)。これは、例えば、中立位置(0[deg])を基準として±90[deg]内の範囲等である。
(11) In the present embodiment, the range in which the current steering angle θH is changed in order to calculate the actual vehicle turning angle maximum value and the virtual turning angle maximum value is set in advance with a neutral position (0 [deg]) as a reference ± Although it is set within 180 [deg], it is not limited to this. That is, the range in which the current steering angle θH is changed to calculate the actual machine turning angle maximum value and the virtual turning angle maximum value is set to less than ± 180 [deg] with respect to the neutral position (0 [deg]). May be. Further, the range in which the current steering angle θH is changed to calculate the actual machine turning angle maximum value and the virtual turning angle maximum value is set to a range exceeding ± 180 [deg] with respect to the neutral position (0 [deg]). It may be set.
In this case, the range in which the current steering angle θH is changed is, for example, the maximum from the change in the actual machine input / output angle deviation when calculating the turning angle that changes according to the current steering angle θH in a state in which the steering angle is changed. A range in which at least one of the value and the minimum value can be calculated may be set (for example, see FIG. 12). This is, for example, a range within ± 90 [deg] with respect to the neutral position (0 [deg]).
(12)本実施形態では、実機入出力角偏差最大変化幅及び仮想入出力角偏差最大変化幅を算出するために現在操舵角θHを変化させる範囲を、予め、中立位置(0[deg])を基準として±180[deg]内に設定したが、これに限定するものではない。すなわち、実機入出力角偏差最大変化幅及び仮想入出力角偏差最大変化幅を算出するために現在操舵角θHを変化させる範囲を、中立位置(0[deg])を基準として±180[deg]未満に設定してもよい。また、実機入出力角偏差最大変化幅及び仮想入出力角偏差最大変化幅を算出するために現在操舵角θHを変化させる範囲を、中立位置(0[deg])を基準として±180[deg]を超える範囲に設定してもよい。
この場合、現在操舵角θHを変化させる範囲は、例えば、操舵角を変化させる状態において、現在操舵角θHに応じて変化する転舵角を算出する際に、実機入出力角偏差の変化から最大値と最小値が少なくとも一つ算出可能な範囲とすればよい(例えば、図12参照)。これは、例えば、中立位置(0[deg])を基準として±90[deg]内の範囲等である。
(12) In this embodiment, the range in which the current steering angle θH is changed in order to calculate the actual input / output angle deviation maximum change width and the virtual input / output angle deviation maximum change width is set in advance to the neutral position (0 [deg]). However, the present invention is not limited to this. That is, the range in which the current steering angle θH is changed in order to calculate the actual input / output angle deviation maximum change width and the virtual input / output angle deviation maximum change width is ± 180 [deg] with respect to the neutral position (0 [deg]). You may set to less than. Further, a range in which the current steering angle θH is changed to calculate the actual input / output angle deviation maximum change width and the virtual input / output angle deviation maximum change width is ± 180 [deg] with respect to the neutral position (0 [deg]). You may set in the range exceeding.
In this case, the range in which the current steering angle θH is changed is, for example, the maximum from the change in the actual machine input / output angle deviation when calculating the turning angle that changes according to the current steering angle θH in a state in which the steering angle is changed. A range in which at least one of the value and the minimum value can be calculated may be set (for example, see FIG. 12). This is, for example, a range within ± 90 [deg] with respect to the neutral position (0 [deg]).
1 車両用操舵制御装置
2 転舵モータ(転舵アクチュエータ)
2t 転舵モータトルクセンサ
4 転舵モータ制御部
6 クラッチ
7,11 ユニバーサルジョイント(操舵側ユニバーサルジョイント)
19,23 ユニバーサルジョイント(転舵側ユニバーサルジョイント)
8 反力モータ(反力アクチュエータ)
10 反力モータ制御部
16 転舵モータ角度センサ
24 転舵輪
32 ステアリングホイール
34 操舵角センサ
40 クラッチ板
42 ステアリングシャフト
44 ピニオン軸
46 ピニオン
46t ピニオン軸トルクセンサ
50 車速センサ
52 エンジンコントローラ
54 指令演算部
56 反力サーボ制御部
58 クラッチ制御部
60 中立位置記憶部
62 転舵モータ電流指令演算部
64 クラッチ状態切り替え部
66 操舵側クラッチ角算出部
68 転舵側クラッチ角算出部
70 クラッチ角偏差算出部
72 クラッチ角偏差記憶部
74 転舵角記憶部
76 転舵角算出部
78 補正処理ブロック
80 相関マップ記憶部
82 換算マップ記憶部
84 実機入出力角偏差演算部
86 補正用ジョイント角演算部
88 補正用位相角演算部
90 転舵側クラッチ角補正値算出部
92 クラッチ角偏差補正値算出部
94 位相角補正要否判定部
96 補正指令値出力部
MA 転舵側前回処理内容記憶部
MB 反力側前回処理内容記憶部
UJD 仮想ユニバーサルジョイント
1 Steering control device for
2t Steering
19, 23 Universal joint (steering side universal joint)
8 Reaction force motor (Reaction force actuator)
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記操舵角検出部が検出した操舵角を予め設定した実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力して、前記転舵輪の転舵角を算出する転舵角算出部と、
前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを補正する実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデル補正部と、を備え、前記ステアリングホイールの操舵角に応じて前記転舵輪を転舵制御し、
前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデル補正部は、前記操舵角と、前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデル及び予め設定した仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルと、に基づき、前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する前記操舵角を予め設定した範囲内で変化させたときの前記転舵角の最大値である実機転舵角最大値と、前記仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデル及び前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する前記操舵角を前記予め設定した範囲内で変化させたときの前記転舵角の最大値である仮想転舵角最大値と、を算出し、前記実機転舵角最大値と前記仮想転舵角最大値との比較により補正用位相角及び補正用ジョイント角を演算し、前記補正用位相角及び前記補正用ジョイント角を用いて算出した判定用の転舵角と前記操舵角と予め設定した増減閾値とを用いて補正要否判定用入出力角偏差を演算し、前記実機転舵角最大値と補正要否判定用入出力角偏差との比較により前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角に対する前記補正用位相角を用いた補正が必要であると判定すると、前記ステアリングホイールの中立位置と前記転舵輪の中立位置とが近似するように前記位相角を前記増減閾値に応じて補正し、
前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、前記実機ユニバーサルジョイントへ前記ステアリングホイール側から入力した角度である操舵輪側入力角に実機ユニバーサルジョイントの入力軸に対する出力軸のねじれ角を示す前記位相角を加算した角度と、前記実機ユニバーサルジョイントを介して前記操舵輪側入力角を前記転舵輪側へ出力した角度である転舵輪側出力角と、の関係を示すモデル式であり、
前記仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルと別のモデル式であり、且つ前記実機ユニバーサルジョイントと直列に配列して実機ユニバーサルジョイントと共に前記トルク伝達経路を演算上で仮想的に連結する仮想ユニバーサルジョイントへ前記ステアリングホイール側から入力した角度である操舵輪側入力角に仮想ユニバーサルジョイントの入力軸に対する出力軸のねじれ角を示す位相角を加算した角度と、前記仮想ユニバーサルジョイントを介して前記操舵輪側入力角を前記転舵輪側へ出力した角度である転舵輪側出力角と、の関係を示すモデル式であることを特徴とする車両用操舵制御装置。 A vehicle steering control device including an actual universal joint that connects a torque transmission path between a steering wheel and a steered wheel,
A steering angle detector for detecting a steering angle of the steering wheel;
A steering angle calculation unit that inputs the steering angle detected by the steering angle detection unit into a preset real machine universal joint output angle calculation model, and calculates a turning angle of the steered wheels;
An actual universal joint output angle calculation model correction unit for correcting the actual universal joint output angle calculation model, and steer control of the steered wheels according to the steering angle of the steering wheel,
The actual machine universal joint output angle calculation model correction unit adds the actual machine universal joint output angle calculation model to the actual machine universal joint output angle calculation model based on the steering angle, the actual machine universal joint output angle calculation model, and a preset virtual universal joint output angle calculation model. The actual turning angle maximum value that is the maximum value of the turning angle when the steering angle to be inputted is changed within a preset range, the virtual universal joint output angle calculation model, and the actual universal joint output angle calculation. A virtual turning angle maximum value that is a maximum value of the turning angle when the steering angle input to the model is changed within the preset range, and calculates the actual turning angle maximum value and the The correction phase angle and the correction joint angle are calculated by comparison with the maximum value of the virtual turning angle, and the correction phase angle and The correction joint angle calculates a correction necessity determination for input and output angle deviation with a decrease threshold and the steering angle set in advance and the steering angle for determining calculated using the actual steering angle maximum When the correction using the correction phase angle with respect to the phase angle of the actual universal joint output angle calculation model is determined by comparison with the input / output angle deviation for determining necessity of correction , the neutral position of the steering wheel The phase angle is corrected according to the increase / decrease threshold so that the neutral position of the steered wheel approximates,
In the actual universal joint output angle calculation model, the phase angle indicating the torsion angle of the output shaft with respect to the input shaft of the actual universal joint is added to the steering wheel side input angle that is an angle input from the steering wheel side to the actual universal joint. And a steered wheel side output angle, which is an angle output to the steered wheel side through the actual wheel universal joint, and the steered wheel side output angle.
The virtual universal joint output angle calculation model is a model formula different from the actual universal joint output angle calculation model, and is arranged in series with the actual universal joint to virtually calculate the torque transmission path together with the actual universal joint. An angle obtained by adding a phase angle indicating a torsion angle of the output shaft with respect to the input shaft of the virtual universal joint to the steering wheel side input angle that is an angle input from the steering wheel side to the virtual universal joint to be connected to the virtual universal joint; A vehicle steering control device, characterized in that it is a model equation showing a relationship with a steered wheel side output angle that is an angle obtained by outputting the steered wheel side input angle to the steered wheel side via a wheel.
前記仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを補正する仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデル補正部と、を備え、
前記仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルを、前記操舵輪側入力角に前記位相角を加算した角度と、前記転舵輪側出力角と、平面視における前記仮想ユニバーサルジョイントの入力側の軸と出力側の軸がなす角度であるジョイント角と、の関係を示すモデル式とし、
前記仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデル補正部は、前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する前記操舵角を予め設定した範囲内で変化させたときの前記転舵角の最大値及び最小値に基づく変化幅である実機入出力角偏差最大変化幅と、前記仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する前記操舵角を前記予め設定した範囲内で変化させたときの前記転舵角の最大値及び最小値に基づく変化幅である仮想入出力角偏差最大変化幅と、を算出し、さらに、前記実機入出力角偏差最大変化幅と前記仮想入出力角偏差最大変化幅との差分の絶対値に基づいて、前記仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルのジョイント角を補正することを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載した車両用操舵制御装置。 The torque transmission path is connected by a plurality of actual universal joints,
A virtual universal joint output angle calculation model correction unit that corrects the virtual universal joint output angle calculation model,
The virtual universal joint output angle calculation model includes an angle obtained by adding the phase angle to the steering wheel side input angle, the steered wheel side output angle, an input side axis and an output side axis of the virtual universal joint in plan view. A model formula showing the relationship between the joint angle, which is the angle formed by the axes,
The virtual universal joint output angle calculation model correction unit is based on the maximum and minimum values of the turning angle when the steering angle input to the actual universal joint output angle calculation model is changed within a preset range. The actual machine input / output angle deviation maximum change width, which is the change width, and the maximum and minimum values of the turning angle when the steering angle input to the virtual universal joint output angle calculation model is changed within the preset range. A virtual input / output angle deviation maximum change width that is a change width based on the value, and further, based on an absolute value of a difference between the actual machine input / output angle deviation maximum change width and the virtual input / output angle deviation maximum change width 4. The joint angle of the virtual universal joint output angle calculation model is corrected, according to any one of claims 1 to 3. Dual steering control device.
前記ユニバーサルジョイントオフセット成分算出モデルは、前記各ユニバーサルジョイントの入力軸に対する出力軸のねじれ角を示す位相角を示すモデル式であることを特徴とする請求項1から請求項7のうちいずれか1項に記載した車両用操舵制御装置。 The actual machine universal joint output angle calculation model correction unit is configured to set a universal joint set in advance from a change angle at which the steering angle input to the virtual universal joint and the actual machine universal joint output angle calculation model is changed via each universal joint. Based on the value obtained by subtracting the offset component of each universal joint calculated using the offset component calculation model, the virtual turning angle maximum value is calculated,
The universal joint offset component calculation model, said any one of claims 1 to 7, wherein which is a model expression indicating a phase angle indicating the torsion angle of the output shaft to the input shaft of each universal joint The vehicle steering control device described in 1.
前記転舵輪を転舵制御する転舵アクチュエータの回転角である転舵アクチュエータ回転角を検出する転舵アクチュエータ回転角検出部と、
前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに前記操舵角検出部が検出した操舵角を入力して、前記トルク伝達経路の前記ステアリングホイール側における回転角である操舵側クラッチ角を算出する操舵側クラッチ角算出部と、
予め設定した実機ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデル及び仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルに前記転舵アクチュエータ回転角検出部が検出した転舵アクチュエータ回転角を入力して、前記トルク伝達経路の前記転舵輪側における回転角である転舵側クラッチ角を算出する転舵側クラッチ角算出部と、
前記操舵側クラッチ角算出部が算出した操舵側クラッチ角と前記転舵側クラッチ角算出部が算出した転舵側クラッチ角との偏差であるクラッチ角偏差を算出するクラッチ角偏差算出部と、
前記仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルを補正する仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデル補正部と、を備え、
前記転舵角算出部は、前記連結状態の前記クラッチが前記開放状態に切り替わる前に、前記操舵側クラッチ角算出部が算出した操舵側クラッチ角に前記クラッチ角偏差算出部が算出したクラッチ角偏差を加算した転舵角算出用転舵側クラッチ角が転舵側ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角に基づいて、前記転舵輪の転舵角を算出し、
前記実機ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルは、前記転舵側ユニバーサルジョイントへ前記転舵輪側から入力した角度である転舵輪側逆入力角から前記位相角を減算した角度と、前記転舵側ユニバーサルジョイントを介して前記転舵輪側逆入力角を前記ステアリングホイール側へ出力した角度である操舵輪側逆出力角と、の関係を示すモデル式であり、
前記仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルは、前記仮想ユニバーサルジョイントへ前記転舵輪側から入力した角度である転舵輪側逆入力角から前記位相角を減算した角度と、前記転舵側ユニバーサルジョイントを介して前記転舵輪側逆入力角を前記ステアリングホイール側へ出力した角度である操舵輪側逆出力角と、の関係を示すモデル式であり、
前記仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデル補正部は、前記実機転舵角最大値が前記増減閾値の絶対値の範囲外である場合に、前記仮想ユニバーサルジョイント逆出力角算出モデルの位相角を前記増減閾値に応じて補正することを特徴とする請求項1から請求項8のうちいずれか1項に記載した車両用操舵制御装置。 A clutch that switches between an open state that mechanically separates the torque transmission path and a connected state that mechanically connects the torque transmission path;
A turning actuator rotation angle detector that detects a turning actuator rotation angle that is a rotation angle of a turning actuator that controls the turning of the turning wheel;
Steering-side clutch angle calculation that calculates the steering-side clutch angle that is the rotation angle on the steering wheel side of the torque transmission path by inputting the steering angle detected by the steering angle detection unit to the actual universal joint output angle calculation model And
The turning wheel rotation angle detected by the turning actuator rotation angle detector is input to a preset real machine universal joint reverse output angle calculation model and virtual universal joint reverse output angle calculation model, and the steered wheels of the torque transmission path are input. A steered side clutch angle calculating unit for calculating a steered side clutch angle which is a rotation angle on the side,
A clutch angle deviation calculating unit that calculates a clutch angle deviation that is a deviation between the steering side clutch angle calculated by the steering side clutch angle calculating unit and the steering side clutch angle calculated by the steering side clutch angle calculating unit;
A virtual universal joint reverse output angle calculation model correction unit for correcting the virtual universal joint reverse output angle calculation model,
The steering angle calculation unit calculates the clutch angle deviation calculated by the clutch angle deviation calculation unit to the steering side clutch angle calculated by the steering side clutch angle calculation unit before the clutch in the connected state is switched to the released state. The turning angle of the steered wheels is calculated based on the change angle at which the steered side clutch angle for turning angle calculation obtained by adding is changed via the steered side universal joint,
The actual universal joint reverse output angle calculation model includes an angle obtained by subtracting the phase angle from a steered wheel side reverse input angle, which is an angle input from the steered wheel side to the steered side universal joint, and the steered side universal joint. Is a model formula showing the relationship with the steering wheel side reverse output angle, which is the angle at which the steered wheel side reverse input angle is output to the steering wheel side via
The virtual universal joint reverse output angle calculation model includes an angle obtained by subtracting the phase angle from a steered wheel side reverse input angle, which is an angle input from the steered wheel side to the virtual universal joint, and the steered side universal joint. And the steering wheel side reverse output angle, which is the angle at which the steered wheel side reverse input angle is output to the steering wheel side.
The virtual universal joint reverse output angle calculation model correction unit increases or decreases the phase angle of the virtual universal joint reverse output angle calculation model when the actual turning angle maximum value is outside the range of the absolute value of the increase / decrease threshold. The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 8 , wherein correction is performed according to a threshold value.
前記転舵角算出部は、前記操舵角検出部が検出した操舵角が前記実機ユニバーサルジョイントを介して変化した変化角を、予め設定したトルクセンサモデルを用いて算出した前記トルク伝達経路のねじれ角を用いて補正した値に基づいて、前記転舵輪の転舵角を算出し、
前記トルクセンサモデルは、前記操舵トルク検出部が検出した操舵トルクと、前記実機ユニバーサルジョイントのねじり剛性と、前記実機ユニバーサルジョイントの入力軸及び出力軸のねじり剛性と、の関係を示すモデル式であることを特徴とする請求項1から請求項9のうちいずれか1項に記載した車両用操舵制御装置。 A steering torque detector for detecting a steering torque that is a torque applied to the steering wheel;
The turning angle calculation unit calculates a twist angle of the torque transmission path calculated by using a preset torque sensor model for a change angle obtained by changing the steering angle detected by the steering angle detection unit via the actual universal joint. Based on the value corrected using, calculate the turning angle of the steered wheels,
The torque sensor model is a model equation showing the relationship between the steering torque detected by the steering torque detector, the torsional rigidity of the actual universal joint, and the torsional rigidity of the input shaft and output shaft of the actual universal joint. The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 9, wherein the vehicle steering control device is a vehicle steering control device.
前記ステアリングホイールの操舵角を検出し、
前記操舵角と、予め設定した実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデル及び仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルと、に基づき、前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する前記操舵角を予め設定した範囲内で変化させたときの前記転舵輪の転舵角の最大値である実機転舵角最大値と、前記仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデル及び前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに入力する前記操舵角を前記予め設定した範囲内で変化させたときの前記転舵角の最大値である仮想転舵角最大値と、を算出し、前記実機転舵角最大値と前記仮想転舵角最大値との比較により補正用位相角及び補正用ジョイント角を演算し、前記補正用位相角及び前記補正用ジョイント角を用いて算出した判定用の転舵角と前記操舵角と予め設定した増減閾値とを用いて補正要否判定用入出力角偏差を演算し、前記実機転舵角最大値と補正要否判定用入出力角偏差との比較により前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルの位相角に対する前記補正用位相角を用いた補正が必要であると判定すると、前記ステアリングホイールの中立位置と前記転舵輪の中立位置とが近似するように前記位相角を前記増減閾値に応じて補正し、
前記位相角を補正した実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルに前記検出した操舵角を入力して、前記転舵角を算出し、
前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、前記実機ユニバーサルジョイントへ前記ステアリングホイール側から入力した角度である操舵輪側入力角に実機ユニバーサルジョイントの入力軸に対する出力軸のねじれ角を示す前記位相角を加算した角度と、前記実機ユニバーサルジョイントを介して前記操舵輪側入力角を前記転舵輪側へ出力した角度である転舵輪側出力角と、の関係を示すモデル式であり、
前記仮想ユニバーサルジョイント出力角算出モデルは、前記実機ユニバーサルジョイント出力角算出モデルと別のモデル式であり、且つ前記実機ユニバーサルジョイントと直列に配列して実機ユニバーサルジョイントと共に前記トルク伝達経路を演算上で仮想的に連結する仮想ユニバーサルジョイントへ前記ステアリングホイール側から入力した角度である操舵輪側入力角に仮想ユニバーサルジョイントの入力軸に対する出力軸のねじれ角を示す位相角を加算した角度と、前記仮想ユニバーサルジョイントを介して前記操舵輪側入力角を前記転舵輪側へ出力した角度である転舵輪側出力角と、の関係を示すモデル式であることを特徴とする車両用操舵制御方法。 A vehicle steering control method in which a torque transmission path between a steering wheel and a steered wheel is connected by an actual universal joint, and the steered wheel is steered according to a steering angle of the steering wheel,
Detecting the steering angle of the steering wheel;
Based on the steering angle and the preset actual machine universal joint output angle calculation model and virtual universal joint output angle calculation model, the steering angle input to the actual machine universal joint output angle calculation model varies within a preset range. The actual turning angle maximum value that is the maximum turning angle of the steered wheels when the steering wheel is turned on, and the steering angle that is input to the virtual universal joint output angle calculation model and the actual universal joint output angle calculation model in advance. By calculating a virtual turning angle maximum value that is the maximum value of the turning angle when changed within a set range, and by comparing the actual turning angle maximum value with the virtual turning angle maximum value Steering for determination calculated by calculating the correction phase angle and the correction joint angle and using the correction phase angle and the correction joint angle Above using a steering angle and a preset decrease threshold calculating a correction necessity determination for input and output angle deviation, the actual by comparison with the actual steering angle maximum value and the correction necessity determination for input and output angle deviation and When the correction is determined to be necessary by using the correction phase angle relative to the phase angle of the universal joint output angle calculation model, the phase angle such that the neutral position of the steering wheel and the neutral position of the steered wheels is approximated Correct according to the increase / decrease threshold ,
Enter the steering angle the detected actual universal joint output angle calculation model correcting the phase angle, before calculating the Kiten steering angle,
In the actual universal joint output angle calculation model, the phase angle indicating the torsion angle of the output shaft with respect to the input shaft of the actual universal joint is added to the steering wheel side input angle that is an angle input from the steering wheel side to the actual universal joint. And a steered wheel side output angle, which is an angle output to the steered wheel side through the actual wheel universal joint, and the steered wheel side output angle.
The virtual universal joint output angle calculation model is a model formula different from the actual universal joint output angle calculation model, and is arranged in series with the actual universal joint to virtually calculate the torque transmission path together with the actual universal joint. An angle obtained by adding a phase angle indicating a torsion angle of the output shaft with respect to the input shaft of the virtual universal joint to the steering wheel side input angle that is an angle input from the steering wheel side to the virtual universal joint to be connected to the virtual universal joint; A vehicle steering control method, characterized in that it is a model formula showing a relationship with a steered wheel side output angle, which is an angle obtained by outputting the steered wheel side input angle to the steered wheel side via a wheel.
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